Tính Chất Hóa Học và Vật Lý của Natri Benzoat
Công thức hóa học: C₇H₅NaO₂ (Muối natri của axit benzoic).
Khối lượng phân tử: 144,11 g/mol.
Tính chất vật lý:
- Dạng tồn tại: Bột tinh thể trắng, không mùi hoặc mùi nhẹ.
- Độ tan:
- Trong nước: 62,5 g/100 mL ở 20°C (tan tốt hơn axit benzoic do tính ion).
- Trong ethanol: 5 g/100 mL.
- Nhiệt độ nóng chảy: Phân hủy ở ~410°C (không nóng chảy rõ ràng).
- pH dung dịch (1%): 7,5–8,5 (tính kiềm nhẹ do thủy phân tạo OH⁻).
Tính chất hóa học:
- pKa của axit benzoic: 4,2 → Natri benzoat chỉ phát huy tác dụng bảo quản trong môi trường axit (pH < 3,6), khi chuyển hóa thành axit benzoic (dạng hoạt động ức chế vi sinh vật).
- Phản ứng đặc trưng:
- Với axit mạnh (HCl): Tạo axit benzoic kết tủa trắng:
C7H5NaO2+HCl→C7H6O2↓+NaCl - Với vitamin C (axit ascorbic) trong điều kiện nhiệt/ánh sáng: Tạo benzen (chất gây ung thư), cần kiểm soát trong sản phẩm.
- Với axit mạnh (HCl): Tạo axit benzoic kết tủa trắng:
Ứng Dụng và Liều Lượng Chi Tiết
1. Trong Thực Phẩm
Cơ chế: Ức chế vi khuẩn, nấm mốc nhờ axit benzoic (hoạt động tối ưu ở pH < 3,6).
Liều lượng theo quy định:
| Loại sản phẩm | Liều lượng tối đa | Ghi chú |
|---|---|---|
|
Nước giải khát có gas |
-Mỹ (FDA):0,1% (1.000 mg/L) |
Hiệu quả cao do pH thấp (2,5–4,0). |
|
Nước ép trái cây |
-Mỹ:0,05–0,1% |
Không dùng cho nước ép pH > 4,0. |
|
Dưa muối, cà muối |
1.000 mg/kg(EU & Mỹ) |
Môi trường axit tự nhiên (pH ~3,5). |
|
Mứt, trái cây đóng hộp |
500 mg/kg(EU) |
Kết hợp với kali sorbat để tăng hiệu quả. |
Lưu ý an toàn:
- ADI (Liều dùng chấp nhận được): 5 mg/kg thể trọng/ngày (tính theo axit benzoic tương đương → ~5,9 mg/kg natri benzoat).
- Cảnh báo: Tránh kết hợp với vitamin C (nguy cơ tạo benzen).
2. Trong Dược Phẩm
Cơ chế: Bảo quản dạng lỏng, ức chế vi khuẩn gây nhiễm khuẩn.
| Ứng dụng | Liều lượng | Ghi chú |
|---|---|---|
|
Dung dịch uống (siro) |
0,1–0,5% |
Phối hợp với natri saccharin để che vị đắng. |
|
Thuốc điều trị rối loạn chu trình urê |
250–750 mg/kg thể trọng/ngày |
Dùng đường tiêm hoặc uống, kết hợp với natri phenylacetate. |
|
Thuốc nhỏ mắt |
0,01–0,1% |
Nồng độ thấp do tính kích ứng. |
Lưu ý:
- Trong điều trị rối loạn chu trình urê, liều cao được kiểm soát chặt chẽ do nguy cơ nhiễm toan chuyển hóa.
3. Trong Các Ngành Công Nghiệp Khác
| Ngành | Liều lượng/Ứng dụng | Cơ chế/Ghi chú |
|---|---|---|
|
Mỹ phẩm |
-Rửa trôi (sữa tắm):≤2,5% |
Bảo quản, tránh kết hợp với vitamin C. |
|
Công nghiệp pyrotechnic |
50% hỗn hợp bột "whistle" |
Tạo âm thanh khi đốt (phản ứng oxi hóa). |
|
Chất ức chế ăn mòn |
1–2% trong chất làm mát ô tô |
Ngăn ăn mòn kim loại nhờ tính kiềm. |
|
Sản xuất nhựa |
0,05–0,2% |
Chất ổn định trong quy trình trùng hợp. |
Cảnh Báo và Giới Hạn Sử Dụng
- Độc tính: Liều cao (>5 mg/kg/ngày kéo dài) có thể gây rối loạn tiêu hóa, dị ứng.
- Tương kỵ: Không dùng chung với vitamin C, axit ascorbic trong sản phẩm có pH thấp.
- Quy định toàn cầu:
- EU: Tuân thủ E211 với giới hạn cụ thể theo loại sản phẩm.
- Mỹ: Tuân thủ 21 CFR 184.1733 (GRAS).
- ASEAN: Theo Codex Alimentarius (0,1% trong đa số thực phẩm).
Kết Luận
Natri benzoat là chất bảo quản đa năng với hiệu quả cao trong môi trường axit. Việc sử dụng cần tuân thủ giới hạn liều theo từng ngành và kiểm soát pH để đảm bảo an toàn. Trong dược phẩm điều trị, liều lượng cao được áp dụng dưới sự giám sát y tế, trong khi ứng dụng công nghiệp tập trung vào vai trò chất ổn định và ức chế ăn mòn. Luôn kết hợp đánh giá rủi ro (ví dụ: nguy cơ benzen) để tối ưu hóa hiệu quả và an toàn.
Dịch
