Συγκριτική μελέτη επίδρασης -β και -γ ιονιζουσών ακτινοβολιών στη μεταφορά πλαστικοποιητών από πλαστικές μεμβράνες συσκευασίας τροφίμων σε προσομοιωτές και επιλεγμένα τρόφιμα

Abstract

The objectives of the present work were to study: 1) The effect of intermediate and high doses (5, 10, 15 and 25 kGy) of gamma radiation on the migration of DEHA and ATBC plasticizers from PVC film, as well as ATBC plasticizer from PVDC/PVC (saran®) film into isooctane at 20°C. 2) The effect of intermediate and high doses (5, 15 and 25 kGy) of gamma radiation on the migration of DEHA and ATBC plasticizers from PVC film, as well as ATBC plasticizer from PVDC/PVC (saran®) film into distilled water, 3% w/v acetic acid and 10% v/v ethanol at 40°C. 3) The effect of intermediate and high doses (5, 15 and 25 kGy) of electron beam radiation on the migration of DEHA and ATBC plasticizers from PVC film into isooctane at 20°C and into distilled water, 3% w/v acetic acid and 10% v/v ethanol at 40°C. 4) The effect of intermediate doses (5 and 10 kGy) of electron beam radiation on the migration of ATBC plasticizer from PVDC/PVC (saran®) film into selected marine finfish (cod, herring) at 4°C. Diffusion coefficients D for both plasticizers were calculated in all of the aforementioned cases. Results showed that gamma irradiation at doses of 10 and 25 kGy resulted in an increase in equilibrium migration value of DEHA (PVC) into isooctane (20oC) by 15,8% and 18,4% respectively. In addition, gamma irradiation at doses of 5, 10 and 25 kGy induced an increase in migrating amounts of ATBC (PVC) into isooctane by 18,1%, 59,2% and 82,8% respectively. Migrating amount of both plasticizers in the organic solvent increased with increasing radiation dose and contact time. Migration of DEHA from irradiated samples reached equilibrium after 3 h of contact (12,3 mg/L, 53,8% loss), while the migration of ATBC was completed after 7 h of contact (5,3 mg/L, 50,3% loss). Gamma irradiation at doses of 5, 15 and 25 kGy resulted in an increase in equilibrium migration value of ATBC (saran) into isooctane by 2,5%, 4,1% and 14,4% respectively, while equilibrium was reached after 7 h of contact (5,5 mg/L, 16,3% loss). Gamma irradiation at pasteurizing (5 kGy) and sterilizing (15, 25 kGy) doses produced an increasing trend in equilibrium migration value of DEHA (PVC) in aqueous solvents (40oC) by 1,4-1,6 times (distilled water), 1,7-1,8 times (10% ethanol) and 2,1-2,4 times (3% acetic acid). Likewise, gamma irradiation at doses of 15 and 25 kGy contributed in an increase in equilibrium migration value of ATBC (PVC) into the aqueous solvents by 1,2-1,3 times and 1,3-1,5 times respectively. The most aggressive simulant seemed to be 3% aqueous acetic acid for DEHA and 10% aqueous ethanol for ATBC. In the case of aqueous simulants the losses of adipate (< 0,5%), as well as citrate (< 4,0%) from PVC were low. Gamma irradiation at doses of 5, 15 and 25 kGy did not induce a significant increase in equilibrium migration value of ATBC (saran) into the aqueous solvents. The loss from the copolymer did not exceed 1,5% and the highest concentrations of citrate were observed in 10% aqueous ethanol.

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε: 1) Η επίδραση ενδιαμέσων και υψηλών δόσεων (5, 10, 15 και 25 kGy) ακτινοβολίας -γ στη μεταφορά των DEHA & ATBC από μεμβράνη PVC και του ATBC από μεμβράνη PVDC/PVC (saran®) σε ισοοκτάνιο στους 20°C. 2) Η επίδραση ενδιαμέσων και υψηλών δόσεων (5, 15 και 25 kGy) ακτινοβολίας -γ στη μεταφορά των DEHA & ATBC από μεμβράνη PVC και του ATBC από μεμβράνη PVDC/PVC (saran®) σε απεσταγμένο νερό, 3% w/v οξικό οξύ και 10% v/v αιθανόλη στους 40°C. 3) Η επίδραση ενδιαμέσων και υψηλών δόσεων (5, 15 και 25 kGy) ακτινοβολίας ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας στη μεταφορά των DEHA & ATBC από μεμβράνη PVC σε ισοοκτάνιο στους 20°C και σε απεσταγμένο νερό, 3% w/v οξικό οξύ και 10% v/v αιθανόλη στους 40°C. 4) Η επίδραση ενδιαμέσων δόσεων (5 και 10 kGy) ακτινοβολίας ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας στη μεταφορά του ATBC από μεμβράνη PVDC/PVC (saran®) σε επιλεγμένους ιχθύς (βακαλάος, ρέγγα) σε θερμοκρασία ψυγείου (4°C). Στο σύνολο των παραπάνω περιπτώσεων υπολογίστηκαν οι συντελεστές διάχυσης D αμφότερων των πλαστικοποιητών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ακτινοβόληση με ακτίνες -γ στις δόσεις 10 και 25 kGy οδήγησε σε αύξηση της μεταφερόμενης ποσότητας (ισορροπία) του DEHA (PVC) στο ισοοκτάνιο (20oC) κατά 15,8% και 18,4% αντίστοιχα. Επίσης η ακτινοβόληση με ακτίνες -γ στις τρεις δόσεις (5, 10 και 25 kGy) προκάλεσε ενίσχυση της συνολικά μεταφερόμενης ποσότητας του ATBC (PVC) στο ισοοκτάνιο κατά 18,1%, 59,2% και 82,8% αντίστοιχα. Η μεταφερόμενη ποσότητα αμφότερων των πλαστικοποιητών στον οργανικό διαλύτη παρουσίασε αύξηση αυξανόμενης της δόσης της ακτινοβολίας και του χρόνου επαφής. Ισορροπία στη μεταφορά του DEHA επιτεύχθηκε για τα ακτινοβολημένα δείγματα κατόπιν 3 ωρών επαφής (12,3 mg/L, 53,8% απώλεια), ενώ η μεταφορά του ATBC ολοκληρώθηκε κατόπιν 7 ωρών επαφής (5,3 mg/L, 50,3% απώλεια). Η ακτινοβόληση με ακτίνες -γ σε 5, 15 και 25 kGy συνέβαλε σε αύξηση της συνολικά μεταφερόμενης ποσότητας του ATBC (saran) στο ισοοκτάνιο κατά 2,5%, 4,1% και 14,4% αντίστοιχα, ενώ ισορροπία επιτεύχθηκε σε 7 ώρες (5,5 mg/L, 16,3% απώλεια). Η ακτινοβόληση με ακτίνες -γ σε δόσεις παστερίωσης (5 kGy) και αποστείρωσης (15, 25 kGy) οδήγησε σε αύξηση της συνολικά μεταφερόμενης ποσότητας του DEHA (PVC) στους υδατικούς διαλύτες (40oC) κατά 1,4-1,6 φορές (απεσταγμένο νερό), 1,7-1,8 φορές (10% αιθανόλη) και 2,1-2,4 φορές (3% οξικό οξύ). Ομοίως, η ακτινοβόληση με ακτινοβολία -γ σε δόσεις 15 και 25 kGy συνέβαλε σε αύξηση της συνολικά μεταφερόμενης ποσότητας του ATBC (PVC) στους υδατικούς διαλύτες κατά 1,2-1,3 φορές και 1,3-1,5 φορές αντίστοιχα. Το «δραστικότερο» μέσο εκχύλισης του DEHA από το PVC ήταν το υδατικό οξικό οξύ, ενώ για τον ATBC η υδατική αιθανόλη. Επίσης, τόσο το ποσοστό απώλειας του αδιπικού (< 0,5%), όσο και του κιτρικού εστέρα (< 4,0%) στο σύνολο των υδατικών διαλυτών ήταν χαμηλό. Σε ό,τι αφορά στον ATBC (saran), η ακτινοβόληση με ακτίνες -γ σε δόσεις 5, 15 και 25 kGy δεν συνέβαλε σε αξιοσημείωτη αύξηση της συνολικά μεταφερόμενης ποσότητάς του στους υδατικούς διαλύτες. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις εστέρα ελήφθησαν στην υδατική αιθανόλη, ενώ η απώλεια από τη συμπολυμερική μεμβράνη δεν υπερέβη το 1,5%.