โพแทสเซียมเบนโซเอต: โครงสร้างคุณสมบัติการผลิตการใช้ประโยชน์ - เคมี - 2026

เบนโซเอตเป็นสารประกอบอินทรีย์ประกอบด้วยโพแทสเซียมไอออน K ⁺และเบนโซเอตไอออน C ₆ H ₅ COO - สูตรทางเคมีของมันคือ C ₆ H ₅ COOK หรือสูตรข้น C ₇ H ₅ KO 2 มีลักษณะเป็นผลึกสีขาว เป็นสารดูดความชื้นซึ่งหมายความว่าดูดซับน้ำจากอากาศ

สารละลายโพแทสเซียมเบนโซเอตที่เป็นน้ำมีฤทธิ์เป็นด่างเล็กน้อย ในตัวกลางที่เป็นกรดไอออนเบนโซเอต (C ₆ H ₅ COO ^- ) มีแนวโน้มที่จะรับโปรตอนและเปลี่ยนเป็นกรดเบนโซอิก (C ₆ H ₅ COOH)

โพแทสเซียมเบนโซเอต C ₆ H ₅ COOK solid. W. Oelen. ที่มา: Wikimedia Commons

โพแทสเซียมเบนโซเอตใช้เป็นสารถนอมอาหารโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการให้สิ่งเหล่านี้ปราศจากโซเดียม (Na) ป้องกันไม่ให้อาหารเน่าเสียเนื่องจากจุลินทรีย์

ใช้ในการตัดเย็นน้ำอัดลมแปรรูปและผลิตภัณฑ์เบเกอรี่รวมถึงอาหารอื่น ๆ สารกันบูดอาจเกิดจากกรดเบนโซอิก (C ₆ H ₅ COOH) ที่เกิดขึ้นที่ pH ต่ำซึ่งป้องกันการแพร่พันธุ์ของเชื้อราและแบคทีเรีย

แม้ว่าโพแทสเซียมเบนโซเอตจะได้รับการรับรองจากองค์กรด้านสุขภาพ แต่ก็ไม่แนะนำให้ใช้ในทางที่ผิดเนื่องจากพบว่าอาจส่งผลต่อตัวอ่อนของหนูได้

โครงสร้าง

โพแทสเซียมเบนโซเอตเป็นเกลืออินทรีย์นั่นคือเกลือของกรดคาร์บอกซิลิกเนื่องจากเป็นเกลือโพแทสเซียมของกรดเบนโซอิก มันถูกสร้างขึ้นของโพแทสเซียมไอออน K + และ C ₆ H ₅ซีโอโอ^-เบนโซเอตแอนไอออน

เบนโซเอตไอออน C ₆ H ₅ COO ^-จะเกิดขึ้นโดยแหวนเบนซิน C ₆ H ₅ - และ -COO กลุ่ม carboxylate -

โครงสร้างทางเคมีของโพแทสเซียมเบนโซเอต Edgar181 ที่มา: Wikimedia Commons

พันธะระหว่างไอออนทั้งสองนี้เป็นพันธะไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งซึ่งยึดไว้ในตาข่ายคริสตัล

โครงสร้าง 3 มิติของโพแทสเซียมเบนโซเอต สีดำ = คาร์บอน; สีขาว = ไฮโดรเจน; สีแดง = ออกซิเจน; ม่วง = โพแทสเซียม Claudio Pistilli ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

• โพแทสเซียมเบนโซเอต
• เกลือโพแทสเซียมของกรดเบนโซอิก

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ผลึกของแข็งสีขาว

น้ำหนักโมเลกุล

160.212 ก. / โมล

การละลาย

ละลายในน้ำ

พีเอช

สารละลายโพแทสเซียมเบนโซเอตในน้ำมีพื้นฐานเล็กน้อย

คุณสมบัติทางเคมี

มันดูดความชื้นกล่าวคือเป็นของแข็งที่ดูดซับน้ำจากสิ่งแวดล้อมได้ง่าย

พันธะระหว่างโพแทสเซียมไอออน K ⁺และเบนโซเอตไอออน C ₆ H ₅ COO ^-เช่นเดียวกับสารประกอบไอออนิกส่วนใหญ่สามารถเอาชนะได้โดยอุณหภูมิสูงหรือโดยตัวทำละลายที่มีขั้วมากเช่นน้ำ

เบนโซเอตแอนไอออน C ₆ H ₅ COO ^-เป็นพื้นฐานปานกลางโดยมีแนวโน้มที่จะรวมกับโปรตอนได้ มันทำปฏิกิริยากับน้ำโดยใช้โปรตอน H ⁺เพื่อสร้างกรดเบนโซอิก (C ₆ H ₅ COOH) และทำให้ความเข้มข้นของ OH ^-ไอออนเพิ่มขึ้น

C ₆ H ₅ COO ^- + H ₂ O ⇔ C ₆ H ₅ COOH + OH ^-

ด้วยเหตุนี้สารละลายโพแทสเซียมเบนโซเอตในน้ำจึงมีฤทธิ์เป็นด่างเล็กน้อย

การได้รับ

ในการเตรียมโพแทสเซียมเบนโซเอตกรดเบนโซอิก (C ₆ H ₅ COOH) จะถูกทำให้เป็นกลางด้วยโพแทสเซียมคาร์บอเนต (K ₂ CO ₃ ) ในปริมาณน้ำขั้นต่ำเพื่อให้ได้สารละลายที่ชัดเจนซึ่งเกลือจะตกผลึก

2 C ₆ H ₅ COOH + K ₂ CO ₃ → 2 C ₆ H ₅ COO ^- K ⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

จากนั้นเกลือโพแทสเซียมเบนโซเอตที่ตกผลึกจะถูกล้างหลาย ๆ ครั้งด้วยอีเธอร์และทำให้แห้ง

การประยุกต์ใช้งาน

ในอุตสาหกรรมอาหารแปรรูป

โพแทสเซียมเบนโซเอตถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารต้านจุลชีพสำหรับการถนอมเครื่องดื่มอนุพันธ์ของผลไม้ผลิตภัณฑ์เบเกอรี่และอาหารอื่น ๆ

ผลิตภัณฑ์เบเกอรี่บางชนิดอาจมีโพแทสเซียมเบนโซเอต ผู้แต่ง: Andrew Martin ที่มา: Pixabay

เป็นสารถนอมอาหารที่สามารถยับยั้งชะลอหรือชะลอกระบวนการหมักการเป็นกรดหรือการเสื่อมสภาพของอาหารเนื่องจากเชื้อราและแบคทีเรียบางชนิด

ตามที่สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมหรือ EPA โพแทสเซียมเบนโซเอตได้รับการตรวจสอบแล้วว่าเป็นสารประกอบที่ไม่ค่อยมีความกังวลต่อสุขภาพของมนุษย์

ต่อต้านเชื้อรา

เป็นสารต้านเชื้อราเนื่องจากสามารถทำลายได้โดยการยับยั้งความสามารถในการเจริญเติบโตหรือแพร่พันธุ์ ไม่ใช่ยาฆ่าเชื้อราสำหรับเนื้อเยื่อของสัตว์หรือร่างกายมนุษย์ แต่เป็นสารยับยั้งที่ชะลอหรือชะลอการเติบโตของเชื้อราในอาหารหรือเครื่องดื่ม

ราบางชนิดผลิตสารที่เรียกว่าอะฟลาทอกซินซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อทั้งมนุษย์และสัตว์เนื่องจากเป็นพิษอาจทำให้เกิดมะเร็งและกลายพันธุ์ได้

เชื้อราส่วนใหญ่ถูกยับยั้งที่ความเข้มข้น 0.05-0.10% โพแทสเซียมเบนโซเอต ประสิทธิภาพของสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับ pH เนื่องจาก pH ที่ต่ำกว่าจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการต้านเชื้อรา

โซดาแปรรูปอาจมีโพแทสเซียมเบนโซเอต ผู้แต่ง: Lisakara. ที่มา: Pixabay

เนื่องจากฤทธิ์ต้านเชื้อราอาศัยอยู่ในกรดเบนโซอิก C ₆ H ₅ COOH ซึ่งเป็นกรดคอนจูเกตของโพแทสเซียมเบนโซเอต กรดนี้เกิดขึ้นที่ pH ต่ำนั่นคือต่อหน้าไฮโดรเจนไอออนจำนวนมาก H ⁺ :

โพแทสเซียมเบนโซเอต + ไอออนไฮโดรเจน→กรดเบนโซอิก + โพแทสเซียมไอออน

C ₆ H ₅ COOK + H ⁺ → C ₆ H ₅ COOH + K ⁺

ตามที่นักวิจัยบางคนกล่าวว่าประสิทธิผลของมันเกิดจากความสามารถในการละลายของกรดเบนโซอิกในเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ กรดชนิดนี้จะเพิ่มการไหลของโปรตอนผ่านเยื่อนี้

ทำให้การทำงานบางอย่างของเซลล์เชื้อราหยุดชะงักหรือไม่เป็นระเบียบ

ต่อต้านแบคทีเรีย

เป็นตัวแทนที่ทำงานต่อต้านแบคทีเรียบางชนิด เพิ่มในอาหารเช่นไส้กรอกแปรรูปแฮมแปรรูป (พร้อมรับประทาน) และเครื่องดื่มบางชนิด

ได้รับการทดสอบกับ Listeria monocytogenes ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่สามารถฆ่ามนุษย์ที่กินอาหารที่ปนเปื้อนได้ ก่อให้เกิดอาการไข้อาเจียนและท้องร่วงรวมถึงอาการอื่น ๆ

พบว่าอาหารที่ผ่านการบำบัดด้วยโพแทสเซียมเบนโซเอตและที่ปนเปื้อนลิสเทอเรียต้องเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำกว่า -2.2 ° C เพื่อไม่ให้แบคทีเรียชนิดนี้แพร่พันธุ์

ฮอทดอกและเนื้อยัดไส้อื่น ๆ อาจมีโพแทสเซียมเบนโซเอต ผู้แต่ง: ไม่อนุญาตให้ขายภาพถ่ายของฉันกับ StockAgencies ที่มา: Pixabay

ในทางกลับกันการใช้รังสีอิเล็กตรอนได้พยายามเพิ่มผลของโพแทสเซียมเบนโซเอตต่อแบคทีเรีย แต่พบว่ามีการผลิตเบนซีน C ₆ H ₆ซึ่งเป็นสารประกอบที่เป็นพิษ

ดังนั้นแม้ว่าอาหารจะมีโพแทสเซียมเบนโซเอต แต่ขอแนะนำว่าควรปรุงด้วยอุณหภูมิสูงก่อนบริโภคเพื่อขจัดอันตรายทุกประเภทที่เกิดจากการมีแบคทีเรียก่อโรค

ในการใช้งานต่างๆ

ตามแหล่งที่มาที่ปรึกษาโพแทสเซียมเบนโซเอตยังใช้ในกาวและสารยึดเกาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย มีการเพิ่มบุหรี่และยาสูบหรือเกี่ยวข้องกับการผลิตสิ่งเหล่านี้

ใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลเช่นเครื่องสำอางแชมพูน้ำหอมสบู่โลชั่น ฯลฯ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของสีและสารเคลือบ

ผลเสียของการกินอาหารที่มีโพแทสเซียมเบนโซเอต

นักวิจัยบางคนพบว่าโพแทสเซียมเบนโซเอตก่อให้เกิดผลเสียต่อตัวอ่อนของหนู

แม้ว่าจะไม่มีผลใด ๆ เกิดขึ้นกับหนูที่โตเต็มวัยที่สัมผัสกับโพแทสเซียมเบนโซเอต แต่ก็พบความผิดปกติในสายตาของทารกในครรภ์และน้ำหนักและความยาวของตัวหนูในครรภ์ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

จากประสบการณ์ในห้องปฏิบัติการพบว่าตัวอ่อนของหนูอาจได้รับผลกระทบจากโพแทสเซียมเบนโซเอตที่แม่กินเข้าไป ผู้แต่ง: Tibor Janosi Mozes ที่มา: Pixabay

นั่นหมายความว่าทารกในครรภ์มีความไวต่อโพแทสเซียมเบนโซเอตมากกว่าหนูที่โตแล้ว

อ้างอิง

1. Mandal, PK และคณะ (1978) พฤติกรรมความหนืดของกรดเบนโซอิกและเบนโซเอตไอออนในสารละลายน้ำ Journal of Solution Chemistry, Vol. 7, No. 1, 1978. สืบค้นจาก link.springer.com.
2. Rusul, G. และ Marth, EH (1987) การเจริญเติบโตและการผลิตอะฟลาทอกซินโดย Aspergillus parasiticus NRRL 2999 ในการมีโพแทสเซียมบีเนโซเอตหรือโพแทสเซียมซอร์เบตและค่า pH เริ่มต้นที่แตกต่างกัน เจฟู้ดประท้วง 1987; 50 (10): 820-825 กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
3. Lu, Z. และคณะ (2005) ผลการยับยั้งของเกลือของกรดอินทรีย์ในการควบคุม Listeria monocytogenes ใน Frankfurters J Food Prot. 2548; 68 (3): 499-506 กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
4. Zhu, MJ และคณะ (2005) ผลกระทบของส่วนผสมต้านจุลชีพและการฉายรังสีต่อการอยู่รอดของ Listeria monocytogenes และคุณภาพของแฮมไก่งวงพร้อมรับประทาน พอกวิทย์. 2548; 84 (4): 613-20. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
5. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2019) โพแทสเซียมเบนโซเอต กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Afshar, M. et al. (2013) ผลกระทบต่อทารกในครรภ์ของการบริโภคโพแทสเซียมเบนโซเอตในระยะยาวต่อพัฒนาการทางตาของหนูในครรภ์ Balb / c อิหร่าน J Basic Med วิทย์ 2013; 16 (4): 584-589. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
7. Lide, DR (บรรณาธิการ) (2546). คู่มือ CRC เคมีและฟิสิกส์. 85 ^TH CRC กด
8. Morrison, RT และ Boyd, RN (2002) เคมีอินทรีย์. พิมพ์ครั้งที่ 6. ศิษย์ฮอลล์.