L’objectif de ce travail était de développer des films antimicrobiens à base de poly(alcool vinylique)(PVOH) réticulés par de l’acide citrique (CTR). La démarche choisie a consisté à incorporer dans le polymère du benzoate de sodium (NaBz), seul ou sous forme de complexe avec l’hydroxypropyl-β-cyclodextrine (HPβCD). La combinaison des fonctions résiduelles du CTR greffé sur le polymère et du NaBz libre permet d’envisager des effets antimicrobiens par contact et par diffusion. Les films ont été réalisés par casting à partir de solutions aqueuses et réticulés par un traitement thermique. La réaction de réticulation a été mise en évidence et suivie à travers l’étude des composés résiduels, l’évolution de la Tg et des fonctions COOH résiduelles en fonction du temps de réticulation. L’étude de différentes compositions a permis de sélectionner les concentrations de 20 et 30 wt% en CTR pour un compromis entre réticulation suffisante et ductilité du film préservée. Le temps nécessaire pour lier l’ensemble des réactifs diminue avec l’augmentation de la température ou de la quantité de CTR. La réaction de réticulation n’est pas modifiée par la présence d’HPβCD. Avec l’ajout de CTR ou d’HPβCD et la réticulation, les films restent faiblement perméables à O2 et fortement perméables à la vapeur d’eau. Concernant la libération du NaBz dans l’eau, la cinétique est ralentie à partir de 360 min de réticulation et de 20 wt% de CTR. L’HPβCD n’a pas d’influence sur la cinétique de libération mais a permis de doubler la quantité libérée. L’activité antimicrobienne par contact et par diffusion a été mise en évidence pour la majorité des films contre l’ensemble des microorganismes étudiés. / The aim of this work was to develop antimicrobial films based on polyvinyl alcohol (PVOH) crosslinked by citric acid (CTR). In our approach, sodium benzoate (NaBz) was introduced in polymer, alone or in complex form with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD). Both CTR residual functions grafted on polymer and free NaBz are expected to provide antimicrobial effects by contact and diffusion. Films were elaborated by casting from aqueous solutions and crosslinked by heat treatment. Crosslinking reaction has been highlighted and followed through the study of residual reagents, the evolution of Tg and residual COOH functions according to crosslinking time. From this investigation, a compromise between sufficient crosslinking and preserved film ductility has been found for a CTR concentration between 20 and 30 wt%. The time required to bind all of the reagents decreases with the increase of temperature or amount of CTR. The crosslinking reaction was not modified by the presence of HPβCD. With the addition of CTR or HPβCD and the crosslinking step, the films remain slightly permeable to O2 and highly permeable to water vapor. Considering the NaBz release in water, kinetics is slowed from 360 min of crosslinking and 20 wt% CTR. HPβCD has no major influence on the kinetics of release but allow to double released amount. Antimicrobial activity by contact and diffusion has been demonstrated for the majority of films against all studied microorganisms.

Dans ce travail nous avons réalisé une évaluation de la composition et des activités biologiques des HEs extraites de L. stoechas récoltées sur 11 sites dans le nord de l'Algérie. Les HEs ont été analysées par GC/FID et GC/MS, où un total de 121 composés ont été identifiés, représentant de 69.88 à 91.2% du contenu total de l'huile. Les principaux constituants étaient le fenchone (11.27-37.48%), le camphre (1.94-21.8%), le 1,8-cinéol (0.16-8.71%) et le viridiflorol (2.89-7.38%). Les activités biologiques in vitro ont démontré que les activités de piégeage du radical DPPH et l’oxydation des lipides du couple β- carotène/acide linoléique différaient d’un facteur 8 et étaient liées à différents ensembles de molécules. Nos 11 HEs ont présenté de bonnes activités antimicrobiennes envers la plupart des 16 souches pathogènes testées à des valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) allant de 0.16 à 3.5 mg/ml. A l’aide d’amorces dégénérées nous avons isolé trois ADNc en pleine longueur, LpFENS, LpPINS et LpGEAS, de feuilles de L. pedunculata. Six ADNc homologues en pleine longueur, LSFENS, LsPINS, LsGEAS, LvFENS, LvPINS et LvGEAS, ont été également isolés des feuilles de L. stoechas et L. viridis en utilisant des amorces spécifiques aux trois premiers ADNc clonés. L’expression hétérologue dans E. coli et l’analyse de l’activité catalytique par GC/MS des enzymes natives recombinantes purifiées de ces TPSs ont permis leur caractérisation fonctionnelle en tant que, α-fenchol synthases (LpFENS, LsFENS et LvFENS), α-pinène synthases (LpPINS, LsPINS et LvPINS) et germacrène A synthase (LpGEAS, LsGEAS et LvGEAS) / In this work, we have assessed the composition and the biological activities of essential oils (EO) extracted from L. stoechas collected from 11 locations in northern Algeria. The oils were analyzed by GC/FID and GC/MS. A total of 121 compounds were identified that accounted for 69.88-91.2 % of the total oil contents. Major components were fenchone (11.27-37.48 %), camphor (1.94-21.8 %), 1,8-cineol (0.16-8.71 %) and viridiflorol (2.89-7.38 %). In vitro biological activities demonstrated that the DPPH-based radical scavenging and the β-carotene/linoleic acid-based lipid anti-oxidation activities differed by an 8 fold factor and were linked to different sets of molecules in different EOs. Our 11 EOs exhibited good antimicrobial activities against most of the 16 tested strains of pathogenic bacteria, filamentous fungi and yeast at minimum inhibition concentration (MIC) values of 0.16 to 3.5 mg/ml. The use of degenerate primers allowed us to isolate three full-length cDNAs, LpFENS, LpPINS and LpGEAS, from the leaves of L. pedunculata. Six full-length homologous cDNAs, LsFENS, LsFENS, LsPINS, LsGEAS, LvFENS, LvPINS and LvGEAS were also isolated from the leaves of L. stoechas and L. viridis with specific primers designed on the cDNAs previously cloned. Heterologous expression in E. coli and GC/MS analysis of the catalytic activity of native recombinant enzymes of these TPSs have led to their functional characterization as α-fenchol synthases (LpFENS, LsFENS and LvFENS), α-pinene synthases (LpPINS, LsPINS and LvPINS) and germacrene A synthases (LpGEAS, LsGEAS and LvGEAS)

Dans ce travail nous avons réalisé une évaluation de la composition et des activités biologiques des HEs extraites de L. stoechas récoltées sur 11 sites dans le nord de l'Algérie. Les HEs ont été analysées par GC/FID et GC/MS, où un total de 121 composés ont été identifiés, représentant de 69.88 à 91.2% du contenu total de l'huile. Les principaux constituants étaient le fenchone (11.27-37.48%), le camphre (1.94-21.8%), le 1,8-cinéol (0.16-8.71%) et le viridiflorol (2.89-7.38%). Les activités biologiques in vitro ont démontré que les activités de piégeage du radical DPPH et l'oxydation des lipides du couple β- carotène/acide linoléique différaient d'un facteur 8 et étaient liées à différents ensembles de molécules. Nos 11 HEs ont présenté de bonnes activités antimicrobiennes envers la plupart des 16 souches pathogènes testées à des valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) allant de 0.16 à 3.5 mg/ml. A l'aide d'amorces dégénérées nous avons isolé trois ADNc en pleine longueur, LpFENS, LpPINS et LpGEAS, de feuilles de L. pedunculata. Six ADNc homologues en pleine longueur, LSFENS, LsPINS, LsGEAS, LvFENS, LvPINS et LvGEAS, ont été également isolés des feuilles de L. stoechas et L. viridis en utilisant des amorces spécifiques aux trois premiers ADNc clonés. L'expression hétérologue dans E. coli et l'analyse de l'activité catalytique par GC/MS des enzymes natives recombinantes purifiées de ces TPSs ont permis leur caractérisation fonctionnelle en tant que, α-fenchol synthases (LpFENS, LsFENS et LvFENS), α-pinène synthases (LpPINS, LsPINS et LvPINS) et germacrène A synthase (LpGEAS, LsGEAS et LvGEAS)

La résistance aux antimicrobiens est un problème mondial majeur de plus en plus préoccupant. Le développement de nouveaux antimicrobiens classiques remplaçant les agents rendus inefficaces est certes l’une des stratégies les plus prometteuses visant à diminuer son ampleur. Mais cette solution demeure malheureusement momentanée. En fait tout agent antimicrobien sera tôt ou tard vaincu par la propagation des souches résistantes favorisée par le phénomène de pression de sélection exercée par l’agent lui-même. Il est donc nécessaire d’envisager toutes les alternatives possibles aux approches classiques, cela afin de diversifier l’arsenal thérapeutique antimicrobien.Les huiles essentielles utilisées par les plantes dans leur défense contre les pathogènes sont naturellement composées d’un mélange de constituants les rendant capables d’agir sur plusieurs cibles de l’organisme. De ce fait, même les pathogènes les plus résistants ne vont pouvoir échapper à leurs actions et le développement des résistances sera par conséquent limité. Dans le cadre de la présente thèse des plantes aromatiques libanaises sélectionnées en se basant surtout sur des indications ethno pharmacologiques ont été récoltées de différentes régions libanaises. Elles ont été par la suite hydrodistillées pour produire une vingtaine d’huiles essentielles qui ont été analysées par GC/MS et éventuellement par RMN, et évaluées contre une gamme de pathogènes responsables d’infections cutanées chez l’homme. L’analyse de la composition chimique des HEs a été marquée par l’isolement et la caractérisation pour la première fois du santolinoïdol, un sesquiterpène du type bisabolène qui a été retrouvé dans l’huile essentielle d’Achillea santolinoides subsp. wilhelmsii. Presque la moitié des HEs ont été actives sur au moins un des pathogènes. L’origine de l’activité des huiles les plus actives, l’effet de leurs associations avec des antimicrobiens commerciaux ainsi que leurs cytotoxicités ont été également investigués. / Antimicrobial resistance is a major global problem and a growing concern. The development of new conventional antimicrobial agents replacing inefficient ones is certainly one of the most promising strategies aiming to reduce its extent. But this solution remains unfortunately momentary. In fact, any antimicrobial agent will eventually be defeated by the spread of resistant strains favored by the selection pressure phenomenon exerted by the agent itself. It is therefore necessary to consider all possible alternatives to conventional approaches in order to diversify the antimicrobial arsenal.Essential oils used by plants in their defense against pathogens are naturally composed of a mixture of components making them able to act on several targets of the organism. Thus, even the most resistant pathogens will not be able to escape their actions and the development of resistance will be therefore limited.In this thesis, Lebanese aromatic plants selected based mainly on ethnopharmacological indications were collected from various Lebanese regions. They were subsequently hydrodistillated producing twenty essential oils analyzed by GC / MS and eventually by NMR, and assessed against a range of pathogens that cause skin infections in humans. The analysis of the chemical composition of the EOs was marked by the isolation and characterization for the first time of santolinoïdol, a bisabolene type sesquiterpene that was found in the essential oil of Achillea santolinoides subsp. wilhelmsii. Almost half of the EOs have been active on at least one pathogen. The origin of the activity of the most active oils, the effect of their associations with commercial antimicrobials and their cytotoxicities were also investigated.

L’œuf est un aliment riche en divers composés dont de nombreuses molécules antimicrobiennes qui sont les effectrices de son système de défense moléculaire innée et complètent l’action des immunoglobulines (IgYs) afin de protéger l’embryon. La composition en IgYs de l’œuf est sous la dépendance notamment des stimulations microbiennes de la poule. L’objectif de notre travail a été d’évaluer l’influence de ces mêmes stimulations sur le système de défense moléculaire innée du blanc d’œuf. Nous avons exploré cette hypothèse en utilisant deux approches expérimentales. La première était basée sur la comparaison de l’activité antibactérienne des blancs d’œufs de poules axéniques, de poules exemptes d’organismes pathogènes spécifiques (EOPS), et de poules conventionnelles. La seconde approche a testé les effets de deux types d’inductions du système immunitaire chez la poule: injection d’un immunostimulant, le lipopolysaccharide bactérien (LPS) et administration oral de souches vaccinales atténuées (virale, bactérienne et parasitaire). Nos résultats montrent que l’activité antibactérienne du blanc d’œuf est augmentée en fonction de la charge microbienne du milieu de vie de la poule, après stimulation de celle-ci par voie intraveineuse avec du LPS ou suite à la vaccination avec des souches atténuées virale ou bactérienne. Néanmoins cette augmentation est modérée de par son amplitude et son spectre antibactérien. Ces résultats suggèrent que les poules peuvent renforcer modérément l’activité antimicrobienne du blanc d’œuf en réponse à des stimuli microbiens de leur milieu et anticiper ainsi les besoins de l’embryon en termes de protection. / The egg is a balanced source of different nutrients and contains a myriad of antibacterial peptides/proteins that ensure its chemical protection. These molecules are a part of its innate molecular defense and, in addition to the maternal immunoglobulins IgY, contribute to the protection of the forming embryo whose development occurs ex utero. It is well documented that yolk immunoglobulin deposition is induced by the environmental microbiome of the hen but no such evidence is available for antimicrobial peptides/proteins. Therefore the aim of this thesis was to assess whether the hen has the ability to stimulate the innate molecular immunity of the egg white when facing a higher environmental microbial load (commensal or pathogenic). To address these questions, we developed two main experimental approaches; the first assessed the impact of the hen environmental microbial load through the comparison of three groups of hens with different immune status:-Germ free, -Specific pathogen free (SPF), and -conventional. The second approach explored the effect of different types of immune stimulation in hens: non-infectious stimulation (systemic injection of bacterial lipopolysaccharide (LPS)); immune stimulation using attenuated live vaccines (Infectious bronchitis virus vaccine, Salmonella enterica Enteritidis vaccine and a complex of Eimeria vaccine). Our results show that the activity of egg white is increased in response to higher microbial environmental charge, after LPS systemic stimulation or after vaccinating hens with live attenuated viral and bacterial strains. However this response is moderate both in its amplitude and microbial spectrum. Altogether, it appears that hens when subjected to immune stimuli, have the ability to reinforce moderately the antibacterial activity of the egg white as an attempt to anticipate the need of protection of their embryos.

Le règne végétal est une ressource renouvelable d'une large gamme de métabolites secondaires biologiquement actifs. Ces travaux de thèse proposent une stratégie multidisciplinaire d'évaluation du potentiel de composés phénoliques antimicrobiens d'origine végétale pour la conservation des aliments. Un criblage de l'activité antimicrobienne in vitro vis-à-vis de 8 souches de la flore pathogène et d'altération des aliments d'une centaine de molécules pures et une soixantaine d'extraits végétaux a d'abord permis de sélectionner les plus actifs. Différents mécanismes d'action vis-à-vis de S. aureus ont pu être mis en évidence par cytométrie de flux couplée à l'utilisation de marqueurs de l'état physiologique des bactéries pour quelques uns des composés actifs sélectionnés. En vue d'une application à de la viande bovine, l'activité antibactérienne des composés phénoliques ou extraits végétaux les plus actifs a été réévaluée dans des milieux de culture plus complexes mimant leur teneur en protéines et en matières grasses. Les résultats de ce criblage et un suivi microbiologique de viande hachée de bœuf avec 1% (m/m) d'extrait ajouté ont permis d'observer que les pertes d'activité antibactérienne observées étaient notamment corrélées aux interactions des composés phénoliques avec les protéines ou les matières grasses. L'incorporation des composés phénoliques ou extraits végétaux dans des matériaux d'emballage en contact alimentaire a constitué la seconde voie de mise en œuvre envisagée. Des films plastiques conservant une activité antibactérienne ont ainsi pu être élaborés par voie fondue / The plant kingdom is a renewable resource of a wide range of biologically active secondary metabolites. This thesis proposes a multidisciplinary strategy for evaluating the potential of plant-derived antimicrobial phenolic compounds for food preservation. A screening of the antimicrobial activity in vitro against 8 strains of foodborne pathogenic and spoilage microorganisms of a hundred pure molecules and about sixty plant extracts allowed to select the most active. Different mechanisms of action with respect to S. aureus could be demonstrated by flow cytometry coupled with the use of probes of the physiological state of the bacteria for some of the selected active compounds. For application to beef, the antibacterial activity of the most active phenolic compounds or plant extracts has been re-evaluated in more complex culture media mimicking their protein and fat content. The results of this screening and a microbiological monitoring of minced beef with 1% (m / m) of added extract made it possible to observe that the observed losses of antibacterial activity were in particular correlated with the interactions of the phenolic compounds with the proteins or fat. Incorporation of phenolic compounds or plant extracts into packaging materials in contact with food constituted was the second proposed route of implementation. Plastic films that retain antibacterial activity have thus been able to be prepared by melting

L’étude physicochimique de trois lichens récoltés en Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata et Cladonia incrassata, a permis d’isoler et de caractériser 16 composés issus du métabolisme secondaire. Dans un premier temps, ces lichens ont été sélectionnés lors d’un criblage analytique préliminaire réalisé sur 17 espèces. L’activité antimicrobienne des extraits acétoniques a été évaluée, puis leur fractionnement bioguidé a été mis en œuvre. Les deux isomères de l’acide usnique, 3 dibenzofuranes, 4 depsides, 3 depsidones, un acide aliphatique, un phtalide et un stérol ont été isolés. Une xanthone trichlorée, la cladoxanthone A, a été extraite et identifiée pour la première fois à partir d’une source naturelle. L’effet de tous les composés a été évalué sur Staphyloccocus aureus par bioautographie. Pour les produits isolés en quantité suffisante, des tests de dilution en milieu liquide ont permis de déterminer leurs CMI, en comparaison avec le Phénonip®, conservateur couramment utilisé dans l’industrie cosmétique. Les acides didymique et condidymique en particulier s’avèrent être de bons candidats pour une utilisation en tant que conservateurs. Dans un second temps, compte tenu de leur potentielle application industrielle, nous avons exploré des voies de synthèse de l’acide usnique et de la cladoxanthone A. Ainsi, la préparation de l’intermédiaire clé pour l’accès à l’acide usnique a été optimisée et les premiers essais de couplage en présence d’une porphyrine sont encourageants. De même, les voies de synthèse proposées et mises en œuvre pour la cladoxanthone A sont prometteuses. / Phytochemical study of three lichens collected in Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata and Cladonia incrassata, led to the isolation and the structural identification of 16 secondary metabolites. First, these lichens were chosen after a preliminary screening performed on 17 species. Antimicrobial activity of acetone extracts was evaluated and bioassay-guided fractionation was performed. The two isomers of usnic acid, 3 dibenzofurans, 4 depsides, 3 depsidones, one aliphatic acid and one sterol were isolated. A trichlorinated xanthone, named cladoxanthone A, was extracted and identified for the first time in a natural source. A bioautographic protocol was used to evaluate antibacterial activities of these compounds on Staphylococcus aureus. MICs of the products obtained in sufficient amounts were determined by a broth microdilution method in parallel with Phenonip®, a preservative commonly used in cosmetic industry. Didymic and condidymic acids were found to be good candidates for use as preservatives. Secondly, owing to their potential industrial application, we explored synthetic routes for usnic acid and cladoxanthone A. Thus, the preparation of the key intermediate for access to usnic acid was optimized and the first coupling tests in the presence of a porphyrin were encouraging. Similarly, the proposed synthetic routes for cladoxanthone A are promising.

En période néonatale, la muqueuse intestinale est immature et particulièrement perméable, notamment aux facteurs environnementaux comme les toxiques, les infections mais aussi les événements stressants. De la bonne maturation de la barrière intestinale va dépendre la mise en place de l'homéostasie intestinale et donc la tolérance vis-à-vis des antigènes luminaux. La survenu d’évènements stressants durant la petite enfance est associée au déclenchement et/ou l’entretien de pathologies gastro-intestinales fonctionnelles comme le Syndrome de l’Intestin Irritable (SII) mais aussi organiques comme les Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI). De plus, ces pathologies malgré leurs différences dans la sévérité et les signes cliniques, partagent un certain nombre de caractéristiques physiopathologiques communes, comme la rupture de l’intégrité de la barrière intestinale associée à une rupture de tolérance vis-à-vis des antigènes luminaux et plus particulièrement contre le microbiote intestinal. L’objectif de ce travail a été d’évaluer les effets d’un Stress de Séparation Maternelle (SSM) sur l’homéostasie intestinale et la réponse immunitaire vis-à-vis du microbiote commensal chez la souris jeune adulte. Nos résultats ont mis en évidence un dimorphisme sexuel dans ce modèle. Chez les souris mâles jeunes adultes, le SSM diminue les fonctions de la barrière intestinale associé à une altération de la réponse humorale et cellulaire au niveau systémique vis-à-vis du microbiote commensal, ainsi qu’à un défaut des cellules présentatrices d’antigènes, conduisant à une inflammation de bas grade malgré un profil proinflammatoire des lymphocytes T. Chez les souris femelles jeunes adultes, le SSM altère la fonctionnalité des cellules de Paneth associée à surpopulation bactérienne intestinale, responsable de la sensibilité viscérale en réponse à une distension colorectale et une réponse humorale systémique dirigée contre le microbiote commensal. Nous avons mis en évidence une empreinte du SSM chez le jeune adulte, capable d'induire des modifications profondes de l’homéostasie intestinale ainsi que de la réponse immunitaire systémique contre le microbiote intestinal. Le SSM altère l'homéostasie intestinale et reproduit des caractéristiques communes aux pathologies digestives à savoir une rupture de barrière associée à une réponse immunitaire contre le microbiote sans symptômes majeurs. Ce travail a permis d'identifier la survenue d'événements stressants pendant la petite enfance comme un facteur environnemental important capable d'altérer l'homéostasie intestinale chez des individus sains et qui pourrait contribuer au déclenchement de pathologies intestinales chez des individus génétiquement prédisposés. / Perinatal period is characterized by an immature intestinal barrier particularly permeable to luminal antigens and as such highly vulnerable to environmental factors like toxins, infections or stressful events. The appropriate maturation of intestinal barrier leads to intestinal homeostasis and tolerance toward luminal contents. Early life stressful events are associated with the development and/or maintenance of functional gastrointestinal disorders like Irritable Bowel Syndrome (IBS) or organic one like Inflammatory Bowel Diseases (IBD). These pathologies are highly different in term of etiology and clinical severity however they share common features like alteration in intestinal barrier associated with an abnormal immune response toward luminal contents especially commensal microbiota. Our aim was to evaluate the consequences of maternal separation (MS) on intestinal homeostasis, host-microbiota relationship and the humoral and cellular response at adulthood. Due to sexual dimorphism in this model, the results are presented separately for male and female. In young adult male mice, MS decreases intestinal barrier functions associated with an alteration of systemic humoral and cellular response toward commensal microbiota. Moreover, a defect of antigen presenting cells in spleen leads to systemic low grade inflammation despite a pro-inflammatory profile of T cell. In young adult female mice, MS alters the functionality of Paneth cells associated with an intestinal bacterial overgrowth, leading to visceral sensitivity and systemic humoral response toward commensal microbiota. We highlighted that MS has long lasting adverse effects on intestinal homeostasis and systemic immune response toward commensal microbiota in young adult. MS impairs intestinal homeostasis in healthy individuals and might contribute to trigger intestinal pathologies in susceptible persons.

Cette étude porte sur l’analyse du mécanisme de transfert du carvacrol (molécule antimicrobienne volatile) au travers de films à base de chitosan. La composition, la structure, les paramètres de procédés et de séchage de la couche de chitosan ont été corrélés aux propriétés physico-chimiques et fonctionnelles des films. La compréhension de ces facteurs et de leurs influences est cruciale à l’optimisation de la production de films actifs à base de polyéthylène enduits de chitosan. En effet, composition, microstructure et condition environnementale (température, humidité) conditionnent la rétention puis la libération contrôlée du carvacrol. La présence d’humidité induit absorption, gonflement, et plastification du chitosan, et par conséquent influe sur la structure, ses propriétés thermiques et de surface. L’absorption d’humidité, due au changement de structure, entraîne une forte augmentation de la perméabilité aux gaz et à la vapeur d’eau, et favorise ainsi la libération du carvacrol, nécessaire à une efficacité antimicrobienne rapide. Cette dernière, ainsi que l’impact sensoriel sur l’aliment emballé, sont directement corrélés aux aspects cinétiques et de partage des vapeurs de carvacrol. Ces travaux ont ainsi mis en évidence l’importance le compréhension de mécanismes de transfert dans les emballages à base de bio-polymères sur leur production et application industrielles / The aim of this study is the analysis of structure and transfer mechanisms through chitosan based food packaging materials with incorporated carvacrol as a model of antimicrobial active substance. Integration of composition parameters, structure, processing and drying of chitosan systems is correlated to its physico chemical and functional properties. Understanding and detailed analyses of processing parameters is crucial in production of active chitosan coatings applied on conventional materials such as polyethylene. So, the knowledge of composition and microstructure in association to environmental conditions, control the retention and the release kinetics of carvacrol from chitosan film. Water vapour was crucial parameter that strongly influenced adsorption, swelling and plasticization of chitosan based films, as well as thermal, surface and mechanical properties. By changing the matrix structure, penetrating water molecules decreased gas barrier efficiency and increased release of carvacrol. Furthermore, release of carvacrol in the headspace was correlated to the antimicrobial efficiency and to the organoleptic impact on packed food products. Such investigation highlights the transfer mechanism within bio-based materials, prior to efficiency prediction for their industrial development.In dry conditions, all chitosan films were fairly good gas barriers (about 10 17 g/m∙s∙Pa). Chitosan coated polyethylene films were up to 10000 times less permeable than uncoated PE. Increase in the environmental humidity above 60% and up to 96% (that represents the conditions of a real fresh food packaging system), significantly increased gas permeability of all chitosan films. Mechanical tests confirmed that when relative humidity increased, structural changes were induced. Therefore, extensive water plasticization of chitosan matrix was observed.Diffusion coefficients of carvacrol from chitosan film increased up to 1000 times when humidity increased from 0% to 100%. Water vapour triggers the release of carvacrol in the vapour phase. This indicates the importance of controlling the environmental conditions in the packaging at the time of the application but also during the active film storage.Films with carvacrol concentrations in the vapour phase above 2x10-7 g/mLair were efficient against large spectrum of bacteria, including some Gram-positive bacteria, Gram-negative bacteria and fungi. In some instances the concentration that was required for carvacrol antimicrobial efficiency was not organoleptically acceptable to consumers. / Cilj ovog rada je analiza strukture i mehanizama prijenosa tvari kroz ambalažne materijale za pakiranje hrane na bazi kitozana s inkorporiranim karvakrolom kao modelnom aktivnom antimikrobnom tvari. Integrirani sastavni parametri, struktura, proizvodnja i sušenje kitozanskog sustava korelirani su sa njegovim fizikalno-kemijskim i funkcionalnim svojstvima. Razumijevanje i detaljna analiza procesnih parametara predstavlja ključan korak u proizvodnji aktivnih kitozanskih prevlaka na konvencionalnim materijaima kao što je polietilen. Dakle, poznavanje sastava i mikrostrukture u ovisnosti o okolnim uvjetima, osnovni je preduvjet za kontrolirano zadržavanje i otpuštanje karvakrola iz filmova na bazi kitozana. Vodena para predstavlja ključni parametar koji značajno utječe na adsorpciju, bubrenje i plastifikaciju kitozanskih filmova, kao i na njegova toplinska, površinska, i mehanička svojstva. Penetracijom (prodiranjem) molekula vode dolazi do promjene strukture matriksa, smanjuje se učinkovitost barijernih svojstava prema plinovima i povećava otpuštanje karvakrola. Otpuštanje karvakrola u zračnom prostoru u korelaciji je sa antimikrobnom učinkovitosti i organoleptičkim svojstvima upakiranih prehrambenih proizvoda. Ovo istraživanje prije svega naglašava značaj poznavanja mehanizma prijenosa tvari unutar biomaterijala koji je neophodan za predviđanje učinkovite primjene na industrijskoj razini