Comparison of solvent and techniques for extraction of benzophenone from paper intended to come into contact with foodstuffs

Abstract

Benzophenone is used as a photo-initiator in UV cure ink for printing of packaging. Basically, colorful paper packaging may be contaminated with high concentration of benzophenone. If the paper is extracted using inappropriate method, extracted benzophenone might be less than the actual amount. Therefore, to obtain the efficiency of extraction,Chinese cake paper box contaminated with benzophenone in high concentration was selected as test sample. The sample was extracted using various solvent, including acetonitrile, ethanol andmixture of dichloromethane and three kinds of solvents, such as cyclohexane, hexane and acetronitrile in the ratio of 1:1. This study found that the extracted paper sample using 95% ethanol gave the highest yield of benzophenone. The yield form 95% ethanol extraction is around 7% higher than those from acetronitrile and acetronitrile: dichloromethane (1:1) and around 50% yield higher than those from the mixture of dichloromethane and cyclohexane or hexane used. Furthermore, the results of extracted benzophenone by varying extraction techniques: at room temperature for 24 hr, 60?C for 2 hr in water bath and temperature below 60?C ultrasonic bath were 308, 322 and 320 mg/kg, respectively. Although these results are not significantly different at 95% confidences (One Way Anova, p = 0.397), ultrasonic extraction gave the least standard deviation (n=3). In conclusion, the appropriate technique for benzophenone extraction from food contact paper is ultrasonic extraction using 95% ethanol as extraction solvent.

บทคัดย่อ

สารเบนโซฟีโนนเป็นสารเริ่มปฏิกิริยาด้วยแสง (photo-initiator) ชนิดหนึ่งที่ใช้ในหมึกพิมพ์สำหรับการพิมพ์บนบรรจุภัณฑ์ โดยทั่วไปแล้วกระดาษที่มีการพิมพ์ด้วยสีสันสดใสจะมีปริมาณเบนโซฟีโนนตกค้างอยู่เป็นจำนวนมาก หากกระดาษเหล่านี้ถูกสกัดด้วยตัวทำละลายหรือวิธีการสกัดที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลให้การทดสอบปริมาณเบนโซฟีโนนได้น้อยกว่าความเป็นจริง ดังนั้นเพื่อให้ได้วิธีสกัดที่มีประสิทธิภาพกระดาษกล่องขนมเปี๊ยะเป็นตัวอย่างที่ถูกเลือกให้เป็นตัวอย่างในการทดสอบเนื่องจากมีปริมาณเบนโซฟีโนนตกค้างเป็นปริมาณสูงโดยนำมาสกัดด้วยตัวทำละลายต่างชนิดกัน ได้แก่ อะซิโตรไนไตรล์ เอทานอล และตัวทำละลายผสมระหว่างไดคลอโรมีเทนในอัตราส่วน 1:1 กับตัวทำละลายดังต่อไปนี้ คือ เฮกเซน ไซโคลเฮกเซน และอะซิโตรไนไตรล์ ผลจากการศึกษาพบว่ากระดาษที่สกัดด้วยเอทานอล ร้อยละ 95 สามารถสกัดสารเบนโซฟีโนนได้สูงสุดโดยสกัดได้มากกว่าเมื่อสกัดด้วยอะซิโตรไนไตรล์ หรืออะซิโตรไนไตรล์ผสมกับไดคลอโรมีเทนถึง ร้อยละ 7 และมีประสิทธิภาพดีกว่าเมื่อเทียบกับการสกัดด้วยตัวทำละลายผสมระหว่างไดคลอโรมีเทนกับไซโคลเฮกเซนหรือเฮกเซนถึงร้อยละ 50 ส่วนผลการเปรียบเทียบปริมาณเบนโซฟีโนนที่สกัดด้วยเอทานอลร้อยละ 95 โดยการสกัดที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 24 ชั่วโมง การสกัดที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียสในอ่างควบคุมอุณหภูมิ เป็นเวลา 2 ชั่วโมง และการสกัดด้วยเครื่องอัลตร้าโซนิกที่อุณหภูมิไม่เกิน 60 องศาเซลเซียส พบว่าค่าเฉลี่ยของปริมาณเบนโซฟีโนนที่สกัดได้ทั้ง 3 วิธี มีค่าเท่ากับ 308 322 และ 320 ตามลำดับ ซึ่งไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับความเชื่อมั่น ร้อยละ 95 (One Way Anova, p = 0.397) แต่เทคนิคการสกัดด้วยเครื่องอัลตร้าโซนิกมีค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานน้อยกว่าอีกสองวิธี (n = 3) ผลการศึกษาวิจัยนี้สรุปได้ว่าเทคนิคการสกัดด้วยเครื่องอัลตร้าโซนิกและตัวทำละลายเอทานอล ร้อยละ 95 เป็นวิธีการที่เหมาะสมในการสกัดสารเบนโซฟีโนนจากกระดาษที่ใช้เป็นวัสดุสัมผัสอาหาร