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苯甲酸鈉的急性毒性較小，動物最大無作用計量（MNL）為500mg/kg體重。但其在人體的酸環境下可轉化為毒性較強的苯甲酸。小鼠攝入苯甲酸及其鈉鹽，會導致體重下降、、、甚至死亡。苯甲酸的毒性是通過改變細胞膜的通透性，抑制細胞膜對氨基酸的吸收，并透過細胞膜抑制脂肪酶等酶的活性，使ATP合成受阻實現的。

山梨酸和山梨酸鉀的毒性比苯甲酸小，防腐效果比苯甲酸鈉好，更加安全。苯甲酸和苯甲酸鈉的優勢是在空氣中比較穩定，成本較低。但在密封狀態下，山梨酸和山梨酸鉀也很穩定，山梨酸鉀的熱穩定性比較好，分解溫度高達270℃。由于食品添加劑的添加量很小，并不會明顯增加肉制品產品成本。因此，許多國家已經開始逐漸采用山梨酸和山梨酸鉀替代苯甲酸和苯甲酸鈉。