Химическая технология получения хитина и его модификаций Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХИТИНА И ЕГО

МОДИФИКАЦИЙ

Гришин Александр Алексеевич

аспирант кафедры физкультуры и спорта, магистрант кафедры химии и пищевой технологии Иркутский государственный технический университет

Иркутская область г. Ангарск E-mail: irk-legioner@mail. ru

CHEMICAL TECHNOLOGY OF CHITIN AND IST MODIFICATIONS

Alexander Grishin

graduate student, Irkutsk State Technical University, Irkutsk АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются известные химические методы получения хитина, в том числе для последующего получения хитозана. Показана общая схема химической технологии хитина. Представлены положительные и отрицательные стороны химической технологии в деминерализации и депротеинировании хитин содержащего сырья. Рассказано о возможность применения ПАВ для удаления красящих веществ и липидов из сырья. Сделаны выводы относительно эффективности применения химических методов.

ABSTRACT

The article discusses about the known chemical methods of chitin, including for the issuance of chitosan. The general scheme of Chemical Technology chitin is showed. Of the positive and negative aspects of chemical engineering at the demineralization and protein-destruction chitin-containing raw materials are submitted . It is told about the possibility of using surfactants to remove pigments and lipids of raw materials. The conclusions on the effectiveness of the use of chemical methods are made.

Ключевые слова: хитозан, хитин.

Keywords: chitosan, chitin.

Хитин, является нерастворимым полимером и не выделяется из панциря хитин-содержащего сырья напрямую. Метод получения хитина и его

модификаций (например хитозана) сводиться к необходимости полного отделения от него белковой и минеральной составляющей панциря, т.е. перевод их в растворимое состояние и удаление.

Хитозан — поли-(1-4)-2-амино-2-дезокси-Р-0-глюкоза. Получают его удалением ацетильной группы из положения С2 в хитине в результате обработки его раствором щелочи.

Существуют способы получения хитина и хитозана химической обработкой хитин-содержащего сырья. Основаны эти способы на нескольких стадиях депротеинировании и деминерализации. Также существуют способы предусматривающие отделение пигментов и липидов. Общая схема получения хитина из хитин содержащего сырья при помощи химических реагентов представлена на рисунке 1 [3, с. 38].

Рисунок 2. Схема получения хитина из «хитина содержащего сырья»

он

он

ХИТИН

хитозан

Рисунок 1. Реакция деацетилирования хитина

Панцирьсодержащее сырье

4

Лучшим видом сырья для получения хитина и хитозана считается крупка из панциря краба камчатского, позволяющая получить хитозан высокого качества. Другими источниками могут служить: гладиус кальмара, сепион каракатицы, куколка шелкопряда, кутикула тараканов, биомасса микроорганизмов, диатомовые водоросли, пчелиный подмор, панцирь речного рака.

В зависимости от требований к конечному продукту выбирают различные способы получения хитина. Для тонкого панциря криля, гаммаруса или насекомых, применима однократная обработка щелочью. При необходимости получения хитина полностью свободного от белка применяют двукратную обработку щелочью. После однократной обработки панциря кислотой, содержание минеральных веществ обычно не превышает 1—3 % [1, с. 7—23].

Порядок проведения деминерализации и депротеинирования оказывает большое влияние на качество получаемого хитина и его модификаций. Например при получении хитина по схеме «депротеинирование-деминерализация» кинематическая вязкость полученного хитина значительно ниже чем при его получении по обратной схеме [3, с. 30].

Большое влияние на процесс обработки оказывает степень измельчения панциря. Очевидным недостатком кислотно -щелочных способов получения хитина являются, длительное нахождение сырья в растворе щелочи и кислоты и иногда при высоких температурах. Это приводит к деструкции и частичному деацетилированию хитина [4, с. 64—67].

Важной стадией в производстве хитина и его модификаций является деминерализация. Степень которой, определяет вязкостные и другие физико -химические характеристики хитина. Осуществляется деминерализация обычно соляной, муравьиной, азотной или сернистой кислотами [5, 6].

Также широко распространена технология применения поверхностно -активных веществ (ПАВ) для более эффективного отделения белка в условиях проведения щелочного гидролиза белковой части сырья. Что приводит к возможности использования меньшей концентрации щелочи, а следовательно

меньшей деструкции хитина [3, с. 32]. Известен также способ получения хитина из отходов от производства изолятов белка криля [2, с. 51—56]. Влажные или сухие панцирь содержащие отходы подвергают депротеинированию в 2—5 %-ном растворе гидроксид натрия при комнатной температуре в течении 8 часов. На этой же стадии добовляют ПАВ анионного типа (додецилсульфат натрия, натриевая соль лауриновой кислоты) для более эффективного удаления белка и экстрагирования пептидов и лепидов.

Химические методы получения хитина не вписываются в схему безотходного производства. Глубоко гидролизованные щелочью белки уже невозможно использовать. Химическая технология получения хитина широко изучена и выглядит не очень привлекательной в связи с очевидными недостатками.

Вместе с тем некоторые виды хитин содержащего сырья можно деминерализовать и депротеинировать только с помощью щелочей и кислот, и иногда при высоких температурах (например, панцирь крабов, или высушенный, ороговевший панцирь других ракообразных).

Хитин и хитозан в свою очередь имеют весьма широкий спектр применения.

Список литературы:

1. Быкова В.М., Немцев С.В. Сырьевые источник и способы получения

хитина и хитозана // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение.

М. Наука, 2002. — с. 7—23.

2. Гальбрайх Л.С. Хитин и хитозан: строение, свойства, применение

//Соросовский образовательный журнал. — 2001. — Т. 7. — № 1. — С. 51—56.

3. Немцев С.В. Комплексная технология хитина и хитозана из панциря

ракообразных. М.: Изд-во ВНИРО, 2006 — 134 с.

4. Новиков В.Ю., Орлова Т.А., Воронина И.Э. Кинетика реакции

дезацетилирования хитина и хитозана //Изв. вузов. Пищевая технология.

— 1990. — № 5. — С. 64—67.

5. Peniston Q.P., Johnson E.L. Process for the manufacture of chitosan: пат. 4195175 США. 1980.

6. Peniston Q.P., Johnson E.L. Process for the recovery of chemicals from the

shells of crustacea: пат. 4199496 США. 1980.