Surowce do produkcji chitozanu

Skorupa kraba i naskórek owada pełnią rolę zewnętrznego szkieletu i pełnią funkcje ochronne. Chityna, która jest częścią skorupy skorupiaków, tworzy strukturę włóknistą, jest związana z białkami poprzez wiązanie peptydowe deacetylowanej grupy aminowej z aminokwasami diaminomonokarboksylowymi o strukturze niearomatycznej, mającym wygląd kompleksu chityna-białko (CBC).

Chityna jest modyfikowana w szczególny sposób przez działanie enzymów w ciele krabów morskich. W procesie linienia skorupa chityna ulega znacznemu zniszczeniu, a następnie odzyskaniu. Udział określonych enzymów w tym procesie przyczynia się do syntezy i degradacji chityny w niezwykle wysokim tempie. Enzymy chitynolityczne mają różne poziomy aktywności w zależności od stanu fizjologicznego skorupiaków. Na przykład w krabach chitynaza jest syntetyzowana w sposób ciągły, a synteza chitobiasi jest zwiększona przed linieniem i natychmiast zmniejsza się po jej zakończeniu. W krabach morskich zaraz po linieniu skorupa jest miękka, elastyczna, składająca się tylko z HBC, ale z czasem jest wzmocniona dzięki mineralizacji struktury HBC, głównie węglanu wapnia. Ta mineralizacja występuje w większym lub mniejszym stopniu w zależności od rodzaju zwierzęcia.

Zatem skorupa kraba zbudowana jest z trzech głównych elementów - chityny, która odgrywa rolę szkieletu, części mineralnej, która nadaje muszli niezbędną siłę i białka, czyniąc ją żywą tkanką. Skład powłoki obejmuje również lipidy, melaniny i inne pigmenty. Pigmenty skorupiaków są reprezentowane w szczególności przez karotenoidy, takie jak astaksantyna, astacyna i kryptoksantyna.

W naskórku dorosłych owadów chityna jest również kowalencyjnie związana z białkami, takimi jak artrapodyna i sklerotyna, a także z dużą liczbą związków melaninowych, które mogą stanowić do 40% masy naskórka. Skórka owadów jest bardzo trwała i jednocześnie elastyczna dzięki chitynie, której zawartość wynosi od 30% do 50%. W ścianie komórkowej niektórych fikomycetes, na przykład w itridium, chityna znajduje się razem z celulozą. Chityna w grzybach jest zwykle związana z innymi polisacharydami, na przykład -1-3-glukanem, u stawonogów jest związana z białkami typu sklerotyny i melaninami.

Główne różnice między kutykulą chitynową larw much i chityny ze skorupiaków są następujące:

1) naskórek chitynowy larw much, w przeciwieństwie do chityny ze skorupiaków, nie zawiera soli wapnia. To pozwala nam pominąć jeden z głównych etapów technologicznych deacetylacji chityny związanej z jego demineralizacją, co jest ważną zaletą naszej technologii wytwarzania chitozanu;

2) naskórek chitynowy larw muchy, w przeciwieństwie do chityny ze skorupiaków, nie zawiera związków zawierających fluor, co znacznie zwiększy żywotność urządzeń stosowanych do jego oczyszczania i deacetylacji, ponieważ kwaśne traktowanie skorup skorupiaków uwalnia lotne związki fluoru, które silnie niszczą aparat.

Proponowana metoda pozwala na stosowanie chityny zawierającej surowiec larw much synantropijnych, które są produktem nowego procesu technologicznego bezodpadowego przetwarzania obornika i odpadów spożywczych.

Chityna larw owadów różni się od chityny skorupiakiem i jest wyjątkowa sama w sobie w porównaniu ze znanymi źródłami chityny.

Rodzaje surowców do produkcji chitozanu

Regiony krystaliczne struktury chityny mogą istnieć w trzech krystalograficznych (strukturalnych) modyfikacjach różniących się rozmieszczeniem łańcuchów molekularnych w komórce elementarnej krystalitu (zjawisko znane jako polimorfizm). Tak więc na podstawie analizy rentgenowskiej wykazano, że jednostki molekularne chityny mają konformację 4C1.

W zależności od lokalizacji cząsteczek polimeru istnieją trzy formy struktury chityny - a, bi g. A-chityna jest gęsto upakowanym, najbardziej krystalicznym polimerem, w którym łańcuchy są rozmieszczone antyrównolegle, charakteryzują się najbardziej stabilnym stanem. W b-chitynie łańcuchy są równoległe do siebie, aw g-chitynie dwa łańcuchy polimerowe są skierowane „w górę” względem jednego, skierowanego „w dół”. b i g-chityny mogą przekształcić się w a-chitynę [1].

Specyfika stanu polimeru chityny, a także innych związków wysokocząsteczkowych, uniemożliwia istnienie tego polimeru jako układu jednofazowego (całkowita krystaliczność). Jednak zawartość obszarów krystalicznych w chitynie jest dość duża i, w zależności od pochodzenia i metody izolacji, wynosi 60-85%. W tym przypadku utrwalenie wzajemnego ułożenia makrocząsteczek chityny jest zapewnione przez układ wewnątrzcząsteczkowych i międzycząsteczkowych wiązań wodorowych: grupa OH w jednostce elementarnej C3 jest zawarta w wiązaniu wodorowym z atomem tlenu w cyklu sąsiedniej jednostki elementarnej; Grupę OH przy C6 można wiązać wodorem zarówno wewnątrzcząsteczkowo z atomem tlenu wiązania glikozydowego i (lub) atomem azotu grupy acetamidowej, jak i międzycząsteczkowo z grupą OH od C6 do sąsiedniej makrocząsteczki. W tym przypadku te ostatnie mogą tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody krystalizacyjnej.

Surowe kraby

Zawartość chityny w skorupie kraba wzrasta wraz z krzepnięciem. Zatem skorupa nowo wyblakłego kraba zawiera od 2 do 5%, a skorupa „starego” kraba zawiera 18–30% chityny w stosunku do masy suchej skorupy. Oprócz muszli, chityna występuje w innych narządach kraba - w szczególności w ścianach żołądka, ścięgien i skrzeli, w tym ostatnim zawartość chityny sięga 15–70% masy suchych skrzeli.

Surowce od owadów i ich poczwarek (puparia)

W naskórku dorosłych owadów chityna jest również kowalencyjnie związana z białkami, takimi jak artrapodyna i sklerotyna, a także z dużą liczbą związków melaninowych, które mogą stanowić do 40% masy naskórka. Naskórek owadów jest bardzo trwały i jednocześnie elastyczny dzięki chitynie, której zawartość wynosi od 40% do 50%. W ścianie komórkowej niektórych fikomycetes, na przykład w itridium, chityna znajduje się razem z celulozą. Chityna w grzybach jest zwykle związana z innymi polisacharydami, na przykład b-1-3-glukanem, u stawonogów jest związana z białkami typu sklerotyny i melaninami.

Wiadomo, że skorupy skorupiaków są drogie. Dlatego, pomimo faktu, że istnieje 15 sposobów na uzyskanie od nich chityny, postawiono pytanie o uzyskanie chityny i chitozanu z innych źródeł, wśród których uznano małe skorupiaki i owady.

Chityna od owadów jest 20–50 razy lepsza niż chityna ze skorupiaków (Verotchenko, MA, Tereshchenko, AP, Zlochevsky, FI, 2000). W krajach rozwiniętych, począwszy od lat 40. XX wieku, wprowadzane są biotechnologie imitujące naturalne procesy w intensywnych warunkach, które sprzyjają przetwarzaniu materii organicznej w próchnicę (Gudilin II, 2000).

Owady udomowione i hodowlane dzięki swojej szybkiej reprodukcji mogą zapewnić dużą biomasę zawierającą chitynę i melaninę.

http://www.nasadki.net/index/syre_dlja_proizvodstva_khitozana/0-77

Egzoszkielety karaluchów jako surowiec do produkcji chityny

Wprowadzenie

Chityna jest naturalnym biopolimerem o wysokiej aktywności biologicznej, kompatybilnym z ludzkimi, zwierzęcymi i roślinnymi tkankami, a co jest szczególnie cenne, nie zanieczyszcza środowiska, ponieważ jest całkowicie zniszczone przez enzymy naturalnych mikroorganizmów. Chityna w przyrodzie jest podstawą układu kostnego, który wspiera strukturę komórkową tkanek w skorupach skorupiaków, naskórka owadów, ściany komórkowej grzybów i bakterii, a zatem ma dość szerokie naturalne źródło surowców [1].

Problemem szerszego stosowania chityny jest jej wysoki koszt i niska opłacalność stosowania tradycyjnych naturalnych źródeł zawierających chitynę (skorup skorupiaków) [2].

Pilnym zadaniem jest poszukiwanie dostępnych i biodegradowalnych surowców, które mogą obniżyć koszty produkcji chityny. Owady udomowione i hodowlane, dzięki swojej szybkiej reprodukcji, mogą zapewnić większą biomasę zawierającą chitynę w warunkach pracy na ISS i innych sytuacjach eksploracji kosmosu.

Główna część

W ramach tego projektu przeprowadzono badanie możliwości zastosowania egzoszkieletów karaluchów zawierających chitynę jako surowca do produkcji chityny i jej pochodnych.

Badana eksperymentalnie metoda otrzymywania chityny z egzoszkieletów karaluchów [3] obejmowała następujące etapy: 1) selekcja i przygotowanie surowców, 2) ekstrakcja chityny metodą ekstrakcji, 3) ocena czystości próbki otrzymanej metodą spektroskopii IR, 4) określenie praktycznej wydajności i kosztu produktu.

Do eksperymentu pobrano osobniki dorosłe z żurawiny Blaberus - rodzaj karaczanu południowoamerykańskiego zwanego „martwą głową”. Przygotowano karaluchy: usunięto wszystkie części wolne od chityny (otrzymane odpady biologiczne wykorzystano jako nawóz do roślin domowych), muszle chitynowe przemyto wodą, masę zawierającą wilgoć zważono, a następnie wysuszono w urządzeniu mikrofalowym w 60 ° C przez 15 minut, suchą masę również zważony.

Ekstrakcję i oczyszczanie chityny prowadzono w trakcie kolejnych operacji: 1) pierwotne usuwanie lipidów: przemywanie acetonem, 2) pierwotna deproteinizacja: obróbka nadmiarem 4% roztworu wodorotlenku sodu NaOH przez 60 minut w 100 ° C, 3) przemywanie próbki wodą, neutralizowanie ciekłych odpadów, 4) pierwotna demineralizacja: obróbka nadmiarem 15% roztworu HCl przez 30 minut, 5) przemycie próbki wodą, neutralizacja ciekłych odpadów, 6) ponowne wydalanie lipidów: przemywanie acetonem, 7) ponowna deproteinizacja: przetwarzanie z nadmiarem 4% roztworu wodorotlenek sodu z NaOH przez 30 minut w 100 ° C, 8) przemywanie próbki wodą, neutralizowanie odpadów ciekłych, 9) powtórna demineralizacja: obróbka nadmiarem 15% roztworu HCl przez 15 minut 10) przemywanie próbki wodą. neutralizacja ciekłych odpadów, 11) suszenie w kuchence mikrofalowej w 60 ° C przez 12 godzin, ważenie i pakowanie materiału.

Czystość otrzymanej próbki chityny oznaczono metodą spektroskopii IR. Widmo w podczerwieni odbicia rozproszonego (rys. 1) i widmo w podczerwieni zakłóconego całkowitego odbicia wewnętrznego (rys. 2) zostały wykonane w zakresie długości fal od 4000 do 400 cm-1, ponieważ to właśnie w tym przedziale charakterystyczne częstotliwości absorpcji głównych grup funkcyjnych organicznych cząsteczki [4].

Rysunek 1. Widmo IR rozproszonego odbicia próbki chityny.

Rysunek 2. Widmo IR zaburzonego całkowitego wewnętrznego odbicia próbki chityny.

Maksima absorpcji przy długościach fal od 1700 do 1 000 cm -1 widm IR obu gatunków mają nieznaczną rozbieżność z charakterystycznymi częstotliwościami pewnych grup funkcjonalnych [4] i potwierdzają obecność chityny w badanej próbce (tabela 1).

Maksima absorpcji w podczerwieni uzyskanej próbki

http://cosmoport.club/post/ekzoskelety-tarakanov-kak-syre-dlya-polucheniya-hitina

1.4. Uzyskanie chityny i chitozanu od owadów

Owady mogą służyć jako potencjalne źródło chityny i chitozanu. Głównymi cechami naskórka owadów są niska zawartość minerałów (2-5%), która eliminuje etap demineralizacji, a obecność w naskórku dorosłych owadów dużej ilości melaniny (30-40%), co prowadzi do wprowadzenia dodatkowego etapu - wybielania.

W literaturze niewiele jest informacji na temat stosowania owadów do chityny i chitozanu. Wynika to z pewnych trudności związanych z hodowlą i zbieraniem, a także indywidualnych cech surowców. Owady są wykorzystywane jako surowce, które łatwo poddają się masowej hodowli (muchy, karaluchy) lub są produktem ubocznym innych gałęzi przemysłu (jedwabniki, podmokłe pszczoły).

Chrząszcze z naskórkiem Agriotes tauricus

Jedną ze skutecznych metod zwalczania szkodników roślin (chrząszczy, chrząszczy, chrząszczy, drukarek itp.) Jest stosowanie pułapek feromonowych, które przyciągają dorosłych tej samej płci i zakłócają proces masowej reprodukcji. Instalacja i aktualizacja pułapek feromonowych pozwala na zbieranie biomasy chrząszczy w znacznych ilościach (średnio 45 g suchych chrząszczy z jednej pułapki dziennie).

Schemat izolacji chityny i chitozanu z biomasy suszonych chrząszczy obejmuje: deproteinizację (10% NaOH, 70 ° C, 2 h), wybielanie (3% H₂Oh₂, 75-80 ° C, 1 h) i deacetylacja (50% NaOH, 125-130 ° C, 1,5 h). W takich warunkach otrzymano chitozan o następujących cechach: wydajność - 10%, DM-82%, MM-360 kDa. Hydroliza chitozanu
przeprowadzono preparatami enzymatycznymi S. kurssanovii i T.viride przy pH 5,3, temperaturze 45 ° C i 55 ° C, odpowiednio [70]. Charakterystykę chitozanu przedstawiono w tabeli 4.

Charakterystyka chitozanu z chrząszczy przed i po hydrolizie

http://xn--e1akbokk.com/biotehnologiya/poluchenie-hitina-hitozana-52372.html

Chityna

Komponenty mocy - chityna

Chityna - składniki mocy

Grzyby - prawdziwy super produkt. Zawierają witaminy z grupy B, potas, miedź, cynk, selen, a także wiele innych składników odżywczych. Jednak szczególnie interesująca w kompozycji grzybów jest ich unikalna faktura, która nie ma analogów wśród innych przedstawicieli natury. A substancja chityna jest odpowiedzialna za „mięsistą” strukturę grzybów. Tak, tak, ten sam chityn, znany z lekcji biologii, który jest zawarty w skorupach skorupiaków i owadów. To dzięki unikalnej strukturze chemicznej grzybów zostało wyizolowane w oddzielnym królestwie. Ale jaka jest rola natury przypisana chitynie, z wyjątkiem tworzenia muszli i nadawania grzybom wyjątkowości?

Czym jest chityna

Chityna jest drugim najczęstszym biopolimerem na świecie.

Według niektórych szacunków dokładnie tyle samo tej substancji jest produkowane rocznie w przyrodzie, jak celuloza. Jest to, z chemicznego punktu widzenia, nierozgałęziony polisacharyd zawierający azot. In vivo jest częścią złożonych związków organicznych i nieorganicznych.

Chityna jako naturalny biopolimer znajduje się głównie w egzoszkieletu (najbardziej zewnętrznej części szkieletu) krewetek, krabów, homarów i raków. Występuje również w grzybach, drożdżach, niektórych bakteriach i skrzydłach motyla. W ludzkim ciele jest niezbędny do tworzenia włosów i paznokci, a u ptaków - upierzenia. Czysta chityna jest bardziej delikatna niż w połączeniu z innymi substancjami. Egzoszkielety owadów to połączenie chityny i białek. Skorupiaki z reguły składają się z chityny i węglanu wapnia.

Chityna ma wiele komercyjnych analogów, w tym żywność i produkty farmaceutyczne. Są one powszechnie stosowane jako środki zagęszczające żywność i stabilizatory, a także pomagają tworzyć jadalny film na produktach spożywczych.

W żywności chityna występuje w zmodyfikowanej i bardziej biodostępnej formie chitozanu. Chitozan jest pochodną chityny, powstałej w wyniku ekspozycji na substancję o temperaturze i alkaliach. Jak twierdzą naukowcy, ta substancja w swoim składzie przypomina tkanki ludzkiego ciała. Do celów przemysłowych otrzyma ze skorup skorupiaków.

Historia odkrycia

Odkrycie chityny następuje w 1811 r., Kiedy profesor Henry Brakonno po raz pierwszy odkrył ją w grzybach. Naukowiec ze szczególnym zainteresowaniem zaczął badać nieznaną substancję, która nie była podatna na działanie kwasu siarkowego. Następnie (w 1823 r.) Substancję tę znaleziono w skrzydłach chrząszczy majowych i nazwano ją „chityną”, co po grecku oznacza „ubranie, pochwa”. Materiał ten był strukturalnie podobny do celulozy, ale był znacznie silniejszy. Po raz pierwszy strukturę chityny określił szwajcarski chemik Albert Hofmann. W 1859 r. Uczony świat dowiedział się o chitozanie. Po tym, jak chemicy oczyścili chitynę z wapnia i białek. Substancja ta, jak się okazało, ma korzystny wpływ na prawie wszystkie narządy i układy ludzkiego ciała.

W ciągu następnego stulecia zainteresowanie chityną nieco osłabło, a dopiero w latach trzydziestych rozwijało się wraz z nową siłą. W latach 70. rozpoczęła się produkcja muszli skorupiaków.

Chityna w naturze

Jak już wspomniano, chityna jest głównym składnikiem egzoszkieletu (zewnętrznej części szkieletu) wielu stawonogów, takich jak owady, pająki, skorupiaki. Egzoszkielety tej silnej i stałej substancji chronią wrażliwe i miękkie tkanki zwierząt pozbawionych wewnętrznych szkieletów.

Chityna w swojej strukturze przypomina celulozę. Funkcje tych dwóch substancji są również podobne. Ponieważ celuloza wzmacnia rośliny, chityna wzmacnia tkanki zwierzęce. Ta funkcja nie jest jednak wykonywana niezależnie. Przybywa z pomocą białek, w tym elastycznej resiliny. Siła egzoszkieletu zależy od stężenia niektórych białek: czy będzie twarda, jak skorupa chrząszcza, czy miękka i elastyczna, jak stawy kraba. Chitynę można także łączyć z substancjami niebiałkowymi, takimi jak węglan wapnia. W tym przypadku tworzą się skorupy skorupiaków.

Zwierzęta, które noszą „szkielet” na zewnątrz, ze względu na sztywność pancerza, są stosunkowo nieelastyczne. Stawonogi mogą zginać kończyny lub segmenty ciała tylko w stawach, gdzie egzoszkielet jest cieńszy. Dlatego dla nich ważne jest, aby egzoszkielet był zgodny z anatomią. Oprócz roli twardej skorupy, chityna zapobiega wysuszeniu i odwodnieniu ciał owadów i stawonogów.

Ale zwierzęta rosną, co oznacza, że od czasu do czasu muszą poprawić „rozmiar” zbroi. Ale ponieważ chitynowa konstrukcja nie może rosnąć ze zwierzętami, zrzucają starą skorupę i zaczynają wydzielać nowy egzoszkielet z gruczołami naskórka. I chociaż nowa zbroja twardnieje (i zajmie to trochę czasu), zwierzęta stają się niezwykle wrażliwe.

Tymczasem natura muszli chitynowych dawała tylko małe zwierzęta, taka zbroja nie chroniłaby większych zwierząt fauny. Nie zbliżyłby się do bezkręgowców naziemnych, ponieważ z czasem chityna staje się grubsza i staje się cięższa, co oznacza, że zwierzęta nie mogły poruszać się pod ciężarem tego pancerza ochronnego.

Rola biologiczna w organizmie

Raz w ludzkim ciele, chityna, która ma zdolność wiązania lipidów w diecie, zmniejsza aktywność wchłaniania tłuszczów w jelicie. W rezultacie poziom cholesterolu i trójglicerydów w organizmie ulega zmniejszeniu. Z drugiej strony, chitozan może wpływać na metabolizm wapnia i przyspieszać jego wydalanie z moczem. Substancja ta może również znacznie obniżyć poziom witaminy E, ale pozytywnie wpływa na skład mineralny tkanki kostnej.

W organizmie chityna-chitozan odgrywa rolę substancji antybakteryjnej.

Z tego powodu jest on zawarty w niektórych produktach do pielęgnacji ran. Tymczasem długotrwałe podawanie chityny może zakłócić zdrową mikroflorę przewodu pokarmowego i zwiększyć wzrost patogennej mikroflory.

Funkcje chityny i chitozanu:

składnik żywności dla niemowląt;
przydatny suplement diety;
obniża poziom cholesterolu;
źródło włókna;
promuje reprodukcję bifidobakterii;
pomaga w nietolerancji laktozy;
ważne dla utraty wagi;
składnik przeciwwrzodowy;
wymagane dla wytrzymałości kości;
ma korzystny wpływ na zdrowie oczu;
eliminuje choroby dziąseł;
środek przeciwnowotworowy;
składnik kosmetyków;
składnik wielu urządzeń medycznych;
środek aromatyzujący, konserwujący;
używany do produkcji tekstyliów, papieru;
zaprawianie nasion;
ważne dla oczyszczania wody.

Co jest potrzebne

Istnieją pewne dowody naukowe, które sugerują wpływ chityny na obniżenie stężenia cholesterolu. Ta właściwość jest szczególnie zauważalna w kombinacji chitozanu i chromu. Po raz pierwszy ten wpływ na przykładzie szczurów został udowodniony przez japońskich naukowców w 1980 roku. Naukowcy odkryli, że obniżenie poziomu cholesterolu jest spowodowane zdolnością chityny do wiązania komórek lipidowych, uniemożliwiając ich wchłanianie przez organizm. Następnie norwescy naukowcy ogłosili wyniki swoich doświadczeń: w celu zmniejszenia poziomu cholesterolu o prawie 25 procent konieczne jest przyjmowanie chitozanu przez 8 tygodni oprócz diety.

Pozytywny wpływ chityny jest również odczuwany przez nerki. Substancja ta jest szczególnie ważna dla utrzymania optymalnego samopoczucia u osób poddawanych hemodializie.

Wpływ na skórę ma na celu zwiększenie zdolności gojenia się ran.

Suplementy diety zawierające chitozan pomagają utrzymać zdrową wagę.

Wpływa na organizm na zasadzie rozpuszczalnego błonnika. Oznacza to, że poprawia funkcjonowanie narządów trawiennych, przyspiesza przepływ pokarmu przez przewód pokarmowy i poprawia ruchliwość jelit.

Poprawia strukturę włosów, paznokci i skóry.

Przydatne właściwości

Liczne badania wykazały, że chityna i jej pochodne nie są toksyczne, a zatem mogą być bezpiecznie stosowane w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Według niektórych danych, tylko w USA i Japonii około 2 mln osób przyjmuje suplementy diety na bazie chityny. A ich liczba rośnie. Nawiasem mówiąc, japońscy lekarze zalecają pacjentom przyjmowanie chityny jako środka przeciwko alergiom, nadciśnieniu, zapaleniu stawów.

Ponadto wiadomo, że chityna ulega całkowitemu rozkładowi pod wpływem mikroorganizmów i dlatego jest substancją przyjazną dla środowiska.

Chityna i...

... trawienie

Wprowadzenie chityny do zwykłej diety - to najlepsze, co dana osoba może zrobić dla swojego zdrowia. Tak przynajmniej twierdzą niektórzy badacze. Przecież spożywanie tej substancji nie tylko pomaga schudnąć, ale także obniża ciśnienie krwi, zapobiega występowaniu wrzodów w układzie pokarmowym i ułatwia trawienie pokarmu.

Kilka badań przeprowadzonych w Japonii i Europie wykazało, że chityna i jej pochodne przyczyniają się do wzrostu pożytecznych bakterii w jelicie. Ponadto naukowcy mają powody, by sądzić, że chityna nie tylko poprawia funkcjonowanie jelita grubego (eliminując zespół jelita drażliwego), ale także zapobiega powstawaniu złośliwych guzów i polipów w tkankach.

Udowodniono, że ta unikalna substancja chroni przed zapaleniem żołądka, zatrzymuje biegunkę, łagodzi zaparcia, usuwa toksyny.

... laktoza

To może być zaskoczeniem, ale wyniki badań dowodzą prawdziwości tego założenia. Chityna ułatwia nietolerancję laktozy. Wyniki eksperymentów zaskoczyły nawet naukowców. Okazało się, że na tle chityny nawet jedzenie, w 70 procentach składające się z laktozy, nie powoduje objawów niestrawności.

... dodatkowa waga

Dzisiaj istnieją dowody na to, że chityna jest blokerem tłuszczu. Kiedy osoba spożywa ten węglowodan, wiąże się on z lipidami spożywanymi z pokarmem. I jako składnik nierozpuszczalny (niestrawny), ta sama zdolność automatycznie nadaje związanemu tłuszczowi. W rezultacie okazuje się, że to dziwne „dmuchanie” podróżuje wraz z jego ciałem, bez wchłonięcia go. Ustalono eksperymentalnie, że do utraty wagi konieczne jest spożywanie 2,4 g chitozanu dziennie.

... gojenie się ran

Chityna jest jedną z najważniejszych substancji dla pacjentów z ranami oparzeniowymi. Ma niezwykłą kompatybilność z żywą tkanką. Naukowcy zauważyli, że z powodu tej substancji rany goją się szybciej. Okazało się, że kwaśna mieszanina chityny przyspiesza gojenie się ran po oparzeniach o różnym stopniu. Ale badanie tej zdolności do chityny trwa.

... mineralizacja

Ten polisacharyd odgrywa kluczową rolę w mineralizacji różnych tkanek. A głównym tego przykładem są muszle mięczaków. Naukowcy, po zbadaniu tej zdolności chityny, wiążą duże nadzieje z tą substancją jako składnikiem odzyskiwania tkanki kostnej.

„Zamówiłeś szarańczę na lunch?”

Chitozan „wybuchł” w przemyśle spożywczym w latach dziewięćdziesiątych. Podczas reklamowania nowych suplementów diety producenci powtarzali, że promują one odchudzanie i cholesterol, zapobiegają osteoporozie, nadciśnieniu i wrzodom żołądka.

Ale oczywiście użycie chityny w żywności nie zaczęło się pod koniec ubiegłego wieku. Ta tradycja ma co najmniej kilka tysięcy lat. Od niepamiętnych czasów mieszkańcy Bliskiego Wschodu i Afryki spożywają szarańczę jako zdrowe i pożywne danie. Wzmianka o owadach w roli pożywienia znajduje się na kartach Starego Testamentu, w zapisach starożytnego greckiego historyka Herodota, w starożytnych kronikach rzymskich, w księgach islamistów iw legendach o Aztekach.

W niektórych krajach afrykańskich suszoną szarańczę z mlekiem uważano za tradycyjne danie. Na Wschodzie istniała tradycja dawania mężom owadów jako najwyższego daru. W Sudanie termity były uważane za przysmak, a Aztekowie gotowali mrówki jako główną atrakcję ich kolacji.

Istnieją różne opinie na temat podobnych gustów gastronomicznych. Ale w wielu krajach Wschodu i obecnie sprzedają pieczone szarańczy, w Meksyku przygotowują koniki polne i pluskwy, Filipińczycy korzystają z różnych potraw z krykieta, a w Tajlandii turyści chętnie oferują szczególne przysmaki z larw chrząszczy, świerszczy, gąsienic i potraw z ważek.

Koniki polne alternatywne dla mięsa?

We współczesnym świecie jedzenie chrząszczy jest traktowane inaczej. Jeden rzuca się w ciepło tylko na myśl, że ktoś gdzieś kliknie zamiast nasion karaluchów. Inni decydują się spróbować egzotycznych potraw, podróżując po świecie. Po trzecie, koniki polne i wszyscy bracia chitynowi służą jako zwykłe jedzenie, które cieszy się dużym uznaniem od setek lat.

Fakt ten nie mógł zainteresować naukowców. Zaczęli badać, co ludzie mogą uzyskać, spożywając owady. Jak można się było spodziewać, naukowcy ustalili, że wszystkie te „brzęczące egzotyki” dostarczają człowiekowi chityny, co niewątpliwie jest już plusem.

Ponadto w trakcie badania składu chemicznego owadów okazało się, że niektóre zawierają prawie tyle samo białka, co wołowina. Na przykład 100 g koników polnych zawiera 20,5 g białka, czyli tylko 2 g mniej niż w wołowinie. W chrząszczach - około 17 g białek, w termitach - 14, aw ciałach pszczół jest około 13 g białek. I wszystko byłoby w porządku, ale zbieranie 100 gramów owadów jest o wiele trudniejsze niż kupowanie 100-gramowego kawałka mięsa.

Cokolwiek to było, ale pod koniec XIX wieku Brytyjczyk Vincent Holt założył pewien nowy trend dla smakoszy i nazwał go entomofagią. Zwolennicy tego ruchu, zamiast jedzenia mięsa lub wegetarianizmu, „wyznawane” jedzenie przez owady. Zwolennicy tej diety uważali swoją dietę za bogatą w chitynę, prawie terapeutyczną. A dania z twojego menu są zdrowsze i czystsze niż produkty zwierzęce.

http://products.propto.ru/article/hitin

„Postępowanie BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje UDC 547.458 TECHNOLOGICZNE PODSTAWY UZYSKIWANIA CHITIN I CHITOSANÓW Z OWADÓW V.P. Kurchenko1, S.V. Bug1,. „

Materiały z BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje

TECHNOLOGICZNE PODSTAWY UZYSKANIA CHITIN I CHITOSANU

OD WNĘTRZ

V.P. Kurchenko1, S.V. Buga1, N.V. Petrashkevich1, T.V. Butkevich1, A.A. Vetoshkin1,

E.L. Demchenkov2, A.D. Lodygin2 O. Yu. Zueva3, V.P. Varlamov3, O.I. Borodin4

Białoruski Uniwersytet Państwowy, Mińsk, Republika Białoruś Północny Kaukaz Uniwersytet Federalny, Stawropol, Instytut Bioinżynierii Federacji Rosyjskiej, FGU FITS Podstawowe zasady biotechnologii Rosyjskiej Akademii Nauk, Moskwa, Federacja Rosyjska SNPO NPC Białoruś na Bioresources, Mińsk, Republika Białorusi e-mail : [email protected] Wstęp Chityna została odkryta w 1821 r. przez G. Bracona, dyrektora Ogrodu Botanicznego w Akademii Nauk w Nancy. Podczas eksperymentów chemicznych wyizolował substancję z grzybów, których nie można było rozpuścić w kwasie siarkowym i nazwał ją „fungin”. Po dwóch latach w 1823 roku francuski naukowiec A. Odier, badając elementy egzoszkieletu owadów i ptaszników, wyizolował tę samą substancję z elytry owadów i zaproponował użycie terminu „chityna”. W 1859 roku, za pomocą ekspozycji na alkalia, po raz pierwszy uzyskano deacetylowaną formę chityny, zwaną „chitozanem”. Jednak w momencie odkrycia chitozanu naukowcy nie wykazywali w nim odpowiedniego zainteresowania, a dopiero w latach 30. XX wieku ponownie zwrócili uwagę na samą substancję i możliwości jej praktycznego zastosowania.

W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie badaniami i rozwojem technologii do stosowania chitozanu [1]. Rysunek 1 ilustruje lawinowy wzrost liczby publikacji na ten temat w ciągu ostatnich 20 lat. Łączna liczba publikacji w latach 1990-1999. było 215, aw samym 2015 r. opublikowano ponad 1600.

Liczba publikacji Lata Rysunek 1 - Liczba publikacji na temat wykorzystania chitozanu od października 2016 r. W bazie danych Web of Science.

Chityna jest drugim najczęściej występującym polimerem naturalnym po celulozie. Biopolimer ten jest częścią egzoszkieletu i innych elementów szkieletowych stawonogów, ściany komórkowej grzybów, glonów itp. Chitin to postępowanie BGU 2016, tom 11, część 1 Przegląd liniowego polisacharydu składającego się z N-acetylo-2-amino-2-deoksy- D-glukopiranoza połączona wiązaniami 1-4 glikozydowymi (Figura 2). Chityna izolowana ze źródeł naturalnych z reguły zawiera 5–10% pozostałości 2-amino-2-deoksy-D-glukozy [2, 3].

Rysunek 2 Wzór strukturalny chityny W organizmach chitynowych chityna występuje w kompleksach z białkami, glukanami.

Biosynteza cząsteczki chityny następuje z udziałem enzymu syntetazy chitynowej w specjalnych organellach komórkowych, chitosomach, które przeprowadza się przez sekwencyjny transfer reszt N-acetylo-D-glukozaminy z difosforanu urydyny-N-acetylo-D-glukozaminy do przedłużającego się łańcucha polimeru.

Chityna jest wysoce krystalicznym polimerem, z wiązaniami wewnątrz- i międzycząsteczkowymi między grupami hydroksylowymi, jak również między grupami aminoacylowymi i hydroksylowymi. Chityna ma trzy modyfikacje polimorficzne o różnej orientacji mikrofibryli. Najczęstszą postacią jest skorupa skorupiaków i niektóre mięczaki, naskórek owadów, ściana komórkowa grzybów. Jest to ciasno upakowany anty-równoległy łańcuch polimerowy. W przypadku form β łańcuchy polimerowe są równoległe i ze względu na słabsze międzycząsteczkowe wiązania wodorowe mają większą rozpuszczalność i zdolność pęcznienia [4].

Chityna jest nierozpuszczalna w wodzie, alkaliach, rozcieńczonych kwasach, alkoholach, innych rozpuszczalnikach organicznych i rozpuszczalna w stężonym kwasie chlorowodorowym, siarkowym i mrówkowym, a także w niektórych roztworach soli po podgrzaniu, a po rozpuszczeniu ulega znacznej depolimeryzacji [7]. Jest zdolny do tworzenia kompleksów z substancjami organicznymi: cholesterolem, białkami, peptydami, a także ma wysoką zdolność sorpcyjną dla metali ciężkich, radionuklidów. Chityna nie rozkłada się pod wpływem enzymów ssaków, ale jest hydrolizowana przez pewne enzymy owadów, grzybów i bakterii odpowiedzialnych za rozkład chityny w naturze [8].

Chityna ma dwie grupy hydroksylowe, z których jedna na C-3 jest drugorzędna, a druga na C-6 jest pierwotna. Dla tych grup funkcjonalnych można je modyfikować chemicznie, aby wytworzyć pochodne o pożądanych właściwościach funkcjonalnych. Wśród nich są proste (np. Karboksymetyl) i estry [9, 10, 11]. Wśród różnych pochodnych tego polimeru chitozan jest najbardziej dostępny.

Chitozan jest deacetylowaną pochodną chityny, która jest polimerem składającym się z jednostek α-D-glukozaminy (Rysunek 3).

Materiały z BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje Podstawą do uzyskania chitozanu jest reakcja eliminacji z chitynowej jednostki strukturalnej - grupy acetylowej. Reakcji deacetylacji może towarzyszyć równoczesne zerwanie wiązań glikozydowych polimeru, a zatem chitozan ma niejednorodność strukturalną z powodu niepełnego zakończenia reakcji deacetylacji i zerwania łańcucha polimeru [2].

Rysunek 3 Wzór strukturalny chitozanu

Podczas pracy z chityną i chitozanem należy wziąć pod uwagę ich masę cząsteczkową, stopień deacetylacji (DM) lub stopień acetylacji (CA). Stopień deacetylacji wskazuje względną zawartość molową grup aminowych w polimerze, stopień acetylacji - względną zawartość molową grup N-acetylowych. Obecnie nie ma ogólnie akceptowanych kryteriów rozróżniania chitozanu i chityny, w zależności od zawartości grup N-acetylowych. Dla wygody tę warunkową granicę można narysować zgodnie ze stopniem acetylacji, który jest większy niż 50% dla chityny i mniejszy niż 50% dla chitozanu [2].

W odróżnieniu od praktycznie nierozpuszczalnej chityny, chitozan jest rozpuszczalny w rozcieńczonych kwasach nieorganicznych (chlorowodorowy, azotowy) i organiczny (mrówkowy, octowy, bursztynowy, mlekowy, jabłkowy), ale nierozpuszczalny w kwasach cytrynowym i winowym [12]. Ta właściwość otwiera szerokie możliwości zastosowania w różnych gałęziach przemysłu, rolnictwie i medycynie.

Grupy aminowe cząsteczki chitozanu mają stałą dysocjacji jonowej (pKa) 6,3–6,5 [13]. Poniżej tej wartości grupy aminowe są protonowane, a chitozan jest kationowym, wysoce rozpuszczalnym polielektrolitem. Powyżej, grupy aminowe są deprotonowane i polimer jest nierozpuszczalny. Ta zależność rozpuszczalności od pH pozwala na uzyskanie chitozanu w różnych postaciach: kapsułek, błon, błon, żeli, włókien itp.

Rozpuszczalność chitozanu w słabo kwasowych roztworach wodnych znacznie wzrasta wraz ze spadkiem masy cząsteczkowej i zwiększeniem stopnia deacetylacji.

Chitozan o wysokim ciężarze cząsteczkowym ze stopniem deacetylacji 70–80% jest słabo rozpuszczalny w roztworach wodnych przy pH 6,0–7,0, co znacznie ogranicza możliwości jego praktycznego zastosowania [14].

Chitozan, w przeciwieństwie do chityny, ma dodatkową reaktywną grupę funkcyjną (grupa aminowa NH2), dlatego oprócz eterów i estrów z chitozanu możliwe jest otrzymanie N-pochodnych różnych typów, co znacznie rozszerza możliwości jego zastosowania.

Chitozan w większości przypadków ma zróżnicowaną aktywność biologiczną.

Ze względu na wysoki ładunek dodatni ma wysokie powinowactwo do sorpcji cząsteczek białka, pestycydów, barwników, lipidów, chelatacji jonów metali (Cu2 +, Ni2 +, Zn2 +, Cd2 +, Hg2 +, Pb2 +, Cr3 +, VO2 +, UO22 +) i radionuklidów [15]. Produkty na bazie chitozanu mają biodegradowalność, odporność na promieniowanie, biokompatybilność.

Chitozan i jego pochodne wykazują działanie przeciwbakteryjne, immunostymulujące, przeciwnowotworowe, gojenie ran i inne właściwości. Toksyczność chitozanu należy do czwartej klasy i jest uważana za bezpieczną [2], dlatego polimer ten jest coraz szerzej stosowany w prawie wszystkich dziedzinach, takich jak medycyna, żywność.Obiekty BGU 2016, tom 11, część 1 Przemysł badawczy, rolnictwo, atomowe energia, przemysł włókienniczy itp. [1].

Zastosowania chityny i chitozanu Biorąc pod uwagę wyjątkowe właściwości chityny i chitozanu, w ostatnich latach badania nad tymi naturalnymi polimerami i rozwój naukowych podstaw ich praktycznego zastosowania zostały znacznie zintensyfikowane. Do tej pory istnieje ponad 200 zastosowań tych biopolimerów.

Przemysł kosmetyczny Ze względu na właściwości błonotwórcze tych polisacharydów w przemyśle kosmetycznym stosowane są w kremach kosmetycznych, które zmniejszają utratę wody i zwiększają skuteczność filtrów UV [16], jak również w produktach do pielęgnacji włosów (szampony, balsamy, płyny) w celu poprawy czesania, zmniejsz ładunek elektrostatyczny, zapobiegaj łupieżowi i popraw połysk włosów. Ponadto chitozan może działać jako środek żelujący w mydłach w płynie, żelowych pastach do zębów, lakierach do paznokci o właściwościach bakteriobójczych [2]. W perfumerii wykorzystywanej do produkcji perfum jako stabilizatora aromatu [17].

Medycyna W medycynie biopolimery te są stosowane w postaci proszków, maści, żeli, proszków, opatrunków, gąbek, sztucznej skóry do leczenia i eliminacji defektów, uszkodzeń i oparzeń błony śluzowej jamy ustnej i zębów [18], naprawy defektów i regeneracji tkanki kostnej, a także do gojenia ran, zapewnienia mechanicznej ochrony i stymulowania procesów regeneracji uszkodzonych tkanek (3-4 razy szybsze gojenie) [19]. Siarczan chitozanu, który ma działanie przeciwzakrzepowe, jest stosowany jako analog heparyny, który spowalnia krzepnięcie krwi i zapobiega powstawaniu zakrzepów krwi [22]. Ze względu na biodegradowalność, biokompatybilność i niską toksyczność, chitozan jest stosowany jako materiał funkcjonalny jako podstawa do tworzenia membran o właściwościach adhezyjnych, błonach, nanocząstkach i nanosystemach do dostarczania witamin, białek, peptydów i leków podawanych różnymi metodami (doustnie, donosowo, pozajelitowo), z przedłużonym działaniem [20, 21].

Rolnictwo W rolnictwie chitozan może być stosowany jako elicitor, powodując ogólnoustrojową i długotrwałą odporność roślin na czynniki sprawcze różnych chorób (bakteryjnych, grzybiczych, wirusowych) podczas zaprawiania nasion przed siewem i podczas przetwarzania roślin w fazie rozgałęziania oraz jako środek biostymulujący zapewniający zwiększenie plonu warzyw o 25–40% [23], a także poprawa gleby w kompozycjach z nawozami naturalnymi lub sztucznymi [24] Ekologia Dla celów środowiskowych chitozan i chityna mogą UT do czyszczenia ścieków z metali ciężkich, radionuklidów, białek, węglowodorów, pestycydy, barwniki i komórkach bakteryjnych, [25].

Przemysł spożywczy W przemyśle spożywczym chitosan znalazł najszersze zastosowanie (Rysunek 4). Jest stosowany jako emulgator do prostych i wieloskładnikowych emulsji do stabilizowania jednorodnych i niejednorodnych układów w produkcji budyni, musów, galaretek i frakcjonowania surowego mleka. Jest stosowany jako zagęszczacz do sosów, przypraw, ciast, past, do płynnego panierowania i jako środek strukturalny do dietetycznych produktów spożywczych, które promują usuwanie radionuklidów z organizmu, a także do klarowania płynów w produkcji win, piwa, soków i serwatki [2].

Ze względu na bakteriobójcze właściwości tych polisacharydów można je stosować jako środek konserwujący do tłumienia patogennej i warunkowo patogennej mikroflory oraz Postępowania BGU 2016, tom 11, część 1 Przeglądy wartości biologicznej żywności i napojów, a także produkcji folii do przechowywania różnego rodzaju produktów spożywczych [26]. Najbardziej znany jest efekt ochronny folii chitozanowych na powierzchni owoców i warzyw - jabłek, owoców cytrusowych, truskawek, pomidorów, papryki. Jednorodne, elastyczne, wolne od pęknięć folie chitozanowe mają selektywną przepuszczalność, dlatego na powierzchni owoców i warzyw pełnią rolę mikrobiologicznego filtra i / lub regulują skład gazów zarówno na powierzchni, jak iw masie tkanek, wpływając tym samym na aktywność i rodzaj oddychania, które całość przyczynia się do wydłużenia okresu trwałości produktów pochodzenia roślinnego.

Rysunek 4 - Zastosowania chitozanu w przemyśle spożywczym

Ponadto chitozan odnosi się do błonnika pokarmowego, który nie jest wchłaniany przez organizm ludzki, w kwaśnym środowisku żołądka, tworzy roztwór o wysokiej lepkości. Jako składnik żywności lub jako lek terapeutyczny i profilaktyczny, chitozan wykazuje właściwości enterosorbentu, immunomodulatora, czynnika przeciwskrzepowego i przeciwzapalnego, regulatora kwasowości żołądka, inhibitora pepsyny itp. [27].

Różne źródła surowców różnią się zawartością chityny w nich (6–30% (w przeliczeniu na suchą masę) w skorupie skorupiaków, 10–14% w polipach hydroidalnych, 18–20% w biomasie grzybów strzępkowych, 60–65% w tkankach powłokowych karaluchów, 40–50% - w podnoszeniu pszczół, wyższych i niższych grzybów) oraz struktury i właściwości [2, 28]. Dlatego, aby uzyskać te biopolimery o pożądanych właściwościach, konieczne jest zbadanie źródeł zawierających chitozan i opracowanie metod izolowania docelowego składnika.

Główne źródła chityny i chitozanu, chityny, występują w egzoszkieletie stawonogów (skorupiaków, owadów), szkieletowych elementów zooplanktonu morskiego, ściany komórkowej grzybów i drożdży, probówek chordoforowych [29]. Polimer ten jest również reprezentowany w ścianach cyst orzęsk, igieł, Postępowanie z BGU 2016, tom 11, część 1 Przeglądy okrzemek, komórki z algami zielonymi, złotymi i haptofitowymi [30]. Nie występuje w organizmach prokariotycznych i roślinach.

Skorupiaki (Crustacea) Obecnie głównym źródłem chityny i chitozanu są stawonogi, a mianowicie skorupiaki. Najbardziej dostępnymi surowcami przemysłowymi do otrzymywania chitozanu są odpady z przetwarzania hydrobiontów morskich zawierających skorupy: kraby, krewetki, homary itp. Główną cechą takich surowców jest brak kosztów hodowli i wzrostu [31].

W skorupach skorupiaków występuje w formie α chityny, która tworzy nanofibryle o średnicy 3 nm, zawierające 19 łańcuchów molekularnych o długości około 0,3 μm [32]. Chityna tworzy kompleksy z białkami (do 50%), oddziałując z kwasem asparaginowym i / lub resztami histydynowymi, minerałami (amorficzne węglany i fosforany wapnia) oraz pigmentami (luteina, -karoten, astaksantyna), które nadają wytrzymałość mechaniczną i elastyczność [33].

Przedsiębiorstwa kraba na Dalekim Wschodzie Rosji jako surowce do produkcji chityny i chitozanu przygotowują skorupy głowonogów i kończyn następujących gatunków krabów: Kamczatka (Paralithodes camtschaticus), niebieska (Paralithodes platypus), ekwiwalentna (Lithodes aequispina), a także kraby Lubię sztukę framer i jestem ciałem personelu firmy i jestem ciałem framer. i Bairdy (Chionoecetes bairdi). Naturalna chityna krabów nie jest całkowicie acetylowana i zawiera do 82,5% acetyloglukozoaminy, 12,4% aminy glukozy i 5% wody [2]. Skład chemiczny skorup krabów i innych skorupiaków przedstawiono w tabeli 1.

Cam Crusader Gammarus (Rivulogammarus) lacustris to kolejny najbardziej masywny i łatwy do wydobycia obiekt. Jego zasoby są obliczane w tysiącach ton, a połów nie jest związany z zaburzeniem równowagi biologicznej w zbiornikach wodnych. Stosunkowo wysoka zawartość chityny (25–30%) i mała grubość skorupy (100–500 µm) ułatwiają proces jej przetwarzania w celu produkcji chityny i chitozanu [34].

Innym obiecującym źródłem jest kryl antarktyczny (Euphausia superba), masywny w sektorach Antarktyki na Oceanie Atlantyckim, Pacyfiku i Oceanie Indyjskim. Według niektórych szacunków jego zasoby wynoszą 50 milionów ton, wydajność chityny po przetworzeniu surowego kryla wynosi około 1%.

Obecnie światowy połów kryla szacuje się na 100 tysięcy ton, a jego obecna baza zasobów może zapewnić niemal całoroczne połowy [35].

BGU Proceedings 2016, Tom 11, Part 1 Recenzje Grzyby (Grzyby) Grzyby są dostępnym źródłem chityny i chitozanu. Ściana komórkowa prawie wszystkich grzybów, z wyjątkiem Acrasiales, zawiera chitynę. Zawartość chityny jest różna w grzybach różnych taksonów i podlega znacznym wahaniom w zależności od warunków uprawy i systematycznej pozycji ciała, w zakresie od 0,2% do 26% suchej masy. Na przykład zawartość chityny na gram suchej biomasy wynosi 20–22% dla Aspergillaceae, 4–5,5% dla Penicillium, 3–5% dla wyższych grzybów i 6,7% dla grzybów świńskich. Zawartość chityny nie jest taka sama, nawet w grzybach należących do tego samego rodzaju. Na przykład, wśród micromycetes z rodziny Aspergillaceae, zawartość chityny w A. flavus zawiera do 22% suchej masy, w A. niger - 7,2%, aw A. parasiticus - 15,7%. Względna zawartość chityny w niektórych grzybach różni się znacznie w granicach gatunku, wynosząc 11,7% do 24% suchej masy różnych szczepów A. niger.

Ustalono, że ten polisacharyd jest obecny u 29 gatunków drożdży, z wyjątkiem Schizosaccharomyces. W drożdżach występuje postać α-chityny o średniej masie cząsteczkowej około 25 kDa, co stanowi 1-3% całkowitej masy [36].

Ściana komórkowa grzybów jest układem mikrowłókien osadzonych w amorficznej matrycy. Takie włókienka lub składniki szkieletowe, w zależności od gatunku grzybów, można skonstruować z celulozy, glukanu i chityny. Pozostałe polisacharydy, białka, pigmenty, lipidy służą jako środki cementujące, tworząc wiązania chemiczne z mikrowłóknistą częścią ściany komórkowej.

-1,3-glukany tworzą najtrwalszy kompleks z chityną dzięki wiązaniom kowalencyjnym, zwanym kompleksem chitynowo-glukanowym (CHGC), który tworzy „szkielet” komórki grzybowej. W ścianie komórkowej synteza chityny określa wygląd komórki, jej skład chemiczny i jest ściśle związana z turgorem, rozwojem morfogenetycznym, syntezą lipidów, aktywnością wielu enzymów, a także aparatem jądrowym komórki grzybowej. Chitynę z grzybów można uzyskać na dwa sposoby: przez ukierunkowaną fermentację i odpady produkcyjne kwasów organicznych, enzymów, antybiotyków. Oddzielenie glukanów od chityny jest trudne, dlatego bardziej celowe jest uzyskanie kompleksów chityna-glukan i chitosanglukan. Chitozan można również izolować bezpośrednio, który jest częścią ściany komórkowej niektórych grzybów nitkowatych, takich jak Mucor spp., Rhizopus spp., Absidia coerulea, A. glauca, A. orchidis [37, 38].

Owady (Insecta) Owady to najliczniejsza klasa świata zwierząt, licząca ponad milion gatunków. Powłoki ciała owadów składają się z dwóch heterogenicznych formacji - żywych komórek naskórka i niekomórkowej skórki - produktu selekcji tych komórek.

Skórka tworzy zewnętrzny szkielet pokrywający całe ciało i jest podzielona na dwie warstwy.

Gruba wewnętrzna warstwa prokuratury (o grubości do 200 µm) wyróżnia się wysoką zawartością wody (30–40%) i składa się z włókien chitynowych osadzonych w matrycy białkowej. Cienka zewnętrzna warstwa naskórka jest wolna od chityny (grubość 1–3 µm) [39].

Przepuszczający wodę procutikul pełni funkcję mechanicznej ochrony tkanek i komórek, a wodoodporny epikutyk chroni przed wysychaniem. Procuticula jest podzielona na miękki endocuticle, przylegający do naskórka i silniejszy egzocutic umieszczony powyżej. W obszarze endokutul nie zachodzą procesy krzepnięcia i pigmentacji. Cząsteczki polimeru kompleksu chityna-białko tworzą naprzemienne warstwy złożone z najcieńszych płytek - lameli [40]. W obszarze egzocutul, kompleks ten jest stabilizowany chinonami i impregnowany pigmentami melaninowymi. Naskórek stawonogów w geometrii przestrzennej jest jednym z najlepszych przykładów cholesterycznych ciekłych kryształów. Taka struktura jest tworzona przez związki posiadające centra asymetryczne, dzięki czemu warstwy w cząsteczkach są skręcone w stosunku do prac BGU 2016, tom 11, część 1. Przeglądają się pod małym i stałym kątem, tworząc spiralę. Powstawanie macierzy zewnątrzkomórkowej przebiega zgodnie z zasadą samo-uporządkowania rodzaju ciekłych kryształów [41].

Udział chityny w naskórku owadów jest wysoki i osiąga 50% u niektórych gatunków. Chityna występuje również w wyściółce dużych tchawic, gruczołów jednokomórkowych, w błonie otrzewnowej [42]. Zawartość chityny w innych organach lub częściach ciała stawonogów, jak również w powłokach ciała różnych owadów, przedstawiono w tabeli 2.

Oprócz chityny, egzoszkielet stawonogów obejmuje białka, które stanowią od 25 do 50% suchego materiału naskórka i lipidy (3,5–22%) [39]. Z substancji nieorganicznych najczęściej obecne są obojętne sole wapnia (węglany, fosforany), które tworzą kompleksy z białkami. Zawartość substancji mineralnych jest niska i nie przekracza 1–3% [44].

Zatem obecnie głównym źródłem chityny i chitozanu są skorupiaki. Uzyskanie chityny z tego surowca może być opłacalne tylko wtedy, gdy wszystkie składniki odżywcze zawarte w powłoce są jednocześnie ekstrahowane. Ponadto przedsiębiorstwa zajmujące się pozyskiwaniem chityny ze skorup skorupiaków powinny znajdować się w pobliżu miejsc połowów. Dlatego istotne jest poszukiwanie nowych, ekologicznie i ekonomicznie opłacalnych źródeł produkcji chityny. Owady mogą służyć jako obiecujące nowe źródło chityny i chitozanu. Produkcja poliaminosacharydów z nich zasługuje na szczególną uwagę ze względu na wysoką zawartość chityny, niską krystaliczność surowców, co pozwala na prowadzenie procesu w łagodnych warunkach przy użyciu przyjaznej dla środowiska wielofunkcyjnej biotechnologii.

Zookultura zwierząt bezkręgowych W Republice Białoruś zookultura zwierząt bezkręgowych może być dostępnym źródłem chityny i chitozanu. Ponieważ gromadzenie zwierząt w środowisku naturalnym jest w większości przypadków trudne, zależy od pory roku i nie jest opłacalne, owada może stać się nowym dostępnym źródłem chityny, która stanie się krajowym surowcem odnawialnym do otrzymywania tego biopolimeru i jego pochodnych.

Zookultura to grupa zwierząt z każdego taksonu, które uprawiano przez wiele pokoleń, w związku z czym dana osoba dba o realizację określonych celów praktycznych.

Kiedy owady są uprawiane w kulturze zoo, najbardziej popularne są karaluchy, świerszcze, larwy mączników itd. (Tabela 2).

Warunki uprawy owadów Cechują się karaluchami hodowlanymi „Głowa martwa” (Blaberus craniifer), marmurem (Nauphoeta cinerea), skwierczącymi Madagaskar (Gromphadorhina portentosa) i karaluchami tygrysimi Madagoscar (Gromphadorhina grandidieri).

Nauphoeta cinerea to północnoamerykański gatunek karalucha, który obecnie występuje na całym świecie. Jest powszechnie stosowany jako roślina paszowa dla różnych egzotycznych zwierząt. Blaberus craniifer, Gromphadorhina portentosa i Gromphadorhina grandidieri to karaluchy, wyróżniające się rekordową wielkością, dłuższymi okresami rozwojowymi i bardziej wymagającym jedzeniem. W długości mogą osiągnąć do 80 mm. Gatunki te są również uprawiane na skalę przemysłową, ale nie tak popularne jak karaluchy marmurowe.

Jako źródło substancji biologicznie czynnych, owady te są interesujące, ponieważ mają bardzo gruby egzoszkielet chitynowy i można oczekiwać, że wydajność chitozanu podczas ich przetwarzania będzie wyższa.

Znajomość biologii i ekologii karaluchów jest podstawą ich udanej uprawy. Uprawa karaluchów wymaga przestrzegania pewnych optymalnych warunków zatrzymania; mianowicie odżywianie, rozmnażanie, które mogą zapewnić normalne funkcjonowanie kultury laboratoryjnej jako całości. Zgodność z niezbędnymi warunkami utrzymania przez cały rok: zrównoważona dieta, temperatura, względna wilgotność powietrza, oświetlenie i optymalna gęstość owadów w klatkach, z uwzględnieniem sezonowych zmian w strukturze populacji, pozwolą na zachowanie kultury owadów w rozsądnym czasie.

Karaluchy larwy i imago powinny otrzymywać pokarm roślinny i zwierzęcy przez cały rok, przy braku naturalnych produktów granulowane koncentraty mięsne i rybne z pierwiastkami śladowymi i witaminami mogą być stosowane jako substytuty do utrzymania normalnej homeostazy kolonii karaluchów.

Producenci są trzymani w szklanych klatkach lub plastikowych pojemnikach o dnie 6040 cm. Aby zapewnić wentylację, w klatce pozostają otwory wentylacyjne, które są dokręcone cienką siatką ze stali nierdzewnej lub gazem młyńskim. Stosowanym podłożem jest gleba, torf, ziemia kosowa lub wióry, trociny z drzew liściastych, zaczepy i kora wiązu, osika, lipa, dąb. Aby zwiększyć powierzchnię, zaleca się umieszczenie w klatce tekturowych tacek na jajka, które służą jako dodatkowe schronienie dla larw. Wysokość warstwy podłoża do hodowli powinna wynosić co najmniej 6–7 cm, a szczególnie ważna jest obecność kawałków kory w obecności G. grandidieri. Substancje aktywne biologicznie zawarte w łykach (garbniki itp.) Są niezbędne do prawidłowego przebiegu procesów fizjologicznych i normalnego funkcjonowania tych karaluchów.

Optymalna temperatura do uprawy karaluchów utrzymuje się w zakresie 24–27 ° C Wilgotność w klatkach powinna wahać się w zakresie 60–70%, co osiąga się przez codzienne rozpylanie substratu z rozpylacza za pomocą drobnego rozpylacza, aby zapobiec utrwaleniu.

Pasza stosowana w dwóch kategoriach: sucha i mokra. Sucha karma - suchy gammarus (Gammarus spp.), Płatki owsiane, otręby, krakersy czarno-białe, herbatniki. Mokra żywność jest używana w zależności od pory roku. Zimą jest to dynia, cukinia, kabaczek, marchew, sałata, kapusta, buraki, jabłka, banany. W okresie letnim - liście mniszka lekarskiego leczniczego (Taraxacum officinale), łopianu (Arcticum lappa), zielonej sałaty itp.

Karmienie najlepiej wykonywać raz na trzy dni. Wynika to z faktu, że bakterie mogą rozwijać się na niezjedzonych resztkach żywności, co prowadzi do pogorszenia jakości żywności i wywołania wielu chorób zakaźnych owadów. Dlatego resztki żywności usunięte ze zbiornika, zastępując świeże. Oprócz powyższej paszy w diecie karaluchów wprowadza się dodatki mineralne, kredę, skorupkę jajka.

Materiały z BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje Uprawa olbrzymiego mącznika pospolitego (Zoophobas morio).

Zophobas morio jest chrząszczem rodziny darklingów. Owad ten jest powszechnie znany jako potencjalne źródło białka zwierzęcego. Niewiele osób dorosłych, ponieważ ich larwy zawierające do 20% białka i 16% tłuszczu mają wielki potencjał przemysłowy jako surowiec biotechnologiczny. Wysoka zawartość substancji biologicznie cennych i niezwykle wysoka płodność uczyniły Zophobas morio jednym z najpopularniejszych owadów uprawianych w celach komercyjnych. Zatem na skalę przemysłową chrząszcz ten jest szeroko hodowany w Europie, Azji i Stanach Zjednoczonych.

Istnieją różne technologie pozwalające zachować Zophobas morio. Jako podłoże odżywcze najczęściej stosuje się otręby, torf, trociny lub mieszaninę wszystkich powyższych podłoży. W celach komercyjnych, w postaci surowej, jest wykorzystywany jako pasza dla potrzeb zwierząt gospodarskich lub jako źródło białka zwierzęcego w mieszankach paszowych.

Obiekt ten jest najciekawszy z punktu widzenia pozyskiwania z niego chitozanu, ponieważ w stadium larwalnym chityna owadów jest w stanie najmniej szkieletowym.

Innymi słowy, zawiera minimalną ilość minerałów. Można oczekiwać, że przetwarzanie takiej chityny w chitozan zmniejszy zużycie odczynników w porównaniu z innymi przedmiotami. Warto również założyć, że chitozan uzyskany z tego surowca będzie miał największy stopień deacetylacji.

Do konserwacji olbrzymiego mącznika, używane są pojemniki plastikowe, szklane akwaria o gładkich ścianach, pokryte pokrywkami z siatką. Wymiary pojemników wynoszą 3050 cm. Wysokość pojemników wynosi około 40–50 cm. Odległość od podłoża do pokrywy powinna wynosić co najmniej 15–20 cm. Aby zapobiec „ucieczce” larw, ściany należy posmarować 10 cm warstwą wazeliny z górnej krawędzi pojemnika. Pojemnik jest zamknięty pokrywą z otworami do wentylacji.

Podłoże jest mieszaniną równych części torfu i drobno posiekanego zgniłego drewna lub trocin, gleby kokosowej lub wiórów, które są ułożone luźną warstwą 7–12 cm na dnie pojemnika. Jako środek rozsadzający można dodać spienioną glinkę lub wermikulit do podłoża. Do układania jaj na podłożu są nakładane kawałki zgniłego drewna lub tektury falistej, tacki na jajka. Aby uniknąć suszenia jaj, regularnie opryskuje się pojemniki. Suche gałęzie umieszcza się w pojemniku na komórkę królowej, powierzchnię podłoża zamyka się cienką siatką, która jest przepuszczalna dla małych larw, ale nie dla imago.

Czarne chrząszcze trzymane są w temperaturze 26–28 ° C i wilgotności względnej powietrza 60–70%. Najlepiej podgrzać pojemnik od dołu, w tym celu umieszcza się je na ogrzewanych półkach za pomocą sznurów termicznych.

Podstawą diety Z. morio są otręby, płatki owsiane, drobno zmielone skorupy jajek, suchy chleb, pasza dla zwierząt, posiekane warzywa (marchew, ziemniaki, kapusta, sałata) i owoce. Dodatkowo wykorzystuje się zgniłe drewno, owocowe grzyby, świeże ryby lub mięso, żywność dla kotów i psów. Aby zapobiec gniciu paszy, konieczne jest monitorowanie stopnia zanieczyszczenia podajników.

Kultura krykieta bananowego (Gryllus assimilis) Krykiet bananowy jest najłatwiejszym obiektem rozmnażania ze względu na jego bezpretensjonalność w paszy, wysoką płodność i brak trwałej diapauzy. Krykiet

- najbardziej pożywne i optymalne pożywienie dla zwierząt, które jedzą owady.

Za utrzymanie G. assimilis. używaj plastikowych lub szklanych pojemników. Wielkość pojemników zależy od liczby uprawianych owadów. Świerszcze charakteryzują się wysoką aktywnością lokomotoryczną, są w stanie dobrze skakać, więc muszą zapewnić odpowiednią przestrzeń dla aktywnego stylu życia.

Wysokość klatek powinna wynosić 45-50 cm, aby zapobiec skokom. Ze względu na brak postępowania BGU 2016, tom 11, część 1 Recenzje na łapach pulvill, owady pozbawione są możliwości poruszania się po powierzchniach pionowych. Aby rozproszyć świerszcze na całej powierzchni pojemnika i stworzyć schronienia, w środku transportuje się wyboiste tace kartonowe do transportu jaj.

Warunkiem koniecznym w urządzeniu insectarium jest obecność substratu, który jest stosowany jako mieszanina otrębów z płatkami owsianymi, gammarus lub chipsami. Grubość podłoża wynosi 0,5-1,5 cm Bardzo ważne jest, aby nie dopuścić do zalania wodą. Optymalna wilgotność wynosi 35–50%. Aby utrzymać wilgotność codziennie spryskać sprayem niewielkim zastrzykiem.

Optymalna temperatura mieści się w przedziale 28–35 ° C, a jeśli wykracza poza normalny zakres, może wystąpić odrętwienie zimna lub ciepła. W temperaturze 45–48 ° C umierają owady.

Świerszcze są polifagami; pasze pochodzenia roślinnego i zwierzęcego są wykorzystywane do ich karmienia. Brak pokarmu białkowego w paszy może negatywnie wpływać na procesy życiowe, a rozwój świerszczy (proces linienia, tworzenie się aparatu skrzydłowego) może prowadzić do kanibalizmu lub spowodować śmierć larw. Samice zawarte wyłącznie w paszy roślinnej składają nieżywotne jaja, jednocześnie znacznie zmniejszając oczekiwaną długość życia dorosłych. Dodatek pokarmów białkowych do paszy świerszczy zapewnia prawidłowy rozwój larw i dojrzewanie pełnoporcjowych produktów płciowych u dorosłych owadów. Do karmienia świerszczów należy używać różnych produktów spożywczych: marchew, buraki, sałata, rośliny zielonej trawy, płatki owsiane, otręby, gammarus, mleko w proszku, mączka rybna, mieszana pasza (wieprzowina, kurczak), sucha karma dla kotów, psów i gryzoni, a także gotowane białko. Mokre jedzenie podaje się w małych porcjach 1-2 razy dziennie, suchy pokarm powinien być zawsze trzymany w owadzie.

Dostęp do wody jest niezbędnym czynnikiem, z powodu jego braku, kanibalizmu i śmierci owadów. Poidła są odwróconymi filiżankami wody lub używa się szmatki lub waty nasączonej wodą (dla małych osób).

Metody wytwarzania chitozanu Istnieją różne metody izolowania chityny z surowców i przekształcania jej w chitozan. Najczęściej stosowane są metody chemiczne, biotechnologiczne, elektrochemiczne.

Metoda chemiczna jest jednym z najstarszych sposobów wytwarzania chitozanu.

Opiera się na sekwencyjnym przetwarzaniu surowców za pomocą alkaliów i kwasów. Proces usuwania białka (deproteinizacja) prowadzi się przez traktowanie pokruszonego surowca zawierającego chitynę roztworem alkalicznym. Zazwyczaj stosuje się wodorotlenek sodu.

Następnie następuje proces demineralizacji, który przeprowadza się w roztworze kwasu chlorowodorowego, aż do całkowitego usunięcia soli mineralnych z surowców. Proces bielenia (depigmentacja) przeprowadza się przy użyciu środków utleniających, na przykład nadtlenku wodoru.

Proces deacetylacji przeprowadza się przez ogrzewanie surowca stężonym roztworem alkalicznym. Powstały chitozan przemywa się kolejno wodą i metanolem.

Innym sposobem uzyskania chityny i jej dalszej konwersji do chitozanu jest przeprowadzenie etapu demineralizacji, a następnie etapu deproteinizacji.

Produkt otrzymany według tego schematu ma wyższą jakość w porównaniu z chityną, uzyskaną według schematu deproteinizacji, demineralizacji.

Wady chemicznej metody produkcji chityny obejmują dużą ilość odpadów produkcyjnych, kontakt surowców z silnymi odczynnikami, co prowadzi do zniszczenia chityny, hydrolizę i chemiczną modyfikację białka i lipidów, aw konsekwencji pogorszenie jakości docelowych produktów i zmniejszenie masy cząsteczkowej chitozanu [9, 45, 46]. Zalety chemicznej metody produkcji chityny obejmują wysoki stopień deproteinizacji i demineralizacji chityny, krótki czas przetwarzania surowca oraz względną dostępność i niski koszt odczynników.

Materiały BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje Metoda biotechnologiczna polega na wykorzystaniu enzymów do deproteinizacji surowców, produktów fermentacji mlekowej lub kwasu octowego do demineralizacji i odczynników chemicznych do depigmentacji. Aby osiągnąć wysoki stopień deproteinizacji, najskuteczniejsze są metody wykorzystujące enzymy i preparaty enzymatyczne pochodzenia mikrobiologicznego i zwierzęcego, takie jak pankreatyna, proteinazy kwasowe G10X, proteinazy zasadowe G20X [47, 48].

Metoda ta jest realizowana w łagodnych, z chemicznego punktu widzenia warunkach, gdy kilka operacji deproteinizacji i demineralizacji jest łączonych w jednym procesie, co upraszcza proces i prowadzi do wzrostu jakości gotowego produktu, przy zachowaniu właściwości funkcjonalnych gotowego chitozanu do maksimum [49]. Jednak ograniczenie tej metody polega na stosowaniu drogich enzymów lub szczepów bakterii, niskim stopniu deproteinizacji chityny, nawet przy zastosowaniu kilku kolejnych zabiegów w świeżo zaszczepionych fermentatorach, jak również konieczności zapewnienia sterylności produkcji. Dlatego obecnie metoda ta jest słabo rozwinięta i nie znalazła jeszcze szerokiego zastosowania w przemyśle.

Elektrochemiczna metoda otrzymywania chitozanu pozwala w jednym procesie technologicznym uzyskać chitynę o dość wysokim stopniu oczyszczenia i cennych białkach i lipidach. Istota technologii wytwarzania chityny metodą elektrochemiczną polega na przeprowadzeniu etapów deproteinizacji, demineralizacji i przebarwienia surowców zawierających chitynę w zawiesinie woda-sól w elektrolizerach pod działaniem pola elektromagnetycznego, ukierunkowanego przepływu jonów wynikającego z elektrolizy jonów H + i OH-OH oraz szeregu produktów o niskiej masie cząsteczkowej powodujących reakcja kwasowa i zasadowa medium, jak również jego potencjał redoks, odpowiednio [50,51]. Zaletą tej metody jest brak konieczności stosowania toksycznych substancji chemicznych.

Tak otrzymany chitozan ma wysoki poziom właściwości sorpcyjnych i aktywności biologicznej, ale wadą tej metody jest wysokie zużycie energii.

Technologia wytwarzania chityny i chitozanu z uprawianych owadów metodą chemiczną Ponieważ chityna owadów jest prawie całkowicie nieobecna we frakcji mineralnej, a zawartość czystej chityny w naskórku może przekraczać 50%, zastosowanie tego rodzaju surowca powinno doprowadzić do znacznego obniżenia kosztów produkcji ze względu na zmniejszenie etapów technologicznych.

W związku z tym opracowano schemat technologiczny złożonego przetwarzania przedstawicieli kultury zoologicznej, w tym 4 etapy [52]:

Etap otrzymywania rozpuszczalnej w wodzie melaniny prowadzi się przez ekstrakcję wodą z 10% zawiesiny pokruszonego surowca zawierającego chitynę w temperaturze 80 ° C przez 1 godzinę, po czym oddziela się frakcję melaniny i suszy, a osad przetwarza się w chitynę i chitozan.

Kompleks chityna-melanina (CMC) otrzymuje się w wyniku deproteinizacji stałego osadu za pomocą 10% roztworu NaOH w temperaturze 45–55 ° C przez 2 godziny, a jego oddzielenie przez filtrację, a następnie przemycie wodą destylowaną do pH wody płuczącej 7,0.

Etap wybielania KMK przeprowadza się za pomocą 3% roztworu H2O2 w temperaturze 45–55 ° C przez 1 godzinę Po przefiltrowaniu mieszaniny reakcyjnej, stałą pozostałość

- bielony kompleks chityna-melanina przemywa się wodą destylowaną aż pH wody do przemywania wynosi 7,0 i suszy. Bielony kompleks chityna-melanina stosuje się dalej do uzyskania chitozanu.

Prace BGU 2016, tom 11, część 1 Recenzje Deacetylowanie CMC przeprowadza się za pomocą 50% roztworu NaOH w temperaturze 125–130 ° C przez 1–1,5 h. Pod koniec procesu zawiesinę chłodzi się do 50 ° C i przesącza w celu uzyskania stałej pozostałości, który jest dokładnie przemywany do neutralnej wody do mycia. Powstały produkt jest wysokocząsteczkowym kompleksem chitozan-melanina.

W wyniku kompleksowej obróbki surowców zawierających chitynę przy użyciu tej technologii możliwe jest uzyskanie następujących związków biologicznie czynnych: białko melaniny, chityna-melanina, kompleksy chitozan-melanina i chitozan.

Kompleks melanina-białko może wykazywać właściwości przeciwutleniające, chroniące geny, chroniące przed promieniowaniem i inne właściwości dzięki obecności różnych grup reaktywnych w cząsteczce pigmentu: grup karboksylowych, karbonylowych, metoksylowych itp., Które zapewniają możliwość uczestniczenia w reakcjach redoks.

Kompleks ten może być stosowany w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i medycznym.

Ze względu na wysoką zawartość melaniny kompleks chityna-melanina może skutecznie wiązać metale ciężkie, radionuklidy i inne zanieczyszczenia oraz może być stosowany jako sorbent do oczyszczania wody i gleby z tych antropogenicznych zanieczyszczeń.

Kompleks chitozan-melanina jest rozpuszczalny w wodzie, co znacznie rozszerza możliwości jego zastosowania do sorpcji metali ciężkich z roztworów wodnych;

Chitosan może być stosowany jako środek wspomagający przedsiewne traktowanie nasion różnych roślin rolniczych, a także do projektowania nowoczesnych środków do gojenia ran.

Wniosek Polisacharydy chitynowe i chitozanowe są obiecującymi przyszłymi biomateriałami. Chityna, ze względu na swoją strukturę i obecność grup reaktywnych, jest zdolna do tworzenia kompleksów z substancjami organicznymi: cholesterolem, białkami, peptydami, a także ma wysoką zdolność sorpcyjną dla metali ciężkich i radionuklidów. Unikalna struktura makrocząsteczki chitozanu i obecność ładunku dodatniego określają manifestację właściwości przeciwutleniających, radioprotekcyjnych, błonnikowych i błonotwórczych, immunomodulujących, przeciwnowotworowych, a także ich niską toksyczność i biodegradowalność. Do tej pory głównym źródłem chityny i chitozanu są skorupiaki (krab, krewetki, kryl). Rozszerzenie obszarów zastosowania tych biopolimerów prowadzi do poszukiwania nowych obiecujących źródeł badanych polisacharydów. Naskórek owada może być uważany za źródło różnych substancji biologicznie czynnych z możliwością izolacji w oddzielnej postaci lub w postaci kompleksów. Zookultura owadów może stać się nowym dostępnym źródłem produkcji chityny, która stanie się krajowym surowcem odnawialnym do otrzymywania tego biopolimeru i jego pochodnych. Proponuje się technologie uprawy różnych owadów: karaluchy „Dead Head”

(Blaberus craniifer), marmur (Nauphoeta cinerea), Madagaskar syczenie (Gromphadorhina portentosa) i tygrysa madagoskarskih (Gromphadorhina grandidieri) karaluchy, gigantyczne Mealworms (Zoophobas morio) i banan krykieta (świerszcz kubański) dla chityny i chitozanu. Opracowano technologię produkcji chityny i chitozanu z uprawianych owadów metodą chemiczną, która obejmuje 4 etapy. W wyniku kompleksowej obróbki surowców zawierających chitynę przy użyciu tej technologii możliwe jest uzyskanie białka melaniny, chityny-melaniny, kompleksów melaniny chitozanu i chitozanu. Powstałe biopolimery można stosować w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym, biotechnologii i rolnictwie.

Materiały z BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje Prace wykonano w ramach zadania 2.09.01 „Opracowanie technologicznych podstaw do produkcji chitozanu z surowców wtórnych z zoo i akwakultury” (podprogram GPNI „Wykorzystanie przyrody i ekologia” 10.2. „Różnorodność biologiczna, zasoby biologiczne, ekologia”).

1. Chitosan / ed. K.G. Scriabin, S.N. Michajłowa, V.P. Varlamov. - M.: Centrum „Bioengineering” RAS, 2013. - 593 pkt.

2. Chityna i chitozan: uzyskiwanie, właściwości i zastosowanie / ed. K.G. Scriabin, G.A. Vikhoreva, V.P. Varlamov. - M: Science, 2002. 368 p.

3. Nemtsev, S.V. Zintegrowana technologia chityny i chitozanu z muszli skorupiaków. / S.V. Niemcy M: Wydawnictwo VNIRO, 2006. 134 str.

4. Tolaimate, A. O wpływie chitozanu z kalmary chityny / A. Tolaimate, J. Desbrie`res, M. Rhazi, A. Alagui, M. Vincendon, P. Vottero // Polimer. - 2001. - Vol.41, N.7. - P. 2463–2469.

5. Zhang, M. Struktura poczwarek owadów i jedwabników (Bombyx mori) / M. Zhang, A. Haga., H. Sekiguchi., S. Hirano // Int. J. Biologiczne makrocząsteczki. - 2000. - Vol.27, N.1. - P. 99–105.

6. Feofilova, E.P. Ściana komórkowa grzybów / EP Feofilova - M.: Nauka, 1983. - 248 p.

7. Majeti, N.V. Przegląd zastosowań chityny i chitozanu. / N.V Majeti., R.Kumar // Reaktywny Funkcjonalne polimery.-2000. - Vol.46, N.1. - P. 1–27.

8. Muzzarelli, R.A.A. Odkrycie chityny // In: Chitosan w farmacji i chemii / Ed. R.A.A Muzzarelli, C. Muzzarelli. // atec. –Włochy: 2002. - P. 1–8.

9. Danilov, S.N. Badanie chityny. I. Wpływ na kwasy chitynowe i zasady. / C.N. Danilov, E.A. Plisko // Journal of General Chemistry. - 1954. - T.24. - str. 1761-1769.

10. Danilov, S.N. Badanie chityny. IV. Przygotowanie i właściwości karboksymetylochityny. / C.N. Danilov, E.A. Plisko // Journal of General Chemistry. - 1961. - T.31. - str. 469-473.

11. Danilov, S.N. Estry i reaktywność celulozy i chityny. / S.N. Danilov, E.A. Plisko, E.A. Pyayvinen // Aktualności Akademii Nauk ZSRR, Oddział Nauk Chemicznych. - 1961. - T. 8. - str. 1500-1506.

12. Domard, A. Niektóre zasady fizykochemiczne i strukturalne dla chityny i chitozanu. / A. Domard // Proc. 2. Asia Pacific Symposium „Chityna i chitozan” / Ed.F. Stevens, M.S. Rao, S. Chandrkrchang. Bangkok, Tajlandia: 1996. - str. 1–12.

13. Kumara, G. Żelowanie enzymatyczne naturalnego polimeru chitozanu. / G. Kumara, J.F. Bristowa, P.J. Smith., G.F. Payne // Polimer. - 2000. - Vol.41, N.6. - P.2157-2168.

14. Chatelet, C. Chatelet C., O. Damour, A. Domard // Biomaterials. - 2001. –Vol.22, N.3. - R. 261–268.

15. Juang, R-S. Uproszczony model równowagi metalu z roztworów wodnych na chitosanie / R-S. Juang, HJ. Shao // Badania wody. - 2002. - Vol. 36, N.12. - P.2999–3008.

16. Majeti, N.V. Przegląd zastosowań chityny i chitozanu. / N.V. Majeti, R. Kumar // Reaktywny Polimery funkcjonalne. –2000. - Vol.46, N.1. - P. 1–27.

17. Zyskaj, B. Produkty naturalne nabierają smaku. / B. Zysk // Tydzień chemiczny. - 1996. - Vol.158, N.48. - R. 35-36.

18.Cho, Y-W. Rozpuszczalna w wodzie chityna jako przyspieszacz gojenia ran / Y-N. Cho, SH. Chung, G. Yoo, S-W. Ko // Biomaterials. - 1999. - Vol.20, N.22. - R. 2139–2145.

19. Jagur-Grodziński, J. Biomedyczne zastosowanie polimerów funkcjonalnych / J. Jagur-Grodziński // Reaktywny Polimery funkcjonalne. - 1999. - Vol.39, N.2. - P.99–138.

20. Khora, E. Wszczepialne zastosowania chityny i chitozanu / E. Khora, L. Lim // Biomateriały. - 2003. - Vol.24, N.13. - P.2339-2349.

Materiały z BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje

21. Sposób wytwarzania chitozanu o niskim ciężarze cząsteczkowym dla leków antyradiacyjnych: US Pat.

No. 2188829 RF, Russia / Varlamov, V.P., Ilina A.V., Bannikova G.E., Nemtsev S.V., Il'in L.A., Chertkov K.S., Andiranova I.E., Platonov Yu.V., Skryabin K.G.; zadeklarować 10.09. 2002

22.Illum, L. Chitosan i L. Illum // Pharmaceutical Pesearch. –1998. –Vol.15, N.9. –P. 1326 - 1331.

23.Roade, J.Rhoades, J.Rhoades, S. Roller // Zastosowana i mikrobiologia środowiskowa. –2000. - Vol.66, N.1. - P. 80–86.

24.Zechendorf, B. Zrównoważony rozwój: w jaki sposób może przyczynić się biotechnologia? / B. Zechendorf // Trendy w biotechnologii. - 1999. - Vol.17, N.6. - P.219-225.

25.Rhazi, M. Wpływ jonów metali na kompleksowanie chitozanem.

M. Rhazi, J. Desbrieres, A. Tolaimate, M. Rinaudo, P. Vottero, A. Alagui, M. Meray // European Polymer Journal. - 2002. - Tom 38, N.8. - P.1523-1530.

26.Plisco, E.A. Właściwości chityny i jej pochodnych. / E.A. Plisko, S.R. Danilov // Chemia i metabolizm węglowodanów. - M.: „Nauka”. - 1965. - str. 141–145.

27. Mezenova, O.Ya. Technologia produktów spożywczych o złożonym składzie na bazie biologicznych obiektów rybołówstwa wodnego / O.Ya. Mezenova, L.S. Baydalinova.

Kaliningrad: Wydawnictwo KSTU, 2007. - 108 str.

28. Nemtsev, S.V. Uzyskanie chityny i chitozanu od pszczół miodnych. / S.V. Nemtsev, O. Yu. Zueva, M.R. Khismatullin, A.I. Albulov, V.P. Varlamov // Applied Biochemistry and Microbiology. - 2004. - T.40. Nr 1, C 46-50.

29. Muzzarelli, R.A.A. Chityna. / R.A.A Muzzarelli. // Oxford: Pergamon Press, 1977. - 309 p.

30.Cauchie H-M. Produkcja chityny przez stawonogi w hydrosferze / H-M. Cauchie // Hydrobiologia. - 2002. - Tom. 470, N. 1/3. - P. 63–95.

31. Krasavtsev, V.E. Perspektywy techniczno-ekonomiczne produkcji chityny i chitozanu z kryla antarktycznego / Krasavtsev V.E. // Nowoczesne perspektywy w badaniu chityny i chitozanu: postępowanie VII Międzynarodowej Konferencji w Moskwie:

VNIRO, 2003. - str. 7–9.

32. Wincenty, J.V. Naskórek stawonogów: naturalny system powłok kompozytowych / J.V. Vincent // Kompozyty: Część A. - 2002. - Vol.33, N.10. - str. 1311–1315.

33.Stankiewicz, B. Biodegradacja kompleksu chityna-białko w skórek skorupiaków / B. Stankiewicz, M. Mastalerz, C. J. Hof, A. Bierstedt, M.B. Flannery, G. Dereke, B. Evershed // Org. Geochem. - 1998. - V.28, N. 1/2. - P. 67–76.

34. Mezenova, O. Ya. Gammarus Baltic - potencjalne źródło chityny i chitozanu / O.Ya. Mezenova, A.S. Lysova, E.V. Grigorieva // Nowoczesne perspektywy w badaniu chityny i chitozanu: przebieg VII Międzynarodowej Konferencji. - M:

VNIRO, 2003. - str. 32. - 33.

35. Kryl antarktyczny: podręcznik / ed. V.M. Bykova. - M: VNIRO, 2001. - 207 str.

36.Lipke, P.N.C.N. Cell Wall Structure: Nowa struktura i nowe wyzwania / P.N. Lipke, R. Ovalle // Journal of Bacteriology. - 1998. - Tom 180, N.15. - R. 3735-3740.

37. Unrod, V.I. Kompleksy grzybów nitkowatych zawierające chitynę i chitozan:

uzyskanie, właściwości, aplikacja / V.I. Unrod, T.V. Słód // Biopolimery i komórka. - 2001. - V. 17, nr 6. - str. 526–533.

38. Sposób wytwarzania kompleksu glukan-chitozan: Pat. Nr 2043995 Rosja, ogłosił

1995 / Teslenko, A.Ya., Voevodina I.N., Galkin A.V., Lvova E.B., Nikiforova T.A., Nikolaev S.V., Mikhailov B.V., Kozlov V.P. 1995

39.Tyshchenko, V.P. Fizjologia owadów / V.P. Tyshchenko. - M: Higher, 1986. - 303 p.

40.Chapman, R.F. Owady. Struktura i funkcja / R.F. Chapman // Londyn: Prasa angielskich uniwersytetów, 1969. - 600 p.

Materiały z BSU 2016, tom 11, część 1 Recenzje

41. Giraud-Guille, M-M. Supramolekularny porządek białka chityny w kutikulach stawonogów: analogie z ciekłymi kryształami / M-M. Giraud-Guille // In: Chityna w naukach przyrodniczych: wyd. Giraud-Guille M-M.

France 1996. –P. 1–10.

42.Tellam, R.L. Chityna jest niewielkim składnikiem larw Lucilia cuprina / R.L. matrycy perytroficznej. Tellam, C. Eisemann // Biochemia owadów i biologia molekularna. - 2000. - Tom. 30, N.12. - P.1189–1201.

43. Schoven, R. Insect physiology / R. Schoven; tłumaczenie z fr. V.V. Ogon; pod

wyd. E.N. Pavlovsky. - M: Ying. Mioty, 1953. - 494 p.

44.Harsun, A.I. Biochemia owadów / A.I. Kharsun. - Kiszyniów: Mapa, 1976. - str. 170-181.

45. Baydalininova, L.S. Biotechnologia owoców morza / HP. Baydalininov, A.C. Lysova, O.Ya. Mezenova, N.T.Sergeeva, T.N.Slutskaya, G.E.Stepantsova. - M: Mir, 2006.– 560 p.

46. Franchenko, E.S., Otrzymywanie i stosowanie chityny i chitozanu ze skorupiaków / E.S. Franchenko, M.Yu. Tamov. - Krasnodar: KubGTU, 2005. - 156 p.

47. Younes, I. Przygotowanie chityny i chitozanu z muszli krewetek przy użyciu zoptymalizowanej enzymatycznej deproteinizacji // I. Younes, O. Ghorbel-Bellaaj, R. Nasri // Process Biochemistry. - Vol.7, N.12.

48.Holanda, D. Odzyskiwanie składników z krewetek (Xiphopenaeus kroyeri) przetwarzanie odpadów przez hydrolizę enzymatyczną / D. Holanda, F.M. Netto // Journal of Food Science. 2006. - №71. - P. 298 - 303.

49. Takeshi, H. Takeshi, S. Yoko // Carbohydr. Res, 2012. - №1.– P. 16–22.

50. Kuprina, E.E. Cechy otrzymywania materiałów zawierających chitynę metodą elektrochemiczną / E.E. Kuprina, K.G. Timofeeva, S.V. Vodolazhskaya // Journal of Applied Chemistry. 2002.– №5. - str. 840–846.

51. Maslova, G.V. Teoretyczne aspekty i technologia produkcji chityny metodą elektrochemiczną / G.V. Maslova // Rybprom.: 2010. - №2. - str. 17–22.

52.Vetoshkin A.A. Otrzymywanie związków biologicznie czynnych z naskórka Madagaskaru syczącego karalucha (Gromphadorina grandidieri) / А.А. Vetoshkin, T.V. Butkevich // Sovr. eco problemy rozwoju regionu Polissya i terytoriów przyległych: nauka, edukacja, kultura: mater. VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa / MGPU im. I.P. Shamyakina. - Mozyr, 2016. - P. 112–114.

Rozszerzenie stosowania chityny i chitozanu skutkuje poszukiwaniem nowych źródeł.

Owadów zookultura może być traktowana surowcami do tej ekstrakcji polisacharydów. Jest odnawialnym źródłem chityny i jej pochodnych. Technologie uprawy Ober: żurawina Blaberus, Nauphoeta cinerea, Gromphadorhina portentosa, Gromphadorhina grandidieri, Zoophobas morio, Gryllus i chitosan.

Opracowano technologię obejmującą 4 etapy. Pozwala na uzyskanie grup melaniny-białka, chitinmelaniny, melaniny-chitozanu i chitozanu. Te biopolimery można stosować w żywności,

http://pdf.knigi-x.ru/21raznoe/49928-1-trudi-bgu-2016-tom-11-chast-1-obzori-udk-547458-tehnologicheskie-osnovi-polucheniya-hit.php

Sieci Społeczne

Facebok Twitter linked In