2010. február 24., szerda

A kitin ipari jelentősége

A halászati ​​termékek, különösen a rákfélék (homár, pókrák, norvég homár, garnélarák, garnélarák és rák) és a lábasfejűek (tintahal) feldolgozásának ipari tevékenysége jelenleg nagy mennyiségű hulladékot termel, ami komoly problémát jelent. A tenger gyümölcseinek feldolgozási maradékai általában 14-35% kitint tartalmaznak fehérjékhez (30-40%), lipidekhez, pigmentekhez és kalcium-lerakódásokhoz kapcsolódva (30-50%), ezért becslések szerint a világ évi kitintermelése hulladékban körülbelül 120 000 tonna. Ez a nagy mennyiség lassú lebomlási képességével együtt nagy kutatási tevékenységet ösztönzött, amelynek középpontjában ezen anyag kettős célú lehetséges felhasználásának meghatározása állt; egyrészt a kedvező gazdasági kiaknázás keresése, másrészt a környezeti probléma megszüntetése. Ezen vizsgálatok eredményeként jelenleg a kitint és a kitozánt (az előzőből származó molekula) sikeresen használják olyan sokféle területen, mint a gyógyszerek, az orvosok, az élelmiszeripar és a szennyvíz feldolgozóipar, valamint a mezőgazdaság.

műszaki

Mi a kitin és a kitozán?

A kitin és a kitozán szerves anyagok, amelyeket édesvízi gerinctelenek (ízeltlábúak, bryozoák és zooplankton) termelnek. Sós környezetben főként haloplanktonikus rákfélék (copepodák, cladecera, euphasiaceae), valamint nyílt tengeri és bentos tengeri fajok (ideértve a rákokat, a vízimalacokat és a bryozoákat) termelik őket. Néhány szárazföldi állatnak kitinállománya is van (rovarok, rákfélék, annelidák és puhatestűek), míg a gombáknak, élesztőknek és penészgombáknak kitinos sejtfala is van.

A kitint először Henri Braconnot professzor találta meg 1811-ben gombákban. 1830-ban izolálták a rovaroktól és kitin nevet kaptak. C. Rouget 1859-ben felfedezte a kitozánt, és kezdetét vette ezen vegyületek intenzív kutatása.

A kitin az N-acetil-glükózamin és glükózamin maradékok polimerje, amely a természetben széles körben elterjedt, olyannyira, hogy a cellulóz után a második leggyakoribb polimer. Nem mérgező és biológiailag lebontható poliszacharid, amely kanos anyagot képez, és amely a rovarok, rákfélék és pókfélék exoskeletonjának fő alkotóeleme. Megtalálható gombákban, élesztőkben, korallokban, zooplanktonban, lepkékben, algákban és gombákban is

A kitin könnyű vagy porított vagy fehér vagy sárgás színű pelyhekből álló termék, amelyet több származékká lehet feldolgozni.

A kitozán a kitin N-dezacetilezett formája, amelyből azt kapják, hogy az amino-csoportokat acetamido-csoportokkal helyettesítik. A legtöbb gomba, élesztő és penész testfalának része. Hasonlóképpen, az emberben a lizozim hatására biológiailag lebomlik

Mire használják őket?

A kitin és a kitozán felhasználási területe nagyon széles, vannak olyan ágazatok, amelyekben használata gyakori és ismert, más területeken pedig jelenleg érdekes kutatási lehetőségek:

1- Vízkezelés

A kitin-kitozán és származékai az átmenetifémek és a környezetszennyező anyagok (PCB-k) kelátképzőiként, a fémionok (Hg, Cd, Pb, Ag és Ni) eltávolítóiként, koaguláló pelyhesítőkként és fehérjék, aminosavak, színezékek, színezékek kiváltóiként működnek., algák, olajok, radioaktív fémek (U és Co), szuszpendált részecskék és peszticidek. Ezért ezeket úszómedencék és tavak, élelmiszeripari szennyvizek és élelmiszer-pazarlások (akár 80% -kal csökkentik a COD-t), szennyvíz (olajfinomítók, halfeldolgozó üzemek, sörfőzdék, vágóhidak stb.) És ivóvízkezelés.

2- Élelmiszeripar

- Mint adalékanyagok az élelmiszerekben: Sűrítő, zselésítő és emulgeáló tulajdonságaik miatt textúrajavítóként használják őket, mivel rögzítik a vizet és a zsírt (pl. Kristályos kitin). Színstabilizátorként, ecetes kicsapódást gátló szerként, táplálkozási jellemzőkkel (étkezési rost, funkcionális összetevő), sütikben és kenyérben (megakadályozzák a tészta térfogatának csökkenését), adalékként táplálékállat (legfeljebb 10% a csirke takarmányban) növeli a gyomorban a bifidobaktériumok növekedését, erélyét és növekedését, amelyek blokkolják más mikroorganizmusok fejlődését és laktázt termelnek. Kitin és asztaxantin fehérjéket tartalmazó kagylóételekben is használják őket, és lazac takarmányban használják őket.

- Élelmiszer csomagolás és védőbevonat: A kitozán fóliák erősek, tartósak és rugalmasak, mechanikai tulajdonságaik hasonlóak a kereskedelmi közepes szilárdságú polimerekhez. Ehető filmekben történő használata elősegítheti a vadon élő állatok védelmét, mivel bár néhány állat elfogyasztja őket (a tengeri halak 30% -ának műanyag van a gyomrában), ezek gyomrában található enzimek könnyen lebonthatják. Gyümölcsbevonatokban (N, O-karboxi-metil-chitin) más elemekkel együtt is használják, késleltetve az öregedést, csökkentve az oxidációt, az izzadság által okozott veszteségeket és védve a gombatámadástól.

Élelmezésvédő hatása mikroorganizmusokkal szemben (koncentráció = /> 0,02% véd az E. Coli ellen), például baktériumok, élesztő és gombák ellen. Érdekes a minimálisan feldolgozott élelmiszerek megszerzése és a húsban megjelenő mellékíz megjelenésének késleltetése. Pontosabban, az antimikrobiális hatást úgy hajtják végre, hogy megfosztják a mikroorganizmusokat a létfontosságú ionoktól (Cu), blokkolják vagy elpusztítják a membránt, kiszűrik az intracelluláris alkotóelemeket, és polielektrolitikus komplexeket képeznek savas polimerekkel és felszíni sejtekkel.

- Ipari folyamatokban: A fehérje visszanyerése az elhullott tojástermékekből takarmányként, cukortisztító szerként, derítő az italgyártásban (víz, bor, alma és sárgarépalé) a szín (0,7 g/l) befolyásolása nélkül gyümölcslé befejező (oldható és vízben oldódó savas kitozán), sajt koaguláció (2–2,5% pH6, eltávolítja a szilárd anyagok 90% -át), késleltető az alma- és körte levek enzimatikus barnulása.

3- Orvostudomány.
A kitozánt és származékait sikeresen alkalmazzák az orvostudomány különböző területein, másutt pedig tanulmányozás és fejlesztés alatt áll.

Magbevonatokban, műtrágyaként és lombszóróként, a gyümölcsök tartósításában, fonálféregirtóként és rovarölőként, a kártevők és gombatámadások elleni védekezésben (a kitinázok hatásának indukálása a gombák ellen), virucidként és a növekedés serkentőként ).

6- Kozmetikumok.
Hidratáló tulajdonságai (kézkrémek, fürdőkrémek), csiszoló (bőrtisztító), pozitív polaritása (a termékek bőrre és hajra rögzítése) és nem allergén hatása miatt többféle alkalmazásra van szükség. Sikeresen alkalmazzák más összetevők megfelelő mátrixaként, szájápolásban (fogkrém és szájvíz) és cellulitisz kezelésében (szabadalmaztatott).
7- Papíripar.

Használat papírgyártásban, megnövekedett cellulóz-hozam és vízvisszatartó képesség (selyempapír) ragasztóként, felületkezelés papíron (nagyobb ellenállás és jobb tintarögzítés), fényképészeti papír, termékelválasztás és alkatrészek visszanyerése.

8- Membrán technológiák.

Komponensek (molekulaszűrők) elválasztására, kromatográfiás oszlopokban, kapszulázó abszorbensként, permeabilitás szabályozására, reverz ozmózisban, elektrodialízisben, mágneses kitin és lizozim izolálásban.

9- Nutraceutical Foods.

Funkcionális élelmiszerekben (italokban, ehető rúdokban stb.) Oldhatósági jellemzői és több származékos vegyület előállításának lehetősége miatt.

10- Textilipar.

A kitozánt a szövetek zsugorodásának megakadályozására szolgáló szerként és színrögzítőként használják.

A meglévő potenciális alkalmazások nagy száma, valamint a kitin és a kitozán kutatásában elért jelentős előrelépés ellenére elő kell mozdítani azok használatát a különböző ipari ágazatokban, amelyek az emberi egészség területét leszámítva eddig vonakodtak. Ennek oka egyrészt a bizalom hiánya a beszállító iparágak nyersanyagellátási képességében, másrészt annak a negatív szerepnek tudható be, amelyet a szabadalmak játszottak a piac fejlődésének lassításában. Jelenleg a kitin és a kitozán termékek piaci trendje az étrendi és biomedicinális alkalmazásukra irányul, de a közeljövőben meg kell fontolni az élelmiszer és más termékek csomagolására történő felhasználás lehetőségét a hulladék mennyiségének ily módon történő csökkentése érdekében. a burkolóktól és elősegítve a vadon élő állatok védelmét.

Hasonlóképpen, az újrafelhasználás és a hulladék minimalizálása jelenlegi dinamikáján belül érdekes lehetőséget kínál az ipar számára a nagy értékű vegyületek, például kitin és kitozán kagylóhulladékokból történő előállítása.