Хитин и хитозан


Категория на документа: Химия



Университет по хранителни технологии - гр. Пловдив

Реферат

Тема: ХИТИН И ХИТОЗАН -

Химична структура, източници и приложение

Изготвил: Доротея Тихолова, 129 а група, № 26136

ХИТИН - Химична структура - Хитинът е биополимер, състоящ се от N-ацетил-D-глюкозамин и D-глюкозамин, свързани помежду си чрез β-(1→4) гликозидни връзки, където N-ацетил-D-глюкозамин е преобладаващата структура в полимерната верига. Хитинът е животинския аналог на целулозата. Думата "хитин" идва от гръцката дума χιτών (хитон), която значи 'външна обвивка, броня'. Той изпълнява структурно-опорни функции и е най-неразтворимото вещество, познато на Земята. Разтваря се в минерални киселини, като това става след като загубва амино групата си и преминава в хитозан. Смята се, че е градивен елемент на черупките на охлювите, мидите, твърдите части на твърдокрилите, клетъчните стени при гъбите, външния скелет при насекомите и други членестоноги, както и на някои други животни. Съществува и теза, че тяхната твърда обвивка е изградена от комбинация от седеф, конхиолин, арагонит и калциев карбонат.
Структурата му е открита от Алберт Хофман през 1930 год. По функции хитинът наподобява кератина, но се различава от него по полизахаридния компонент, който съдържа.

Фиг.1 Химична формула на хитин

Хитинът е азотсъдържащ полизахарид, който е бял на цвят. Може да бъде смятан за целулоза с една хидроксилна група във всеки мономер, заместена от ацетиламинна група. Това улеснява подсилването на водородната връзка между близкостоящите полимери, придавайки на веществото повече сила/здравина (което обуславя структурно-опорните функции на веществото). Здравината се определя от вида на хитина -алфа, бета, гама.Неразтворим е във вода, органични разтворители, слаби киселини и алкални разтвори.
ИЗТОЧНИЦИ - Хитинът може да бъде открит в опорни структури на морски, сухоземни животни, както и в някои микроорганизми. В индустриални количества се произвежда от биоотпадъци от морски животни. Поради варирането в параметрите на средата, в която се развиват морските животни, качеството на хитина от последните е различно. Затова се използват насекоми, сухоземни ракообразни и гъби.
В копринената индустрия например, всяка година се отделя огромно количество отпадъци, които са потенциална суровина за добиване на хитин и хитозан.
При отглеждането на гъби също се отделят отпадъци, най-вече при събирането им - пънчета, гъби с неправилна форма и др., количеството на които може да достигне до 50 000 кубични тона на година. Те също биват използвани за производството на хитин и хитозан, тъй като условията, при които се отглеждат гъбите са строго следени и контролирани.
Насекомите, които се използват за добиване на хитин най-често биват:
- Комари
- Хлебарки
- Пчели
- Копринени буби
- Плодови мушици ( Drosophila melanogaster )
- Страшилка ( Extatosoma tiaratum ) и др.

Добив на хитин от насекоми - сходен с този при ракообразните . Няколко етапа - деминерализация, отстраняване на протеините, обезцветяване и деацетилиране. Полученият от копринени буби хитин е с високо качество, но е в много по-малко количество, отколкото добитият от морски животни. Това най-вероятно се дължи на начинът на третиране на материалът от насекоми със солна киселина, при висока температура - киселинната деминерализация, трябва да се провежда при меки условия, за да се избегне киселинната хидролиза на хитина от насекоми.
ПРИЛОЖЕНИЕ - Хитинът е вторият най-разпространен полизахарид в природата, след целулозата. Използва се като вещество, лекуващо рани, флокулиращ агент, в медицината, стабилизатор в храни и лекарства, като йонообменна смола, за хирургически конци и др.
ХИТОЗАН - Химична структура - Линеен полизахарид, изграден от β-(1-4) - D-глюкозамин (дезаминирана част) и N - ацетил -глюкозамин (аминна част).
Фиг. 2 Химична формула на хитозан
Има голямо практическо приложение. Добива се най-често от черупките на скаридите.
Много добре позната негова употреба е тази, СВЪРЗАНА С ДИЕТЕТИКАТА - като хранителна добавка за отслабване. За повечето професионалисти в областта на здравеопазването неговите положителни качества все още не са доказани. Първите данни за неговата употреба обаче доказват, че той може да е ефективен и при изграждането на повече мускулна маса, тъй като задържа образуването на мазнини! Или казано по друг начин, това влакнесто вещество от животински произход, не позволява на клетката да абсорбира мазнини.

В статията на Джон Романо относно хитозана се разглеждат много от положителните му страни. Източниците му за аналогични на тези на хитина.
Използва се в:
- Козметичната индустрия
- Станции за отпадни води
- Хранителна индустрия
- Биомедицина и др.

Схема за добиване на хитозан от морски продукти

* Пръвият етап е декалцификация във воден разтвор на солна киселина - 3% до 5% HCl при стайна температура.
* Следва отстраняване на протеините, чрез воден разтвор на натриева основа - 3% до 5% натриева основа, при 80° до 900° С за няколко часа или при стайна температура за цяла нощ.
* Обезцветяване - 0.5% KMnO4 ( воден разтвор ) и в.р-р на оксалова киселина.
* Получаваме хитин, който можем да деацетилираме в горещ разтвор на NaOH ( при 90° до 120° С,40% до 50% на NaOH за около 4-5 часа ) , след което получаваме хитозан.
Доказано е, че хитозанът намалява силно холестерола. При опити с плъхове, хранени с особено големи количества холестерол, приемането на хитозан е предизвикало силно намаляване на плазмения холестерол. При изследването върху хора, приемали 3-6 грама хитозан дневно в продължение на две седмици, се наблюдава 6% спад на холестерола и 10% увеличаване на HDL (добрия" холестерол).
Друго изследване разкрива 43% спад на общия холестерол при пациенти на хемодиализа заради нарушени бъбречни функции, приемали 4 грама дневно в продължение на дванадесет седмици. След лечението в тази група се наблюдава и подобряване на бъбречните функции и по-слаба анемия.
Друго приложение на хитозана е за имобилизиране на ензими.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Хитин и хитозан 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.