بنزوات سدیم چیست و چه کاربردهایی دارد؟

بنزوات سدیم که به نام بنزوات سودا نیز شناخته می شود، نمک سدیم بنزوئیک اسید است که به طور گسترده به عنوان نگهدارنده مواد غذایی (با عدد E E211) و یک عامل ترشی استفاده می شود. به صورت یک ماده شیمیایی کریستالی سفید با فرمول C6H5COONa ظاهر می شود.

تولید

بنزوات سدیم معمولاً با خنثی‌سازی هیدروکسید سدیم (NaOH) با اسید بنزوئیک (C6H5COOH) تولید می‌شود که خود به صورت تجاری با اکسیداسیون جزئی تولوئن با اکسیژن تولید می‌شود.

واکنش ها

بنزوات سدیم را می توان با پایه و حرارت قوی دکربوکسیله کرد و بنزن تولید کرد.

منابع طبیعی

بسیاری از غذاها منابع طبیعی اسید بنزوئیک، املاح و استرهای آن هستند. میوه ها و سبزیجات می توانند منابع غنی باشند، به ویژه انواع توت ها مانند زغال اخته. منابع دیگر عبارتند از غذاهای دریایی، مانند میگو، و محصولات لبنی.

به عنوان یک نگهدارنده

بنزوات سدیم می تواند به عنوان نگهدارنده مواد غذایی عمل کند. بیشتر در غذاهای اسیدی مانند سس های سالاد (به عنوان مثال اسید استیک در سرکه)، نوشیدنی های گازدار (اسید کربنیک)، مرباها و آب میوه ها (اسید سیتریک)، ترشی ها (اسید استیک)، چاشنی ها و رویه های ماست منجمد استفاده می شود. همچنین به عنوان نگهدارنده در داروها و لوازم آرایشی استفاده می شود. در این شرایط به اسید بنزوئیک (E210) تبدیل می شود که باکتریواستاتیک و قارچ کش است. بنزوئیک اسید به دلیل حلالیت ضعیف در آب معمولاً مستقیماً استفاده نمی شود. غلظت به عنوان نگهدارنده غذا توسط FDA در ایالات متحده به 0.1٪ وزنی محدود شده است. طبق انجمن مقامات کنترل خوراک آمریکا، بنزوات سدیم نیز تا 0.1٪ به عنوان یک افزودنی غذای حیوانی مجاز است. بنزوات سدیم با سوربات پتاسیم در اکثر نوشابه‌های غیرالکلی در بریتانیا جایگزین شده است.

در قرن نوزدهم، بنزوات سدیم به عنوان یک ماده غذایی توسط هاروی دبلیو وایلی با "جوخه سم" خود به عنوان بخشی از وزارت کشاورزی ایالات متحده مورد بررسی قرار گرفت. این منجر به قانون غذا و داروی خالص در سال 1906 شد که یک رویداد کلیدی در تاریخ اولیه مقررات مواد غذایی در ایالات متحده بود.

در داروسازی

بنزوات سدیم به دلیل توانایی آن در اتصال اسیدهای آمینه به عنوان درمانی برای اختلالات چرخه اوره استفاده می شود. این امر منجر به دفع این اسیدهای آمینه و کاهش سطح آمونیاک می شود. تحقیقات اخیر نشان می دهد که بنزوات سدیم ممکن است به عنوان یک درمان اضافی (1 گرم در روز) در اسکیزوفرنی مفید باشد. نمرات کلی مقیاس سندرم مثبت و منفی در مقایسه با دارونما 21 درصد کاهش یافت.

بنزوات سدیم، همراه با فنیل بوتیرات، برای درمان هیپرآمونمی استفاده می شود.

بنزوات سدیم، همراه با کافئین، برای درمان سردرد پس از سوراخ شدن، افسردگی تنفسی مرتبط با مصرف بیش از حد مواد مخدر  و با ارگوتامین برای درمان سردرد عروقی استفاده می‌شود.

سایر کاربردها

بنزوات سدیم همچنین در آتش بازی ها به عنوان سوخت در مخلوط سوت استفاده می شود، پودری که وقتی به داخل لوله فشرده می شود و مشتعل می شود صدای سوت از خود ساطع می کند.

مکانیسم نگهداری مواد غذایی

مکانیسم با جذب بنزوئیک اسید به داخل سلول شروع می شود. اگر pH داخل سلولی به 5 یا کمتر کاهش یابد، تخمیر بی هوازی گلوکز از طریق فسفوفروکتوکیناز به شدت کاهش می یابد، که از رشد و بقای میکروارگانیسم هایی که باعث فساد غذا می شوند، جلوگیری می کند.

سلامت و امنیت

در ایالات متحده، بنزوات سدیم به عنوان مواد غذایی ایمن (GRAS) توسط سازمان غذا و دارو شناخته شده است. برنامه بین‌المللی ایمنی شیمیایی هیچ اثر نامطلوبی را در دوزهای 647 تا 825 میلی‌گرم بر کیلوگرم وزن بدن در روز در انسان پیدا نکرد.

گربه‌ها نسبت به موش‌ها و موش‌ها نسبت به اسید بنزوئیک و نمک‌های آن به طور قابل‌توجهی تحمل کمتری دارند. بدن انسان به سرعت بنزوات سدیم را با ترکیب آن با گلیسین برای تشکیل اسید هیپوریک پاک می کند که سپس دفع می شود. مسیر متابولیک برای این کار با تبدیل بنزوات توسط بوتیرات-CoA لیگاز به یک محصول میانی، بنزوئیل-CoA،  آغاز می شود که سپس توسط گلیسین N-acyltransferase به هیپوریک اسید متابولیزه می شود.

ارتباط با بنزن در نوشابه و سس فلفل

در ترکیب با اسید اسکوربیک (ویتامین C، E300)، بنزوات سدیم و بنزوات پتاسیم ممکن است بنزن را تشکیل دهند. در سال 2006، سازمان غذا و دارو 100 نوشیدنی موجود در ایالات متحده را آزمایش کرد که حاوی اسید اسکوربیک و بنزوات بود. چهار مورد دارای سطوح بنزن بودند که بالاتر از حداکثر سطح آلاینده 5ppb تعیین شده توسط آژانس حفاظت از محیط زیست برای آب آشامیدنی بود. بیشتر نوشیدنی‌هایی که بالاتر از حد مجاز آزمایش شده‌اند دوباره فرموله شده‌اند و متعاقباً زیر حد ایمنی آزمایش شده‌اند. گرما، نور و ماندگاری می توانند سرعت تشکیل بنزن را افزایش دهند. فلفل های تند به طور طبیعی حاوی ویتامین C هستند ("تقریبا به اندازه یک پرتقال") بنابراین مشاهدات در مورد نوشیدنی ها در مورد سس های فلفل حاوی بنزوات سدیم مانند تگزاس پیت صدق می کند.

ADHD و بیش فعالی

تحقیقات منتشر شده، از جمله در سال 2007 برای آژانس استانداردهای غذایی بریتانیا (FSA) نشان می دهد که برخی از رنگ های مصنوعی، زمانی که با بنزوات سدیم جفت می شوند، ممکن است با رفتار بیش فعال و سایر علائم ADHD مرتبط باشند. نتایج در مورد بنزوات سدیم متناقض بود، بنابراین FSA مطالعه بیشتر را توصیه کرد. آژانس استانداردهای غذایی به این نتیجه رسید که افزایش مشاهده شده در رفتار بیش فعالی، اگر واقعی باشد، بیشتر به رنگ های مصنوعی مرتبط است تا بنزوات سدیم. نویسنده این گزارش، جیم استیونسون از دانشگاه ساوتهمپتون، گفت: "نتایج نشان می دهد که مصرف مخلوط های خاصی از رنگ های خوراکی مصنوعی و نگهدارنده بنزوات سدیم با افزایش رفتار بیش فعالی در کودکان مرتبط است. بسیاری از تاثیرات دیگر نیز در کار هستند، اما این حداقل یکی از مواردی است که کودک می تواند از آن اجتناب کند.