BHT چیست؟ نقش حیاتی این آنتی‌ اکسیدان در صنایع مختلف

بی اچ تی (BHT) که با نام‌های بوتیل هیدروکسی تولوئن (Butylated hydroxytoluene)، دی بوتیل هیدروکسی تولوئن و بوتیل هیدروکسیل تولوئن نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی است که اغلب به عنوان آنتی اکسیدان در صنایع مختلف مانند مواد غذایی، آرایشی و بهداشتی و دارویی استفاده می‌شود. نام‌های دیگر آن شامل 2,6-di-tert-butyl-p-cresol، 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol، Agidol 1، Antioxidant 4K، DBPC، Dibunol و Ionol است.

ماهیت BHT:

بی اچ تی یک ترکیب آلی لیپوفیلیک (چربی‌دوست) است. این ماده یک مشتق فنل یا مشتق جایگزین فنل است. فرمول شیمیایی آن C15 H24 O و شماره CAS آن 128-37-0 است. در حالی که بی اچ تی به طور طبیعی در برخی قارچ‌ها و گونه‌های درختی یافت می‌شود، مانند قارچ Talaromyces islandicus و درخت توس سفید ژاپنی، اما بخش اعظم BHT مورد استفاده در صنایع به صورت مصنوعی تولید می‌شود. بی اچ تی مصنوعی از واکنش پاراکرزول و ایزوبوتیلن در حضور کاتالیزوری مانند اسید سولفوریک ساخته می‌شود. یک روش شامل واکنش فور-متوکسی فنل با ایزوبوتیلن کاتالیز شده توسط اسید سولفوریک در سال 1947 ثبت اختراع شده است. همچنین گزارش شده است که بی اچ تی می‌تواند به طور طبیعی از طریق سنتز جلبک‌ها و فیتوپلانکتون‌ها تولید شود.

خواص فیزیکی BHT:

بی اچ تی به طور کلی یک ماده مایل به زرد کم رنگ تا سفید، یا پودر کریستالی سفید مایل به زرد تا کاملاً سفید بسته به فرآیند تولید است. این ماده تقریباً بی‌بو و طبق گزارش‌ها بی‌مزه است. بی اچ تی در آب نامحلول است، اما در اتانول و چربی‌ها/لیپیدها محلول می‌باشد. در روغن‌های گرم حل می‌شود. همچنین قابلیت انحلال تا 40 درصد وزنی در برخی سورفکتانت‌های غیریونی را دارد. بی اچ تی بر خلاف برخی آنتی اکسیدان‌های طبیعی، مقاومت بالایی در برابر دمای بالا دارد.

در اینجا خواص فیزیکی BHT به صورت جدول آورده شده است:

ویژگی	توضیحات
شکل ظاهری	جامد بلوری سفید (ممکن است زرد کم رنگ باشد)
حلالیت	محلول در چربی‌ها، روغن‌ها و حلال‌های آلی (اتانول، استون)؛ نامحلول در آب
نقطه ذوب	حدود 70°C
بو و طعم	تقریباً بی‌بو و بی‌مزه
انحلال پذیری	قابلیت انحلال تا 40% وزنی در سورفکتانت‌های غیریونی
مقاومت دمایی	مقاومت بالا در برابر دمای بالا

عملکرد اصلی BHT

نقش اصلی BHT به عنوان یک آنتی‌اکسیدان است. این ماده با مهار تشکیل رادیکال‌های آزاد، به جلوگیری از اکسیداسیون و خراب شدن محصولات کمک می‌کند. در محصولات غذایی، BHT اکسیداسیون روغن‌ها و چربی‌ها را به تأخیر می‌اندازد و از کاهش فعالیت ویتامین‌های محلول در روغن جلوگیری می‌کند. همچنین به عنوان یک پایدارکننده و نگهدارنده عمل کرده و ماندگاری و پایداری محصولات را افزایش می‌دهد.

این آنتی‌اکسیدان می‌تواند عملکرد سایر نگهدارنده‌ها را تقویت کرده و با سایر آنتی‌اکسیدان‌ها سازگاری دارد. به همین دلیل، در صنایع مختلفی از جمله غذا، لوازم آرایشی، لاستیک‌سازی، و محصولات نفتی استفاده می‌شود. در محصولات مراقبت از پوست، ماندگاری آن‌ها را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

مکانیسم عمل BHT

BHT و BHA به عنوان “قاتل زنجیره‌ای” (chain killers) عمل کرده و واکنش‌های زنجیره‌ای تشکیل رادیکال‌های آزاد را متوقف می‌کنند. این رادیکال‌ها معمولاً از ترکیبات آلی مانند چربی‌ها در محصولات غذایی و آرایشی تشکیل می‌شوند. BHT با این رادیکال‌ها واکنش می‌دهد تا از اکسیداسیون جلوگیری کند و خواص محصول مانند بو، رنگ و بافت حفظ شود.

مکانیسم اصلی BHT به عنوان آنتی‌اکسیدان:

• توقف واکنش زنجیره‌ای رادیکال‌های آزاد

• جلوگیری از اکسیداسیون چربی‌ها و روغن‌ها

• افزایش ماندگاری و پایداری محصولات

کاربردها و ویژگی‌ها BHT

 

ویژگی های شیمیایی BHT

• آنتی اکسیدان: با اهدای اتم هیدروژن به رادیکال های آزاد، اکسیداسیون را مهار می کند (مکانیسم رادیکال گیری).
• پایداری: پایدار در شرایط معمولی، اما در دماهای بالا یا نور UV تجزیه می شود.
• واکنش پذیری: با اکسیدان های قوی واکنش می دهد.

کاربردهای BHT

بر اساس بحث‌های قبلی ما در مورد تعریف، ماهیت و مکانیسم عمل بی اچ تی (BHT)، کاربردهای این ترکیب عمدتاً حول محور خواص آنتی‌اکسیدانی، نگهدارندگی و پایدارکنندگی آن در محیط‌های چرب است. منابع مختلف به کاربردهای گسترده BHT در صنایع گوناگون اشاره دارند:

1. صنایع غذایی:
   • BHT به طور گسترده‌ای به عنوان یک آنتی‌اکسیدان و نگهدارنده در مواد غذایی استفاده می‌شود.
   • نقش اصلی آن جلوگیری از اکسیداسیون لیپیدها (روغن‌ها و چربی‌ها) است، که این کار به تأخیر انداختن تند شدن (رنسید شدن) کمک می‌کند.
   • همچنین از کاهش فعالیت ویتامین‌های محلول در روغن جلوگیری می‌کند.
   • استفاده از BHT باعث افزایش ماندگاری و حفظ کیفیت محصولات غذایی از نظر طعم، بافت و ارزش تغذیه‌ای می‌شود.
   • این ماده در طیف وسیعی از محصولات غذایی مانند غلات، چیپس سیب‌زمینی، مارگارین، مغزها، گوشت و ماهی چرب و محصولات پخته شده یافت می‌شود.
   • BHT با شماره E321 به عنوان یک افزودنی غذایی در اروپا استفاده می‌شود.
   • سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) استفاده از BHT را در غلظت‌های محدود ایمن می‌داند، معمولاً 0.01 تا 0.02 درصد و تا 200 قسمت در میلیون در روغن‌های تردکننده.
   • اگرچه بحث‌هایی در مورد توانایی BHT خوراکی در ایجاد سرطان مطرح شده است و برخی صنایع غذایی آن را با BHA جایگزین کرده‌اند، اما منابع دیگر اشاره دارند که BHT توسط آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) به عنوان سرطان‌زای احتمالی برای انسان طبقه‌بندی نشده است.
2. صنایع آرایشی و بهداشتی و مراقبت شخصی:
   • BHT در فرمولاسیون‌های آرایشی و بهداشتی به عنوان آنتی‌اکسیدان، پایدارکننده و نگهدارنده عمل می‌کند.
   • این ماده به حفظ خواص و عملکرد محصول هنگام قرار گرفتن در معرض هوا (جلوگیری از تغییر بو، رنگ و بافت) کمک می‌کند.
   • با جلوگیری از اکسیداسیون فاز چرب فرمولاسیون‌ها، پایداری آن‌ها را افزایش می‌دهد.
   • BHT به طور قابل توجهی ماندگاری محصولات مراقبت از پوست را افزایش می‌دهد.
   • می‌تواند به عنوان یک آنالوگ مصنوعی ویتامین E عمل کند.
   • در کرم‌ها، محصولات آرایشی مانند رژ لب، کرم پودر، پاک‌کننده‌های آرایش، آرایش چشم و ریمل و محصولات مراقبت شخصی مانند مرطوب‌کننده‌ها و کرم‌های ضد آفتاب استفاده می‌شود.
   • در محصولات حاوی فاز چرب یا امولسیون‌های آبی حاوی عصاره‌های گیاهی کاربرد دارد.
   • می‌تواند عملکرد سایر نگهدارنده‌ها مانند فنوکسی‌اتانول را تقویت کند.
   • همچنین برای تثبیت و محافظت از مواد اولیه در فرآیند تولید استفاده می‌شود و برخلاف برخی آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی، مقاومت خوبی در برابر دمای بالا دارد.
   • در ساخت صابون، BHT به روغن‌های گرم اضافه می‌شود تا از اکسیداسیون جلوگیری کند.
   • در محصولات مراقبت از دهان مانند دهان‌شویه، خمیر دندان و محصولات موضعی دهانی استفاده می‌شود.
   • غلظت‌های استفاده شده در لوازم آرایشی متفاوت است، از 0.0002٪ تا 0.5٪ یا حتی تا 0.8% در برخی محصولات.
3. صنایع دارویی:
   • BHT به عنوان آنتی‌اکسیدان در صنایع دارویی نیز کاربرد دارد.
   • ممکن است در ژل‌های دارویی، کرم‌ها، کپسول‌های مایع و ژلاتینی، قرص‌ها و سایر اشکال دارویی به کار رود.
   • برای محافظت از داروها و مکمل‌ها در برابر تخریب ناشی از اکسیژن و نور استفاده می‌شود و به حفظ اثربخشی و پایداری مواد فعال کمک می‌کند.
   • در ویتامین‌ها، داروها و درمان‌های موضعی یافت می‌شود.
   • برخی منابع به استفاده از آن برای درمان تبخال دستگاه تناسلی و سندرم نقص ایمنی اکتسابی (AIDS) اشاره کرده‌اند، از جمله استفاده مستقیم روی پوست برای بهبود تبخال. مکانیسم احتمالی در این زمینه آسیب به دیواره سلولی لیپیدی برخی ویروس‌ها ذکر شده است.
4. تولید لاستیک و پلاستیک:
   • BHT به عنوان یک ماده افزودنی و پایدارکننده در تولید انواع لاستیک مصنوعی و طبیعی و پلاستیک استفاده می‌شود.
   • این ماده با جلوگیری از ایجاد پراکسیدهای آلی در صنعت لاستیک‌سازی عمل می‌کند.
   • همچنین در مواد مبتنی بر لاستیک در مواد شوینده برای جلوگیری از اکسیداسیون کاتالیز شده به کار می‌رود.
5. محصولات نفتی و کاربردهای صنعتی دیگر:
   • BHT یک محصول پرکاربرد در صنایع متعددی مانند فلزکاری و تولید محصولات نفتی است.
   • به عنوان افزودنی سوخت در روغن‌های صنعتی مانند روغن موتور و ضد یخ، سیالات هیدرولیک، روغن‌های توربین و سوخت جت‌ها استفاده می‌شود.
   • برای تسهیل ذخیره‌سازی ایمن، به عنوان مهارکننده پلیمریزاسیون به برخی مونومرها اضافه می‌شود.
   • همچنین در خوراک دام استفاده تجاری دارد.

به طور کلی، کاربردهای BHT به دلیل خاصیت آنتی‌اکسیدانی قوی و پایداری آن، به‌ویژه در محیط‌های چرب که خود BHT نیز در آنها محلول است، بسیار متنوع و گسترده است. این کاربردها از افزایش ماندگاری مواد غذایی و آرایشی گرفته تا محافظت از مواد صنعتی و حتی کاربردهای خاص دارویی را شامل می‌شود.

روش های استفاده از BHT در محصولات شوینده

بر اساس منابع ارائه شده، روش‌های ترکیب بی اچ تی (BHT) در محصولات شوینده عمدتاً در دو دسته کلی، یعنی صابون‌ها و پودرهای لباسشویی گرانول، مورد بحث قرار گرفته است. این روش‌ها با توجه به ماهیت بی اچ تی که یک ترکیب چربی‌دوست و نامحلول در آب است، متفاوت هستند.

روش‌های ترکیب BHT در صابون:

• در فرآیند صابون‌سازی (که شامل فازهای روغنی و آبی/قلیایی است)، BHT باید به فاز روغنی اضافه شود.
• توصیه می‌شود بی اچ تی را در روغن‌های گرم هم بزنید تا حل شود. برخی منابع اشاره دارند که باید آن را در روغن‌های گرم (حدود 40-50 درجه سانتی‌گراد) حل کرد، هرچند این دما در متنی ذکر شده که به کرم‌ها و پمادها اشاره دارد، نه لزوماً صابون. با این حال، ایده حل کردن در روغن گرم با ماهیت چربی‌دوست BHT سازگار است.
• افزودن مستقیم بی اچ تی به روغن‌ها بدون حل کردن کامل ممکن است منجر به تکه‌های ژل‌مانند در صابون نهایی شود.
• تلاش برای حل کردن بی اچ تی در آب یا آب قلیایی به خوبی جواب نمی‌دهد، زیرا بی اچ تی در آب نامحلول است.
• یک راه حل جایگزین ممکن است حل کردن بی اچ تی در اتانول باشد که بی اچ تی به راحتی در آن حل می‌شود، اما استفاده از الکل در صابون توصیه نمی‌شود، هرچند ممکن است مقدار کمی از آن استفاده شود.
• همچنین ذکر شده است که آنتی‌اکسیدان باید در محیطی که قرار است از آن محافظت کند (در اینجا چربی‌ها در صابون) محلول باشد تا به طور مؤثر عمل کند.

روش‌های ترکیب BHT در پودر لباسشویی گرانول:

• در تولید پودرهای لباسشویی گرانول، یک روش مؤثر برای ترکیب بی اچ تی این است که آن را ابتدا در یک سورفکتانت آلی غیر یونی حل کنند.
• امکان حل کردن تا 40 درصد وزنی بی اچ تی در برخی سورفکتانت‌های آلی وجود دارد. به عنوان مثال، تهیه محلول 30 درصد وزنی بی اچ تی در سورفکتانت غیر یونی Synperonic A05 به راحتی امکان‌پذیر بوده است.
• پس از حل شدن بی اچ تی در سورفکتانت غیر یونی، این مخلوط به صورت اسپری بر روی ترکیب پودری گرانول شوینده پاشیده می‌شود، در حالی که پودر در حال مخلوط شدن است.
• این پاشش می‌تواند در یک میکسر درام یا سایر میکسرهای مناسب مانند بسترهای سیال یا میکسرهای دو مخروطی انجام شود.
• این روش ترکیب باعث می‌شود بی اچ تی بهتر از روش افزودن آن در عطر، در محلول شستشو در دسترس باشد و محافظت بهتری از مواد بر پایه لاستیک در برابر اکسیداسیون کاتالیز شده در طول شستشو ایجاد کند.
• برای این روش، باید مقدار کافی سورفکتانت در فرمولاسیون وجود داشته باشد تا تمام آنتی‌اکسیدان حل شود. معمولاً حداقل میزان سورفکتانت غیر یونی باید دو برابر وزن آنتی‌اکسیدان باشد، هرچند همانطور که گفته شد، می‌توان تا 40 درصد وزنی بی اچ تی را در برخی سورفکتانت‌ها حل کرد. سورفکتانت مورد استفاده می‌تواند یکی از سورفکتانت‌های موجود در فرمولاسیون یا یک سورفکتانت اضافی باشد.

به طور خلاصه، در حالی که در صابون‌سازی تمرکز بر افزودن BHT به فاز روغنی است، در پودرهای لباسشویی گرانول، روش کارآمد شامل حل کردن BHT در سورفکتانت غیر یونی و سپس اسپری کردن آن روی پودر در حال اختلاط است. این تفاوت در روش‌های ترکیب به دلیل تفاوت در فرمولاسیون و ماهیت فاز اصلی در این دو نوع محصول شوینده است.

TBHQ چیست؟

ترت بوتیل هیدروکینون (TBHQ) یک افزودنی غذایی است که معمولاً به عنوان محافظ مؤثر  در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی و دارویی استفاده می شود.

BHA ،BHT و TBHQ همگی آنتی اکسیدان در نظر گرفته می شوند. آنها به غذاهای چرب و روغنی اضافه می شوند زیرا مانند آهنربا برای اکسیژن هستند! این آنتی اکسیدان ها، ملکول اکسیژن را جذب و به جای اکسید شدن چربی ها، خود اکسید می شوند و از روغن ها و دیگر مواد غذایی در برابر اکسایش و فساد محافظت می کنند.

مولکول های مورد مطالعه را می توان بر اساس پتانسیل آنتی اکسیدانی آنها به صورت زیر رتبه بندی کرد:

BHT > BHA ≈ TBHQ > curcumin

 نتیجه‌گیری

استفاده از BHT در صابون‌ سازی و محصولات آرایشی و بهداشتی می‌تواند نقش مهمی در افزایش پایداری محصولات و محافظت از پوست در برابر آسیب‌ های محیطی ایفا کند. این ماده به دلیل فوایدی همچون جلوگیری از پیری زودرس و کاهش حساسیت‌های پوستی، به عنوان یک عنصر موثر در حفظ کیفیت و کارایی محصولات بهداشتی شناخته می‌شود.