اسید بنزوئیک در مواد غذایی؛ کاربرد، میزان مجاز و روش اندازه‌گیری

اسید بنزوئیک (Benzoic Acid) یکی از ترکیبات مورد استفاده به‌عنوان نگهدارنده در صنایع غذایی است که با جلوگیری یا کاهش رشد برخی میکروارگانیسم‌ها، به افزایش ماندگاری محصولات کمک می‌کند. این ترکیب و نمک‌های آن، به‌ویژه بنزوات سدیم، در برخی محصولات غذایی و نوشیدنی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کنترل مقدار اسید بنزوئیک و بنزوات‌ها در محصولات غذایی از نظر کیفیت، انطباق با الزامات قانونی و کنترل فرمولاسیون اهمیت دارد. به همین دلیل، اندازه‌گیری اسید بنزوئیک در مواد غذایی یکی از آزمون‌هایی است که می‌تواند در برنامه کنترل کیفیت محصولات مورد توجه تولیدکنندگان و مسئولان فنی قرار گیرد.

اسید بنزوئیک چیست؟

اسید بنزوئیک یک ترکیب آلی با فرمول شیمیایی C₇H₆O₂ و شماره CAS 65-85-0 است. این ماده در منابع رسمی FDA به‌عنوان ماده‌ای با کاربردهای ضدمیکروبی، تنظیم pH و برخی کاربردهای مرتبط با طعم‌دهی معرفی شده است.

اسید بنزوئیک در محیط‌های اسیدی عملکرد نگهدارندگی مناسبی دارد و به همین دلیل استفاده از آن و بنزوات‌ها بیشتر در محصولاتی با pH پایین یا نسبتاً اسیدی مطرح است.

اسید بنزوئیک چه کاربردی در صنایع غذایی دارد؟

مهم‌ترین دلیل استفاده از بنزوئیک اسید و بنزوات‌ها، کنترل رشد میکروارگانیسم‌های عامل فساد است. بنزوات‌ها به‌خصوص در کنترل رشد کپک‌ها و مخمرها کاربرد دارند. FDA نیز بنزوات‌ها شامل اسید بنزوئیک، بنزوات سدیم و بنزوات پتاسیم را در گروه نگهدارنده‌هایی معرفی می‌کند که عمدتاً برای مهار مخمرها و کپک‌ها استفاده می‌شوند.

از جمله محصولاتی که بسته به نوع محصول و الزامات مربوطه ممکن است استفاده از بنزوات‌ها در آنها مطرح باشد، می‌توان به برخی موارد زیر اشاره کرد:

• نوشیدنی‌ها و نوشابه‌های گازدار
• برخی نوشیدنی‌های طعم‌دار
• سس‌ها و فرآورده‌های اسیدی
• برخی محصولات میوه‌ای و فرآورده‌های حاصل از میوه
• برخی محصولات غذایی اسیدی و نیمه‌اسیدی

البته مجاز بودن استفاده و مقدار قابل استفاده از اسید بنزوئیک یا بنزوات‌ها به نوع محصول و مقررات مربوط به همان فرآورده بستگی دارد و نمی‌توان یک مقدار ثابت را برای همه مواد غذایی در نظر گرفت.

تفاوت اسید بنزوئیک و بنزوات سدیم چیست؟

یکی از نکات مهم در کنترل مواد نگهدارنده، تفاوت میان اسید بنزوئیک و بنزوات سدیم است.

بنزوات سدیم نمک سدیمی اسید بنزوئیک است و با فرمول شیمیایی C₇H₅NaO₂ شناخته می‌شود. FDA نیز بنزوات سدیم را با شماره CAS 532-32-1 ثبت کرده و کاربرد ضدمیکروبی آن را در مواد غذایی ذکر کرده است.

از نظر کاربرد، هر دو در گروه بنزوات‌ها قرار می‌گیرند، اما ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آنها یکسان نیست. برای مثال، بنزوات سدیم حلالیت بسیار بیشتری در آب نسبت به اسید بنزوئیک دارد و به همین دلیل در بسیاری از فرمولاسیون‌های غذایی استفاده از نمک آن از نظر فرمولاسیون عملی‌تر است. در منابع آزمایشگاهی FDA نیز به تفاوت قابل توجه حلالیت بنزوات سدیم و اسید بنزوئیک اشاره شده است.

اسید بنزوئیک چگونه از فساد مواد غذایی جلوگیری می‌کند؟

اثر نگهدارندگی بنزوات‌ها به شرایط محصول، به‌خصوص pH، وابسته است. در محیط اسیدی، سهم بیشتری از بنزوئیک اسید به شکل غیرتفکیک‌شده وجود دارد و همین موضوع در اثر ضدمیکروبی آن اهمیت دارد.

به همین دلیل، هنگام بررسی عملکرد یک نگهدارنده، تنها مقدار اسید بنزوئیک یا بنزوات موجود در محصول اهمیت ندارد و عواملی مانند pH، ترکیب محصول، فعالیت آبی و شرایط نگهداری نیز باید مورد توجه قرار گیرند.

چرا اندازه‌گیری اسید بنزوئیک در مواد غذایی اهمیت دارد؟

افزودن نگهدارنده باید بر اساس فرمولاسیون و الزامات قانونی محصول انجام شود. بنابراین اندازه‌گیری مقدار اسید بنزوئیک و بنزوات می‌تواند برای موارد زیر اهمیت داشته باشد:

کنترل کیفیت محصول:
نتیجه آزمون می‌تواند به واحد کنترل کیفیت در بررسی انطباق محصول با مشخصات تعیین‌شده کمک کند.

کنترل فرمولاسیون:
اندازه‌گیری مقدار ماده نگهدارنده می‌تواند برای بررسی صحت فرمولاسیون و میزان واقعی ماده موجود در محصول مورد استفاده قرار گیرد.

بررسی انطباق با الزامات:
مقدار اندازه‌گیری‌شده را می‌توان با حد مجاز تعیین‌شده برای همان گروه محصول و استاندارد یا مقررات مربوطه مقایسه کرد.

کنترل محصول نهایی:
در برنامه‌های کنترل کیفیت، بررسی مواد نگهدارنده یکی از ابزارهای کنترل ترکیب شیمیایی محصول نهایی است.

مضرات اسید بنزوئیک برای سلامتی؛ آیا اسید بنزوئیک سرطان‌زاست؟

مصرف اسید بنزوئیک و بنزوات‌ها در مقادیر مجاز و در چارچوب استفاده‌های تأییدشده غذایی، بر اساس ارزیابی‌های ایمنی موجود، به‌طور کلی با خطر قابل توجهی برای سلامت همراه دانسته نمی‌شود. با این حال، مقدار مصرف و میزان مواجهه روزانه اهمیت دارد و دریافت بیش از مقادیر قابل قبول می‌تواند نگرانی‌های سم‌شناختی ایجاد کند. کمیته مشترک کارشناسان FAO/WHO (JECFA) در سال ۲۰۲۱ برای اسید بنزوئیک و برخی نمک‌های بنزوات، یک دریافت روزانه قابل قبول گروهی (ADI) معادل ۰ تا ۲۰ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در روز، بر اساس معادل اسید بنزوئیک تعیین کرده است.

در مورد سرطان‌زایی اسید بنزوئیک نیز شواهد موجود، آن را به‌عنوان یک ماده سرطان‌زای شناخته‌شده برای انسان معرفی نمی‌کنند. اطلاعات سم‌شناسی موجود در PubChem نشان می‌دهد که اسید بنزوئیک در فهرست مواد سرطان‌زای IARC قرار ندارد و داده‌های موجود، شواهد کافی برای طبقه‌بندی آن به‌عنوان سرطان‌زای انسانی ارائه نمی‌کنند. بنابراین، نمی‌توان صرف وجود اسید بنزوئیک به‌عنوان نگهدارنده در یک ماده غذایی را به معنای سرطان‌زا بودن آن دانست. با این حال، مانند سایر افزودنی‌های غذایی، رعایت مقدار مجاز مصرف و کنترل میزان واقعی آن در محصول اهمیت دارد و یکی از اهداف آزمون‌های آزمایشگاهی اسید بنزوئیک، اطمینان از انطباق مقدار موجود با الزامات تعیین‌شده برای همان فرآورده است.

روش اندازه‌گیری اسید بنزوئیک در مواد غذایی

برای اندازه‌گیری اسید بنزوئیک و بنزوات‌ها در مواد غذایی می‌توان از روش‌های دستگاهی مختلف استفاده کرد و انتخاب روش به نوع ماتریس غذایی، محدوده غلظت و روش استاندارد مورد استفاده بستگی دارد.

یکی از روش‌های متداول، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) است. این روش امکان جداسازی و اندازه‌گیری ترکیبات موجود در نمونه را فراهم می‌کند و برای بررسی بنزوات در محصولاتی مانند نوشیدنی‌ها کاربرد دارد. در راهنمای آزمایشگاهی FDA نیز برای آنالیز بنزوات در نوشیدنی‌های گازدار به روش‌های رسمی AOAC و تکنیک‌های کروماتوگرافی اشاره شده است.

در آنالیز HPLC، عواملی مانند آماده‌سازی نمونه، ترکیب فاز متحرک، شرایط جداسازی و طول موج آشکارسازی بر کیفیت و صحت نتیجه تأثیر دارند. تغییر در ترکیب فاز متحرک می‌تواند زمان بازداری، شکل پیک و تفکیک ترکیبات را تغییر دهد؛ بنابراین اجرای روش بر اساس یک روش معتبر و کنترل‌شده اهمیت زیادی دارد.

چه عواملی در نتیجه آزمایش اسید بنزوئیک مؤثر هستند؟

برای دستیابی به نتیجه قابل اعتماد، مراحل مختلف آزمون باید به‌درستی کنترل شوند. مهم‌ترین موارد عبارت‌اند از:

• نمونه‌برداری صحیح و نماینده بودن نمونه
• آماده‌سازی مناسب نمونه
• انتخاب روش آزمون معتبر
• استفاده از مواد و استانداردهای مرجع مناسب
• کنترل شرایط دستگاه
• تنظیم صحیح پارامترهای HPLC در صورت استفاده از این روش
• کنترل تداخل ترکیبات موجود در ماتریس غذایی
• انجام محاسبات و گزارش نتیجه با واحد مناسب

در واقع، صرف استفاده از دستگاه پیشرفته به‌تنهایی تضمین‌کننده نتیجه صحیح نیست و روش آزمون معتبر و آماده‌سازی صحیح نمونه نقش مهمی در کیفیت نتیجه نهایی دارند.

آیا مقدار مجاز اسید بنزوئیک برای همه مواد غذایی یکسان است؟

خیر. این نکته برای تولیدکنندگان و مسئولان فنی اهمیت زیادی دارد.

حد مجاز یک نگهدارنده به نوع فرآورده، شرایط استفاده و مقررات یا استاندارد مربوط به همان محصول وابسته است. بنابراین نمی‌توان یک عدد ثابت را به‌عنوان «حد مجاز اسید بنزوئیک در تمام مواد غذایی» معرفی کرد.

برای ارزیابی نتیجه آزمایش، ابتدا باید نوع محصول مشخص شود و سپس مقدار به‌دست‌آمده با الزامات قانونی و استاندارد مربوط به همان فرآورده مقایسه شود.

جمع‌بندی

اسید بنزوئیک و بنزوات‌های آن از ترکیبات مورد استفاده برای کنترل رشد برخی میکروارگانیسم‌ها در محصولات غذایی هستند. عملکرد این ترکیبات به‌ویژه در محصولات اسیدی اهمیت دارد و مقدار مصرف آنها باید متناسب با نوع محصول و الزامات مربوطه باشد.

اندازه‌گیری اسید بنزوئیک در مواد غذایی می‌تواند برای کنترل کیفیت، بررسی فرمولاسیون و ارزیابی انطباق محصول با الزامات مورد استفاده قرار گیرد. روش‌هایی مانند HPLC نیز امکان اندازه‌گیری دقیق این ترکیبات را در بسیاری از ماتریس‌های غذایی فراهم می‌کنند.

در آزمایشگاه مواد غذایی ماد، انجام آزمون‌های کنترل کیفیت مواد غذایی می‌تواند به تولیدکنندگان و مسئولان فنی در بررسی ویژگی‌های شیمیایی و انطباق محصولات کمک کند.

سوالات متداول درباره اسید بنزوئیک