Визначення та пояснення хітину

Визначення хітину:

хітин є полімерною речовиною, порівнянною з целюлозою, але азотистою, оскільки це ацетилглюкозамін. Він потрапляє, зокрема, до складу шкіри членистоногих (комах, павукоподібних та ракоподібних), нематод, а також до стінки евміцитів.

Простіше кажучи, хітин - це азотиста органічна речовина (глікопротеїн) кутикули (оболонки) ракоподібних (креветки, краби, омари, омари, раки.) Та інших членистоногих (комах, павуків), які утворюють свій екзоскелет. Цей хітин досить твердий, зміцнений карбонатом кальцію і забезпечує захист, який важче пробити. Див. Також хітозан та хітиноїд.

Історія:

Вперше хітин був виділений в 1811 році Браконнотом з певних вищих грибів (грибів) у вигляді лугостійкої фракції і названий фунгіном. У 1823 р. Одіє виділив з елітри жука залишок, нерозчинний у розчинах гідроксиду калію (КОН, їдкий калій), і дав йому назву хітин, з грецького хітон, туніка або ковдра. Одьє виявив хітин демінералізованої оболонки краба і припустив, що він є основним матеріалом екзоскелету всіх комах і, можливо, павукоподібних.

Першою людиною, яка правильно описала його хімічну структуру, був Альберт Гофманн в 1929 році.

Короткий зміст:

Хітин синтезується в організмі з глюкози за допомогою певних ферментів, в тому числі хітинсинтетази. Ферментативний гідроліз хітину до ацетилглюкозаміну здійснюється за допомогою системи, що складається з двох гідролаз: хітинази та хітобіази. Хітинази є широко розподіленими ферментами і синтезуються бактеріями, грибками та травними залозами тварин, в раціон яких входить хітин.

Структура:

На сьогоднішній день найбільш поширеною і вивченою формою є α-хітин, який міститься в кутикулі членистоногих та у деяких грибів. Β-хітин міститься в кальмарах і існує у вигляді кристалічного гідрату з низькою стійкістю, оскільки вода може проникати між струнами шарів. Хітин міститься в коконах жуків. Конформацією α-хітину є орторомбічна клітина (a = 4,74 Е, b = 18,86 Е та c = 10,31 Е).

Промислове виробництво:

Α-Хітин комерційно отримують з екзоскелету крабів і креветок. Основними компонентами екзоскелету є хітин, карбонат кальцію та білки. Він також містить пігменти та жири в невеликій кількості. Хітин дуже стійкий до дії кислот і лугів і не розчиняється у звичайних розчинниках.

Отже, його можна виділити як продукт, який залишається після розкладання з кислотою та лугом інших речовин, присутніх в екзоскелеті. Екзоскелет спочатку очищають і обробляють кислотою для видалення карбонату кальцію. Для демінералізації зазвичай використовують HCl, HNO3, H2SO3, CH3COOH або HCOOH, але HCl є кращим і використовується в концентраціях від 0,3 до 2 М протягом 1–48 год при температурах від 0 до 100 ° C. HCl під час процесу також зменшує молекулярну масу хітину. Декальцифікований екзоскелет розрізають на дрібні шматочки або подрібнюють у порошок і знезаражують лужними обробками. Лужний розчин потрапляє в проміжки матриці оболонки, щоб порушити зв’язок між білками та хітином. Зазвичай його обробляють водними розчинами 1–2 М NaOH протягом 1–72 год при температурах від 65 до 100 ° С.

Хітин отримують у вигляді білуватого порошку. Лужна обробка також спричиняє деацетилювання молекули хітину, а також можуть застосовуватися методи, додаткові до кислотно-основної обробки. Наприклад, ферментативна деградація білків протеазами в м’яких умовах. Однак після обробки залишковий білок залишається від 1 до 7%, і час реакції довший порівняно з хімічним методом.

Біотехнологічний процес:

Іншим способом його отримання є біотехнологічний процес із використанням мікроорганізмів, які використовуються як вихідна культура, та ферментів, відповідальних за очищення білків та мінералів від екзоскелету ракоподібних. Початкова культура також служить консервантом, оскільки запобігає розпаду екзоскелета.

Цей процес виявив дві помітні переваги перед традиційним хімічним процесом:

Використовуйте на 50% менше води, оскільки вона використовує природну вологу відходів молюсків та,
Зменшення використання хімічних речовин, які вважаються агресивними, що призводить до отримання готової продукції з невеликою кількістю домішок.

Цей метод також дозволяє отримувати інші побічні продукти: білок, астаксантин і кальцій, які не можуть бути отримані хімічним процесом або отримані з високим рівнем домішок через його високий рівень корозії.