Sécurité alimentaire: Les emballages intelligents à la rescousse?

Islem A. YezzaChargé de projets emballages intelligents et écologiques

Rappels massifs et crise de la listériose (2008)

Rappel de produits Maple Leaf en raison de la présence de L. monocytogenes

300 fromagers visés

38 Québécois victimes de la listériose

5 morts: 2 adultes et 3 bébés

Le plus gros rappel de l’histoire: 220 produits

Crise sanitaire: 13 morts

Pertes: $20 millions

Rappel de certains fromages en raison de la présence de L. monocytogenes

Les rappels de produits sont de plus en plus récurrents

La complexité des réseaux modernes de distribution alimentaire peut en être une cause

La multiplication du nombre d’inspections semble difficilement à même de résoudre le problème

Emballages intelligents à la rescousse ?

Les nouveaux emballages dits intelligents pourraient-ils être une solution ?

Plan de la présentation

1. Introduction

2. Emballages intelligents: concept et marché

3. Exemples d’applications

4. Conclusions

Emballage et sécurité alimentaire

Joue un rôle majeur dans la protection et la conservation des aliments en garantissant la sécurité alimentaire

Température des denrées = paramètre clé pour la sécurité alimentaire des produits périssables

Les intoxications alimentaires sont souvent liées aux ruptures dans la chaîne du froid d’un produit

4 défis majeurs

Le temps où les emballages ne jouaient qu'un rôle de barrière inerte et imperméable est révolu

1. Préservation de la salubrité et des qualités organoleptiques et nutritionnelles des aliments

2. Prolongation de la durée de vie des aliments

3. Protection de l’environnement

4. Interaction avec le consommateur via de nouvelles fonctionnalités

« Emballer, c’est Penser …Penser au-delà de la boîte»

L'emballage devient intelligent

L’emballage devient intelligent grâce aux nouveaux systèmes d'étiquetage

Étiquettes proposant une information claire et objective sur l’état de conservation d’un produit:

1. Surveiller les produits emballés

2. Détecter toute détérioration du contenu

3. Communiquer des informations complémentaires sur la qualité du contenu

Marché

La demande pour les nouveaux emballages émergents devrait augmenter de 8,33 % /an pour atteindre 1,9 milliard USD en 2013

Au Japon, en Australie, en Europe et aux Etats-Unis: déjà adoptés par les consommateurs mais aussi par la législation

Aux USA : croît au rythme annuel de 30% et devrait atteindre 165 million $ en 2011

Source: Freedonia Group (Juillet 2009) et BCC Research (Janvier 2008)

Développement rapide

Les emballages intelligents devraient connaitre la croissance la plus rapide :

1. Émergence d’indicateurs temps-température (ITT) à un prix abordable ($0.02 to $0.20 par unité)

2. Une véritable prise de conscience concernant le rôle que peuvent jouer les ITT dans la sécurité alimentaire réduisant également les pertes de denrées périssables

ITT: irréversibles, constituant une méthode sûre et infalsifiable pour le contrôle et le suivi de la chaîne du froid durant le transport et le stockage des produits

Fournissent un enregistrement permanent qui confirme un respect constant de qualité et d'hygiène

Peuvent être appliqués directement sur un produit, une bouteille, un emballage, un carton, etc.

Types ITT : à base d’encres thermochromiques, de micro-organismes, enzymes, nanoparticules et d’étiquettes RFID

Les Indicateurs Temps Température (ITT)

Ils sont considérés comme des avertisseurs munis d'indicateurs de :

Emballages intelligents: avertisseurs

1. Contamination microbiologique

2. Rupture de la chaîne du froid

3. État de fraîcheur de l’aliment

4. Fuites et détériorations

5. Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6. Maturité, date expiration et température

1.Contamination microbiologique

2. Rupture de la chaîne du froid

3. État de fraîcheur de l’aliment

4. Fuites et détériorations

5. Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6. Maturité, date expiration et température

Exemples d’applications

The Food Sentinel System™

Indicateur de contamination microbienne

Détection rapide de pathogènes

Anticorp spécifique placé au niveau du code-barres

La présence de bactéries va rendre le code-barres illisible

CheckPoint® labels

Basé sur une réaction enzymatique colorimétrique dépendant de la variation de pH du produit dans son emballage

Informe sur l’éventuel développement microbien

L’hydrolyse du substrat entraîne une chute du pH et donc un changement de couleur

SensorQ™

Détecte le niveau de contamination

Particulièrement bien adaptés aux produits carnés frais

Coût: moins de 1% de la valeur total d’un emballage moyen de viande ou de poulet

1. Contamination microbiologique

2.Rupture de la chaîne du froid

3. État de fraîcheur de l’aliment

4. Fuites et détériorations

5. Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6. Maturité, date expiration et température

Exemples d’applications

À l’intérieur de l’anneau, une encre thermochromique invisible: un point rouge apparaît au bout de l’étiquette lors des dépassements

Irréversibles avec une précision de ±1°C

Puces auto-adhésives

Le respect de la chaîne du froid, sa sécurisation et sa traçabilité sont des enjeux d'actualité pour l’industrie agro-alimentaire

Détecter les maillons faibles de la chaîne du froid

Paksense

Petite pastille waterproof: assurer le respect de la chaîne du froid

En fonction de la température de conservation désirée pour le produit, une LED va émettre une couleur verte

Ces données enregistrées sur 6, 15, 30 ou 60 jours dans la mémoire de la pastille, sont récupérables par un lecteur spécial qui, une fois connecté à l’ordinateur, transformera ces données en graphiques

TT SensorTM TTI

Basé sur une réaction de diffusion qui induit un changement de couleur de l’indicateur du jaune vers le rose pâle

Respecte les récommandations de la FDA concernant l’emballage MAP des fruits de mer et des poissons

Traceo

Un indicateur microbiologique de rupture de la chaîne du froid Elle s’appuie sur une réaction biologique due à la présence de

flore bactérienne Une étiquette adhésive qui indique par une réaction colorée, une

accumulation critique de ruptures de la chaîne du froid Il rend alors impossible la lecture du code barres en caisse

Tempix

Si le produit a été exposé à de fortes températures, un liquide s’écoule sur le code barre, le détruisant et le rendant illisible au scanner

1. Contamination microbiologique

2. Rupture de la chaîne du froid

3.État de fraîcheur de l’aliment

4. Fuites et détériorations

5. Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6. Maturité, date expiration et température

Exemples d’applications

Fresh-Check

Indicateur intelligent de D.L.C. qui permet de contrôler visuellement la possibilité de consommer ou non un aliment, un plat

Contient un réactif qui évolue irréversiblement en noircissant le centre de l'étiquette

Fonctionne sur base d'une réaction de polymérisation d'un monomère incolore (diacéthylène) en fonction du couple temps/température

Indicateur de fraîcheur (eO)

Étiquette fraîcheur adhésive à destination des consommateurs et des industriels de l'agroalimentaire

Indique par un changement de couleur qu'un produit frais n'est plus consommable

OnVu

Une réaction chimique se produit au même rythme que se dégrade le produit et indique au consommateur l’état de fraîcheur du produit

État de fraîcheur du poisson

Un capteur qui vire du jaune au rouge en présence des composants volatiles émis par la chair des poissons ou des fruits de mer en décomposition (triméthyl amine), responsable de l'odeur caractéristique du ''poisson pourri''

Le changement de couleur correspond à celui d'un colorant sensible au pH

Les composés volatils présents lors de la détérioration de poitrines de poulet au réfrigérateur: le sulfure d'hydrogène (H2S)

État de fraîcheur de la volaille

(Smolander et al. 2003; UPM Raflatac)

Indicateur H2S imprimé

Des nano-couches d’argent réagissent avec le H2S

La couleur de l’étiquette vire du marron au blanc

1. Contamination microbiologique

2. Rupture de la chaîne du froid

3. État de fraîcheur de l’aliment

4.Fuites et détériorations

5. Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6. Maturité, date expiration et température

Exemples d’applications

Indicateurs de fuites pour MAP

De nombreux produits sont emballés ou scellés sous atmosphère modifié (MAP)

Ces indicateurs sensibles à l’O2 peuvent détecter si un emballage a été endommagé ou ouvert

Basé sur une réaction chimique ou enzymatique résultant d’une variation de la concentration en O2

Généralement : changement de couleur dû à l’oxydation du réactif (bleu de méthylène)

Indicateur d’O2 imprimé en jet d’encre

Encre intelligente à base de nano-particules photosensibles à base de dioxyde de titane (TiO2)

La couleur de l'indicateur passe du blanc au bleu si de l'oxygène pénètre dans l'emballage

Source: VTT 2008; Mills and Hazafy, 2008

Ageless Eye: Indicateur d’O2

Capteur indiquant l’âge du produit en suivant la concentration d’O2 dans l’emballage

Un capteur d’O2 qui varie du rose (inférieur à 1%) au bleu (5-8%) selon la composition de l’atmosphère dans l’emballage

1. Contamination microbiologique

2. Rupture de la chaîne du froid

3. État de fraîcheur de l’aliment

4. Fuites et détériorations

5.Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6. Maturité, date expiration et température

Exemples d’applications

L’emballage: support privilégié de la traçabilité

Les enjeux de la traçabilité:

1. Compétitivité: Productivité, Qualité, Efficacité

2. Sécurité: Prévention des risques, Lutte contre la contrefaçon, Pérennité

3. Innovation: Création de valeur, Nouveaux services

Permet de mieux déterminer les responsabilités des intervenants

Indicateurs de traçabilité

Les étiquettes RFID

La RFID (pour Radio Frequency Identification): technologie qui permet d’établir un dialogue entre deux éléments électroniques sans nécessiter de contact physique ou visuel

Protection, information, identification, contrôle et traçabilité

RFID: peuvent être imprimés directement sur les produits et devraient remplacer à terme les codes barres

RFID: Marché

Taux de croissance pharaoniques pour la RFID

2009 : RFID devrait peser $5,6 milliards

Le marché des radio-étiquettes se développe sous l’impulsion de plusieurs tendances (IDTechEx, 2009):

• La distribution, l’étiquetage des palettes et des caisses: 225 millions de tags

• Les titres de transport: 350 millions de radio-étiquettes• L’étiquetage animalier: 105 millions de tags

RFID: authenticité et tracabilité des viandes

Retrace l’itinéraire du produit depuis l’abattoir jusqu’à sa mise en rayon

Vérifie l’authenticité du Prosciutto

Pertes sur les produits alimentaires dans la supply chain peut monter jusqu'à 50 %

Fournir des détails sur les conditions de température durant le transport et in fine sur la qualité des fraises de chaque palette

Réduction des pertes et amélioration des profits tant pour le producteur que pour le distributeur et le détaillant

RFID et agro-alimentaire transfrontalier

1. Contamination microbiologique

2. Rupture de la chaîne du froid

3. État de fraîcheur de l’aliment

4. Fuites et détériorations

5. Traçabilité, authenticité et lutte contre la contrefaçon

6.Maturité, date expiration et température

Exemples d’applications

Une étiquette indique la date d'expiration

Un liquide coloré qui bouge de quelques millimètres chaque jour dans le mince tube capillaire

Réduire les pertes des produits périssables

Une étiquette pour deviner la maturité

Deviner la saveur d’un fruit

Repose sur la réaction naturelle de l’étiquette aux arômes dégagés par le fruit

Change de couleur au fur et à mesure que le fruit mûrit

Indicateur de Température

Penser au-delà de la boîte (1)

1. Auparavant passif, l’emballage devient plus intelligent: Surveiller, détecter et communiquer

2. En proposant des dispositifs d’information qui «parlent» directement au consommateur, les emballages intelligents devraient permettre de garantir la traçabilité, la qualité et la sécurité des produits jusqu’au consommateur

3. Les ITT apportent une valeur ajoutée aux produits et garantissent un lien de confiance entre le consommateur et le produit, voire la marque

Penser au-delà de la boîte (2)

4. La traçabilité est une préoccupation grandissante en raison de l’évolution de la réglementation et des attentes du public

5. L’introduction de nouveaux types d’ITT intégrés à la technologie RFID constitue également une voie très prometteuse

6. Le développement des procédés d’impression combinés à de nouveaux détecteurs/senseurs laisse présager un avenir très prometteur en termes d’applications et de possibilités pour l’imprimerie

1. Rentabilité, fiabilité et efficacité

2. Compatibilité avec le cadre réglementaire en vigueur

3. Acceptation par tous les acteurs de la chaîne alimentaire (consommateur, distributeur, producteur

Barrières à l'acceptation/l'adoption

Pour le développement de ces nouvelles étiquettes au Canada, certains facteurs doivent être pris en considération:

1. Sauver des vies

2. Prémunir les industriels de l’agro-alimentaire des pertes considérables

3. Éviter l’impact négatif à leur image de marque

Mettez de l’intelligence dans votre étiquette !

Un investissement certes couteux, mais rentable

L’ICGQ…votre partenaire

Fort d’une expertise et d’un savoir faire dans les technologies d’impression, les encres et les matériaux et plus récemment dans les nanotechnologies, l’ICGQ, est votre partenaire pour le développement et la mise en place d’étiquettes intelligentes dans le secteur de l’emballage

Islem A. YezzaChargé de projets emballages intelligents et écologiquesemail: iyezza@icgq.qc.ca ; Tel: 514-389-5061 # 224