Хитозан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Формула хитозана

Хитозан — аминосахар, производное линейного полисахарида, макромолекулы состоят из случайно-связанных β-(1-4) D-глюкозаминовых звеньев и N-ацетил-D-глюкозамин . Один из источников получения хитозана — панцири ракообразных.

Химические свойства[править | править вики-текст]

По своей химической структуре хитозан относится к полисахаридам, мономером хитина является N-ацетил-1,4-b-D-глюкопиранозамин.

Молекула хитозана содержит в себе большое количество свободных аминогрупп, что позволяет ему связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд. Отсюда и идёт свойство хитозана, как хорошего катионита.

Это также объясняет способность хитозана связывать и прочно удерживать ионы различных металлов (в том числе и радиоактивных изотопов, а также токсичных элементов).

Хитозан способен образовывать большое количество водородных связей. Поэтому он может связать большое количество органических водорастворимых веществ (бактериальные токсины и токсины, образующиеся в процессе пищеварения).

Хитозан плохо растворим в воде. Это связано с тем, что связи между молекулами хитозана более прочные, чем между молекулами хитозана и молекулами воды. При этом он довольно хорошо растворяется в растворах соляной и уксусной кислот. В растворах органических дву- и трикарбоновых кислот, например лимонной, щавелевой и янтарной , не растворяется, поскольку данные кислоты образуют межмолекулярные ионные сшивки между аминогрупами соседних цепей хитозана. Может удерживать в своей структуре растворитель, а также растворенные в нём вещества. В растворённом виде хитозан обладает большим сорбирующим эффектом, чем в нерастворенном.

Из-за эффекта молекулярного сита и гидрофобных взаимодействий, хитозан может связывать предельные углеводороды, жиры и жирорастворимые соединения.

Расщепить хитин и хитозан до N-ацетил-D-глюкозамина и D-глюкозамина можно под действием микробных ферментов таких как хитиназы и хитобиазы. Именно благодаря этому хитозан полностью биологически разрушим, но при этом не загрязняет окружающую среду.[1]

Производство[править | править вики-текст]

Хитозан получают из панцирей красноногих крабов или из низших грибов путём удаления ацила (карбонового соединения), который придаёт жёсткость хитину.

Хитозан впервые был получен в 1859 году профессором С. Роже.

Ракообразные — источник хитозана. Pandalus borealis[2]

Основным источником хитозана является хитин. В естественном состоянии он находится в панцирях морских крабов, креветок, криля, омаров, лангустов, раков, а также в наружном скелете зоопланктона, включая кораллы и медуз. У таких насекомых, как бабочки и божьи коровки, хитин содержится в крылышках. Клеточные стенки дрожжей, грибов и разнообразных грибков также содержат это природное вещество.

Известно, что панцири ракообразных дорогостоящи. Поэтому, несмотря на то, что есть 15 способов получения из них хитина, был поставлен вопрос о получении хитина и хитозана из других источников, среди которых рассматривались мелкие ракообразные и насекомые.

Одомашненные и поддающиеся разведению насекомые в силу своего быстрого воспроизводства могут обеспечить большую биомассу, содержащую хитин.

Применение[править | править вики-текст]

Хитозан обладает многими свойствами, которые дают возможность применять его в большом количестве отраслей. Так его применяют в качестве корма для животных, для изготовления продуктов питания и косметики, применяют в продуктах биомедицины, в сельском хозяйстве.

Водорастворимое производное хитина, используется большей частью в производстве средств для похудения. Хитозан способен в определённой мере связываться с молекулами жира в пищеварительном тракте. Жир, связанный с хитозаном, не усваивается и выводится из организма. Хитозан применяется как средство, способствующее снижению веса, а также для улучшения холестеринового обмена и перистальтики кишечника. Исследования показали, что применение хитозана при ожирении не эффективно[3]

Для хитозана характерны мукоадгезивные свойства, то есть способность к прилипанию к слизистым оболочкам[4]

В середине 1970-х годов были предприняты первые попытки использования хитинов и хитозанов для заживления ран, в том числе ожоговых. Было установлено, что хитозан обладает антимикробной активностью[источник не указан 721 день], способностью поглощать биологические жидкости и помогать регенерации тканей[5]. На основе этих волокнообразующих способностей хитина и хитозана были созданы саморассасывающиеся хирургические шовные материалы. Их используют как заменители кровеносных сосудов, катетеров, шлангов.

Также модифицированные формы хитозана нашли применение в виде различных гемостатических (кровоостанавливающих) средств.[источник не указан 721 день] На сегодняшний средства применяются в таких службах, как скорая помощь и служба спасения, а также в армиях США и ряда европейских стран.[источник не указан 721 день].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. [Химическая структура и свойства ХИТИНА и ХИТОЗАНА.]
  2. Shahidi, F. and Synowiecki, J. (1991). «Isolation and characterization of nutrients and value-added products from snow crab (Chionoecetes opilio) and shrimp (Pandalus borealis) processing discards». Journal of Agricultural and Food Chemistry (American Chemical Society) 39: 1527-1532.
  3. A. B. Jull et al., Chitosan for overweight or obesity, Cochrane Database of Systematic Reviews, 2008, Issue 3, CD003892.
  4. Sogias I.A., Williams A.C., Khutoryanskiy V.V. Why is chitosan mucoadhesive? Biomacromolecules, 9, 1837—1842 (2008)
  5. Крабово-креветочная терапия Наукобраз. Новости российской науки

Ссылки[править | править вики-текст]

На английском языке[править | править вики-текст]

  • Jamie Fritch, Revolutionizing Weight Loss?
  • The Chitosanase Web Page — dedicated to the enzymatic hydrolysis of chitosan.
  • ScienCentral News «But now, scientists have created a bandage that is actually able to clot a bullet wound in less than a minute. The bandages are laced with a mixture of ground shrimp shells and vinegar, a concoction that has been found to clot blood instantly. The key ingredient in the shrimp shells is called chitosan.»
  • A Critical look on Chitosan A critical look on the claims how chitosan can be used for weight management