Natri benzoat (INS 211) và kali sorbate (INS 202) là hai chất bảo quản được dùng nhiều nhất trong đồ uống, nước sốt, bánh và sản phẩm chua. Chúng không thay thế cho nhau tùy ý, vì mỗi chất chỉ hoạt động tốt trong một khoảng pH nhất định và có điểm yếu riêng.

So sánh

Tiêu chí	Natri benzoat	Kali sorbate
pH hiệu quả	Tốt dưới khoảng 4,5 (sản phẩm chua)	Tốt đến khoảng 6,0 đến 6,5 (rộng hơn)
Mạnh với	Nấm men, một số vi khuẩn trong môi trường axit	Nấm mốc và nấm men
Vị	Có thể để lại vị hơi gắt khi liều cao	Gần như trung tính
Độ tan	Cao	Cao

Chọn theo sản phẩm

• Nước giải khát, nước ép, sản phẩm có pH thấp: benzoat, hoặc phối benzoat với sorbate.
• Bánh, phô mai, sản phẩm pH gần trung tính cần chống mốc: sorbate, vì benzoat mất tác dụng khi pH cao.
• Nước sốt, mứt, sản phẩm nhiều đường, acid nhẹ: thường phối cả hai để phủ phổ rộng hơn.

Lưu ý quan trọng khi dùng benzoat

Trong đồ uống có chứa vitamin C (acid ascorbic), benzoat có thể tạo benzen khi gặp nhiệt, ánh sáng hoặc ion kim loại. Vì vậy cần tránh phối benzoat với vitamin C trong cùng đồ uống hoặc phải kiểm soát chặt điều kiện, và thử nghiệm với bao bì thật.

Pháp lý

Mức tối đa cho từng nhóm thực phẩm khác nhau và được quy định trong Thông tư 24/2019/TT-BYT. Khi cộng gộp nhiều chất bảo quản cùng nhóm, cần tính theo quy định về tổng. Hàng xuất khẩu kiểm tra danh mục nước nhập khẩu.

Vì sao pH quyết định hiệu quả: phép tính phần axit không phân ly

Cả acid benzoic và acid sorbic chỉ kìm vi sinh vật mạnh khi ở dạng axit không phân ly. Tỷ lệ này phụ thuộc vào pH và hằng số phân ly pKa của từng chất: acid benzoic có pKa khoảng 4,2, acid sorbic khoảng 4,76. Phần không phân ly bằng 1 ÷ (1 + 10^(pH – pKa)).

pH sản phẩm	Benzoic không phân ly	Sorbic không phân ly
3,2	Khoảng 91%	Khoảng 97%
4,2	50%	Khoảng 78%
5,0	Khoảng 14%	Khoảng 37%
6,0	Khoảng 1,6%	Khoảng 5%

Bảng cho thấy lý do benzoat chỉ hợp sản phẩm rất chua, còn sorbat còn giữ được tác dụng ở pH cao hơn. Ở pH 6, cả hai đều chỉ còn một phần nhỏ ở dạng có hoạt tính, nên sản phẩm gần trung tính cần thêm rào cản khác (làm lạnh, giảm hoạt độ nước, xử lý nhiệt) hoặc chất bảo quản khác như propionat. Các số liệu là phép tính lý thuyết, hiệu quả thật còn tùy nền sản phẩm và vi sinh vật.

Cách phối benzoat và sorbat

• Phối hai chất cho phổ tác dụng rộng hơn, thường mỗi chất ở mức thấp hơn so với dùng riêng.
• Khi phối nhiều chất bảo quản cùng nhóm, phải tính theo quy định về tổng mức tối đa, không cộng dồn vượt giới hạn.
• Dùng dạng muối (natri benzoat, kali sorbat) vì tan tốt, rồi chuyển thành axit khi gặp pH thấp của sản phẩm.
• Hòa tan hoàn toàn trong nước trước khi cho vào mẻ, tránh vón cục.

Quy trình thử hiệu quả bảo quản

1. Xác định pH và hoạt độ nước của sản phẩm thành phẩm.
2. Làm các mẫu: không chất bảo quản, chỉ benzoat, chỉ sorbat, phối cả hai, ở các mức dùng trong giới hạn cho phép.
3. Bảo quản mẫu ở nhiệt độ thực tế (và nhiệt độ cao hơn để thử nhanh), theo dõi nấm men, nấm mốc, vi khuẩn theo thời gian.
4. Chọn công thức đạt hạn dùng yêu cầu với mức dùng thấp nhất.
5. Với sản phẩm quan trọng hoặc xuất khẩu, nhờ phòng thí nghiệm làm thử thách vi sinh (challenge test).

Lỗi hay gặp

• Dùng benzoat cho sản phẩm pH trên 5, hiệu quả thấp nhưng tưởng đã bảo quản đủ.
• Phối benzoat với vitamin C trong đồ uống mà không đánh giá nguy cơ tạo benzen.
• Cộng dồn các chất bảo quản cùng nhóm vượt tổng mức cho phép.
• Không ghi nhãn đủ tên hoặc mã INS (211 với natri benzoat, 202 với kali sorbat).
• Dùng chất bảo quản để che cho quy trình vệ sinh yếu.

Sản phẩm

• Sodium Benzoate (Hà Lan)
• Potassium Sorbate, Kali sorbate

Xem thêm: Natri benzoat, tổng quan, ứng dụng và an toàn.