Chitinas atstovauja. Chitinas - kas tai? Apibrėžimas, sąvoka

Visi žino apie celiuliozę: pagal bendrą organinės masės tūrį šis polisacharidas užima pirmąją vietą Žemėje. Ir visi žino, koks svarbus šis angliavandenis pramonei. Tačiau antroje vietoje pagal svorį ir žmogui ne mažiau naudingą polisacharidą chitiną prisimena tik biologijos mėgėjai. Medžiaga yra pagrindinė nariuotakojų ir kai kurių bestuburių egzoskeleto (apvalkalo ir nagų) sudedamoji dalis, taip pat grybų ir bakterijų ląstelės sienelės dalis. Apie neįtikėtinas chitino savybes ir jų pritaikymą medicinoje, maisto pramonėje bei radiacinėje saugai buvo kalbama jungtinėje Rusijos chitino draugijos ir ITMO universiteto Mėsos, žuvies produktų ir konservavimo šaltyje technologijos katedros mokslinėje sesijoje.

Šaltinis: www.gorilao.com.br

Gamtoje chitinas atlieka apsaugines ir palaikomąsias funkcijas, suteikia jėgų vėžiagyviams, grybams ir bakterijoms. Tokiu būdu ji yra panaši į celiuliozę, kuri yra augalų ląstelių sienelių atraminė medžiaga. Tačiau pagal Rusijos chitino draugijos medžiagą chitinas yra reaktyvesnis. Kaitinamas ir apdorojamas koncentruotu šarmu, jis virsta chitozanu. Šis polimeras gali ištirpti praskiestuose rūgščių tirpaluose ir gali jungtis bei reaguoti su kitomis cheminėmis medžiagomis. Taigi chemikai chitozaną kartais vadina „konstruktoriumi“, kurį galima panaudoti įvairiems polimerams kurti. Norint gauti gryną chitiną, baltymai, kalcis ir kiti mineralai pašalinami iš jo turinčių organinių medžiagų, paverčiant jas tirpia forma. Rezultatas – chitininiai trupiniai.

« Chitinui gaminti naudojami vėžiagyviai, grybai ir vabzdžiai. Beje, ši medžiaga pirmą kartą buvo aptikta pievagrybiuose. Chitino ir jo darinio chitozano naudojimas tik plečiasi. Polisacharidas yra įtrauktas į maisto papildus, vaistus, vaistus nuo nudegimo, tirpius chirurginius siūlus, naudojamas antiradiaciniams tikslams ir daugeliui kitų. Chitozanas yra naudingas dalykas, kurį reikia toliau tirti“, – komentavo Rusijos Chitino draugijos prezidentas, chemijos mokslų daktaras Valerijus Varlamovas

Chitinas medicinoje

Dėl to, kad chitozanas gerai reaguoja su kitomis cheminėmis medžiagomis, ant polimero grandinės galima „pakabinti“, pavyzdžiui, vaistus ir receptorius. Taigi veiklioji medžiaga išsiskirs tik ten, kur jos reikia, nepakenkiant visam organizmui. Be to, pats chitozanas yra visiškai netoksiškas gyvoms būtybėms, pabrėžė Visos Rusijos biologinės pramonės mokslinių tyrimų ir technologinio instituto profesorius. Aleksejus Albulovas.

Chitozanas taip pat naudojamas kaip maisto papildas. Pavyzdžiui, jo mažos molekulinės masės frakcija yra tiesiogiai absorbuojama į kraują ir veikia imuninės sistemos lygiu. Vidutinė molekulinė frakcija yra antibakterinis komponentas, kuris slopina patogeninės mikrofloros vystymąsi žarnyne. Be to, jis skatina žarnyno gleivinės plėvelės susidarymą, kuri apsaugo jas nuo uždegimų. Tokiu atveju plėvelė greitai ištirpsta, o tai svarbu medicinos reikmėms. Didelės molekulinės masės chitozano frakcija yra toksinų, esančių virškinimo trakte, sorbentas.

« Žinome daug sorbentų, kurie turi ir žmogui kenksmingų savybių – jie pasisavinami ir nusėda į raumenis bei kaulus. Chitozanas neturi visų šių šalutinių poveikių. Be to, jis gali sugerti vaistažolių ekstraktus, kurie kartu su juo ilgai nepraranda naudingų savybių ir gali būti naudojamas kaip maisto papildas. Chitozanas taip pat naudojamas gelio pavidalu burnos ligoms ar nudegimams gydyti.“, - pridūrė Aleksejus Albulovas.

Be to, chitozanas turi priešnavikinį poveikį, todėl gali būti naudojamas vėžio profilaktikai, pabrėžė Mikrobiologijos instituto mokslinė sekretorė. S. N. Vinogradsky RAS Irina Mysyakina. Medžiaga mažina cholesterolio kiekį, nes suriša su maistu gaunamus lipidus ir neleidžia iš žarnyno pasisavinti riebalus. Taip pat atliekami chitozano, kaip medicininių implantų, naudojimo tyrimai.

Chitinas ir genų terapija

Genų terapija dabar aktyviai vystosi. Taikant mokslinį metodą galima panaikinti vieno ar kito „kenksmingo“ geno veiklą arba įterpti į jo vietą kitą. Tačiau norint tai padaryti, reikia kažkaip pristatyti „būtiną“ genetinę informaciją į ląstelę. Anksčiau tam buvo naudojami virusai, tačiau ši sistema turi daug trūkumų: kancerogeniškumą ir didelę kainą pirmiausia pabrėžė Sankt Peterburgo valstybinės chemijos-farmacijos akademijos darbuotojas. Andrejus Kritčenkovas. Bet chitozano pagalba į ląstelę galima pristatyti reikiamą genetinę informaciją be žalingų pasekmių ir palyginti pigiai.

« Nevirusiniai RNR pristatymo vektoriai tiesiogine prasme gali būti muzikiškai suderinti naudojant chemines modifikacijas. Chitozanas yra efektyvesnis vektorius nei liposomos ar katijoniniai polimerai, nes geriau suriša DNR. Be to, tokios sistemos yra netoksiškos ir gali būti paruoštos kambario temperatūroje“, – sakė mokslininkas.

Chitinas maisto pramonėje

Chitozano sugeriamosios savybės naudojamos alaus daryme, siekiant pašalinti nuosėdas. Taip vadinamas drumstumas gėrime susidaro dėl žaliavų komponentų ir pagalbinių medžiagų baltymų, angliavandenių, gyvų ląstelių ir oksalatų pavidalu. Gyvoms ląstelėms pašalinti naudojamas chitozanas produkto nuskaidrinimo stadijoje, pavyzdį pateikė ITMO universiteto Augalinių žaliavų produktų maisto biotechnologijos katedros profesorius. Tatjana Meledina.

Katedros docentė kalbėjo apie chitozano panaudojimą žalios mėsos šviežumo išsaugojimui. Denisas Baranenko. Norėdami tai padaryti, ant gaminio buvo padengta chitozano plėvelė, sujungta su kitomis medžiagomis (krakmolu, pluoštu ar želatina), kad būtų išvengta drėgmės praradimo. Faktas yra tas, kad vandens aktyvumo sumažėjimas produkto paviršiuje padidina jo laikymo laiką. Be to, chitozano plėvelė sumažina mikrobų plitimo greitį žalioje mėsoje ir slopina Staphylococcus aureus bakterijų atsiradimą.

« Paprastai šviežia mėsa laikoma ne ilgiau kaip dvi dienas. Eksperimentų su chitozanu dėka mums pavyko pusantro ar du kartus padidinti galiojimo laiką. Kai kuriais atvejais laikotarpis siekė dvi savaites. Be to, vartotojų savybių požiūriu chitozano plėvelė yra ideali pakuotė, nes ji praktiškai nematoma.“, - sakė Denisas Baranenko.

Chitozanas maisto pramonėje taip pat naudojamas išrūgų baltymų koaguliacijai pieno pramonėje, joduotų maisto produktų gamybai, remiantis jodo-chitozano kompleksų kūrimu ir kitais tikslais.

Mokslinėje sesijoje taip pat buvo pristatytos ITMO universiteto galimybės plėtrai ir tyrimams chitozano srityje.

Jei manote, kad skėriai valgomi tik Artimuosiuose Rytuose ir kai kuriose Afrikos šalyse, labai klystate. Tiesą sakant, mes reguliariai vartojame patiekalus iš vabzdžių. Jie laikomi labai naudingais. Jau keletą dešimtmečių chitinas naudojamas kosmetikoje ir medicinoje.

Netgi tvarsčiai jau daugelį metų prideda šios medžiagos arba naudoja jos darinius gaminant. Pirmieji tai padarė japonai. Egzotiška mada sekė amerikiečiai ir europiečiai. Dabar prie šios medžiagos jau priprato ir rusai.

Chitinas: kas tai?

Kokia yra nagrinėjama medžiaga? Išsiaiškinkime. Tie iš mūsų, kurie mokykloje nepraleido biologijos pamokų, žinoma, yra susipažinę su tokia medžiaga kaip chitinas. Daugelis žmonių žino, kas tai yra. Iš šios medžiagos gaminami vėžių kiautai. Tačiau ją turi ne tik šie gyvūnai. Chitino yra visų tipų nariuotakojų: vabzdžių (drugelių, vabalų) ir vėžiagyvių (omarų, krevečių, krabų).

Šios medžiagos taip pat yra grybų ir mielių ląstelių sienelėje. O dumbliai yra augalai, kuriems tai nėra atimta. Chitino taip pat yra jų ląstelės sienelėje.

Chitino struktūros, materijos sandara

Informacija apie celiuliozės (svarbiausios polisacharidų atstovės, kuri yra pagrindinis augalų struktūrinis komponentas) savybes ir struktūrą dabar literatūroje pateikiama prieinama forma. Tačiau informacijos apie chitino struktūrą yra daug mažiau. Tačiau jis sudaro skeleto sistemos pagrindą, kuris palaiko vabzdžių odelių audinius formuojančių ląstelių struktūrą, vėžiagyvių kiautus, bakterijų ir grybų ląstelių sieneles. Tai, kad chitino struktūros vabzdžių ir vėžiagyvių organizmuose iš prigimties yra kietos, yra susijęs su specialaus chitino-karbonato komplekso susidarymu. Tai atsiranda dėl mus dominančios medžiagos nusėdimo ant kalcio karbonato, kuris veikia kaip tam tikra neorganinė matrica.

Yra tam tikra analogija tarp celiuliozės ir chitino struktūros. Tačiau, skirtingai nuo pirmojo, chitine elementinio vieneto 2-ojo anglies atomo pakaitas yra acetamido grupė. Celiuliozėje toks pat vaidmuo tenka hidroksilui. Natūralaus chitino (ty natūralios) makromolekulėse paprastai yra tam tikras skaičius vienetų su pirminėmis laisvomis amino grupėmis.

Naudingos chitino savybės

Ši medžiaga dedama siekiant pagerinti maisto aromatą ir skonį, pagerinti išvaizdą arba naudojama kaip konservantas. Taip pat yra maisto papildų, kuriuose jo yra. Chitino sudėtis yra tokia, kad ši medžiaga turi gydomųjų savybių. Manoma, kad jo nauda yra tokia:

• slopina vėžio ląstelių vystymąsi;
• apsaugo mūsų organizmą nuo radioaktyviosios spinduliuotės poveikio;
• padidina imunitetą;
• apsaugo nuo insulto ir širdies priepuolių išsivystymo, nes sustiprina kraują skystinančių vaistų poveikį;
• kovoja su įvairiais uždegiminiais procesais;
• gerina virškinimą (sumažina skrandžio sulčių rūgštingumą, taip pat skatina naudingųjų bifidobakterijų augimą);
• palaiko žemą cholesterolio kiekį mūsų kraujyje, o tai padeda nuo nutukimo ir aterosklerozės;
• pagreitina audinių atkūrimo procesus.

Chitinas yra labai naudinga medžiaga. Būtų gerai prisiminti, kas tai yra ir kokios jo gydomosios savybės.

Kiek chitinas paplitęs gamtoje?

Gamtoje randama labai dažnai. Tiek, kad ji užima antrą vietą pagal paplitimą tarp (pirmoji priklauso celiuliozei). Nemažai mokslininkų netgi mano, kad žmonija artimiausiu metu pereis prie išimtinai chitino dietos. Pavyzdžiui, polimerų chemijos profesorius Samas Hudsonas neseniai pranešė, kad mokslininkai dabar yra ant slenksčio atrasti „naują pasaulį“, kuriame produktų, kuriuos galima pagaminti iš chitino, skaičius bus begalinis.

Šiek tiek istorijos

Pakalbėkime apie tai, kaip viskas prasidėjo dėl tokios medžiagos kaip chitinas. Kas tai yra, buvo atrasta XIX a. Dar 1811 metais cheminę medžiagą pradėjo tyrinėti Nansi mieste (Prancūzija) įsikūrusio botanikos sodo direktorius profesorius Henry Braconneau, kurio dėmesį patraukė neįprasta medžiaga. Sieros rūgštis nesugebėjo jos ištirpinti. Tai buvo chitinas. Po kurio laiko paaiškėjo, kad mokslininkų iš Prancūzijos išskirto biopolimero yra ne tik grybuose. Jis taip pat buvo rastas vabzdžių elitoje.

Chitinas, kurio savybės vis dar buvo menkai suprantamos, savo oficialų pavadinimą gavo 1823 m. Išvertus iš graikų kalbos „chitin“ reiškia „drabužiai“. Mokslininkai, 1859 m. atsikratę baltymų ir kalcio, iš jo gavo naują medžiagą. Jis buvo vadinamas chitozanu. Ši medžiaga yra dar įdomiau nei jos pirmtakas. Jis aktyvina ląstelių veiklą, gerina hormonų sekreciją ir nervų savireguliaciją, skatina organizmo funkcionavimą ir sveiką funkcionavimą, kaip parodė naujausi tyrimai. Ir tai tik dalis naudingų jo savybių. Tačiau po visų pirminių atradimų chitinu šimtą metų niekas nesidomėjo, išskyrus siaurus specialistus.

Tik XX amžiaus pabaigoje pavyko išsiaiškinti, kiek šios medžiagos naudingos sveikatai. Tačiau žmonės nariuotakojus ir atitinkamai chitiną pradėjo valgyti gyvūnams labai seniai.

Apie tai, kaip senoliai valgė vabzdžius

Net Biblijos Leviticus knygoje yra paminėti „nešvarūs“ ir „švarūs“ vabzdžiai, tai yra, tinkami ir netinkami maistui. Pavyzdžiui, amūrai ir skėriai laikomi „švariais“. Jonas Krikštytojas, būdamas dykumoje, valgė laukinį medų ir skėrius. Senovės graikų istorikas Herodotas minėjo, kad afrikiečiai gaudė šiuos vabzdžius. Tada skėrius džiovina saulėje, užpila pienu ir valgo. Manoma, kad net senovės romėnai nepaniekino skėrių meduje. O islamo įkūrėjo Mohammedo žmonos savo vyrams dovanų išsiuntė ištisus padėklus su šiais vabzdžiais.

Indijos valdovo Montezumos dvare per vakarienę buvo patiekiamos virtos skruzdėlės. garsus keliautojas ir zoologas savo knygoje „Gyvūnų gyvenimas“ rašė, kad Sudano gyventojai gaudo termitus ir su malonumu juos valgo.

Šiuolaikiniai nariuotakojų skanėstai

Daugelio tautų gastronominė meilė vabzdžiams išliko iki šių dienų. Artimuosiuose Rytuose, taip pat kai kuriose Afrikos šalyse, skėriai parduodami turguose ir parduotuvėse, o brangių restoranų valgiaraščiuose visada yra iš jų pagaminti patiekalai. Filipinuose yra daugybė svirplių veislių. Meksikoje jie valgo amūras ir smirdžius. Tailande jie vaišinasi vabalų lervomis, laumžirgiais, vikšrais ir svirpliais.

Chitino dieta

Įdomu tai, kad XIX amžiaus pabaigoje jie sugalvojo vabzdžių dietą. Vincentas Holtas, anglų gamtininkas ir keliautojas, kaip atsvarą mėsos valgymui ir vegetarizmui pradėjo raginti entomofagiją (vadinamąjį maitinimąsi vabzdžiais). Holtas, nesuvokdamas, kad chitinas ir chitozanas turi gydomąjį poveikį organizmui, rašė, kad kaip maistinių medžiagų šaltinis vabzdžiai yra daug švaresni ir sveikesni nei kiti gyvūnai. Juk jie patys valgo tik augalinį maistą.

Vabzdžių maistinė vertė

Ar įmanoma gauti pakankamai vabzdžių? Tai padaryti nėra lengva, bet įmanoma, ypač jei prisimenate, kokių stebuklingų savybių turi chitinas. Dietos naudojimas bus efektyvus, jei bent apytiksliai paskaičiuosite, kiek amūrų, bičių ir termitų reikia sugauti, kad bendras jų svoris būtų 100 gramų. 100 gramų įvairių vabzdžių maistinė vertė yra tokia.

• Žiogai duos 20,6 g baltymų ir 6,1 g riebalų.
• Mėšlo vabalai – 17,2 g baltymų ir 3,8 g riebalų.
• Termitai – 14,2 g baltymų ir 2,2 g riebalų.
• Bitėse yra 13,4 g baltymų ir 1,4 g riebalų.

Palyginimui: jautiena turi 23,5 g baltymų ir 21,2 g riebalų.

Tačiau entomofagija vis dėlto išlieka egzotika. Šiais laikais, norint įsitikinti chitino ar chitozano gydomosiomis savybėmis, visai nebūtina valgyti skarabėjų ir tarakonų, įveikiant pasibjaurėjimą. Norėdami tai padaryti, tiesiog eikite į parduotuvę ir pasirinkite ką nors dietinio.

Mūsų šalyje atlikti tyrimai

Chitino pagrindu pagamintas vaistas pirmą kartą buvo sukurtas Sovietų Sąjungoje septintajame dešimtmetyje. Šis vaistas turėjo padėti apsisaugoti nuo jonizuojančiosios spinduliuotės. Naujo vaisto kūrimą įslaptino kariuomenė. Be to, šio produkto sudėtis buvo paslėpta net nuo gydytojų. Po daugybės eksperimentų su beždžionėmis, šunimis ir pelėmis buvo įrodyta, kad šis vaistas padeda joms išgyventi net ir gavus mirtiną radiacijos dozę. Šiek tiek vėliau mokslininkai išsiaiškino, kad chitino vaistai yra naudingi ir žmonėms. Be to, jų savybės neapsiriboja vien tik radioprotekciniu poveikiu.

Nustatyta, kad chitinas, kaip ir jo dariniai, gali kovoti su alergijomis, vėžiu, žarnyno ligomis, hipertenzija ir kt. Chitino inkliuzai, be to, padeda pailginti kitų vaistų veikimo trukmę.

Šiuolaikiniai tyrimai

Ir šiandien chitozano ir chitino tyrimai tęsiami. Rusijoje juos tiria mokslininkai, priklausantys Rusijos Chitino draugijai, įkurtai 2000 m. Jos nariai yra ne tik tie mokslininkai, kurie tiesiogiai tiria šias medžiagas, bet ir kitų mokslo sričių, taip pat žemės ūkio, medicinos, pramonės atstovai. Geriausi Vakarų chitinologai apdovanoti specialiu Braconno prizu. Jis gavo savo pavadinimą Braconno, kuris buvo chitino atradėjas, garbei. Mūsų šalyje panašus apdovanojimas pavadintas Pavelo Šorygino garbei. Šis akademikas yra chitino tyrimų entuziastas.

bendrosios charakteristikos

Kalbant apie chitiną, iškart iškyla mokyklos biologijos pamokos. Nariuotakojai, vėžiagyviai ir viskas, kas su jais susiję...

Tačiau nepaisant to, chitinas taip pat pasirodė esąs labai naudingas žmonėms.

Chitinas yra polisacharidas, priklausantis sunkiai virškinamų angliavandenių grupei. Savo fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis bei biologiniu vaidmeniu jis artimas augaliniam pluoštui.

Chitinas yra grybų, taip pat kai kurių bakterijų, ląstelių membranos dalis.

Susidaręs iš acetilgliukozamino aminocukraus likučių, chitinas yra vienas gausiausių gamtoje polisacharidų.

Tai medžiaga, randama grybuose, bakterijose ir nariuotakojų. Išskirta keletas chitino rūšių, kurios skiriasi savo chemine sudėtimi ir savybėmis.

Atidarymas

Chitiną 1821 m. pirmą kartą atrado botanikos sodo direktorius Henry Braconas. Cheminių eksperimentų metu jis atrado medžiagą, kurios negalima ištirpinti sieros rūgštyje. O po dvejų metų chitinas buvo išgautas iš tarantulo kriauklių. Tuo pačiu metu terminą "chitinas" pasiūlė prancūzų mokslininkas Odieris, kuris tyrė medžiagą naudodamas išorinius vabzdžių apvalkalus (išorinį skeletą).

Naudingos chitino savybės ir poveikis organizmui

Remiantis kai kuriais medicininiais tyrimais, buvo padarytos išvados apie chitino naudą žmogaus organizmui. Chitinas vartojamas sergant hipertenzija, nutukimu, cukriniu diabetu, kaip imunomoduliuojanti medžiaga, neleidžianti ankstyvam organizmo senėjimui. Kaip ir skaidulos, chitinas gerina žarnyno veiklą, palengvina turinio išsiurbimą, gerai išvalo žarnyno gaureles. Išvalo kraujagysles nuo kenksmingo cholesterolio.

Naujausi medicininiai tyrimai rodo chitino naudą daugelio vėžio profilaktikai ir gydymui.

Produktai, turintys didžiausią chitino kiekį

Nurodytas apytikslis kiekis (g) 100 g produkto

• Kalmaras Gladijus 35
• Omarai 8
• Pieno grybai 3.7
• Vėžiai 35
• Snieguolė grybas 6.7
• Antarkties kriliai 3
• Krabai (lukštai) 32.4
• Gamarus 6.2
• Russula 3
• Samanų grybas (lenkiškas grybas) 15.7
• Japoniškas grybas 5
• Pievagrybiai 2
• Krevetės 9.7
• Ryžiki 5
• Kepimo mielės 2

Kasdienis chitino poreikis

Vartojant daugiau nei 3000 mg per dieną, gali kilti problemų su virškinimo trakto veikla. Todėl naudojant bet kokius mitybos komponentus patartina vadovautis aukso viduriu.

Chitino poreikis didėja:

• su per dideliu kūno svoriu;
• riebalų apykaitos sutrikimas organizme;
• didelis cholesterolio kiekis kraujyje;
• kepenų steatozė;
• su riebalų pertekliumi dietoje;
• dažnas vidurių užkietėjimas;
• cukrinis diabetas;
• alergijos ir organizmo intoksikacijos.

Chitino poreikis sumažėja:

• su pernelyg dideliu dujų susidarymu;
• disbakteriozė;
• gastritas, pankreatitas ir kitos uždegiminės virškinimo trakto ligos.

Chitino virškinamumas

Chitinas yra kieta, skaidri medžiaga, kurios žmogaus organizmas nesuvirškina. Kaip ir celiuliozė, chitinas gerina virškinamojo trakto motoriką, taip pat turi kitų organizmui naudingų savybių.

Sąveika su kitais elementais

Chitinas sąveikauja su polisacharidais ir baltymais. Netirpus vandenyje ir kituose organiniuose tirpikliuose, nors gali išlaikyti drėgmę organizme. Kaitinamas, sąveikaujant su tam tikromis druskomis, jis hidrolizuojamas, tai yra, sunaikinamas. Sumažina chloro jonų įsisavinimą į kraujotakos sistemą, taip koreguodamas vandens ir druskos balansą organizme.

Chitino trūkumo organizme požymiai:

• nutukimas, antsvoris;
• vangus virškinimo trakto (GIT) veikimas;
• nemalonus kūno kvapas (atliekų ir toksinų perteklius);
• dažnos alerginės ligos;
• problemų su kremzlėmis ir sąnariais.

Chitino pertekliaus organizme požymiai:

• skrandžio veiklos sutrikimai (pykinimas);
• vidurių pūtimas, pilvo pūtimas;
• diskomfortas kasos srityje;
• alerginės reakcijos į chitiną.

Veiksniai, įtakojantys chitino kiekį organizme

Žmogaus organizmas pats negamina chitino, todėl jo kiekis organizme visiškai priklauso nuo jo prieinamumo su maistu. Remiantis tuo, darytina išvada, kad jei norite būti sveiki, turite reguliariai vartoti chitiną jo monomero, chitozano, pavidalu.

Chitinas grožiui ir sveikatai

Pastaruoju metu kosmetologai vis dažniau rašo apie teigiamą poveikį, atrastą vartojant vaistinius ir kosmetinius produktus su chitinu. Dedama į šampūnus, kad padidintų plaukų apimtį ir elastingumą, naudojamas losjonuose, dedamas į kremus, dušo želė, asmens higienos priemones (gelines dantų pastas). Jis įtrauktas į įvairius stiliaus purškiklius ir lakus.

Chitinas naudojamas kaip maisto papildai dietoje, siekiant pagerinti odos elastingumą, kaip priešuždegiminė ir drėkinanti priemonė. Sukuria apsauginę plėvelę ant odos ir plaukų, taip palengvindamas šukavimo procesą, neleidžia odai prarasti drėgmės ir trapiems nagams.

Argentinos mokslininkai nustatė chitino, kaip pagalbinio regeneratoriaus, ypatumą, padedantį greitai išgydyti pažeistą odą. Be to, chitinas kaitinant virsta nauja vandenyje tirpia medžiaga – chitozanu, kuris yra senėjimą stabdančios kosmetikos dalis. Senėjimą stabdančios kosmetikos dėka oda greičiau išsilygina, o raukšlės tampa mažiau pastebimos. Oda įgauna gaivesnę ir jaunatviškesnę išvaizdą dėl chitino savybės malšinti mažiausių odos kapiliarų spazmus.

Kalbant apie chitino naudą liekninant figūrą, tai akivaizdu. Chitozanas dar vadinamas gyvulinėmis skaidulomis, kurios jungiasi organizme ir pašalina riebalų perteklių, padeda persivalgyti, didina bifidobakterijų skaičių žarnyne ir švelniai padeda mažinti antsvorį. Be to, ji yra atsakinga už teršalų adsorbciją, kurią pašalinus mūsų kūnas jaučiasi lengvas ir laisvas.

Chitino dieta

Chitino dieta pagrįsta maisto produktų, kuriuose yra to paties chitino, vartojimu. Tačiau tai nereiškia, kad per visą dietą turėsite valgyti vabalus ar keptus amūrus, nes šios medžiagos taip pat yra daugelyje prieskonių.

Chitino dieta priklauso mažai kalorijų turinčių dietų kategorijai. Faktas yra tas, kad maisto produktuose, kuriuose gausu chitino, yra nedidelis kiekis riebalų, pavyzdžiui, 100 g amūrų yra 20,6% baltymų ir tik 6,1% riebalų, o 100 g jautienos yra maždaug tiek pat baltymų ir 2–3 kartus. daugiau riebalų. Sunku prisisotinti vabzdžių, tačiau teisingai juos gaminant galima gauti įvairių dietinių patiekalų, kurie padės sulieknėti.

Chitinas ir fotografija

Fotografijos procesuose, susijusiuose su greitu vaizdo kūrimu, naudojamos tokios svarbios chitozano savybės kaip jo plėvelę formuojančios savybės, elgesys sistemose, kuriose yra želatinos ir sidabro kompleksų, užtikrinantis, kad dažų skersinės (plėvelės sluoksniuose) sklaidos nebūtų, ir optinės charakteristikos. polimero.

Šiuolaikiniai tyrimai

Ir šiandien chitozano ir chitino tyrimai tęsiami. Rusijoje juos tiria mokslininkai, priklausantys Rusijos Chitino draugijai, įkurtai 2000 m. Jos nariai yra ne tik tie mokslininkai, kurie tiesiogiai tiria šias medžiagas, bet ir kitų mokslo sričių, taip pat žemės ūkio, medicinos, pramonės atstovai. Geriausi Vakarų chitinologai apdovanoti specialiu Braconno prizu. Jis gavo savo pavadinimą Braconno, kuris buvo chitino atradėjas, garbei. Mūsų šalyje panašus apdovanojimas pavadintas Pavelo Šorygino garbei. Šis akademikas yra chitino tyrimų entuziastas.

Jūros gėrybės chitinas ir chitozanas patraukė mokslininkų dėmesį beveik prieš 200 metų. Chitinas buvo atrastas 1811 m., o chitozanas - 1859 m. Tačiau intensyvesnis jo vystymas prasidėjo vėliau, kaip rodo nuo 1977 m. vykusių tarptautinių konferencijų apie chitozaną medžiaga. Po 1985 m. pranešimų apie šio nuostabaus produkto naudojimą labai padaugėjo. Šiuo metu susidomėjimas chitozanu kasmet auga kaip lavina – šioje srityje dabar dirba didžiausi pasaulio koncernai, anksčiau visiškai nesusiję su natūraliais junginiais ar net chemija.

Kas yra chitinas?

Chitinas (C8H13NO5)n (prancūzų chitinas, iš senovės graikų: chiton – drabužis, oda, apvalkalas) yra didelės molekulinės masės linijinis polisacharidas, kuris kartu su baltymais, melaninais ir mineralais sudaro kietą išorinį dangą ir vidines laikančias struktūras. vabzdžiams ir vėžiagyviams, taip pat yra grybų ir bakterijų ląstelių sienelės dalis. Tai yra, chitinas yra natūrali medžiaga, sukurta apsaugoti gyvus organizmus nuo žalingo poveikio.

Chitinas yra antra pagal kiekį gamtoje po celiuliozės, o jų cheminė struktūra labai panaši.

Šiandien chitinas daugiausia gaunamas iš vėžiagyvių kiautų. Rusijoje pagrindiniai chitino šaltiniai yra Kamčiatkos krabai, snieginiai krabai ir kampuodegės krevetės, gyvenančios Barenco jūroje. Pagrindinis chitino darinys- chitozanas.

Kas yra chitozanas?

Chitozanas yra bioaktyvus katijoninis polisacharidas, kurio monomeras yra N-acetil-1,4-b-D-gliukopiranozaminas gaunamas tik iš chitino, stipriai apdorojant šarminiais tirpalais.

Chitozanas turi antibakterinių, priešgrybelinių, antioksidacinių, antidiabetinių, priešuždegiminių ir priešvėžinių savybių, taip pat gali sumažinti cholesterolio kiekį kraujyje. Jis pasižymi tokiomis savybėmis kaip biologinis suderinamumas, netoksiškumas, mažas alergiškumas ir biologinis skaidumas.

Chitozanas buvo plačiai pritaikytas šiose žmonių srityse:

• Vaistas
• Žemdirbystė
• Tekstilės industrija
• Maisto ir pieno pramonė
• Vandens valymas

Chitozano molekulė yra ilga grandinė, susidedanti iš daugybės heksozės (monomerinių) žiedų, siekiančių dešimtis milijonų, todėl šis biopolimeras netirpsta vandenyje ir nėra absorbuojamas žarnyne, o veikia kaip galingas sorbentas. Dėl savo stiprių sorbcinių savybių chitozanas yra tarsi didelis krovininis traukinys, kuris iš žarnyno pašalina ne tik kenksmingas, bet ir naudingas medžiagas, pakreipdamas organizmą visiškam apsivalymui. Kai kuriais atvejais toks „valymas“ yra prasmingas, tačiau dažnai daro didelę žalą žmogaus organizmui. Taigi chitozanas yra sorbentas, netirpus vandenyje ir nevisiškai dalyvaujantis organizmo medžiagų apykaitos procesuose.

Kas yra chitozano oligosacharidai ir kuo jie skiriasi nuo chitozano?

Norint aktyviai dalyvauti organizmo medžiagų apykaitos procesuose, reikalingos vandenyje tirpios chitozano formos, kurios, vartojamos viduje, lengvai prasiskverbs pro žarnyno sieneles į kraujotakos sistemą ir aktyviai dalyvaus medžiagų apykaitos sutrikimų profilaktikoje. Norint gauti vandenyje tirpias chitozano formas, reikia ilgąją (polimero, kurios vienetų skaičius n = ∞) chitozano grandinę suskaidyti į trumpas - oligomerus (mažus, n< 20) путем воздействия на них натуральных ферментов. В результате образуются низкомолекулярные водорастворимые формы хитозана – chitozano oligosacharidai.

Chitozano oligosacharidai yra artimos motinos pieno oligosacharidams. Būdami visiškai natūralus produktas, pagal savo savybes chitozano oligosacharidai yra biologiškai suderinami su žmogaus organizmo audiniais (jungiamaisiais, kremzliniais), o vartojant į vidų, lengvai prasiskverbia pro žarnyno sienelę arba išoriškai per odą.

Chitozano oligosacharidai , turintys chelatinių (fiksuojančių) savybių, yra galinga priemonė, galinti tiekti vitaminus, aminorūgštis, vaistus, makro ir mikroelementus bei kitas įvairias reikalingas medžiagas į organizmo kraują. Chitozano oligosacharidų pagalba į organizmą net ląstelių lygmeniu gali būti pristatytos sunkiausiai virškinamos maistinės medžiagos.

Japonijos ekspertai mano, kad vos po dviejų ar trijų dešimtmečių pramonės civilizacija bus neįsivaizduojama be chitozano, kaip ir be aliuminio, polietileno ar asmeninio kompiuterio, o šios pramonės pelningumas ir apyvarta artimiausiu metu bus didesnė nei celiuliozės. ir popieriaus pramonei.

Pagrindinis informacijos šaltinis:

• Chitinas ir chitozanas: paruošimas, savybės ir taikymas / Red. KILOGRAMAS. Skryabina, G.A. Vikhoreva, V.P. Varlamova. - M.: Nauka, 2002. - 368 p.

1 Chitino vieta cheminių junginių klasifikacijoje

Chitinas (poli-N-acetil-D-gliukozaminas) yra gamtoje plačiai paplitęs biopolimeras. Polimerai (iš graikų kalbos polimeros – susidedantys iš daugelio dalių, įvairūs) yra medžiagos, kurių molekulės susideda iš daugybės struktūriškai pasikartojančių vienetų – monomerų. Pagal kilmę polimerai skirstomi į natūralius arba biopolimerus (pavyzdžiui, natūralią kaučiuką) ir sintetinius (pavyzdžiui, polietileną). Dėl savo mechaninio stiprumo, elastingumo, elektros izoliacijos ir kitų savybių polimeriniai gaminiai naudojami įvairiose pramonės šakose ir kasdieniame gyvenime. Pagrindinės polimerinių medžiagų rūšys yra plastikai, gumos, pluoštai, lakai, dažai, klijai, jonų mainų dervos.

Biopolimerai – tai daug natūralių didelės molekulinės masės junginių, iš kurių pastatytos gyvų organizmų ląstelės ir jas jungianti tarpląstelinė medžiaga. Biopolimerai apima baltymus, nukleorūgštis, polisacharidus (sudėtingus angliavandenius) ir vadinamuosius mišrius biopolimerus. pavyzdžiui, lipoproteinai (kompleksai, kuriuose yra baltymų ir lipidų) ir kt. Chitinas yra azoto turintis polisacharidas (aminopolisacharidas). Polisacharidų monomerai yra monosacharidai (monozės): gliukozė, fruktozė, galaktozė ir kt.

Dėl biologinės funkcijos polisacharidai skirstomi į rezervinius ir struktūrinius. Dauguma rezervinių polisacharidų (krakmolas, glikogenas, inulinas) yra svarbiausi maisto produktų komponentai, tarnaujantys kaip anglies ir energijos šaltinis žmogaus organizme. Struktūriniai polisacharidai (celiuliozė, hemiceliuliozė) augalų ląstelių sienelėse sudaro pailgintas grandines, kurios savo ruožtu telpa į tvirtus pluoštus ar plokšteles ir tarnauja kaip gyvo organizmo karkasas. Labiausiai paplitęs biopolimeras pasaulyje yra struktūrinis augalų polisacharidas – celiuliozė. Chitinas yra antras pagal gausumą struktūrinis polisacharidas po celiuliozės.. Pagal savo cheminę struktūrą, fizikines ir chemines savybes bei funkcijas chitinas yra artimas celiuliozei. Chitinas yra celiuliozės analogas gyvūnų pasaulyje.

2 Chitino ir chitozano cheminė struktūra

2.1 β-D-gliukozė

Chitino elementarioji dalelė (monomeras) yra N-acetil-β-D-gliukozaminas. Terminas gliukozaminas reiškia chitino monomeras yra gliukozės darinys, tiksliau, β-D-gliukozę.

Pažvelkime atidžiau, ką reiškia β-D-gliukozė. Gliukozės C cheminė formulė 6 (H2O)6. Iš organinės chemijos gerai žinoma, kad tam tikrą formulę gali atitikti skirtingos medžiagos. Tokios medžiagos turi tą pačią cheminę formulę, molekulinę masę, atomų seką, bet skirtingas savybes yra vadinami stereoizomerai. Stereoizomerų savybių skirtumai atsiranda dėl skirtingo atomų išsidėstymo erdvėje. Monosachariduose stereoizomerai susidaro dėl skirtingos hidroksilo grupės OH ir vandenilio atomo H konfigūracijos anglies atomo C atžvilgiu. Tai galima supaprastinti pastačius OH ir H į dešinę arba kairę nuo C. Yra 4 tokios anglies. atomai gliukozės molekulėje (apbraukti mėlyna spalva). Biochemijoje jie vadinamiasimetrinis arba chiralinis. Pakeitus OH ir H, teoriškai galima gauti 16 stereoizomerų. Svarbiausi gliukozės izomerai yra D-gliukozė ir L-gliukozė. Ne tik gliukozė, bet ir kiti monosacharidai priklauso arba B-, arba L-izomerams. Monosacharidai priskiriami D- arba L-izomerams pagal OH grupės vietą anglies atome C, toliausiai nuo karbonilo grupės C=O (gliukozei šios C=H ir OH grupės apibrėžiamos raudonai). .

Gamtoje (vaisiuose, daržovėse, meduje ir kt.) randama tik D-gliukozė. L-gliukozė gaunama sintetiniu būdu.

Monosacharidai linkę formuoti ciklines struktūras. Tai yra ciklinės monosacharidų molekulės, kurios jungiasi viena su kita ir sudaro polisacharidų molekules. Kristalinėje būsenoje monosacharidai randami tik ciklinėje formoje. Gliukozė sudaro ciklinę struktūrą su 5 anglies atomais ir vienu deguonies atomu žiede. Kai susidaro ciklinė gliukozės struktūra, prie 4 esamų chiralinių anglies atomų pridedamas dar 5 chiralinis anglies atomas(juodu apskritimu). Linijinėje struktūroje šis anglies atomas buvo karbonilo grupės C=O dalis. Dėl to susidaro 2 D-gliukozės stereoizomerai: α- kai 5-ojo chiralinio anglies atomo OH yra virš žiedo plokštumos ir β- žemiau.Šis papildomas chiralinis atomas vadinamas anomaliu, o D-gliukozės α- ir β-stereoizomerai vadinami anomerais. Pagal fizikines ir chemines savybes α- ir β-anomerai labai skiriasi vienas nuo kito. Patekę į polisacharidus kaip statybinius blokus, jie sudaro visiškai skirtingus angliavandenius (pavyzdžiui, α-D-gliukozė sudaro amilozę; β-D-celiuliozė). Vandeniniuose tirpaluose α- ir β-anomerai lengvai virsta vienas kitu ir tarp jų susidaro pusiausvyra: 64% β-D-gliukozės ir 36% α-D-gliukozės.

2.2 β-D-gliukozaminas ir N-acetil-β-D-gliukozaminas

Pagal monosacharidų darinių klasifikaciją gliukozaminas priklauso aminocukrų grupei. Amino cukrus yra monosacharidų dariniai, kurių hidroksilo grupė -OH yra pakeista amino grupe -NH2(dažniausiai esant 2 anglies atomams – žr. pav.). Pagal IUPAC nomenklatūrą amino cukrų pavadinimai sudaromi prie „originalaus“ monosacharido pavadinimo pridedant amino grupės, kuri pakeičia hidroksilą, pavadinimą (nurodant jo vietą) ir priešdėlį „deoksi“, nurodantį pakeitimą. Pagal šią nomenklatūrą pilnas β-D-gliukozamino pavadinimas: 2-amino-2-deoksi-D-gliukopiranozė (D-gliukozaminas). 2-amino reiškia, kad amino grupė yra prijungta prie 2-ojo anglies atomo; 2-deoksidas reiškia, kad anglis 2 neturi hidroksilo grupės; baigiasi piranozė yra ciklinės struktūros monosachariduose. Supaprastintas pavadinimas kilęs iš atitinkamo monosacharido šaknies, prie kurios pridedamas žodis „aminas“, pavyzdžiui, gliukozaminas. Aminocukrūs, skirtingai nei kiti monosacharidai, naudojami ne energijai gauti, o jungiamojo kūno audinio formavimui.

N-acetil-β-D-gliukozaminas yra acetilintas β-D-gliukozaminas. Acetilinimas – tai vandenilio atomų pakeitimas organiniuose junginiuose acto rūgšties liekana CH3CO (acetilo grupe). N-acetil-β-D-gliukozaminas - tai yra chitino monomeras (elementari, pasikartojanti struktūra), ir β-D-gliukozaminas – chitozanas.

2.3 Chitinas ir chitozanas

Chitino molekulė susideda iš N-acetil-β-D-gliukozamino vienetų. Gamtoje gyvenančiuose organizmuose gali susidaryti tik chitinas, o chitozanas yra chitino darinys. Chitozano molekulė susideda iš β-D-gliukozamino vienetų. Chitozanas gaunamas iš chitino deacetilinant šarmais. Deacetilinimas – tai atvirkštinė reakcija į acetilinimą, t.y. CH3CO acetilo grupės pakeitimas vandenilio atomu. Todėl, skirtingai nei chitinas, chitozanas gali turėti struktūrinį nevienalytiškumą dėl nepilno deacetilinimo reakcijos užbaigimo. Likutinių acetilo grupių CH3CO (paveikslėlyje pilka spalva) kiekis gali siekti 30%, o šių grupių pasiskirstymo modelis gali reikšmingai paveikti kai kurias chitozano fizikines ir chemines savybes. Taigi, esant nepilnam acetilinimui, chitozano molekulė susideda iš atsitiktinai sujungtų N-acetil-β-D-gliukozamino vienetų(pagrindinės nuorodos) ir β-D-gliukozamino vienetai(likutinės nuorodos).

Chitinas, kaip ir celiuliozė, turi dvi hidroksilo grupes, iš kurių viena yra antrinė C-3, o antroji C-6 yra pirminė. Šios funkcinės grupės gali būti naudojamos dariniams, panašiems į atitinkamus celiuliozės darinius, gauti. Tarp jų yra paprasti (pavyzdžiui, karboksimetilas) ir esteriai. Chitozanas turi papildomą reaktyvią funkcinę grupę (amino grupę NH2), todėl, be eterių ir esterių, ant chitozano galima gauti įvairių tipų N-darinių. Reaktyvių funkcinių grupių buvimas chitino ir chitozano molekulių struktūroje leidžia gauti įvairių cheminių modifikacijų, tinkamų naudoti įvairiose pramonės šakose, žemės ūkyje, medicinoje ir kt.

Chitinas yra pagalbinis komponentas:

• daugumos grybų ir kai kurių dumblių ląstelių audinys;
• išorinis nariuotakojų apvalkalas(vabzdžių odelė, vėžiagyvių apvalkalas) ir kirmėlės;
• kai kurie moliuskų organai.

Vabzdžiuose ir vėžiagyviuose, grybų ir diatominėse ląstelėse chitinas, kartu su mineralais, baltymais ir melaminais, sudaro išorinį skeletą ir vidines atramines struktūras.

Melaninai (iš graikų kalbos melas, genitive case melanos – juoda), rudi ir juodi (eumelaninai) arba geltoni (feomelaninai) didelės molekulinės masės vandenyje netirpūs pigmentai. Plačiai paplitęs augalų ir gyvūnų organizmuose; nustatyti stuburinių gyvūnų odos ir jų darinių (plaukų, plunksnų, žvynų), vabzdžių odelės spalvą, kai kurių vaisių žievelę ir kt.

Galimi chitino šaltiniai yra įvairūs ir plačiai paplitę gamtoje. Skaičiuojama, kad bendra chitino reprodukcija pasaulio vandenynuose siekia 2,3 milijardo tonų per metus, o tai gali užtikrinti pasaulinį 150–200 tūkstančių tonų chitino gamybos potencialą per metus.

Labiausiai prieinamas ir didelio masto chitino šaltinis pramoniniam vystymuisi yra komercinių vėžiagyvių kiautai. Taip pat galima naudoti kalmarų gladiusą (skeleto plokštelę), sepijų sepiją, siūlinių ir aukštesniųjų grybų biomasę. Prijaukinti ir veisiami vabzdžiai dėl greito dauginimosi gali suteikti didelę chitino turinčią biomasę. Šie vabzdžiai yra šilkaverpiai, bitės ir naminės musės. Rusijoje plačiai paplitęs chitino turinčių žaliavų šaltinis yra Kamčiatkos krabai ir snieginiai krabai, kurių metinis sugavimas Tolimuosiuose Rytuose siekia 80 tūkst. tonų, taip pat kampinės krevetės Barenco jūroje.

Yra žinoma, kad vėžiagyvių kiautai yra gana brangi žaliava, ir nepaisant to, kad buvo sukurta daugiau nei 15 chitino gavimo iš jų būdų, buvo iškeltas klausimas apie chitino ir chitozano gavimą iš kitų šaltinių, tarp kurių buvo laikomi maži vėžiagyviai ir vabzdžiai.

Dėl plačiai paplitusio bitininkystės panaudojimo mūsų krašte galima gauti chitininės žaliavos (negyvos bitės) nemenkai. 2004 m. Rusijos Federacijoje visų kategorijų ūkiuose buvo 3,29 mln. bičių šeimų. Bičių šeimos stiprumas (bičių darbininkų masė bičių šeimoje, matuojama kg) yra vidutiniškai 3,5-4 kg. Vasarą, aktyvaus medaus rinkimo laikotarpiu ir pavasarį po žiemojimo, bičių šeima atnaujinama beveik 60-80 proc. Taigi, metinė negyvų bičių žaliavos bazė gali svyruoti nuo 6 iki 10 tūkst. tonų, todėl mirusias bites galima laikyti nauju perspektyviu vabzdžių chitozano šaltiniu kartu su tradicinėmis žaliavų rūšimis.

Įvairių rūšių chitino turinčių žaliavų cheminė sudėtis, % sausosios medžiagos

Chitinas, kuris yra vėžiagyvių apvalkalo dalis, sudaro pluoštinę struktūrą. Vėžiagyvių apvalkalas iš karto po lydymosi yra minkštas, elastingas, susidedantis tik iš chitino-baltymų komplekso, tačiau laikui bėgant jis stiprėja dėl struktūros mineralizacijos daugiausia kalcio karbonatu. Taigi vėžiagyvių kiautas yra pastatytas iš trijų pagrindinių elementų – chitino, kuris atlieka karkaso vaidmenį, mineralinės dalies, kuri suteikia kiautui reikiamo stiprumo, ir baltymų, kurie jį paverčia gyvu audiniu. Korpuse taip pat yra lipidų, melaninų ir kitų pigmentų.

Suaugusių vabzdžių odelėse chitinas taip pat kovalentiškai susijęs su tokiais baltymais kaip artrapodinas ir sklerotinas, taip pat su daugybe melanino junginių, kurie gali sudaryti iki 40 % odelės masės. Vabzdžių odelė dėl chitino yra labai stipri ir kartu lanksti. Mirusių bičių pranašumas yra minimalus mineralų kiekis, nes vabzdžių odelė praktiškai nėra mineralizuota. Šiuo atžvilgiu nereikia atlikti sudėtingos demineralizacijos procedūros.

Daugelyje šalių yra daugybė PSS šaltinių, tačiau daugiausia buvo išplėtota pramoninė chitino ir chitozano gamyba. Japonijoje, kur, 1998 metų duomenimis, per metus pagaminama iki 2500 tonų chitino ir chitozano. JAV per metus pagaminama apie 1000 tonų chitozano ir kitų chitino modifikacijų. Europos šalyse (Italija, Norvegija, Lenkija) per metus pagaminama iki 100 tonų chitozano. Pastaraisiais metais pramoninė chitino ir jo darinių gamyba vystosi Indijoje, Kinijoje ir Tailande. Kaip žaliava polimerų gamybai Japonijoje ir Kinijoje naudojamas krabų ir krevečių perdirbimo PSS, o JAV - krabų ir omarų PSS. Vidaus pramonė chitino ir chitozano gamybą pradėjo įsisavinti 1970–1980 m. ir iki šiol bendras jų produkcijos kiekis siekia 80 tonų per metus. (Apiterapija. / Khismatullina N.3. - Permė: Mobilus, 2005. - 296 p.)

4 Chitino ir chitozano fizikinės ir cheminės savybės ir panaudojimas

Chitinas ir jo deacetilintas darinys chitozanas patraukė daugybės mokslininkų ir praktikų dėmesį dėl savo cheminių, fizikinių ir cheminių bei biologinių savybių komplekso ir neribotos atkuriamos žaliavos bazės. Šių polimerų polisacharidinė prigimtis lemia jų giminingumą gyviems organizmams, o reaktyvių funkcinių grupių (hidroksilo grupių, aminogrupių) buvimas suteikia galimybę atlikti įvairias chemines modifikacijas, kurios leidžia sustiprinti jiems būdingas savybes arba pridėti naujų pagal reikalavimai.

Susidomėjimas chitinu ir chitozanu yra susijęs su jų unikaliomis fiziologinėmis ir aplinkos savybėmis, tokiomis kaip biologinis suderinamumas, biologinis skaidymas (visiškas skilimas veikiant natūraliems mikroorganizmams), fiziologinis aktyvumas, kai nėra toksiškumo, gebėjimas selektyviai surišti sunkiuosius metalus ir organinius junginius, gebėjimas formuoti pluoštus ir plėveles ir kt.

Chitino gamybos procese iš žaliavos pašalinamos mineralinės druskos, baltymai, lipidai ir pigmentai, todėl chitino ir chitozano kokybė labai priklauso nuo šių medžiagų pašalinimo būdo ir laipsnio, taip pat nuo šėrimo sąlygų. deacetilinimo reakcija. Reikalavimus chitino ir chitozano savybėms lemia jų praktinio panaudojimo sritys, kurios yra labai įvairios. Rusijoje, kaip ir kitose šalyse, nėra vieno standarto, bet Yra skirstymas į chitiną ir chitozaną, skirtą techniniams, pramoniniams, maisto ir medicinos tikslams.

Chitin and Chitosan įmonės, gaminančios chitiną ir chitozaną pramoniniu mastu, tinklalapyje pateikiamos šios jų taikymo sritys:

• branduolinė pramonė: radioaktyvumo lokalizavimui ir radioaktyviųjų atliekų koncentracijai;
• vaistas: kaip siuvimo medžiagos, žaizdas ir nudegimus gydantys tvarsčiai. Kaip tepalų dalis, įvairūs vaistiniai preparatai, tokie kaip enterosorbentas;
• žemės ūkis: trąšų gamybai, sėklų ir pasėlių apsaugai;
• tekstilės pramonė: audinių rūšiavimui ir nesusitraukimui arba vandeniui atspariam apdorojimui;
• popieriaus ir fotografijos pramonė: aukštos kokybės ir specialių rūšių popieriui gaminti, taip pat fotografinių medžiagų savybėms gerinti;
• maisto pramonėje veikia kaip konservantas, sulčių ir vyno skaidrintojas, maistinės skaidulos ir emulsiklis;
• kaip maisto priedas rodo unikalius rezultatus kaip enterosorbentas;
• parfumerijoje ir kosmetikoje yra drėkinamųjų kremų, losjonų, gelių, plaukų lakų, šampūnų dalis;
• Valant vandenį, jis tarnauja kaip sorbentas ir flokuliantas.

Chitino cheminė struktūra yra artima celiuliozei. Kaip ir celiuliozės molekulės, chitino molekulės pasižymi dideliu standumu ir polinkiu formuoti supramolekulines struktūras (vadinamas fibrilines struktūras). Fibrilinėse struktūrose chitino molekulės, laikomos kartu vandeniliniais ryšiais, išsidėsčiusios beveik lygiagrečiais ryšuliais, sudaro taisyklingas struktūras 3 matmenimis, kas būdinga kristalams. Tokių kristalinių darinių (α-, β-, γ-chitinai) yra keletas tipų, kurie skiriasi polimero molekulių tvarkos ir tarpusavio orientacijos laipsniu (polimorfizmu).

Viena iš svarbiausių polimerų savybių, daugeliu atvejų lemianti jų perdirbimo ir panaudojimo galimybę, yra jų tirpumas. Chitinas netirpus vandenyje, organinių rūgščių tirpaluose, šarmuose, alkoholiuose ir kituose organiniuose tirpikliuose. Kaitinamas tirpsta koncentruotuose druskos, sieros ir skruzdžių rūgščių tirpaluose, taip pat kai kuriuose druskos tirpaluose, tačiau ištirpęs pastebimai depolimerizuojasi. Dimetilacetamido, N-metil-2-pirolidono ir ličio chlorido mišinyje chitinas ištirpsta nesuardydamas polimero struktūros. Dėl mažo tirpumo sunku apdoroti ir naudoti chitiną.

Iš chitino gaunamas chitozanas tirpsta tiek organinių, tiek neorganinių rūgščių (išskyrus sieros rūgštį) tirpaluose. Kitaip nei praktiškai netirpus chitinas, chitozanas, tirpus net organinių rūgščių tirpaluose, turi didesnį panaudojimo potencialą maisto pramonėje, medicinoje, žemės ūkyje ir kitose pramonės šakose.

Taip pat svarbios chitozano savybės yra higroskopiškumas, sorbcijos savybės ir brinkimas. Dėl to, kad chitozano molekulėje yra daug hidroksilo, aminų ir kitų galinių grupių, jos higroskopiškumas yra labai didelis (2-5 molekulės viename monomero vienete, kuris yra amorfinėse polimerų srityse). Pagal šį rodiklį chitozanas yra antras po glicerino ir pranašesnis už polietilenglikolį ir kaleriolį (daug polimero alkoholis iš kriaušės). Chitozanas gerai išbrinksta ir tvirtai sulaiko savo struktūroje tirpiklį, taip pat jame ištirpusias ir suspenduotas medžiagas. Todėl ištirpęs chitozanas turi daug didesnes sorbcijos savybes nei neištirpęs.

Chitozaną gali biologiškai skaidyti chitinazė ir lizocimas. Chitinazės yra fermentai, kurie katalizuoja chitino skilimą. Gaminamas gyvūnų organizmuose, kuriuose yra chitino. Lizocimas gaminasi gyvūnų ir žmonių organizme. Lizocimas yra fermentas, kuris sunaikina bakterijos ląstelės sienelę, todėl jos ištirpsta. Sukuria antibakterinį barjerą sąlyčio su išorine aplinka vietose. Esama seilėse, ašarose ir nosies gleivinėje. Natūralių mikroorganizmų visiškai suskaidomi chitozano produktai neteršia aplinkos..

Išvaizda chitozanas yra mažesni nei 10 mm dydžio dribsniai arba įvairaus smulkumo milteliai, nuo baltos iki kreminės spalvos, dažnai su gelsvu, pilkšvu arba rausvu atspalviu ir bekvapiai. Kitos sauso chitozano savybės yra elektrifikavimas ir sutraukiantis skonis. Pagal toksiškumą chitozanas priklauso 4 klasei ir laikomas saugiu.

Chitozanas pasirodė esąs veiksmingas radioprotektorius, toksinų ir sunkiųjų metalų sorbentas organizme, gydomosios ir profilaktinės mitybos elementas, augalų apsaugos priemonė, imunomoduliatorius veterinarijoje ir kitose srityse. Šiandien žinoma daugiau nei 70 chitozano naudojimo būdų.

Japonijos ekspertai chitozaną pavadino XXI amžiaus medžiaga. Jų nuomone, po dviejų ar trijų dešimtmečių industrinė civilizacija bus neįsivaizduojama be jos, kaip ir be aliuminio, polietileno ar asmeninio kompiuterio.

5 Mažos molekulinės masės chitozanas. Apizan

Norint išplėsti chitozano panaudojimo medicinoje apimtį, didelę reikšmę turi jo tirpumas esant neutralioms pH vertėms, o tai galima pasiekti sumažinus jo molekulinę masę. Kaip rodo praktika, chitozanų, gautų iš vėžiagyvių lukštų cheminiais ir fermentiniais metodais, molekulinė masė yra didelė ir siekia 103 kDa. Tokie chitozanai tirpsta tik vandeniniuose organinių ir mineralinių rūgščių tirpaluose, o tai ne visada patogu. Norint gauti chitozaną, tirpų neutraliuose tirpaluose (esant pH = 7), pradinis chitozanas hidrolizuojamas naudojant cheminius reagentus arba fermentus.

Perhidrolis dažniausiai naudojamas kaip hidrolizuojantis reagentas 3-10% vandeninio tirpalo pavidalu, vidutiniškai kaitinant iki 30-50 °C. Hidrolizė sumažina chitozano molekulinę masę ir pagerina jo tirpumą silpnai rūgštiniuose vandeniniuose tirpaluose. Taip gaunamas produktas, kurio molekulinė masė yra polidispersinė ir tirpsta praskiestuose rūgšties tirpaluose, kurių pH > 5.

Įvairios kilmės fermentų kompleksai naudojami kaip fermentiniai preparatai chitinui ir chitozanui skaidyti. Tai gali būti fermentų kompleksai iš krabų ar krilių kepenų kasos, taip pat pankreatinas iš galvijų kasos. Tačiau dažniau tam naudojami fermentų kompleksai, turintys mikrobiologinės kilmės chitinolizinį aktyvumą. Naudojant fermentinius preparatus chitozanui skaidyti galima gauti mažos molekulinės masės chitozanai, tirpūs vandenyje ir turintys daug didesnį biologinį aktyvumą, palyginti su didelės molekulinės masės chitozanais. Tokios mažos molekulinės masės chitozanų savybės žymiai išplečia jų, kaip medicininių polimerų, taikymo sritį. Pavyzdžiui, mažos molekulinės masės chitozanų pagrindu sukurti veiksmingi radioprotektoriai, chiraliniai įvairių medicininių medžiagų selektoriai, didelio heparino aktyvumo antikoaguliantai.

Chitozaną, išskirtą iš chitininio bičių dangos, taip pat hidrolizuoja mikrobinės kilmės fermentų kompleksas, kad jis būtų tirpus vandenyje. Rezultatas yra produktas, vadinamas apizan (bičių zan). Apizan gamybos technologinės grandinės pabaigoje, po džiovinimo šalčiu, yra ploni šviesiai rudi milteliai, tirpūs rūgščioje terpėje esant pH = 5,5, drėgmės kiekis 8-10%, pelenų kiekis 1-2 %, deacetilinimo laipsnis - 80-85 % ( Praktinė apiterapija. / Khismatullina N.3. - Permė: ExLibrum, 2009. - 336 p.).

Dažnai svetainėse apie bičių produktus galite rasti, pavyzdžiui, tokį juokingą teiginį apie bičių naudą: „...Mamos molekulinės masės chitozanas, gaunamas iš bičių odelių, yra visiškai absorbuojamas, priešingai nei didelės molekulinės masės chitozanas, gaunamas iš bičių odelių. vėžiagyvių kiautą, kuris iš dalies absorbuojamas“. Pirma, gamybos grandinės pabaigoje abu chitozanai yra mažos molekulinės masės. Antra, ir tai yra svarbiausia, pagal savo biologinę prigimtį chitozanas yra maistinės skaidulos, kurios visiškai nepasisavinamos arba pasisavinamos labai prastai. Pagrindinis jų pranašumas yra galimybė prasiskverbti pro virškinamąjį traktą neįsisavinant „mechaniškai“, jį išvalant (žr.