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: 

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-β-D-глюкоза.  Получают  его  удалением  ацетильной  группы  из  положения  C2  в  хитине  в  результате  обработки  его  раствором  щелочи. 

Рисунок  1.  Реакция  деацетилирования  хитина

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»

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.