化學(xué)性質(zhì)
苯甲酸鈉，也稱(chēng)安息香酸鈉，是一種有機(jī)物，化學(xué)式為C7H5NaO2，是一種白色顆?；蚓w粉末，無(wú)臭或微帶安息香氣味，味微甜，有收斂味，相對(duì)分子質(zhì)量為144.12，在空氣中穩(wěn)定，易溶于水，其水溶液的PH 值為8，可溶于乙醇。
苯甲酸及其鹽類(lèi)是廣譜抗微生物試劑，但它的抗菌有效性依賴(lài)于食品的PH值。隨著介質(zhì)酸度的增高其殺菌、抑菌效力增強(qiáng)，在堿性介質(zhì)中則失去殺菌、抑菌作用。其防腐的最適PH 值為2.5~4.0。
中文名
苯甲酸鈉
外文名
Sodium benzoate
別 名
安息香酸鈉
化學(xué)式
C7H5NaO2
分子量
144.12
CAS登錄號(hào)
532-32-1
EINECS登錄號(hào)
208-534-8
熔 點(diǎn)
436 ℃
水溶性
易溶
密 度
1.44 g/cm3
外 觀
白色結(jié)晶性粉末
應(yīng) 用
防腐劑
安全性描述
S24/25
危險(xiǎn)性符號(hào)
R36/37/38
危險(xiǎn)性描述
Xi
安全信息
苯甲酸鈉的急性毒性較小，動(dòng)物最大無(wú)作用計(jì)量（MNL）為500mg/kg體重。但其在人體腸道的酸環(huán)境下可轉(zhuǎn)化為毒性較強(qiáng)的苯甲酸。小鼠攝入苯甲酸及其鈉鹽，會(huì)導(dǎo)致體重下降、腹瀉、出血、癱瘓甚至死亡。苯甲酸的毒性是通過(guò)改變細(xì)胞膜的通透性，抑制細(xì)胞膜對(duì)氨基酸的吸收，并透過(guò)細(xì)胞膜抑制脂肪酶等酶的活性，是ATP合成受阻實(shí)現(xiàn)的。
毒性比較
山梨酸和山梨酸鉀的毒性比苯甲酸小，防腐效果比苯甲酸鈉好，更加安全。苯甲酸和苯甲酸鈉的優(yōu)勢(shì)是在空氣中比較穩(wěn)定，成本較低。但在密封狀態(tài)下，山梨酸和山梨酸鉀也很穩(wěn)定，山梨酸鉀的熱穩(wěn)定性比較好，分解溫度高達(dá)270℃。由于食品添加劑的添加量很小，并不會(huì)明顯增加肉制品產(chǎn)品成本。因此，許多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始逐漸采用山梨酸和山梨酸鉀替代苯甲酸和苯甲酸鈉。
另外，苯甲酸在酸性條件下溶解度較低，如果攪拌不均勻，會(huì)出現(xiàn)局部有苯甲酸結(jié)晶析出，導(dǎo)致局部產(chǎn)品添加劑超標(biāo)（侯振建，2004）。苯甲酸還與氯化鈣有拮抗作用，與氯化鈉、異丁酸、葡萄糖酸、半胱氨酸鹽等也有類(lèi)似作用（葛長(zhǎng)榮，2002）。苯甲酸添加后還會(huì)使食品產(chǎn)生澀味，甚至?xí)茐娜庵破返娘L(fēng)味。因此并不提倡肉制品加工中使用苯甲酸和苯甲酸鈉作為防腐劑添加。
事實(shí)上，添加苯甲酸和苯甲酸鈉并不是肉制品唯一的防腐方法。使用天然防腐劑，如采用Nisin、殼聚糖、香辛料提取物等，也能夠達(dá)到抑菌保鮮作用，也是肉制品工業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。還可以通過(guò)改善加工條件，改進(jìn)食品包裝，對(duì)產(chǎn)品熱處理或輻照殺菌、進(jìn)行低溫儲(chǔ)藏等等來(lái)實(shí)現(xiàn)肉制品的防腐保鮮目的。歸根到底，最為重要的還是加強(qiáng)衛(wèi)生管理，從源頭減少污染。
苯甲酸及其鈉鹽使用范圍與用量（GB2760-2011 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)）
其他
添加食品防腐劑的目的是為了改善食品品質(zhì)、延長(zhǎng)保存期、方便加工和保全營(yíng)養(yǎng)成分。只要按照國(guó)家規(guī)定的品種范圍和使用量進(jìn)行添加苯甲酸和苯甲酸鈉，都是允許的，也是安全的。
合成方法
1.由苯甲酸與碳酸氫鈉中和而得。將水和碳酸氫鈉加入中和鍋，加熱至沸溶解成碳酸氫鈉溶液。攪拌下投入苯甲酸，至反應(yīng)液pH為7-7.5。加熱使二氧化碳逸盡，加活性炭脫色半小時(shí)。抽濾，濾液濃縮后緩緩放入結(jié)片機(jī)液盤(pán)內(nèi)，經(jīng)滾筒干燥結(jié)片，粉碎，得苯甲酸鈉。消耗定額苯甲酸（99.5%）1045kg/t、碳酸氫鈉（98%）610kg/t。在中和鍋中用32%的純堿溶液將苯甲酸中和至Ph值為7.5，中和溫度控制在70℃。中和液用0.3%的活性炭脫色后真空吸濾，濾液經(jīng)濃縮、干燥即成粉狀苯甲酸鈉產(chǎn)品。
2.甲苯氧化法 苯甲酸可由鄰苯二甲酸酐水解、脫羧制得；亦可由甲苯氧化、水解制得；還可直接由甲液相氧化制得。苯甲酸再經(jīng)Na2CO3中和即成鈉鹽。甲苯氧化法的反應(yīng)式如下：
①甲苯氧化 將甲苯2200kg、萘酸鈷2.2kg用泵送入氧化塔內(nèi)（鋁質(zhì)，700mm×8000mm），通夾套蒸汽加熱到120℃，此時(shí)甲苯沸騰。這時(shí)啟動(dòng)6.0m3的空壓機(jī)，壓縮空氣經(jīng)緩沖罐自塔的底部進(jìn)入甲苯溶液中，發(fā)生氧化反應(yīng)。該氧化反應(yīng)是放熱的，所以反應(yīng)溫度不斷上升，但最高不能超過(guò)170℃。
因此中途塔夾套不僅要停止加熱，而且要切換通水冷卻。氧化反應(yīng)時(shí)有大量甲苯蒸氣及水蒸氣從塔頂排出，進(jìn)入20m2的蛇管冷凝器，冷凝成液體再進(jìn)入分水器，甲苯由分水器上部返回氧化塔，水從分水器下部分出，然后進(jìn)入計(jì)量槽。分水器上蓋有尾氣排出管，尾氣經(jīng)排出管至緩沖罐進(jìn)入活性炭吸收塔，以吸附其中的甲苯。定時(shí)向塔內(nèi)直接通蒸汽，以解吸被吸附的甲苯，后者經(jīng)冷凝、分水、干燥后回收再用。甲苯在170℃氧化時(shí)間約12～16h，甲苯轉(zhuǎn)化率可達(dá)70%以上。
②脫苯 氧化液放入脫苯釜（1500L，帶夾套），在0.08MPa真空下通夾套蒸汽加熱至100～110℃，用壓縮空氣鼓泡的辦法將未反應(yīng)的甲苯蒸出，進(jìn)入10m2的冷凝器，冷凝液進(jìn)入分水器回收再用。
③蒸餾 脫苯后的苯甲酸還含有雜質(zhì)及有機(jī)色素，需再進(jìn)行蒸餾。將料液放入蒸餾釜（搪瓷或不銹鋼），加熱并控制料液溫度為190℃，苯甲酸便蒸出而進(jìn)入蒸餾塔（270mm×6000mm，有7塊塔板），控制塔頂溫度為160℃，餾出物經(jīng)套管冷卻進(jìn)入中和釜，便得到純凈的苯甲酸。
④中和 苯甲酸進(jìn)入中和釜后，及時(shí)加入預(yù)先配好的純堿溶液中和（300L蒸餾水加純堿140kg，可中和苯甲酸200kg左右）。中和溫度以70℃為宜，中和物料以pH值7.5為終點(diǎn)。為除雜色，按中和物料3%加入活性炭脫色，然后通過(guò)真空吸濾，即得無(wú)色透明的苯甲酸鈉溶液（含量50%）。
⑤干燥 將苯甲酸鈉溶液經(jīng)滾筒干燥，或箱式噴霧干燥即成粉狀成品。
3.苯甲酸甲酯與NaOH溶液反應(yīng)制備 將減壓精餾制得的苯甲酸甲酯加入四口燒瓶中，恒溫水浴加熱并控制溫度，開(kāi)啟攪拌器，達(dá)到設(shè)定反應(yīng)溫度后用分液漏斗滴加一定濃度的NaOH溶液，生成甲醇及時(shí)蒸出，皂化反應(yīng)制得苯甲酸鈉溶液或糊狀物。測(cè)定反應(yīng)液的pH值以控制反應(yīng)終點(diǎn)，pH=8時(shí)結(jié)束反應(yīng)。對(duì)制得的苯甲酸鈉直接真空干燥并粉碎，得到苯甲酸鈉固體，分析苯甲酸鈉質(zhì)量指標(biāo)，考察不同的NaOH濃度及不同的反應(yīng)溫度對(duì)皂化反應(yīng)的影響。
上下游產(chǎn)品信息
表征圖譜
相關(guān)文獻(xiàn)
參見(jiàn)GB1902-94規(guī)定的分析方法進(jìn)行。
方法名稱(chēng)： 苯甲酸鈉—苯甲酸鈉的測(cè)定—中和滴定法
應(yīng)用范圍： 本方法采用滴定法測(cè)定苯甲酸鈉的含量。
方法原理： 供試品置分液漏斗中，加水25mL，乙醚50mL與甲基橙指示液2滴，用鹽酸滴定液（0.5mol/L）滴定，隨滴隨振搖，至水層顯橙紅色；分取水層，置具塞錐形瓶中，乙醚層用水5mL洗滌，洗滌液并入錐形瓶中，加乙醚20mL，繼續(xù)用鹽酸滴定液（0.5mol/L）滴定，隨滴隨振搖，至水層顯持續(xù)的橙紅色時(shí)停止滴定，讀出鹽酸滴定液使用量，計(jì)算苯甲酸鈉含量。
試劑：
1. 水
2. 乙醚
3. 鹽酸滴定液（0.5mol/L）
4. 甲基橙指示液：取甲基橙0.1g，加水100mL使溶解，即得。
儀器設(shè)備：
試樣制備： 1. 鹽酸滴定液（0.5mol/L）
配制：取鹽酸45mL，加水適量使成1000mL，搖勻。
標(biāo)定：在270～300℃干燥至恒重的基準(zhǔn)無(wú)水碳酸鈉約0.75g，加水50mL使溶解，加甲基紅-溴甲酚綠混合指示液10滴，用本液滴定至溶液由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)樽霞t色時(shí)，煮沸2分鐘，冷卻至室溫，繼續(xù)滴定至溶液由綠色變?yōu)榘底仙?。?mL鹽酸滴定液（0.5mol/L）相當(dāng)于26.5mg的無(wú)水碳酸鈉，根據(jù)本液的消耗量與無(wú)水碳酸鈉的取用量，算出本液的濃度，即得。
操作步驟： 取本品約1.5g，精密稱(chēng)定，置分液漏斗中，加水25mL，乙醚50mL與甲基橙指示液2滴，用鹽酸滴定液（0.5mol/L）滴定，隨滴隨振搖，至水層顯橙紅色；分取水層，置具塞錐形瓶中，乙醚層用水5mL洗滌，洗滌液并入錐形瓶中，加乙醚20mL，繼續(xù)用鹽酸滴定液（0.5mol/L）滴定，隨滴隨振搖，至水層顯持續(xù)的橙紅色。每1mL的鹽酸滴定液（0.5mol/L）相當(dāng)于72.06mg的C7H5O2Na。
注1：“精密稱(chēng)取”系指稱(chēng)取重量應(yīng)準(zhǔn)確至所稱(chēng)取重量的千分之一，“精密量取”系指量取體積的準(zhǔn)確度應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)該體積移液管的精度要求。
參考文獻(xiàn)： 中華人民共和國(guó)藥典，國(guó)家藥典委員會(huì)編，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年版，二部，p.902。
用途
1.苯甲酸鈉也是重要的酸型食品防腐劑。使用時(shí)轉(zhuǎn)化為有效形式苯甲酸。使用范圍及使用量參見(jiàn)苯甲酸。此外，也可作為飼料的防腐劑。
2.該品用作食品添加劑（防腐劑）、醫(yī)藥工業(yè)的殺菌劑、染料工業(yè)的媒染劑、塑料工業(yè)的增塑劑，也用作香料等有機(jī)合成的中間體。
3.苯甲酸鈉是重要的食品防腐劑，能防止由微生物的作用引起食品腐敗變質(zhì)，延長(zhǎng)食品保存期。在飲料、罐頭、果汁、冷食、醬油、醋等食品領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。使用范圍及使用量參見(jiàn)苯甲酸。也可作為飲料的防腐劑。
4.用作水基膠黏劑的防腐劑。也可用作食品、化妝品、洗滌劑、涂料、牙膏等的防腐劑，也用作塑料增塑劑、醫(yī)用殺菌劑、媒染劑及用作制造香料的原料。用作化妝品、洗發(fā)水等化妝品防腐劑時(shí)，用量約為0.1%，如與尼泊金酯類(lèi)并用有協(xié)同效應(yīng)。不允許用于食用肉類(lèi)及維生素B1中。
5.苯甲酸鈉用作電鍍添加劑，例如酸性鍍鋅的添加劑。
6.可用于化妝品、膠黏劑、涂料、香料等防腐。
