Kitin és kitozán, fontos állati poliszacharidok (2. oldal)
1.1.3. Beszerzési folyamat.
A rákfélék héja fehérjékből (20–40%), kalcium- és magnéziumsókból, főleg karbonátból és foszfátból (30–60%), kitinből (20–30%) és lipidekből (0–14%) áll, ezeket az arányokat változtatva. a faj és az évszak.
Ezért a kitin elkülönítése a rákfélék biohulladékától 3 alapvető műveletet foglal magában:
1) A maradék fehérje eliminációja.
2) Szervetlen anyagok eliminálása.
3) A lipid pigmentek (karotinoidok) eliminációja.
Kitozán megszerzése. A kitin erős vizes lúg alatti hőkezelését általában a kitozánnal társított részlegesen dezacetilezett kitin (GA kevesebb, mint 30%) előállítására használják. A kitozán és a kitin megkülönböztetésének fő kritériuma az oldhatóság híg savoldatokban, amikor az acetil maradékfrakciója alacsony.
A kitozánt 2 módon lehet előállítani:
- kémiai (heterogén vagy homogén dezacetilezés)
Oldható termék előállításához a deacetilezési foknak 80 és 85% közötti vagy ennél nagyobbnak kell lennie, és a kitozán olyan termékként ismert, amelynek deacetilezése általában 70 és 85% között van.
1.4. Tulajdonságok.
A kitin és a kitozán tulajdonságai elsősorban a termelés forrásától és az előállítási módtól függenek, és ezek a polimerek eloszlásukban, molekulatömegükben és acetilezési fokukban különböznek egymástól.
1.1.4.1. Az acetilezés mértéke.
Kémiailag a kitin és a kitozán olyan poliglükozamin, amelyet csak az aminocsoportok acetilezési foka különböztet meg. A tipikus kitinek acetilezési foka általában 70-95%, ami 15-20,7% acetil-tartalomnak felel meg, míg a kitozánok acetilezési foka általában 15-25%, ami az acetil-tartalom 3,2-5,3% -ának felel meg. Az acetilezés mértéke valószínűleg a legfontosabb paraméter ezeknek a poliszacharidoknak, és nagymértékben meghatározza azok funkcionális és fiziológiai jellemzőit.
A dezacetilezés mértékét befolyásoló tényezők a következők: alkáli koncentráció, előkezelés, részecskeméret és a kitin sűrűsége. Az utóbbi két tényező befolyásolja a lúg behatolási sebességét az amorf régióban és bizonyos mértékben a polimer kristályos régióiban is, ami szükséges a hidrolízis bekövetkezéséhez. A gyakorlatban az egyetlen lúgos kezeléssel elérhető dezacetilezés maximális szintje körülbelül 75-85%.
Az acetilezés mértéke nagyon fontos az oldható termék előállításához, bár az acetilcsoportok eloszlása is befolyásolja.
1.1.4.2 Molekulatömeg és viszkozitás.
További fontos paraméterek a molekulatömeg és a hozzá tartozó viszkozitás. Mivel a kitozánt kitinből nyerik lúgos dezacetilezéssel, a molekulatömeg alacsonyabb átlagos molekulatömeggel rendelkezik, általában 1x105-3x105 Da tartományban van. A kitozán széles viszkozitási tartományt mutat híg savas közegben, amely elsősorban annak molekulatömegétől függ. A nagy viszkozitású kitozán relatív viszkozitása összehasonlítható a guargumik vagy a tragakant viszkozitásával.
A kitozán nagyon viszkózus termék, hasonló a természetes ínyekhez. A viszkozitás 10 és 5000 cp között lehet. Oldatban polielektrolitikus viselkedése miatt, a közeg ionerősségétől függően, másképp viselkedik, ami jelentősen befolyásolja az oldat viszkozitását.
A kitozán magas viszkozitása miatt a pH 6,0 rendszerekben, és csak savas rendszerekben működik, ezért fontos tulajdonsága az élelmiszerekben való alkalmazásának. A pozitív töltések nagy sűrűsége miatt a kitozán savas vizes oldatokban polikationos molekulaként viselkedik. Ez a viselkedés nem jellemző a kitinre nagyfokú acetilezése miatt.
A kitozán nem oldódik H2S04-ben, és oldhatósága korlátozott a H3P04-ben. Oldható alkohol és víz keverékeiben is.
1.1.4.4. Biológiai lebonthatóság.
Az élelmiszer-rendszerek szempontjából érdekes polimerként a kitin és a biodegradációja a A kitozán fontos szempont, amelyet figyelembe kell venni, mivel számos élelmiszeripari alkalmazás közvetlenül vagy közvetve kapcsolódik az enzimek depolimerizációs képességéhez. Azok az enzimek (vagy enzimkomplexek), amelyekről beszámoltak arról, hogy hidrolitikus aktivitást fejtenek ki a kitinben és a kitozánban: Csak a biológiai lebonthatóság nem releváns jellemzője ezeknek a biopolimereknek, és a termékek lebomlásának nem-toxicitása is a legjelentősebb az orvosbiológiai és az élelmiszeripari alkalmazásoknál.
A kitozán biológiailag felszívódó és biológiailag lebontható, és bebizonyosodott, hogy lassan lebomlik elsősorban a kitozinázok és a lizozimok enzimjei által; az előbbivel a biológiai lebomlás 75% -ig, lizozimoknál pedig 35% -ig fordul elő.
1.1.4.5. Funkcionális tulajdonságok.
A kitozán habokat, emulziókat, géleket képezhet polianionokkal, és megtarthatja a nedvességet a szabad aminocsoportok jelenléte miatt, amelyek savanyított vizes oldatban oldva pozitív töltetet kapnak.
A kitozán habképességével kapcsolatban bebizonyosodott, hogy a kitozán fokozza a tojás habképző képességét és a tojás által képzett hab stabilitását, annak pozitív töltése miatt, amely kölcsönhatásba lép a tojásfehérjék negatív töltésével. Ezenkívül kis molekulatömegű kitozánt dokumentáltak a habzás hatékony elősegítésére.
Tejsavó-izolátum és kitozán keverékeivel végzett vizsgálatban a hab kitozánnal való tulajdonságainak javulását mutatták 0,4 és 0,6% között, és szűk pH-tartományban (5,5–6,0).
Kitozán és lecitin keverékét alkalmazták emulziók előállításához és tulajdonságaik kiértékeléséhez, stabil kis emulziót kapva nagy pozitív töltésű kis zsírgömbökből, a kitozánnak a zsírcseppek felületére történő adszorpciója miatt. Ez megmutatta a kitozán képességét emulziók kialakítására.
Az emulzió stabilitása a kitozán oldat koncentrációjától függ. Egy olyan vizsgálatban, amelyet akkor végeztek, amikor a kitozán-oldat koncentrációja 0,2% volt, a vizsgált dezacetilezési tartomány összes értékének (75-95%) fázisszétválasztása történt.
Az emulzió stabilitása 10% -kal nőtt 0,1% kitozán hozzáadásával a tojássárgája emulgeáló képességére gyakorolt hatásának kimutatására; Emellett növelte a majonéz viszkozitását anélkül, hogy megváltoztatta volna annak érzékszervi tulajdonságait.
Kimutatták, hogy a kitozán kiváló tulajdonságokkal rendelkező oldatokban képes géleket képezni. A kitozán jelenléte vízvisszatartó képessége miatt csökkenti a gél szinézisét, megváltoztatva mechanikai tulajdonságait. A vízveszteség annál kisebb, minél nagyobb a molekula mérete. A kitozán 230–440% vizet adszorbeál, felülmúlva a burgonyakeményítőt és a karboxi-metil-cellulózt (CMC).