Kitozán, a gombák csapása
Erica E. López Lizárraga
Biomérnök hallgató
A kitin, amelyet 1811-ben fedezett fel a francia vegyész és gyógyszerész, Henri Braconnot, a gombák sejtfalainak fő alkotóeleme; az ízeltlábúak, például pókfélék, rovarok és rákfélék (garnélarák, rák, garnélarák, homár, ...) rezisztens exoskeletonjai és néhány más biológiai struktúra, például a haj alakú keták az annelidák testében: gerinctelen állatok, mint egy "gyűrűs" féreg, mint a hernyók.
A kitin (a görög kitónból, ami azt jelenti, hogy "borító") a második leggyakoribb biopolimer a természetben (az első a cellulóz, a növények és a fa alkotóeleme). Félelmetes ellenállásának köszönheti azt a tényt, hogy összetett anyag, vagyis egy kitinmátrixból áll, amely bizonyos kalcium-karbonát-kristályokat (kőzetekben bővelkedő ásványi anyagokat) tartalmaz, jól eloszlatva és szétszórva. A kitin és a kristályok egyesülése olyan anyagot eredményez, amelynek mechanikai tulajdonságai jóval meghaladják a kizárólag a kitin és a kalcium-karbonátét. A kitozánt, a mi érdekes anyagunkat, kitinből nyerjük.
Biopolimerek
A biopolimerek olyan makromolekulák, amelyeket minden élőlény szintetizál (előállít). Általában fehérjékbe sorolják, amelyek struktúrát és specifikus funkcionalitást kölcsönöznek az organizmusok szöveteinek; poliszacharidok, például cellulóz, amely az összes növényi sejt része (látható a pamutvirágban); nukleinsavak (DNS, RNS), amelyek makromolekulák, amelyek az élőlények jellemzőit kódolják. Biopolimerek, például természetes kaucsuk és lignin is felhasználhatók. Ez utóbbi a kötőanyag, amely rögzíti a fát eredményező cellulózszálakat.
A kitozánt 1859-ben Charles Rouget francia fiziológus izolálta a kitintől; Érdekes tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek gátolják bizonyos gombák és mikroorganizmusok szaporodását és fejlődését, ezért intenzív kutatások tárgyát képezték technológiai alkalmazásának területén az egészségügy, a mezőgazdaság és az élelmiszeripar területén.
Kitozán megszerzése
A kitozán - más néven kitozán - kiderül, hogy demineralizált állapotban kitin, fehérjék nélkül és acetil típusú kémiai funkciós csoportoktól mentes (lásd a 2. keretet). A kitozán kivonásához rákféléket használnak, mert exoszkeletonjaikban nagyobb mennyiségű kitin található. Az egyik legegyszerűbb előállítási folyamat a következő:
Először a rákfélék exoskeletonjait (általában rákokat vagy garnélákat) bő vízzel mossuk, hogy eltávolítsuk az esetlegesen jelen lévő szerves törmeléket. 65 ° C körül ingadozó hőmérsékleten szárítják. A fejeket, a lábakat és a farokot eltávolítjuk, majd őröljük és szitáljuk, így 0,250 mm-nél kisebb szemcseméretű port kapunk. Ezen a ponton el kell távolítani a kalcium-karbonát és kitin fehérjéket. Az ásványi anyagot úgy távolítják el, hogy a port néhány órán át savas oldatba merítik. Ezután a fehérjék elengedése érdekében a kitin alkalikus kezelésen megy keresztül (bizonyos koncentrációjú nátrium-szódát használva), amelynek során az alkáli oldat súlyos károkat okoz a fehérjékben, és megszakítja azokat a kötéseket, amelyek a biopolimerhez kapcsolódnak. Ugyanakkor a kezelés dezacetilezést eredményez, ahol az acetil típusú kémiai funkciós csoportokat eltávolítják a kitinből (az eljárás hőmérséklete változhat). Végül a lúgos pH-t semleges szintre (7,0) csökkentjük, hogy végül megkapjuk a tisztított kitozánt.