Acid benzoic (E210) – chất bảo quản hoạt động tốt ở pH acid

Acid benzoic (E210) là chất bảo quản kháng khuẩn kinh điển trong mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm. Điểm cần nhớ nhất: chỉ dạng acid không phân ly mới có tác dụng, nên acid benzoic chỉ hiệu quả ở môi trường acid (tối ưu pH 2,5–4,5).

Thông tin nhanh

Ứng dụng và nồng độ

Acid benzoic cũng có lịch sử lâu dài trong các chế phẩm dùng ngoài như thuốc mỡ Whitfield (acid benzoic 6% + acid salicylic 3%).

Hoạt tính kháng khuẩn

• pKa 4,19 (25 °C). Tác dụng tối ưu ở pH dưới 4,5; trên pH 5 hầu như mất tác dụng.
• Vi khuẩn Gram dương: kìm khuẩn trung bình (MIC điển hình 100 µg/mL); Gram âm yếu hơn (MIC đến 1600 µg/mL).
• Nấm mốc, nấm men: tác dụng trung bình; propylen glycol có thể tăng tác dụng kìm nấm. Không tác động lên bào tử.
• Trong nhũ tương dầu/nước, acid benzoic phân bố vào pha dầu và dimer hóa trong dung môi không phân cực – cần tính tổng lượng benzoat sao cho pha nước vẫn đủ nồng độ acid tự do.

Mô tả và tính chất

• Tinh thể hoặc bột kết tinh trắng, dạng vảy hoặc kim; không mùi hoặc thoảng mùi.
• Nhiệt độ nóng chảy 122 °C (bắt đầu thăng hoa từ 100 °C); nhiệt độ sôi 249,2 °C.
• pH dung dịch bão hòa: 2,8.
• Độ tan (25 °C): khó tan trong nước (1/300); dễ tan trong ethanol (1/2,3), methanol (1/1,8), aceton (1/2,3), ether (1/3), cloroform (1/4,5); tan 1/68 trong ethanol 25%. Acid citric hoặc natri acetat làm tăng độ tan biểu kiến trong nước.
• Hệ số phân bố octanol:nước 1,87.

Độ ổn định và bảo quản

Dung dịch nước có thể tiệt khuẩn bằng hấp hoặc lọc; dung dịch 0,1% bền ít nhất 8 tuần trong chai PVC ở nhiệt độ phòng. Trong hỗn dịch, anion benzoat hấp phụ lên bề mặt tiểu phân hoạt chất, làm thay đổi điện tích và có thể ảnh hưởng độ ổn định vật lý của hỗn dịch. Nguyên liệu bảo quản trong bao bì kín, nơi khô mát.

Tương kỵ

Phản ứng như một acid hữu cơ điển hình với kiềm và kim loại nặng. Hiệu lực bảo quản có thể giảm do tương tác với kaolin.

Sản xuất

Dù có trong tự nhiên, acid benzoic thương mại được tổng hợp: oxy hóa liên tục toluen pha lỏng với xúc tác coban ở 150–200 °C, 0,5–5,0 MPa (hiệu suất khoảng 90%); hoặc từ benzotriclorid (qua benzoyl clorid rồi thủy phân) hoặc từ anhydrid phthalic. Sản phẩm thô được tinh chế bằng thăng hoa hoặc kết tinh lại.

An toàn và thao tác

Acid benzoic uống vào được liên hợp với glycin ở gan tạo acid hippuric thải qua nước tiểu – cần thận trọng ở người bệnh gan mạn. Acid benzoic kích ứng dạ dày, kích ứng nhẹ da, mắt và niêm mạc; có báo cáo dị ứng. WHO đặt ADI của acid benzoic và các benzoat (tính theo acid benzoic) đến 5 mg/kg thể trọng. Thao tác nơi thông gió, dùng kính, găng tay, khẩu trang; acid benzoic dễ cháy.

Tình trạng pháp lý

• FDA xếp nhóm GRAS; có trong FDA Inactive Ingredients Guide (tiêm bắp, tiêm tĩnh mạch, dung dịch rửa, dung dịch, hỗn dịch, siro, viên nén uống; chế phẩm trực tràng, dùng ngoài, âm đạo).
• Được chấp nhận là phụ gia thực phẩm tại châu Âu (E210); có trong danh mục tá dược được chấp nhận của Canada.
• Có chuyên luận trong JP, Ph.Eur., USP; có tiêu chuẩn trong Food Chemicals Codex.

Chất liên quan: kali benzoat, natri benzoat, acid sorbic.

Nguồn tham khảo

Nội dung được CPC1 biên soạn, tóm lược có chọn lọc từ chuyên luận Benzoic Acid trong:
Rowe R.C., Sheskey P.J., Owen S.C. (chủ biên). Handbook of Pharmaceutical Excipients, ấn bản 5.
Pharmaceutical Press (London) & American Pharmacists Association (Washington DC), 2006.
Bài viết không sao chép nguyên văn tài liệu gốc; các số liệu kỹ thuật được dẫn lại từ tài liệu này.

Ảnh minh họa: công thức cấu tạo do CPC1 vẽ lại từ dữ liệu cấu trúc hóa học công khai.

Lưu ý: thông tin mang tính tham khảo cho người làm chuyên môn bào chế, dựa trên ấn bản năm 2006.
Tiêu chuẩn chất lượng và tình trạng pháp lý có thể đã thay đổi — luôn đối chiếu dược điển và quy định
hiện hành trước khi sử dụng.