Sodyum benzoat (kimyasal formülü C₇H₅O₂Na), benzoik asidin sodyum tuzudur.
Özellikle düşük pH değerine sahip (asidik ortam) gıda ve içecek sistemlerinde antimikrobiyal koruyucu olarak yaygın olarak kullanılır.
Gıda katkı maddelerinin isimlendirilmesinde genellikle E211 olarak etiketlenir.
Koruyucu olarak öncelikle asitli yiyecek ve içeceklerdeki maya, küf ve bazı bakterileri engeller.
Moleküler ve fiziksel özellikler
Kimyasal kimlik
IUPAC adı: Sodyum benzoat (benzenkarboksilik asidin sodyum tuzu).
CAS numarası: 532-32-1.
Moleküler formül ve ağırlık
Formül: C₇H₅O₂Na
Mol kütlesi: ≈ 144,11 g·mol⁻¹ (formülden hesaplanmıştır; tedarikçi özelliklerine bakınız).
Fiziksel özellikler (tipik, gıda sınıfı)
Görünüm: Beyaz ila hafif kirli beyaz kristal toz.
Çözünürlük: Suda yüksek oranda çözünür (susuz ortamda 20–25 °C'de ≈ 556 g·L⁻¹ bildirilmiştir).
Erime/Ayrışma: tipik olarak >300 °C (ürün verileri ayrışmayı/çok yüksek erime noktasını göstermektedir).
pKa (benzoik asit): benzoik asit pKa ≈ 4,20; dolayısıyla sulu çözeltideki sodyum benzoat, pH'a bağlı (aktivite için kritik) benzoik asitle bir denge kurar.
Çözücü davranışı ve higroskopiklik
Sodyum benzoat güçlü bir higroskopikliğe sahip değildir, ancak topaklanmayı ve çözünmeyi önlemek için kuru tutulmalıdır. Gıda sınıfı tozların, kuruma kaybı ve kalan nem için spesifikasyonları vardır.
Üretim ve endüstriyel imalat yöntemleri
Endüstriyel rotalara genel bakış
Ticari sodyum benzoat üretimi iki ana kavramsal adımı takip eder: (1) petrokimyasal hammaddelerden benzoik asit üretimi (genellikle toluenin oksidasyonu veya alternatif yollar) ve (2) benzoik asidin bir sodyum bazıyla (NaOH) nötrleştirilmesi ve ardından sodyum tuzunun izole edilmesi.
Birçok patent ve endüstriyel doküman, gıda sınıfı granül veya toz üretmek için kullanılan toplu ve sürekli nötralizasyon, renk giderme, kristalleştirme ve kurutma adımlarını açıklamaktadır.
Yaygın hammaddeler ve benzoik asit üretimi
Katalizör varlığında toluenin oksijenle kısmi oksidasyonu (otoksidasyon) - benzoik asit için baskın ticari yol. Toluen → benzoik asit → sodyum benzoat.
Diğer tarihi yollar arasında benzil klorür türevlerinin oksidasyonu veya benzotriklorürün hidrolizi yer alır; modern büyük ölçekli üretim merkezleri genellikle toluen oksidasyonunu kullanır.
Nötralizasyon ve akış aşağısı işleme
Benzoik asit, sodyum hidroksit (NaOH) ile kontrollü sıcaklık ve pH'ta (tipik pH hedefi nötre yakın ila hafif bazik) nötralize edilerek çözeltide sodyum benzoat oluşturulur.
Çözelti berraklaştırılır (karbon muamelesi), süzülür, yoğunlaştırılır ve kristallendirilir.
Kurutma ve öğütme, nihai toz veya granül ürünü verir; belirli parçacık boyutları için püskürtmeli kurutma veya kristalleştirme/peletleme kullanılabilir.
Örnek patent prosesleri, 95-98 °C, pH 7,5-8,0'da nötrleştirmeyi, ardından aktif karbonla renk gidermeyi ve filtrelemeyi belirtir.
Gıda sınıfı son işlem
Gıda sınıfı sodyum benzoat, farmakope/FCC spesifikasyonlarını (ağır metaller, halojenli organikler, oksitlenebilir safsızlıklar, nem ve analiz sınırlamaları) karşılayacak şekilde saflaştırılır.
Tedarikçiler genellikle ilgili durumlarda Ph. Eur., BP, FCC ve/veya USP ile uyumluluğu beyan ederler.
Gıda sınıfı özellikleri ve kalite standartları
Tipik spesifikasyon öğeleri (gıda sınıfı / FCC / Ph.Eur. stili):
Analiz (kuru baz): genellikle %99,0–100,5 (tipik tedarikçi spesifikasyonu).
Kurutma kaybı: ≤%1 (tipik).
Ağır metaller (Pb olarak): ≤%0,001 veya daha düşük; arsenik, kadmiyum için farmakope monografına bağlı olarak sınırlar mevcuttur.
Halojenli bileşikler, oksitlenebilir safsızlıklar: düşük ppm'e kadar kontrol edilir.
Mikrobiyal limitler: genellikle düşük (kristalin koruyucu olduğundan).
Çözeltinin görünümü, çözünürlüğü ve pH'ı da test edildi.
Etiketleme ve saflık
Gıda sınıfı tedarikçiler Analiz Sertifikaları (COA) ve Menşe Sertifikaları sağlar; gıda uygulamaları için izlenebilirlik beklenir.
Birçok tedarikçi E211 / FCC / Ph.Eur. spesifikasyonlarına uygunluğunu belirtmektedir.
Antimikrobiyal etki mekanizması
Sodyum benzoatın kendisi deprotonlanmış tuzdur; antimikrobiyal etki ise benzoik asitin ayrışmamış formundan kaynaklanır.
Önemli noktalar:
Sulu çözeltide, sodyum benzoat ⇄ benzoik asit + Na⁺.
Ayrışmamış benzoik asit oranı pH azaldıkça artar (pKa ≈ 4,2). Benzoik asit, anyonundan daha lipofilik olduğundan mikrobiyal hücre zarlarına nüfuz eder.
İçeriye girdiğinde (hücre içi pH'ı yükseldiğinde) ayrışır, sitoplazmayı asitleştirir ve metabolik süreçleri bozar, büyümeyi ve replikasyonu engeller.
Bu nedenle aktivite pH'a bağlıdır ve pH < 4,5'te en etkilidir.
Sodyum benzoat, özellikle maya ve küflere ve asidik ortamlara adapte olmuş birçok Gram-negatif bakteriye karşı etkilidir, ancak düşük konsantrasyonlarda spor oluşturan bakterilere karşı daha az etkilidir; bu nedenle diğer engellerle (düşük pH, soğutma, şeker, vb.) birlikte kullanılır.
Antimikrobiyal etki konsantrasyona ve sıcaklığa bağlıdır ve etkili pH'ı ve ayrışmamış asidin bulunabilirliğini değiştiren gıda matrisinden (katılar, yağlar, tamponlar) etkilenebilir.
Tipik gıda uygulamaları ve işlevsel kullanımlar
Birincil kullanım alanı: Asitli yiyecek ve içeceklerde antimikrobiyal koruyucu.
Sodyum benzoatın (E211) kullanıldığı yaygın kategoriler:
Gazlı içecekler ve asitli içecekler (kolalar, meyveli içecekler). Genellikle düzenleyici azami değerler geçerlidir.
Meyve suları ve meyve preparatları (özellikle düşük pH'lı meyve suları).
Turşular, turşular, soslar, salata sosları (asitlendirilmiş çeşniler).
Reçeller, konserveler ve marmelatlar (yüksek şeker + ısıl işlem genellikle yeterli olsa da, bazı ürünlerde benzoatlar kullanılabilir).
Salata sosları, çeşniler ve bazı süt ürünlerinden elde edilen asitli içecekler.
Bazı fırıncılık dolguları, şuruplar ve diğer asitlendirilmiş preparatlar.
İşlevsel roller:
Mikrobiyal büyümenin engellenmesi (raf ömrünün uzatılması).
Bazen lezzet verici olarak veya bazı formülasyonları stabilize etmek için kullanılır, ancak asıl rolü koruyucudur.
Tipik kullanım seviyeleri: Bitmiş gıdalardaki pratik konsantrasyonlar, yerel düzenlemelere ve gıda matrisine bağlı olarak genellikle onlarca ila birkaç yüz mg·kg⁻¹ (mg·L⁻¹) arasında değişir.
Düzenleyici maksimum değerler (örneğin, meşrubatlar) belirlenebilir (örneğin, bazı yargı bölgelerinde 150 mg·L⁻¹) ve bazı düzenleyici metinlerde "gıdada %0,1'i aşmamak üzere" gibi genel sınırlar kullanılır
SODYUM BENZOAT GIDA SINIFI HAKKINDA GÜVENLİK BİLGİLERİ
İlk yardım önlemleri:
İlk yardım önlemlerinin açıklaması:
Genel tavsiye:
Bir doktora danışın.
Bu güvenlik bilgi formunu görevli doktora gösterin.
Tehlikeli bölgeden uzaklaşın:
Solunması halinde:
Solunması halinde kişiyi temiz havaya çıkarın.
Nefes almıyorsa suni teneffüs yapın.
Bir doktora danışın.
Cilt ile temas halinde:
Kirlenmiş giysilerinizi ve ayakkabılarınızı hemen çıkarın.
Bol su ve sabunla yıkayınız.
Bir doktora danışın.
Gözle temas halinde:
En az 15 dakika boyunca bol su ile iyice yıkayın ve bir doktora danışın.
Hastaneye nakil sırasında gözlerinizi yıkamaya devam edin.
Yutulması halinde:
Kusturmaya çalışmayın.
Bilinci yerinde olmayan bir kişiye asla ağızdan bir şey vermeyin.
Ağzınızı su ile çalkalayın.
Bir doktora danışın.
Yangınla mücadele tedbirleri:
Söndürme ortamı:
Uygun söndürme ortamı:
Su spreyi, alkole dayanıklı köpük, kuru kimyasal veya karbondioksit kullanın.
Madde veya karışımdan kaynaklanan özel tehlikeler
Karbon oksitler, Azot oksitler (NOx), Hidrojen klorür gazı
İtfaiyecilere tavsiyeler:
Gerektiğinde yangınla mücadele için bağımsız solunum cihazı kullanın.
Kazara salınıma karşı önlemler:
Kişisel önlemler, koruyucu ekipman ve acil durum prosedürleri
Kişisel koruyucu ekipmanlarınızı kullanın.
Buhar, sis veya gazını solumaktan kaçınınız.
Personeli güvenli alanlara tahliye edin.
Çevresel önlemler:
Güvenliyse daha fazla sızıntı veya dökülmeyi önleyin.
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyiniz.
Çevreye deşarj edilmesinden kaçınılmalıdır.
Muhafaza ve temizleme yöntemleri ve malzemeleri:
İnert emici bir madde ile emdirin ve tehlikeli atık olarak bertaraf edin.
Uygun, kapalı kaplarda imha edilmek üzere saklayınız.
Taşıma ve depolama:
Güvenli kullanım için önlemler:
Buhar veya sisin solunmasından kaçınınız.
Herhangi bir uyumsuzluk dahil olmak üzere güvenli depolama koşulları:
Kabı sıkıca kapalı olarak kuru ve iyi havalandırılan bir yerde saklayınız.
Açılan kaplar dikkatlice tekrar kapatılmalı ve sızıntıyı önlemek için dik tutulmalıdır.
Depolama sınıfı (TRGS 510): 8A: Yanıcı, aşındırıcı tehlikeli maddeler
Maruziyet kontrolleri/kişisel koruma:
Kontrol parametreleri:
İşyeri kontrol parametrelerine sahip bileşenler
Mesleki maruziyet sınır değerlerine sahip hiçbir madde içermez.
Pozlama kontrolleri:
Uygun mühendislik kontrolleri:
İyi endüstriyel hijyen ve güvenlik uygulamalarına uygun şekilde kullanın.
Molalardan önce ve iş günü sonunda ellerinizi yıkayın.
Kişisel koruyucu ekipman:
Göz/yüz koruması:
Sıkı oturan güvenlik gözlüğü.
Yüz siperi (en az 8 inç).
NIOSH (ABD) veya EN 166(AB) gibi uygun hükümet standartlarına göre test edilmiş ve onaylanmış göz koruma ekipmanlarını kullanın.
Cilt koruması:
Eldivenle tutun.
Eldivenler kullanılmadan önce kontrol edilmelidir.
Uygun eldiven kullanın
Bu ürünün ciltle temas etmesini önlemek için eldivenin dış yüzeyine dokunmadan çıkarma tekniğini kullanın.
Kirlenmiş eldivenleri kullanımdan sonra yürürlükteki yasalara ve iyi laboratuvar uygulamalarına uygun şekilde atın.
Ellerinizi yıkayın ve kurulayın.
Tam iletişim:
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Mola süresi: 480 dk
Test edilen malzeme: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Beden M)
Sıçrama teması
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Mola süresi: 480 dk
Test edilen malzeme: Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Beden M)
Herhangi bir özel kullanım senaryosuna onay verildiği şeklinde yorumlanmamalıdır.
Vücut Koruması:
Kimyasallara karşı koruyucu tam tulum, Koruyucu donanımın türü, belirli iş yerindeki tehlikeli maddenin konsantrasyonuna ve miktarına göre seçilmelidir.
Solunum koruması:
Risk değerlendirmesi hava temizleyici solunum cihazlarının uygun olduğunu gösteriyorsa, mühendislik kontrollerine yedek olarak çok amaçlı kombinasyon (US) veya ABEK (EN 14387) tipi solunum cihazı kartuşlu tam yüz solunum cihazı kullanın.
Eğer solunum cihazı tek koruma aracınızsa, tam yüz hava beslemeli bir solunum cihazı kullanın.
NIOSH (ABD) veya CEN (AB) gibi uygun hükümet standartlarına göre test edilmiş ve onaylanmış solunum cihazlarını ve bileşenlerini kullanın.
Çevresel maruziyetin kontrolü
Güvenliyse daha fazla sızıntı veya dökülmeyi önleyin.
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyiniz.
Çevreye deşarj edilmesinden kaçınılmalıdır.
Kararlılık ve tepkime:
Kimyasal kararlılık:
Tavsiye edilen depolama koşullarında kararlıdır.
Uyumsuz malzemeler:
Güçlü oksitleyici maddeler:
Tehlikeli ayrışma ürünleri:
Yangın şartlarında tehlikeli ayrışma ürünleri oluşur.
Karbon oksitler, Azot oksitler (NOx), Hidrojen klorür gazı.
Bertaraf hususları:
Atık arıtma yöntemleri:
Ürün:
Fazla ve geri dönüştürülemeyen atıklarınızı lisanslı bir bertaraf şirketine sunun.
Bu materyali bertaraf etmek için lisanslı bir profesyonel atık bertaraf hizmetiyle iletişime geçin.
Kirlenmiş ambalaj:
Kullanılmayan ürün olarak atın