EDTA là gì? Có tác dụng gì trong mỹ phẩm và thực phẩm?

Ethylenediaminetetraacetic Acid - EDTA, là một chất phức tạp được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ tính chất tạo phức mạnh mẽ với các ion kim loại. Đây là một hợp chất quan trọng, vừa hỗ trợ trong việc bảo quản sản phẩm, vừa giúp duy trì chất lượng trong mỹ phẩm và thực phẩm. Chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé!

 

1. EDTA là gì?

1.1. Định nghĩa và công thức hóa học của EDTA

Ethylenediaminetetraacetic Acid, thường được gọi là EDTA, là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm aminopolycarboxylic acid. Đây là một chất tạo phức (chelating agent) rất mạnh, có khả năng gắn kết với các ion kim loại, đặc biệt là ion hóa trị hai và ba (như Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺) và làm bất hoạt các ion tự do, từ đó ngăn chặn các phản ứng không mong muốn.

  • Công thức phân tử: C₁₀H₁₆N₂O₈

  • Công thức cấu tạo: H₄Y (trong đó "Y" là ký hiệu chung cho phần gốc của EDTA khi mất proton).

 

Công thức ba chiều của Acid Ethylenediaminetetraacetic - EDTA

 

EDTA có thể tồn tại ở nhiều dạng muối khác nhau, như Disodium EDTA (Na₂EDTA) và Calcium Disodium EDTA (CaNa2​C10​H12​N2​O8)...

1.2. Lịch sử phát triển và tổng hợp EDTA

Lịch sử phát triển:

EDTA được Franz Munz phát triển tại Đức vào những năm 1930 như một chất thay thế cho acid citric. Vào khoảng thời gian đó, Frederick Bersworth đã tổng hợp EDTA tại Hoa Kỳ bằng một kỹ thuật khác. Ông đã nhận được bằng sáng chế của Hoa Kỳ cho kỹ thuật này vào năm 1945. EDTA đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp nhận là một chất phụ gia thực phẩm vào năm 1947. Từ đó, EDTA đã nhanh chóng trở thành một hợp chất quan trọng nhờ tính ổn định và hiệu quả vượt trội.

Quá trình tổng hợp EDTA:

EDTA được tổng hợp từ Ethylenediamine, một hợp chất cơ bản thuộc nhóm amin, bằng cách cho phản ứng với formaldehyde và cyanide natri (NaCN) trong trong môi trường kiềm.

Phương trình tổng quát:

C2​H8​N2​ + 4CH2​O + 4NaCN + 4H2O → C10​H16​N2​O8 ​+ 4NH3​

Sản phẩm cuối được trung hòa và chuyển đổi thành dạng muối của EDTA:

Disodium EDTA được tạo từ acid ethylenediaminetetraacetic C10H16N2​O8 bằng cách trung hòa với Natri Hydroxide (NaOH).

C10​H16​N2​O8 ​+ 2NaOH → Na2​C10​H14​N2​O8 ​+ 2H2​O

Calcium Disodium EDTA được tạo từ phản ứng giữa acid EDTA C10H16N2O8, Calcium Hydroxide (Ca(OH)2), và Natri Hydroxide (NaOH).

C10​H16​N2​O8 ​+ Ca(OH)2 + 2NaOH → CaNa2​C10​H12​N2​O8 ​+ 4H2​O

 

2. Tính chất hóa học và vật lý của EDTA

2.1. Cấu trúc phân tử và đặc điểm liên kết

Cấu trúc phân tử:

EDTA (C10H16N2O8) là một hợp chất hữu cơ với khung xương chính gồm hai nhóm amin (−NH2​) và bốn nhóm carboxyl (−COOH). 

Khối lượng phân tử: 292.244 g/mol.

Trong cấu trúc:

  • Hai nhóm amin đóng vai trò cho điện tử (electron), liên kết với các ion kim loại thông qua các đôi electron tự do trên nguyên tử nitơ.

  • Bốn nhóm carboxyl hoạt động như các phối tử - phân tử hoặc nhóm nguyên tử có thể liên kết với các ion kim loại, góp phần vào khả năng tạo phức hiệu quả.

2.2. Tính chất vật lý

Trạng thái và màu sắc: 

  • Dạng rắn, dạng tinh thể hoặc bột có màu trắng hoặc gần trắng.

  • Dạng thể lỏng có màu vàng nhạt.

Độ tan:

  • Acid EDTA (dạng tự do) ít tan trong nước.

  • Các muối EDTA (như disodium EDTA, calcium disodium EDTA) tan tốt trong nước.

Nhiệt độ nóng chảy: 237°C.

2.3 Tính chất hóa học

Khả năng tạo phức:

  • EDTA có khả năng tạo phức bền chặt với hầu hết các ion kim loại hóa trị hai và ba (như Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺).

  • Trong phức chelate, ion kim loại bị giữ chặt tại trung tâm, làm giảm khả năng tham gia vào các phản ứng hóa học khác.

Phương trình minh họa: 

Y4− + Ca2+ → [CaY]2− 

Trong đó Y4− là gốc EDTA đã ion hóa hoàn toàn.

Phản ứng với kim loại:

  • EDTA phản ứng với các ion kim loại kiềm thổ (Ca²⁺, Mg²⁺), kim loại chuyển tiếp (Fe³⁺, Cu²⁺), và nhiều ion khác để tạo thành phức bền.

  • Phản ứng này thường được sử dụng để loại bỏ kim loại nặng khỏi dung dịch (ứng dụng trong làm mềm nước).

Tính chất axit-bazơ:

EDTA là acid yếu với 4 proton có thể phân ly (H4EDTA). Mức độ phân ly phụ thuộc vào pH của dung dịch:

  • Dạng acid tự do (H4EDTA) ở pH thấp.

  • Dạng ion (Y4−) ở pH cao.

Ổn định nhiệt:

EDTA ổn định dưới nhiệt độ thường, nhưng ở nhiệt độ cao (trên 240°C), nó phân hủy thành các sản phẩm khác.

3. Ứng dụng của EDTA trong các lĩnh vực

3.1. Nông nghiệp

Vai trò của EDTA trong ngành nông nghiệp rất đa dạng như ứng dụng trong phân bón và cải thiện hấp thụ vi chất dinh dưỡng.

EDTA được sử dụng để tạo phức với các ion kim loại như sắt (Fe), kẽm (Zn), Mangan (Mn) và đồng (Cu), giúp các nguyên tố này tồn tại ở dạng dễ hấp thụ cho cây trồng. Phân bón chelate chứa EDTA đảm bảo cung cấp vi lượng cho cây trong các điều kiện đạt có pH cao, giúp ngăn kết tủa các ion kim loại nặng trong môi trường nước, nơi các vi chất này thường bị kết tủa.

EDTA ứng dụng trong ngành nông nghiệp

3.2. Công nghiệp

Trong ngành dệt nhuộm: EDTA loại bỏ các ion kim loại gây cản trở quá trình nhuộm, giúp màu sắc sản phẩm đồng đều và bền màu.

Trong ngành giấy và bột giấy: EDTA ngăn ngừa sự phá hủy của cellulose do ion kim loại trong quá trình sản xuất, giúp cải thiện chất lượng giấy.

Xử lý nước: EDTA được sử dụng trong các quy trình xử lý nước để liên kết và loại bỏ các ion kim loại, chẳng hạn như canxi và magiê, có thể gây ra độ cứng trong nước. 

Trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống: EDTA đóng vai trò là một chất bảo quản và chống oxy hóa, ngăn ngừa sự thay đổi màu sắc không mong muốn, sự suy giảm hương vị và mùi ôi do phản ứng oxy hóa xúc tác kim loại bằng cách, liên kết với các ion kim loại như Fe, Cu. Ngoài ra, EDTA còn có tác dụng giảm sự hình thành benzen trong nước ngọt chứa acid ascorbic và sodium benzoate. Ứng dụng trong các sản phẩm như sốt mayonnaise, nước sốt salad và nước ngọt đóng chai…

Tìm hiểu thêm: Ứng dụng của Sodium Benzoate trong bảo quản thực phẩm

 

EDTA ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm

 

3.3. EDTA là gì trong mỹ phẩm?

Trong mỹ phẩm EDTA được sử dụng để ổn định công thức mỹ phẩm bằng cách loại bỏ các ion kim loại gây hư hỏng sản phẩm, ổn định nhũ tương và độ pH. Ngăn ngừa oxy hóa dầu và các thành phần nhạy cảm khác như các vitamin C và E, giúp kéo dài thời hạn sử dụng.

Lý do mà EDTA thường có trong các sản phẩm sữa tắm, dầu gội… là vì nó là chất hoạt động bề mặt và tạo bọt.

Ứng dụng trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân như kem dưỡng da, sữa tắm, dầu gội và kem đánh răng… 

 

EDTA ứng dụng trong ngành mỹ phẩm

3.4. Y học

EDTA là chất chống đông máu được lựa chọn cho việc đếm tế bào máu và xác định hình dạng, kích cỡ tế bào máu. Bởi vì EDTA ít làm biến dạng co rút hồng cầu và ít làm tăng thể tích tế bào ở tư thế dựng đứng, bảo vệ tính toàn vẹn, ổn định của mẫu máu.

EDTA được sử dụng ở nồng độ 1.5mg/ 1ml máu toàn phần, ngăn cản quá trình đông máu bằng cách tạo phức (chelating) với Ca²⁺, từ đó loại bỏ Ca²⁺ thông qua một quá trình gọi là quá trình “thải”, tạo ra một muối Ca²⁺ không hòa tan, ngăn cản quá trình chống đông máu. 

EDTA ứng dụng trong xét nghiệm máu

 

Trong một số xét nghiệm máu, mẫu máu cần phải được tách thành huyết tương hoặc huyết thanh để phân tích. EDTA hỗ trợ quá trình phân tách bằng cách ngăn ngừa sự hình thành cục máu đông, cho phép tách thành phần chất lỏng của máu để xét nghiệm.

3.5. Phòng thí nghiệm

EDTA được sử dụng trong hóa học phân tích, là thuốc thử phổ biến trong chuẩn độ phức chất để đo hàm lượng ion kim loại trong các mẫu khác nhau, chẳng hạn như chuẩn độ Ca²⁺ và Mg²⁺ trong mẫu nước, đất, chất lỏng sinh học để đánh giá độ cứng của nước…

4. Lợi ích và hạn chế của việc sử dụng EDTA

  • Ưu điểm: 

EDTA có khả năng liên kết với hầu hết các ion kim loại, tạo ra phức bền vững, giúp kiểm soát tốt các kim loại trong dung dịch.

Phạm vi ứng dụng rộng rãi được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, công nghiệp, mỹ phẩm, thực phẩm, y học và phòng thí nghiệm… nhờ tính ổn định hóa học và khả năng hòa tan tốt khi ở dạng muối.

  • Nhược điểm: 

Tác động môi trường: EDTA khó phân hủy sinh học, có thể tồn tại lâu trong môi trường và tích tụ ở các nguồn nước tự nhiên. Điều này ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái và chất lượng nước.

Trong một số điều kiện, EDTA có thể hòa tan các kim loại độc hại từ bề mặt đất hoặc thiết bị, gây ô nhiễm thứ cấp.

EDTA được xem là an toàn ở liều lượng thấp, nhưng việc tiếp xúc trực tiếp hoặc tiêu thụ lượng lớn có thể gây kích ứng da, mắt và dạ dày.

5. An toàn và biện pháp phòng ngừa khi sử dụng EDTA

5.1. Hướng dẫn về liều lượng và cách sử dụng an toàn

Trong thực phẩm, EDTA được sử dụng theo giới hạn an toàn do các cơ quan như FDA hoặc EFSA quy định, thường dưới 100mg/kg sản phẩm.

Trong mỹ phẩm thì nồng độ EDTA hoặc muối EDTA thường từ 0.1% đến dưới 2% tùy vào sản phẩm. 

Trong xử lý nước cần đảm bảo sử dụng đúng liều lượng để tránh dư lượng EDTA gây hại cho môi trường.

Để xa tầm tay trẻ em, không trộn với thức ăn của người và vật nuôi, đậy nắp khi không sử dụng.

Phải mang găng tay, kính, khẩu trang và quần áo bảo hộ trong quá trình sử dụng và vận chuyển. 

5.2. Biện pháp xử lý khi tiếp xúc hoặc rò rỉ

Nếu tiếp xúc qua da hoặc mắt thì hãy rửa ngay bằng nước sạch hoặc dung dịch muối sinh lý trong ít nhất 15 phút, sau đó tìm kiếm sự trợ giúp y tế nếu kích ứng kéo dài.

Nếu hít phải thì cần đưa người bị ảnh hưởng ra khu vực thoáng khí. Nếu có triệu chứng khó thở, cần hỗ trợ y tế ngay. 

Trong trường hợp nuốt phải tuyệt đối không gây nôn trừ khi có chỉ định của chuyên gia y tế, uống nhiều nước và nhanh chóng tìm kiếm sự trợ giúp y tế.

Dùng các chất hấp thụ như cát hoặc vật liệu chống hóa chất để thu gom EDTA. 

Tổng kết

EDTA là chất tạo phức đa năng, được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp và công nghiệp nhờ khả năng ổn định, chống oxy hóa và tăng hiệu quả sản phẩm. Chúng tôi cung cấp EDTA chất lượng cao, giá cạnh tranh. 

Hãy truy cập website của Aroma hoặc liên hệ trực tiếp qua Hotline: +84972913136 để được tư vấn chi tiết, phù hợp với nhu cầu của anh/chị. Aroma sẵn sàng đồng hành cùng anh/chị trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm.

 
Ngày đăng 03/01/2025 bởi Admin

Copyright © 2021 - CÔNG TY TNHH THỰC PHẨM AROMA