Xitozan

Qısa zəncirli aminoşəkərin xitin qarışığı

Xitosan sənaye miqyasında xərçəngkimilərin (məsələn, xərçəngkimilər və karideslərin) ekzoskeletinin və göbələklərin hüceyrə divarlarının struktur elementi olan xitinin deasetilasiyası yolu ilə istehsal olunur. Deasetilləşmə dərəcəsi NMR spektroskopiyası ilə müəyyən edilə bilər. Kommersiya xitosan əsaslı məhsullarda deasetilasiya dərəcəsi 60–100% arasında dəyişir. Tipik olaraq, bu vəziyyətdə xitosanın molekulyar çəkisi 3,8 ilə 20,0 kDa arasındadır.

İzoelektrik nöqtəsi 6.5 Bir qayda olaraq, xitosan xərçəngkimilərin qabıqlarının bir hissəsi olan xitindən təcrid olunur, lakin digər mənşəli xitindən də (göbələklərdən, mollyuskalardan, həşəratlardan və s. xitinlərdən) təcrid oluna bilər. Xitozandakı amin qruplarının pKb dəyəri təxminən 6,5-dir ki, bu da neytral və turşu mühitlərdə amin qruplarının əhəmiyyətli protonlaşması ilə nəticələnir. Güclü ionlaşma xitosanı suda həll olunan polielektrolit halına gətirir ki, bu da müsbət yüklü səthinə görə bioloji toxumalara asanlıqla yapışır, çünki onların əksəriyyəti mənfi səth yüklüdür[1][2]. Xitinin deasetilizasiyasının ən çox yayılmış üsulu sulu mühitdə artıq natrium hidroksiddən istifadə etməklə hidrolizdir. Xitozanın mexaniki xassələrini yaxşılaşdırmaq üçün xitozan zəncirlərindəki sərbəst amin qrupları dikarboksilik turşularla çarpaz bağlı polimer şəbəkələri yarada bilər. Kimyəvi quruluşuna görə, xitosan polisaxaridlərə aiddir, tam deasetilləşdirilmiş xitosanın monomeri D-qlükopiranozamindir; Xitosan həmçinin xlorid və sirkə turşularının məhlullarında kifayət qədər yaxşı həll olunur. Limon, oksalat turşular kimi üzvi di- və trikarboksilik turşuların məhlullarında həll olunmur, çünki bu turşular bitişik xitosan zəncirlərinin amin qrupları arasında molekullararası ion "çarpaz rabitələr" əmələ gətirir. Molekulyar ələk effekti və hidrofob qarşılıqlı təsirlər sayəsində xitozan doymuş karbohidrogenləri, yağları və yağda həll olunan birləşmələri əlaqələndirə bilir. Xitozan xitinazlar və xitobiazlar kimi mikrob fermentləri tərəfindən parçalanır. Bu xüsusiyyətinə görə xitozan ətraf mühiti çirkləndirmir.

Xitozanın bir sıra kommersiya və biotibbi tətbiqləri var. Kənd təsərrüfatında toxum müalicəsi və biopestisid kimi istifadə olunur, bitkilərin göbələk infeksiyalarına qarşı mübarizəsinə kömək edir. Şərabçılıqda xarab olmağın qarşısını alır. Sənayedə, özünü müalicə edən poliuretan boya örtüyü kimi istifadə edilə bilər. Tibbdə xitosan qanaxmanı azaltmaq üçün sarğılarda və antibakterial vasitə kimi istifadə olunur; Dərmanın transdermal çatdırılması üçün də istifadə edilə bilər. Xitozanın kənd təsərrüfatında və bağçılıqda, ilk növbədə, bitkilərin mühafizəsi və məhsuldarlığının artırılması üçün istifadəsi ona əsaslanır ki, bu polimer bitki hüceyrələrinin plazma membranına və nüvə xromatinə təsir edir ki, bu da bitkilərin göbələk infeksiyalarına qarşı müdafiə qabiliyyətini artırır. Bunun səbəbi, xitozan böcəklərə, patogenlərə və torpaqla ötürülən xəstəliklərə qarşı müqavimət göstərmək üçün bitki daxilində təbii müdafiə reaksiyasına səbəb olur, çünki o, struktur olaraq bu zərərvericilərin dəri və membranlarına bənzəyir. Bütün bunlar bitkilərin böyüməsini təşviq edir və gücləndirir, qida maddələrinin udulmasını stimullaşdırır, cücərməni artırır, bitkilərin canlılığını artırır. Pambıq, qarğıdalı, toxumluq kartof, soya, şəkər çuğunduru, pomidor, buğda və bir çox digər toxumlar üçün toxum müalicəsi kimi istifadə edildikdə, parazitar nematodların məhv edilməsi ilə nəticələnən inkişaf edən köklərdə immun reaksiya yaradır. Kənd təsərrüfatında xitosanın tətbiqi quraqlıq və torpaq çatışmazlığı səbəbindən ekoloji yükü azaltmağa, toxumların canlılığını artırmağa, məhsulun keyfiyyətini yaxşılaşdırmağa, məhsuldarlığı artırmağa və tərəvəz və meyvələrin çürüməsini azalda bilər. Dərman kimi xitozanın selikli yapışma xüsusiyyətləri, yəni selikli qişalara yapışma qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur. Xitozanın bu xüsusiyyətləri selikli qişalar vasitəsilə bədənə daxil olan dərman formaları yaratmaq üçün fəal şəkildə istifadə olunur. Xitozan və onun törəmələri dərmanların burun, gözlərin selikli qişaları və ağız boşluğuna çatdırılması üçün uğurla istifadə olunur. Kation təbiətinə görə xitosan anion polimerlərlə həll olunmayan polielektrolit kompleksləri əmələ gətirməyə qadirdir. Bu qabiliyyət kapsullaşdırma texnologiyalarında istifadə olunur. Tərkibində canlı bakteriyalar – probiotiklər olan alginat kapsullar üçün örtük kimi xitosanın istifadəsi uğurlu olmuşdur. Belə örtüklər bakteriyaların bağırsaqlara çatdırılmasına imkan verir və onları mədənin turşu mühitinin zərərli təsirlərindən qoruyur. Xitozanın geniş çeşidli antibakterial xassəsinə, həmçinin toksik olmamasına, ən biouyğun və bioloji parçalana bilən polimer maddə olmasına görə tədqiqatçıların marağına səbəb olur. Xitosan və müxtəlif təbii məhsullara (zəncəfil, kurkumin və darçın) əsaslanan antibakterial biopolimerlər bakteriya artımına maneə törətdiyi üçün əhəmiyyətlidir.

• Chanoong Lim, Dong Woog Lee, Jacob N. Israelachvili, YongSeok Jho, Dong Soo Hwang. Contact time- and pH-dependent adhesion and cohesion of low molecular weight chitosan coated surfaces (англ.) // Carbohydrate Polymers. — 2015–03. — Vol. 117. — P. 887–894. — doi:10.1016/j.carbpol.2014.10.033. Архивировано 3 декабря 2023 года.
• Chanoong Lim, Dong Soo Hwang, Dong Woog Lee. Intermolecular interactions of chitosan: Degree of acetylation and molecular weight (англ.) // Carbohydrate Polymers. — 2021–05. — Vol. 259. — P. 117782. — doi:10.1016/j.carbpol.2021.117782. Архивировано 4 марта 2023 года.
• МУЛЛАГАЛИЕВ И. Р. Получение олигомеров хитозана высокой степени деацетилирования с помощью внеклеточных ферментов аэробных спорообразующих бактерий. Биотехнология, 2006, № 3, с.68–73. *
• НЕМЦЕВ С. В. и др. Получение низкомолекулярного водорастворимого хитозана. Биотехнология, 2001, № 6, с.37–42. ИЛЬИНА А. В. и др. Деполимеризация высокомолекулярного водорастворимого хитозана ферментным препаратом Целловиридин Г20х. Прикладная биохимия и микробиология, 2002, т. 38, № 2, с.132–135.
• НЕМЦЕВ С. В. и др. Получение хитина и хитозана из медоносных пчел. Прикладная биохимия и микробиология, 2004, № 40, с.46–50. ИЛЬИНА А. В. и др. Ферментативный гидролиз α-хитина. Прикладная биохимия и микробиология, 2004, т. 40, № 1, с.43–45.

1. ↑ Chitosan (ing.).