BHA, BHT, TBHQを添加したポリプロピレンベースの活性型食品包装フィルムのマイグレーション分析、酸化防止剤、機械的特性の評価

Migration analysis, antioxidant, and mechanical characterization of polypropylene-based active food packaging films loaded with BHA, BHT, and TBHQ.

• Seyedeh Homa Fasihnia
• Seyed Hadi Peighambardoust
• Seyed Jamaleddin Peighambardoust
• Abdulrasoul Oromiehie
• Maral Soltanzadeh
• Donatella Peressini

抄録

ブチル化ヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）および第三級ブチル化ヒドロキノン（ＴＢＨＱ）酸化防止剤を押出成形プロセスを用いて添加することにより、ポリプロピレン（ＰＰ）ベースの活性複合フィルムを調製した。BHT、2％〜3％のBHA、および3％のTBHQのすべての濃度は、対照フィルムと比較して、複合フィルムの引張強さ（TS）を有意に増加させた。酸化防止剤の濃度を上げるとBHTフィルムの引張強さは減少したが、BHAとTBHQフィルムでは逆の傾向が観察された。BHAは2％未満，BHTは2％以上，TBHQはすべての添加濃度で，対照フィルムと比較して破断伸度（E）を有意に低下させた。1%BHTフィルムの水蒸気透過率(WVP)は対照フィルムと有意な差はなかった。しかし，他の酸化防止剤を添加した場合，特に濃度を上げた場合には，WVP値が有意に上昇した。300%～662%増加したTBHQフィルムが最も高いWVPを示し，5%～81%増加したBHTフィルムは複合フィルムの中で最も低いWVPを示した。3種類の酸化防止剤はいずれもフィルムの透明性に悪影響を与えたが，高濃度ではBHAの効果が大きかった．酸化防止剤は、フィルムの色属性を変化させませんでした。すべての酸化防止剤を含むフィルムは、2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジルラジカル消去活性を示し、濃度が高くなるにつれて、特に3重量％のBHTとTBHQを含むフィルムで活性が上昇した。以上のことから、BHAとBHTをPPマトリックスに配合することで、機械的特性、バリア性、酸化防止特性、フィルム外観が改善され、抗酸化活性のあるPPフィルムの開発が提案された。TBHQフィルムは、機械的特性が弱い（EおよびTS値が低く、WVPが高く、マイグレーションが大きい）ため、食品包装には推奨されていません。

Polypropylene (PP) based active composite films were prepared by adding butylated hydroxy anisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), and tertiary butylated hydroquinone (TBHQ) antioxidants using the extrusion molding process. All concentrations of BHT, 2% to 3% BHA, and 3% TBHQ significantly increased the tensile strength (TS) of the composite films compared with control films. Increasing antioxidant concentration decreased TS values for BHT films, whereas an opposite trend was observed for BHA and TBHQ films. BHA at < 2%, BHT at > 2%, and TBHQ at all added concentrations significantly reduced elongation at break (E ) of the composite films compared to control films. Water vapor permeability (WVP) of 1% BHT film was not significantly different from control. However, other antioxidants especially at increased concentrations significantly increased WVP values. TBHQ films with 300% to 662% increase had the highest WVP and BHT films with 5% to 81% increase had the lowest WVP among composite films. All three antioxidants had a negative effect on the transparency of the films; however the effect of BHA at higher concentrations was greater. The antioxidants did not change the color attributes of the films. Films containing all antioxidants showed 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical-scavenging activity, which increased with increase in their concentration, especially for those containing 3 wt.% BHT and TBHQ. Overall, incorporating BHA and BHT into a PP matrix improved mechanical, barrier, antioxidant properties, and film appearance and consequently were proposed for the development of antioxidant active PP films. TBHQ film is not recommended for food packaging because of its weak mechanical properties (lower E and TS values, higher WVP, and greater migration).

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