Argile modifiée de l’Université de Copenhague : piéger l’éthylène pour ralentir le mûrissement des fruits et légumes

Les fruits parcourent souvent des milliers de kilomètres avant d’arriver dans votre cuisine.

Avocats du Chili, bananes du Costa Rica, tomates du sud de l’Espagne ou mangues du Brésil : ces produits restent fréquemment plusieurs jours, voire plusieurs semaines, au cœur de chaînes logistiques avant d’atteindre les consommateurs.

Cette traversée au long cours a un revers bien connu : des millions de tonnes de fruits et de légumes se gâtent avant même d’apparaître en rayon.

Une grande partie de ces pertes est liée à un gaz naturellement émis par les produits eux-mêmes.

Quand l’éthylène accélère la maturation

L’éthylène est une hormone végétale sous forme gazeuse. À mesure qu’ils mûrissent, de nombreux fruits et légumes en relâchent.

Ce gaz régule le mûrissement, mais dans des environnements fermés - conteneurs maritimes, entrepôts de stockage et autres espaces confinés - il peut s’accumuler.

Quand sa concentration augmente, fruits et légumes mûrissent plus vite et risquent de pourrir avant d’arriver chez les clients.

Pour répondre à ce problème, des scientifiques estiment désormais qu’un matériau étonnamment simple pourrait aider : l’argile.

Un matériau naturel à qui l’on confie une nouvelle mission

Des chercheurs de l’Université de Copenhague ont montré qu’une argile courante pourrait devenir un levier concret contre le gaspillage alimentaire.

En modifiant ce matériau afin qu’il piège l’éthylène, l’équipe vise à ralentir le mûrissement des produits frais pendant le transport et le stockage.

Les travaux ont été menés sous la direction de la professeure Heloisa Bordallo, au Niels Bohr Institute.

« L’argile est un matériau intéressant, car elle est naturelle, bon marché, non toxique et présente partout – et nous pouvons l’absorber en toute sécurité dans l’organisme », a indiqué Bordallo.

« Notre idée était la suivante : pouvons-nous utiliser la chimie et la physique pour modifier l’argile afin qu’elle capture le gaz et ralentisse ainsi le processus de mûrissement ? Nous y sommes parvenus. »

Au départ, les scientifiques ont évalué l’argile telle quelle, dans sa forme naturelle. Résultat : elle ne retenait qu’une faible quantité d’éthylène.

Ils ont ensuite appliqué un traitement chimique doux pour agrandir les micro-espaces au sein de la structure de l’argile. Cette approche a permis au matériau de capter nettement plus de gaz, tout en limitant sa libération ultérieure.

Comprendre précisément le mécanisme

Pour cette étude, l’équipe s’est concentrée sur un minéral argileux naturel : la montmorillonite. Très répandue, non toxique et peu coûteuse, elle présente des atouts évidents pour un déploiement à grande échelle.

Afin de déterminer comment l’éthylène circule dans le matériau, les chercheurs ont combiné des mesures avancées aux neutrons et aux rayons X, ainsi que des méthodes d’analyse thermique permettant d’observer la réaction des matériaux à la chaleur.

Karina Kovalchuk, membre du groupe de Bordallo au Lawrence Berkeley National Laboratory, est la première autrice de l’étude.

« Nous connaissons désormais la physique et la chimie fondamentales du processus qui influencent la capacité de l’argile à absorber et à retenir l’éthylène. Nous ne le savions pas auparavant », a déclaré Kovalchuk.

« Nous pouvons donc désormais contrôler et optimiser le procédé, ce qui est indispensable pour une utilisation industrielle. »

De petits sachets, un effet potentiellement majeur

L’application envisagée se veut particulièrement simple à mettre en œuvre.

« Nous imaginons de petits sachets ou des coussinets d’argile en poudre, que l’on placerait avec les fruits et légumes durant le transport pour absorber l’éthylène – de la même manière que les sachets de silice absorbant l’humidité que l’on trouve souvent dans les emballages lorsque l’on achète, par exemple, des chaussures ou des appareils électroniques », a précisé Kovalchuk.

Le groupe de recherche cherche désormais à améliorer encore ce matériau. Il étudie notamment comment augmenter la capacité de capture de l’éthylène, prolonger la durée de rétention du gaz, et trouver un compromis entre performance et responsabilité environnementale.

Les prochaines étapes consisteront à intégrer directement l’argile dans des systèmes d’emballage alimentaire, afin d’évaluer son comportement dans des conditions réelles.

Moins de gaspillage, un meilleur goût

Le gaspillage alimentaire figure parmi les défis majeurs du système alimentaire mondial. D’après des estimations internationales, environ un tiers des aliments produits dans le monde est perdu ou gaspillé chaque année.

Les fruits et légumes représentent une part importante de ce total, car ils se détériorent rapidement.

Limiter l’accumulation d’éthylène pourrait aider à éviter qu’une plus grande quantité de produits ne se gâte pendant le transport. Cela pourrait également améliorer le goût.

De nombreux fruits sont cueillis avant d’être pleinement mûrs, car les producteurs ont besoin de temps pour l’expédition.

Même si un fruit récolté peut continuer à mûrir ensuite, certains composés responsables des saveurs et des arômes n’atteignent pas leur plein développement lorsqu’il a été cueilli trop tôt.

« Si nous parvenons à résoudre le problème de l’éthylène, cela remplit deux objectifs. D’abord, nous pouvons réduire le problème mondial du gaspillage alimentaire », a expliqué Bordallo.

« En même temps, cela peut permettre de récolter les fruits plus tard dans le processus de mûrissement, de sorte que les consommateurs obtiennent des fruits au goût conforme à ce qu’il devrait être. »

Au-delà des rayons de fruits et légumes

Ces résultats pourraient aussi servir en dehors de l’emballage alimentaire. De nombreux secteurs recherchent des matériaux capables de capturer et de retenir sélectivement des gaz.

La compréhension nouvellement acquise de l’interaction entre l’argile modifiée et l’éthylène pourrait aider, à l’avenir, à concevoir d’autres matériaux dédiés à des technologies de gestion des gaz.

Pour l’instant, l’attention reste portée sur les produits frais. Si un simple sachet d’argile permet à davantage de fruits et légumes de survivre au trajet de la ferme à l’assiette, cela pourrait réduire les pertes, améliorer la qualité et mieux valoriser les aliments déjà cultivés dans le monde.

L’étude complète a été publiée dans la revue Applied Surface Science Advances.