Хитозан — аминосахарид, производное линейного полисахарида, макромолекулы состоят из случайно-связанных β-(1-4) D-глюкозаминовых звеньев и N-ацетил-D-глюкозамин . Один из источников получения хитозана — панцири ракообразных.
Химические свойства хитозана
Химическая структура хитозана относит его к полисахаридам, мономером хитина является N-ацетил-1,4-b-D-глюкопиранозамин.
Молекула хитозана содержит в себе большое количество свободных аминогрупп, что позволяет ему связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд. Отсюда и идёт свойство хитозана, как хорошего катионита.
Это также объясняет способность хитозана связывать и прочно удерживать ионы различных металлов (в том числе и радиоактивных изотопов, а также токсичных элементов).
Хитозан способен образовывать большое количество водородных связей. Поэтому он может связать большое количество органических водорастворимых веществ (бактериальные токсины и токсины, образующиеся в процессе пищеварения).
Хитозан плохо растворим в воде. Это связано с тем, что связи между молекулами хитозана более прочные, чем между молекулами хитозана и молекулами воды. При этом он довольно хорошо растворяется в уксусной, лимонной, щавелевой и янтарной кислотах. Может удерживать в своей структуре растворитель, а также растворенные в нём вещества. В растворённом виде хитозан обладает большим сорбирующим эффектом, чем в нерастворенном.
Из-за эффекта молекулярного сита и гидрофобных взаимодействий, хитозан может связывать предельные углеводороды, жиры и жирорастворимые соединения.
Расщепить хитин и хитозан до N-ацетил-D-глюкозамина и D-глюкозамина можно под действием микробных ферментов таких как хитиназы и хитобиазы. Именно благодаря этому хитозан полностью биологически разрушим, но при этом не загрязняет окружающую среду.
Способы получения хитозана
Хитозан получают из панцирей красноногих крабов или из низших грибов путём удаления ацила (карбонового соединения), который придаёт жёсткость хитину.
Хитозан впервые был получен в 1859 году профессором С. Роже.
Физиологическое действие хитозана
По некоторым данным[источник не указан 850 дней], не имеющим в настоящее время клинического подтверждения, хитозан понижает уровень холестерина, мочевой кислоты и глюкозы (у больных сахарным диабетом) в крови, обладает антибактериальными и противогрибковыми свойствами, улучшает усвоение кальция из пищи. Пищевые волокна (хитозан) в комплексе с витамином С и лимонной кислотой сорбируют жиры, предотвращают их всасывание и накопление в клетках и тканях, а вместе с МКЦ — усиливают перистальтику кишечника, ускоряет выведение из организма пищевых жиров, шлаков и токсинов, способствует нормализации кишечной микрофлоры, обеспечивает ощущение сытости.[источник не указан 850 дней]
Производство хитозана
Ракообразные — источник хитозана. Pandalus borealis
Основным источником хитозана является хитин. В естественном состоянии он находится в панцирях морских крабов, креветок, криля, омаров, лангустов, раков, а также в наружном скелете зоопланктона, включая кораллы и медуз. У таких насекомых, как бабочки и божьи коровки, хитин содержится в крылышках. Клеточные стенки дрожжей, грибов и разнообразных грибков также содержат это природное вещество.
Известно, что панцири ракообразных дорогостоящи. Поэтому, несмотря на то, что есть 15 способов получения из них хитина, был поставлен вопрос о получении хитина и хитозана из других источников, среди которых рассматривались мелкие ракообразные и насекомые.
Одомашненные и поддающиеся разведению насекомые в силу своего быстрого воспроизводства могут обеспечить большую биомассу, содержащую хитин.
Применение хитозана
Хитозан обладает многими свойствами, которые дают возможность применять его в большом количестве отраслей. Так его применяют в качестве корма для животных, для изготовления продуктов питания и косметики, применяют в продуктах биомедицины, в сельском хозяйстве.
Водорастворимое производное хитина, используется большей частью в производстве средств для похудания. Хитозан способен в определённой мере связываться с молекулами жира в пищеварительном тракте. Жир, связанный с хитозаном, не усваивается и выводится из организма. Хитозан применяется как средство, способствующее снижению веса, а также для улучшения холестеринового обмена и перистальтики кишечника. Исследования показали, что применение хитозана при ожирении не эффективно
Хитозан обладает антибактериальными, противогрибковыми и антивирусными свойствами. Для хитозана также характерны мукоадгезивные свойства, то есть способность к прилипанию к слизистым оболочкам
В середине 1970-х годов были предприняты первые попытки использования хитинов и хитозанов для заживления ран, в том числе ожоговых. Было установлено, что хитозан обладает антимикробной активностью, способностью поглощать биологические жидкости и помогать регенерации тканей. На основе этих волокнообразующих способностей хитина и хитозана были созданы саморассасывающиеся хирургические шовные материалы. Их используют как заменители кровеносных сосудов, катетеров, шлангов.
Примечания
↑ Химическая структура и свойства ХИТИНА и ХИТОЗАНА.
↑ Shahidi, F. and Synowiecki, J. (1991). «Isolation and characterization of nutrients and value-added products from snow crab (Chionoecetes opilio) and shrimp (Pandalus borealis) processing discards». Journal of Agricultural and Food Chemistry (American Chemical Society) 39: 1527-1532.
↑ Chitosan for overweight or obesity | Cochrane Summaries
↑ Хисматуллина Н. З., Апитерапия, Пермь: Мобиле, 2005 г., стр. 68-70
↑ Sogias I.A., Williams A.C., Khutoryanskiy V.V. Why is chitosan mucoadhesive? Biomacromolecules, 9, 1837—1842 (2008)
Также хитозан нашел применение в виде мощного гемостатического (кровеостанавливающего) средства. На сегодняшний день успешно прошел испытания на таких службах, как скорая помощь и МЧС, а также опробирован в армии (Афганистан, Ирак). Препарат прекрасно переносится, практически не имеет побочных эффектов. Инструкция по применению предельно проста и даже не требует специальных медицинских знаний.
Подробнее о хитозане и свойствах хитина - издание Chitin: A Natural Product for the 21st Century, International Comission on Natural Health Product, 1995 ("Хитин: Натуральный продукт 21-го Века", Международная комиссия по Натуральным продуктам для здравоохранения, 1995). Материалы приводятся только для информационных целей.
