Die Krabbenschale und die Insektenkutikula spielen die Rolle eines äußeren Skeletts und erfüllen Schutzfunktionen. Chitin, das Teil der Schale von Krebstieren ist, bildet eine faserige Struktur. Es ist mit Proteinen über eine Peptidbindung der deacetylierten Aminogruppe mit Diaminomonocarbonsäureamosen mit nicht-aromatischer Struktur verbunden, die das Aussehen eines Chitin-Protein-Komplexes (CBC) aufweisen.

Chitin wird auf besondere Weise durch die Einwirkung von Enzymen im Körper von Seekrabben modifiziert. Beim Häutungsprozess der Schale wird Chitin erheblich zerstört und anschließend wieder hergestellt. Die Beteiligung bestimmter Enzyme an diesem Prozess trägt mit extrem hoher Geschwindigkeit zur Synthese und zum Abbau von Chitin bei. Chitinolytische Enzyme weisen je nach physiologischem Zustand der Krebstiere unterschiedliche Aktivitätsgrade auf. Bei Krabben wird beispielsweise Chitinase ständig synthetisiert, und die Synthese von Chitobiasis wird vor der Häutung verstärkt und nimmt nach deren Abschluss sofort ab. Bei Seekrebsen unmittelbar nach der Häutung ist die Schale weich, elastisch und besteht nur aus HBC. Im Laufe der Zeit wird sie jedoch durch die Mineralisierung der Struktur von HBC verstärkt, hauptsächlich Calciumcarbonat. Diese Mineralisierung tritt je nach Tierart mehr oder weniger stark auf.

So besteht die Krabbenschale aus drei Hauptelementen - Chitin, das die Rolle des Skeletts spielt, dem mineralischen Teil, der der Schale die nötige Stärke und Proteine ​​verleiht und sie zu einem lebenden Gewebe macht. Die Zusammensetzung der Hülle umfasst auch Lipide, Melanine und andere Pigmente. Krustentierpigmente werden insbesondere durch Carotinoide wie Astaxanthin, Astacin und Cryptoxanthin dargestellt.

In der Kutikula von erwachsenen Insekten ist Chitin auch kovalent mit Proteinen wie Arthrapodin und Sclerotin sowie einer großen Anzahl von Melaninverbindungen verbunden, die bis zu 40% der Kutikula-Masse ausmachen können. Die Kutikula von Insekten ist durch das Chitin, dessen Gehalt zwischen 30% und 50% liegt, sehr langlebig und gleichzeitig flexibel. In der Zellwand einiger Phycomyceten, zum Beispiel in Itridium, findet sich Chitin zusammen mit Cellulose. Chitin in Pilzen ist gewöhnlich mit anderen Polysacchariden assoziiert, zum Beispiel -1-3-Glucan, und in Arthropoden ist es mit Proteinen vom Sklerotin-Typ und Melaninen assoziiert.

Die Hauptunterschiede zwischen der Chitin-Cuticula der Fliegenlarven und dem Krebstierchitin sind wie folgt:

1) Chitin-Cuticula der Fliegenlarven enthält im Gegensatz zu Krebstier-Chitin keine Calciumsalze. Dies erlaubt uns, eine der wichtigsten technologischen Stufen der Chitin-Deacetylierung, die mit der Demineralisierung verbunden ist, wegzulassen, was einen wichtigen Vorteil unserer Technologie zur Herstellung von Chitosan darstellt;

2) Chitin-Kutikula von Fliegenlarven enthält im Gegensatz zu Krebstier-Chitin keine fluorhaltigen Verbindungen, was die Lebensdauer der zur Reinigung und Deacetylierung verwendeten Ausrüstung signifikant erhöht, da die saure Behandlung von Schalen von Krebstieren flüchtige Fluorverbindungen freisetzt, die den Apparat stark korrodieren.

Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt die Verwendung von Chitin enthaltendem Rohmaterial der Larven von Synanthropfliegen, die das Produkt eines neuen technologischen Verfahrens der abfallfreien Verarbeitung von Dung und Lebensmittelabfällen sind.

Das Chitin der Insektenlarven unterscheidet sich in der Natur vom Krebstierchitin und ist im Vergleich zu den bekannten Chitinquellen an sich einzigartig.

Arten von Rohstoffen zur Herstellung von Chitosan

Die Kristallbereiche der Chitinstruktur können in drei kristallographischen (strukturellen) Modifikationen bestehen, die sich in der Anordnung der Molekülketten in der Elementarzelle des Kristallits unterscheiden (ein Phänomen, das als Polymorphismus bekannt ist). So wurde durch Röntgenanalyse gezeigt, dass die molekularen Einheiten von Chitin eine 4C1-Konformation haben.

In Abhängigkeit von der Position der Polymermoleküle gibt es drei Formen der Chitinstruktur - a, b und g. A-Chitin ist das dicht gepackte, am meisten kristalline Polymer, in dem die Ketten antiparallel angeordnet sind. Es zeichnet sich durch den stabilsten Zustand aus. In b-Chitin sind die Ketten parallel zueinander und in g-Chitin sind zwei Polymerketten in Bezug auf eine "nach oben" gerichtet, "nach unten" gerichtet. b und g-Chitine können zu a-Chitin werden [1].

Die Spezifität des Polymerzustands von Chitin sowie anderer hochmolekularer Verbindungen macht es unmöglich, dass dieses Polymer als einphasiges System existiert (vollständige Kristallinität). Der Gehalt an kristallinen Bereichen im Chitin ist jedoch ziemlich groß und beträgt je nach Herkunft und Isolierungsmethode 60-85%. In diesem Fall wird die gegenseitige Anordnung von Chitin-Makromolekülen durch ein System aus intramolekularen und intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen fixiert: Die OH-Gruppe an der C3-Elementareinheit ist in der Wasserstoffbrückenbindung mit dem Sauerstoffatom im Zyklus der benachbarten Elementareinheit enthalten; Die OH-Gruppe an C6 kann sowohl intramolekular an das Sauerstoffatom der glycosidischen Bindung als auch (oder) an das Stickstoffatom der Acetamidgruppe und intermolekular an die OH-Gruppe von C6 an das benachbarte Makromolekül gebunden sein. In diesem Fall kann dieser mit Wasserstoffmolekülen Wasserstoffbrücken bilden.

Rohe Krabben

Der Chitingehalt in der Krabbenschale steigt mit der Erstarrung an. So enthält die Schale einer neu ausgeblichenen Krabbe 2 bis 5% und die Schale einer „alten“ Krabbe 18–30% Chitin, bezogen auf das Gewicht der trockenen Schale. Chitin findet sich neben der Muschel auch in anderen Krabbenorganen - insbesondere in den Magenwänden, Sehnen und Kiemen, wobei der Chitingehalt 15–70% des Gewichts der trockenen Kiemen beträgt.

Chitin wird auf besondere Weise durch die Einwirkung von Enzymen im Körper von Seekrabben modifiziert. Beim Häutungsprozess der Schale wird Chitin erheblich zerstört und anschließend wieder hergestellt. Die Beteiligung bestimmter Enzyme an diesem Prozess trägt mit extrem hoher Geschwindigkeit zur Synthese und zum Abbau von Chitin bei. Chitinolytische Enzyme weisen je nach physiologischem Zustand der Krebstiere unterschiedliche Aktivitätsgrade auf. Bei Krabben wird beispielsweise Chitinase ständig synthetisiert, und die Synthese von Chitobiasis wird vor der Häutung verstärkt und nimmt nach deren Abschluss sofort ab. Bei Seekrebsen unmittelbar nach der Häutung ist die Schale weich, elastisch und besteht nur aus HBC. Im Laufe der Zeit wird sie jedoch durch die Mineralisierung der Struktur von HBC verstärkt, hauptsächlich Calciumcarbonat. Diese Mineralisierung tritt je nach Tierart mehr oder weniger stark auf.

So besteht die Krabbenschale aus drei Hauptelementen - Chitin, das die Rolle des Skeletts spielt, dem mineralischen Teil, der der Schale die nötige Stärke und Proteine ​​verleiht und sie zu einem lebenden Gewebe macht. Die Zusammensetzung der Hülle umfasst auch Lipide, Melanine und andere Pigmente. Krustentierpigmente werden insbesondere durch Carotinoide wie Astaxanthin, Astacin und Cryptoxanthin dargestellt.

Rohstoffe aus Insekten und ihren Puppen (Puparia)

In der Kutikula von erwachsenen Insekten ist Chitin auch kovalent mit Proteinen wie Arthrapodin und Sclerotin sowie einer großen Anzahl von Melaninverbindungen verbunden, die bis zu 40% der Kutikula-Masse ausmachen können. Die Insektenkutikula ist durch das Chitin, dessen Gehalt von 40% bis 50% reicht, sehr langlebig und gleichzeitig flexibel. In der Zellwand einiger Phycomyceten, zum Beispiel in Itridium, findet sich Chitin zusammen mit Cellulose. Chitin in Pilzen ist gewöhnlich mit anderen Polysacchariden assoziiert, beispielsweise b-1-3-Glucan, in Arthropoden ist es mit Proteinen vom Sklerotin-Typ und Melaninen assoziiert.

Es ist bekannt, dass Schalentiere teuer sind. Trotz der Tatsache, dass es 15 Wege gibt, Chitin aus ihnen zu gewinnen, wurde die Frage aufgeworfen, wie man Chitin und Chitosan aus anderen Quellen erhält, unter denen kleine Krebstiere und Insekten galten.

Chitin von Insekten ist 20–50 Mal besser als Krebstierchitin (Verotchenko, MA, Tereshchenko, AP, Zlochevsky, FI, 2000). In den Industrieländern werden ab den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts Biotechnologien eingeführt, die natürliche Prozesse unter intensiven Bedingungen imitieren, die die Verarbeitung organischer Stoffe zu Humus fördern (Gudilin II, 2000).

Domestizierte und brütende Insekten können aufgrund ihrer schnellen Fortpflanzung eine große Biomasse liefern, die Chitin und Melanin enthält.

http://www.nasadki.net/index/syre_dlja_proizvodstva_khitozana/0-77

Exoskelette von Schaben als Rohstoff für die Chitinproduktion

Einleitung

Chitin ist ein natürliches Biopolymer mit hoher biologischer Aktivität und Verträglichkeit mit menschlichem, tierischem und pflanzlichem Gewebe. Besonders wertvoll ist es, dass es die Umwelt nicht belastet, da es durch die Enzyme natürlicher Mikroorganismen vollständig zerstört wird. Chitin in der Natur ist die Basis des Skelettsystems, das die zelluläre Struktur von Geweben in den Schalen von Krebstieren, der Kutikula von Insekten, der Zellwand von Pilzen und Bakterien unterstützt, und hat somit eine ziemlich breite natürliche Rohstoffquelle [1].

Das Problem der breiteren Verwendung von Chitin besteht in den hohen Kosten und der geringen Rentabilität der Verwendung traditioneller natürlicher Chitin-haltiger Quellen (Krustentier-Muscheln) [2].

Die dringende Aufgabe besteht darin, nach verfügbaren und biologisch abbaubaren Rohstoffen zu suchen, die die Kosten der Chitinproduktion senken können. Gezähmte und brütende Insekten können aufgrund ihrer schnellen Fortpflanzung unter den Arbeitsbedingungen auf der ISS und anderen Weltraum-Explorationssituationen mehr Chitin enthaltende Biomasse liefern.

Hauptteil

In diesem Projekt wurde eine Studie zur Durchführbarkeit von Chitin enthaltenden Exzeletten mit Schaben als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Chitin und seinen Derivaten durchgeführt.

Eine experimentell getestete Methode zur Gewinnung von Chitin aus Schabe-Exoskeletten [3] umfasste die folgenden Schritte: 1) Auswahl und Aufbereitung von Rohstoffen, 2) Extraktion von Chitin durch Extraktionsmethode, 3) Beurteilung der durch IR-Spektroskopie erhaltenen Reinheit der Probe, 4) Bestimmung der praktischen Ausbeute und der Produktkosten.

Für das Experiment wurden Erwachsene von Blaberus craniifer genommen - eine Art südamerikanische Küchenschabe, die als "Toter Kopf" bezeichnet wird. Es wurden Schaben vorbereitet: Alle chitinfreien Teile wurden entfernt (der erhaltene biologische Abfall wurde als Dünger für Zimmerpflanzen verwendet), die Chitinschalen wurden mit Wasser gewaschen, die feuchtigkeitshaltige Masse wurde gewogen, dann 15 Minuten in der Mikrowelle bei 60 ° C getrocknet, die Trockenmasse ebenfalls gewogen

Die Extraktion und Reinigung von Chitin wurde im Verlauf aufeinanderfolgender Vorgänge durchgeführt: 1) Entfernung der primären Lipide: Waschen mit Aceton, 2) primäre Entproteinisierung: Behandlung mit einem Überschuss an 4% iger Natriumhydroxidlösung von NaOH für 60 Minuten bei 100 ° C, 3) Waschen der Probe mit Wasser, Neutralisieren des flüssigen Abfalls, 4) primäre Entmineralisierung: Behandlung mit einem Überschuss an 15% iger HCl-Lösung für 30 Minuten, 5) Waschen der Probe mit Wasser, Neutralisieren von flüssigem Abfall, 6) erneute Ausscheidung von Lipiden: Waschen mit Aceton, 7) Re-Deproteinisierung: Verarbeitung mit einem Überschuss von 4% iger Lösung Natriumhydroxid mit NaOH für 30 Minuten bei 100 ° C; 8) Waschen der Probe mit Wasser, Neutralisieren von flüssigem Abfall; 9) wiederholte Entmineralisierung: 15 Minuten langes Behandeln mit einem Überschuss an 15% iger HCl-Lösung; 10) Waschen der Probe mit Wasser. Neutralisierung von flüssigen Abfällen, 11) 12stündiges Trocknen bei 60 0 С in der Mikrowelle, Wiegen und Verpacken des Materials.

Die Reinheit der erhaltenen Chitinprobe wurde durch IR-Spektroskopie bestimmt. Das Infrarotspektrum der diffusen Reflexion (Abbildung 1) und das Infrarotspektrum der gestörten inneren Totalreflexion (Abbildung 2) wurden im Wellenlängenbereich von 4.000 bis 400 cm –1 aufgenommen, da in diesem Intervall die charakteristischen Absorptionsfrequenzen der Hauptfunktionsgruppen der organischen Gruppe liegen Moleküle [4].

Abbildung 1. IR-Spektrum der diffusen Reflexion der Chitinprobe.

Abbildung 2. IR-Spektrum der gestörten inneren Totalreflexion einer Chitinprobe.

Absorptionsmaxima bei Wellenlängen von 1700 bis 1 000 cm –1 der IR-Spektren beider Spezies haben eine unwesentliche Diskrepanz mit den charakteristischen Frequenzen bestimmter funktioneller Gruppen [4] und bestätigen die Anwesenheit von Chitin in der untersuchten Probe (Tabelle 1).

Die Maxima der Infrarotabsorption der erhaltenen Probe

http://cosmoport.club/post/ekzoskelety-tarakanov-kak-syre-dlya-polucheniya-hitina

1.4. Chitin und Chitosan von Insekten bekommen

Insekten können als potentielle Quelle für Chitin und Chitosan dienen. Die Hauptmerkmale der Insektenkutikula sind der geringe Mineralstoffgehalt (2-5%), der die Demineralisierungsphase beseitigt, und das Vorhandensein einer großen Menge Melanin (30-40%) in der Kutikula von adulten Insekten, was zur Einführung einer zusätzlichen Stufe führt - der Bleichung.

In der Literatur gibt es wenig Informationen über die Verwendung von Insekten für Chitin und Chitosan. Dies ist auf bestimmte Schwierigkeiten bei der Zucht und Entnahme sowie auf die individuellen Eigenschaften der Rohstoffe zurückzuführen. Insekten werden als Rohstoffe verwendet, die leicht für die Massenzucht geeignet sind (Fliegen, Kakerlaken) oder ein Nebenprodukt anderer Industrien (Seidenraupe, Bienen-Submorphus) sind.

Häutchen Klickkäfer Agriotes tauricus

Eine der wirksamsten Methoden zur Bekämpfung von Pflanzenschädlingen (Colorado-Käfer, Klick-Käfer, Käfer, Drucker usw.) ist die Verwendung von Pheromon-Fallen, die Erwachsene des gleichen Geschlechts anziehen und den Prozess der Massenreproduktion stören. Durch die Installation und Aktualisierung von Pheromonfallen können Sie die Biomasse der Käfer in erheblichen Mengen sammeln (durchschnittlich 45 g Trockenkäfer aus einer Falle pro Tag).

Ein Schema zur Isolierung von Chitin und Chitosan aus der Biomasse getrockneter Klickkäfer umfasst: Entproteinisierung (10% NaOH, 70 ° C, 2 h), Bleichen (3% H)₂Oh!₂, 75-80 ° C, 1 h) und Deacetylierung (50% NaOH, 125-130 ° C, 1,5 h). Unter diesen Bedingungen wurde Chitosan mit den folgenden Eigenschaften erhalten: Ausbeute - 10%, DM-82%, MM-360 kDa. Chitosanhydrolyse
durchgeführt mit den Enzymzubereitungen S. kurssanovii und T.viride bei pH 5,3, Temperatur 45 ° C bzw. 55 ° C [70]. Eigenschaften von Chitosan sind in Tabelle 4 gezeigt.

Charakterisierung von Chitosan aus Schnellkäfern vor und nach der Hydrolyse

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Chitin

Leistungskomponenten - Chitin

Chitin - Leistungskomponenten

Pilze - ein echtes Superprodukt. Sie enthalten B-Vitamine, Kalium, Kupfer, Zink, Selen sowie viele andere Nährstoffe. Was bei der Zusammensetzung der Pilze besonders interessant ist, ist ihre einzigartige Textur, die unter anderen Vertretern der Natur keine Entsprechung hat. Und die Substanz Chitin ist für die „fleischige“ Struktur von Pilzen verantwortlich. Ja, ja, dasselbe Chitin, das aus den Lehren der Biologie bekannt ist und in Schalen von Krebstieren und Insekten enthalten ist. Es ist dank der einzigartigen chemischen Struktur der Pilze in einem separaten Königreich isoliert worden. Aber was ist die Rolle der Natur, die dem Chitin zukommt, abgesehen davon, Muscheln herzustellen und Pilzen Einzigartigkeit zu verleihen?

Was ist Chitin?

Chitin ist das zweithäufigste Biopolymer der Welt.

Nach einigen Schätzungen wird in der Natur genau so viel von dieser Substanz jährlich produziert wie Cellulose. Es ist chemisch gesehen ein unverzweigtes stickstoffhaltiges Polysaccharid. In vivo ist Bestandteil komplexer organischer und anorganischer Verbindungen.

Chitin als natürliches Biopolymer findet sich hauptsächlich im Exoskelett (äußerster Teil des Skeletts) von Garnelen, Krebsen, Hummern und Krebsen. Es wird auch in Pilzen, Hefe, einigen Bakterien und Schmetterlingsflügeln gefunden. Im menschlichen Körper ist es für die Bildung von Haaren und Nägeln sowie im Vogel - Gefieder notwendig. Reines Chitin ist empfindlicher als in Kombination mit anderen Substanzen. Insektenexoskelette sind eine Kombination aus Chitin und Proteinen. Krebstiere bestehen in der Regel aus Chitin und Kalziumkarbonat.

Chitin hat viele kommerzielle Analoga, einschließlich Lebensmittel und pharmazeutische Produkte. Sie werden häufig als Verdickungsmittel und Stabilisatoren für Lebensmittel verwendet und helfen auch bei der Herstellung von essbaren Filmen auf Lebensmitteln.

In Lebensmitteln wird Chitin in einer modifizierten und bioverfügbaren Form von Chitosan präsentiert. Chitosan ist ein Derivat von Chitin, das durch Exposition gegenüber einer Substanz mit Temperatur und Alkali gebildet wird. Wie die Wissenschaftler sagen, ähnelt diese Substanz in ihrer Zusammensetzung den Geweben des menschlichen Körpers. Für industrielle Zwecke wird es aus den Muscheln von Krebstieren erhalten.

Entdeckungsgeschichte

Die Entdeckung des Chitins erfolgt 1811, als Professor Henry Brakonno es erstmals in Pilzen entdeckte. Der Wissenschaftler mit besonderem Interesse begann, eine unbekannte Substanz zu studieren, die nicht anfällig für den Einfluss von Schwefelsäure war. Dann (1823) wurde diese Substanz in den Flügeln der Maikäfer gefunden und nannte sie "Chitin", was auf Griechisch "Kleidung, Scheide" bedeutet. Dieses Material ähnelte strukturell Cellulose, war jedoch deutlich stärker. Zum ersten Mal wurde die Struktur des Chitins vom Schweizer Chemiker Albert Hofmann bestimmt. Und im Jahr 1859 lernte die gelehrte Welt Chitosan. Nachdem Chemiker Chitin von Kalzium und Proteinen befreit haben. Wie sich herausstellte, wirkt sich diese Substanz auf fast alle Organe und Systeme des menschlichen Körpers aus.

Im Laufe des nächsten Jahrhunderts schwand das Interesse an Chitin etwas und erst in den 1930er Jahren wuchs es mit einer neuen Kraft. In den 70er Jahren begann die Produktion einer Muschelschale.

Chitin in der Natur

Wie bereits erwähnt, ist Chitin der Hauptbestandteil des Exoskeletts (des äußeren Teils des Skeletts) vieler Arthropoden wie Insekten, Spinnen und Krebstieren. Die Exoskelette dieser starken und festen Substanz schützen die empfindlichen und weichen Gewebe von Tieren ohne innere Skelette.

Chitin ähnelt in seiner Struktur Cellulose. Auch die Funktionen dieser beiden Substanzen sind ähnlich. Da Zellulose den Pflanzen Kraft verleiht, stärkt Chitin tierisches Gewebe. Diese Funktion wird jedoch nicht unabhängig ausgeführt. Ihm helfen Proteine, darunter auch elastisches Resilin. Die Stärke des Exoskeletts hängt von der Konzentration bestimmter Proteine ​​ab: Ob es hart sein wird, wie die Hülle eines Käfers, oder weich und flexibel wie die Krabbengelenke. Chitin kann auch mit nicht-proteinhaltigen Substanzen wie Calciumcarbonat kombiniert werden. In diesem Fall bilden sich die Schalen von Krebstieren.

Tiere, die aufgrund der Steifheit der Rüstung außen ein "Skelett" tragen, sind relativ unflexibel. Gliederfüßer können Gliedmaßen oder Körpersegmente nur in den Gelenken beugen, wo das Exoskelett dünner ist. Daher ist es für sie wichtig, dass das Exoskelett der Anatomie entspricht. Neben der Rolle einer harten Schale verhindert Chitin das Austrocknen und Austrocknen der Körper von Insekten und Arthropoden.

Aber Tiere wachsen, was bedeutet, dass sie von Zeit zu Zeit die Größe der Rüstung korrigieren müssen. Da die Chitinkonstruktion jedoch nicht mit Tieren wachsen kann, werfen sie die alte Hülle ab und beginnen, ein neues Exoskelett mit den Drüsen der Epidermis zu sekretieren. Und während sich die neue Rüstung verhärtet (und dies wird einige Zeit dauern), werden Tiere extrem verletzlich.

In der Zwischenzeit gab die Natur der Chitinschalen nur kleine Tiere an, eine solche Rüstung würde größere Tiere der Fauna nicht schützen. Es wäre nicht an wirbellose Tiere herangegangen, weil Chitin im Laufe der Zeit immer dicker und schwerer wird, was bedeutet, dass sich Tiere unter dem Gewicht dieser Schutzpanzerung nicht bewegen konnten.

Biologische Rolle im Körper

Im menschlichen Körper reduziert Chitin, das die Fähigkeit hat, essbare Lipide zu binden, die Absorptionsaktivität von Fetten im Darm. Dadurch werden die Cholesterin- und Triglyceridwerte im Körper reduziert. Auf der anderen Seite kann Chitosan den Calciumstoffwechsel beeinflussen und seine Ausscheidung im Urin beschleunigen. Außerdem kann diese Substanz den Vitamin-E-Spiegel deutlich senken, wirkt sich jedoch positiv auf die Mineralstoffzusammensetzung des Knochengewebes aus.

Im Körper spielt Chitin-Chitosan die Rolle einer antibakteriellen Substanz.

Aus diesem Grund ist es in einigen Wundpflegeprodukten enthalten. In der Zwischenzeit kann die langfristige Verabreichung von Chitin die gesunde Mikroflora des Gastrointestinaltrakts stören und das Wachstum der pathogenen Mikroflora erhöhen.

Chitin- und Chitosanfunktionen:

• Babynahrung Komponente;
• nützliche Nahrungsergänzung;
• reduziert Cholesterin;
• Faserquelle;
• fördert die Reproduktion von Bifidobakterien
• hilft bei Laktoseintoleranz;
• wichtig für den Gewichtsverlust;
• Antiulkuskomponente;
• für die Knochenfestigkeit erforderlich;
• hat eine positive Wirkung auf die Augengesundheit;
• beseitigt Zahnfleischerkrankungen;
• Antitumormittel;
• Bestandteil von Kosmetika;
• Bestandteil vieler medizinischer Geräte;
• Aroma, Konservierungsmittel;
• zur Herstellung von Textilien, Papier;
• Saatgutbehandlung;
• wichtig für die Wasserreinigung.

Was benötigt wird

Es gibt einige wissenschaftliche Beweise, die die Wirkung von Chitin auf die Senkung der Cholesterinkonzentrationen vermuten lassen. Diese Eigenschaft macht sich insbesondere bei der Kombination von Chitosan und Chrom bemerkbar. Diese Wirkung am Beispiel von Ratten wurde 1980 erstmals von japanischen Wissenschaftlern nachgewiesen. Die Forscher entdeckten, dass die Senkung des Cholesterins auf die Fähigkeit von Chitin zurückzuführen ist, Lipidzellen zu binden, wodurch deren Aufnahme durch den Körper verhindert wird. Dann gaben die norwegischen Wissenschaftler ihre Ergebnisse bekannt: Um den Cholesterinspiegel um fast 25 Prozent zu senken, ist es notwendig, zusätzlich zu den Diäten 8 Wochen Chitosan einzunehmen.

Die positive Wirkung von Chitin wird auch von den Nieren wahrgenommen. Diese Substanz ist besonders wichtig für die Aufrechterhaltung eines optimalen Wohlbefindens bei Menschen, die sich einer Hämodialyse unterziehen.

Einfluss auf die Haut ist die Fähigkeit, Wunden zu heilen.

Nahrungsergänzungsmittel, die Chitosan enthalten, helfen dabei, ein gesundes Gewicht zu halten.

Wirkt auf den Körper nach dem Prinzip der löslichen Ballaststoffe. Dies bedeutet, dass es die Funktion der Verdauungsorgane verbessert, den Durchgang von Nahrung durch den Darmtrakt beschleunigt und die Beweglichkeit des Darms verbessert.

Verbessert die Struktur von Haar, Nägeln und Haut.

Nützliche Eigenschaften

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Chitin und seine Derivate nicht toxisch sind und daher in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sicher angewendet werden können. Nach einigen Angaben nehmen nur in den USA und in Japan etwa 2 Millionen Menschen Nahrungsergänzungsmittel auf Chitinbasis ein. Und ihre Zahl wächst nur. Japanische Ärzte empfehlen den Patienten übrigens, Chitin als Mittel gegen Allergien, Bluthochdruck und Arthritis einzunehmen.

Außerdem ist bekannt, dass Chitin unter dem Einfluss von Mikroorganismen vollständig abgebaut wird und daher eine umweltfreundliche Substanz ist.

Chitin und...

... Verdauung

Die Einführung von Chitin in der üblichen Ernährung - dies ist das Beste, was eine Person für ihre Gesundheit tun kann. So sagen zumindest einige Forscher. Schließlich hilft der Konsum dieser Substanz nicht nur beim Abnehmen, sondern senkt auch den Blutdruck, verhindert das Auftreten von Geschwüren im Verdauungssystem und erleichtert die Verdauung von Nahrungsmitteln.

Mehrere in Japan und Europa durchgeführte Studien haben gezeigt, dass Chitin und seine Derivate zum Wachstum nützlicher Bakterien im Darm beitragen. Wissenschaftler haben auch Grund zu der Annahme, dass Chitin nicht nur die Funktion des Dickdarms verbessert (wodurch das Reizdarm-Syndrom beseitigt wird), sondern auch die Bildung von bösartigen Tumoren und Polypen in den Geweben verhindert wird.

Es ist bewiesen, dass diese einzigartige Substanz vor Gastritis schützt, Durchfall abhält, Verstopfung lindert und Giftstoffe entfernt.

... Laktose

Dies mag überraschen, aber die Ergebnisse der Forschung bestätigen die Richtigkeit dieser Annahme. Chitin erleichtert die Laktoseintoleranz. Die Ergebnisse der Experimente überraschten sogar Wissenschaftler. Es stellte sich heraus, dass vor dem Hintergrund von Chitin selbst Nahrungsmittel, die zu 70 Prozent aus Laktose bestehen, keine Verdauungssymptome verursachen.

…Übergewicht

Heute gibt es Hinweise darauf, dass Chitin ein Fettblocker ist. Wenn eine Person dieses Kohlenhydrat zu sich nimmt, bindet es an Lipide, die mit der Nahrung aufgenommen werden. Als unlösliche (unverdauliche) Komponente gibt die gleiche Fähigkeit automatisch gebundenes Fett frei. Als Ergebnis stellt sich heraus, dass dieses seltsame „Blasen“ mit seinem Körper reist, ohne dass es von ihm absorbiert wird. Es wurde experimentell festgestellt, dass für die Gewichtsabnahme 2,4 g Chitosan pro Tag verbraucht werden müssen.

... Wundheilung

Chitin ist eine der wichtigsten Substanzen für Patienten mit Brandwunden. Es hat eine bemerkenswerte Kompatibilität mit lebendem Gewebe. Wissenschaftler haben festgestellt, dass Wunden durch diese Substanz schneller heilen. Es stellte sich heraus, dass die saure Mischung von Chitin die Heilung von Verletzungen nach unterschiedlich starker Verbrennung beschleunigt. Das Studium dieser Fähigkeit zum Chitin wird jedoch fortgesetzt.

... Mineralisierung

Dieses Polysaccharid spielt eine entscheidende Rolle bei der Mineralisierung verschiedener Gewebe. Und das Hauptbeispiel dafür sind die Muscheln von Mollusken. Forscher, die diese Fähigkeit des Chitins untersucht haben, haben große Hoffnungen in diese Substanz als Komponente für die Erholung von Knochengewebe.

"Hast du die Heuschrecke zum Mittagessen bestellt?"

In den 1990er Jahren "brach" Chitosan in der Lebensmittelindustrie. Bei der Werbung für neue Nahrungsergänzungsmittel wiederholten Hersteller, dass sie Gewichtsabnahme und Cholesterin begünstigen, Osteoporose, Bluthochdruck und Magengeschwüren vorbeugen.

Natürlich begann der Einsatz von Chitin in Lebensmitteln nicht am Ende des letzten Jahrhunderts. Diese Tradition ist mindestens mehrere tausend Jahre alt. Seit undenklichen Zeiten konsumieren die Bewohner des Nahen Ostens und Afrikas Heuschrecken als gesunde und nahrhafte Speise. Die Erwähnung von Insekten in der Rolle des Essens findet sich in den Seiten des Alten Testaments, in den Aufzeichnungen des antiken griechischen Historikers Herodot, in den römischen Annalen, in den Büchern der Islamisten und in den Legenden der Azteken.

In einigen afrikanischen Ländern wurde getrocknete Heuschrecke mit Milch als traditionelles Gericht betrachtet. Im Osten gab es die Tradition, einem Ehemann Insekten als höchstes Geschenk zu geben. Im Sudan galten Termiten als Delikatesse, und die Azteken hatten Ameisen als Highlight ihrer Dinnerpartys gekocht.

Es gibt verschiedene Meinungen zu ähnlichen gastronomischen Vorlieben. Aber in vielen Ländern des Ostens verkaufen und verkaufen sie bereits die Heuschrecken, in Mexiko bereiten sie Heuschrecken und Wanzen vor, Filipinos genießen verschiedene Cricket-Gerichte, und in Thailand sind Touristen bereit, bestimmte Köstlichkeiten aus Käferlarven, Grillen, Raupen und Libellengerichten anzubieten.

Heuschrecken-Alternative zu Fleisch?

In der modernen Welt wird Käferessen anders behandelt. Man wirft nur bei dem Gedanken in die Hitze, dass jemand irgendwo anstelle der Samen von Kakerlaken klickt. Andere entscheiden sich für gastronomische Exotik und bereisen die Welt. Und für den dritten dienen Heuschrecken und die gesamten chitinösen Brüder als gewöhnliche Nahrung, die seit Hunderten von Jahren hoch geschätzt wird.

Diese Tatsache konnte die Forscher nur interessieren. Sie begannen zu studieren, was Menschen durch den Verzehr von Insekten bekommen können. Wie zu erwarten war, haben Wissenschaftler festgestellt, dass all diese „summenden Exoten“ den Menschen mit Chitin versorgen, was zweifellos schon ein Plus ist.

Bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Insekten stellte sich außerdem heraus, dass einige fast so viel Eiweiß enthalten wie Rindfleisch. Zum Beispiel enthalten 100 g Heuschrecken 20,5 g Eiweiß, was nur 2 g weniger ist als in Rindfleisch. In Mistkäfern - etwa 17 g Proteine, in Termiten - 14 und in Bienenkörpern etwa 13 g Proteine. Und alles wäre gut, aber das Sammeln von 100 Gramm Insekten ist viel schwieriger als das Kaufen eines 100-Gramm-Stücks Fleisch.

Was auch immer es war, aber am Ende des 19. Jahrhunderts gründete der Brite Vincent Holt einen bestimmten neuen Trend für Feinschmecker und nannte ihn Entomophagie. Anhänger dieser Bewegung, statt Fleisch fressend oder vegetarisch, "bekamen" Nahrung durch Insekten. Befürworter dieser Diät betrachteten ihre an Chitin reiche Diät, die fast therapeutisch ist. Und Gerichte von Ihrer Speisekarte sind gesünder und sauberer als tierische Produkte.

http://products.propto.ru/article/hitin

“Proceedings of BSU 2016, Band 11, Teil 1 Bewertungen UDC 547.458 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN, WENN SIE CHITIN UND CHITOSAN VON INSEKTEN ERHALTEN V.P. Kurchenko1, S.V. Bug1,. "

Verfahren der BSU 2016, Band 11, Teil 1 Reviews

TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN ZUR ERHALTUNG VON CHITIN UND CHITOSAN

VON INSEKTEN

V.P. Kurchenko1, S.V. Buga1, N.V. Petrashkevich1, T.V. Butkevich1, A.A. Vetoshkin1,

E.L. Demchenkov2, A.D. Lodygin2 O. Yu. Zueva3, V.P. Varlamov3, O.I. Borodin4

Belarussische Staatliche Universität, Minsk, Republik Belarus, Nordkaukasus-Föderative Universität, Stavropol, Institut für Bioengineering der Russischen Föderation, FGU FITS Grundprinzipien der Biotechnologie der Russischen Akademie der Wissenschaften, Moskau, Russische Föderation SNPO NPC Belarus über Bioresources, Minsk, Republik Belarus E-Mail : [email protected] Einleitung Chitin wurde 1821 von G. Bracon, Direktor des Botanischen Gartens der Akademie der Wissenschaften in Nancy, entdeckt. Während chemischer Experimente isolierte er eine Substanz aus Pilzen, die nicht in Schwefelsäure gelöst werden konnte und nannte sie "Pilz". Nach zwei Jahren im Jahr 1823 isolierte der französische Wissenschaftler A. Odier die Elemente des Exoskeletts von Insekten und Vogelspinnen, isolierte dieselbe Substanz aus dem Elytra der Insekten und schlug vor, den Begriff „Chitin“ zu verwenden. Im Jahr 1859 wurde durch alkalische Exposition zunächst die deacetylierte Form von Chitin, "Chitosan" genannt, erhalten. Zum Zeitpunkt der Entdeckung von Chitosan zeigten die Wissenschaftler jedoch kein angemessenes Interesse daran, und erst in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts widmeten sie sich wieder der Substanz selbst und den Möglichkeiten ihrer praktischen Verwendung.

In den letzten Jahren ist das Interesse an der Erforschung und Entwicklung von Technologien für die Verwendung von Chitosan gestiegen [1]. Abbildung 1 verdeutlicht den lawinenartigen Anstieg der Zahl der Veröffentlichungen zu diesem Thema in den letzten 20 Jahren. Die Gesamtzahl der Veröffentlichungen für 1990-1999. war 215 und allein im Jahr 2015 wurden mehr als 1600 veröffentlicht.

Anzahl der Publikationen Jahre Abbildung 1 - Anzahl der Publikationen zur Verwendung von Chitosan gemäß den Daten für Oktober 2016 in der Web of Science-Datenbank.

Chitin ist nach Cellulose das zweithäufigste natürliche Polymer. Dieses Biopolymer ist Teil des Exoskeletts und anderer Skelettelemente von Arthropoden, der Zellwand von Pilzen, Algen usw. Chitin ist das Proceedings of BGU 2016, Band 11, Teil 1 Ein lineares Polysaccharid, bestehend aus N-Acetyl-2-amino-2-desoxy- D-Glucopyranose, verbunden durch 1 bis 4 glycosidische Bindungen (Abbildung 2). Aus natürlichen Quellen isoliertes Chitin enthält in der Regel 5–10% Reste an 2-Amino-2-desoxy-D-glucose [2, 3].

Abbildung 2 Strukturformel von Chitin Chitin wird in Chitinorganismen in Komplexen mit Proteinen, Glucanen, gefunden.

Die Biosynthese des Chitinmoleküls findet unter Beteiligung des Chitinsynthetase-Enzyms in speziellen zellulären Organellen, Chitosomen, statt, was durch sequentiellen Transfer von N-Acetyl-D-glucosaminresten von Uridindiphosphat-N-acetyl-D-glucosamin zu einer Verlängerungspolymerkette erfolgt.

Chitin ist ein hochkristallines Polymer mit intra- und intermulekularen Bindungen zwischen Hydroxylgruppen sowie Aminoacyl- und Hydroxylgruppen. Chitin weist drei polymorphe Modifikationen mit unterschiedlicher Mikrofibrillenorientierung auf. Die häufigste Form ist in der Schale von Krebstieren und einigen Mollusken, der Kutikula von Insekten, der Zellwand von Pilzen vorhanden. Es ist eine dicht gepackte antiparallele Polymerkette. Im Fall von β-Formen sind Polymerketten parallel und aufgrund schwächerer intermolekularer Wasserstoffbrückenbindungen löslicher und schwellfähiger [4].

Chitin ist in Wasser, Laugen, verdünnten Säuren, Alkoholen und anderen organischen Lösungsmitteln unlöslich und in konzentrierter Salz-, Schwefel- und Ameisensäure sowie in einigen Salzlösungen löslich, wenn es erhitzt wird und wenn es gelöst ist, wird es signifikant depolymerisiert [7]. Es ist in der Lage, Komplexe mit organischen Substanzen zu bilden: Cholesterin, Proteine, Peptide, und hat eine hohe Sorptionskapazität für Schwermetalle, Radionuklide. Chitin zersetzt sich nicht unter der Wirkung von Säugetierenzymen, sondern wird durch bestimmte Enzyme von Insekten, Pilzen und Bakterien hydrolysiert, die für den Abbau von Chitin in der Natur verantwortlich sind [8].

Chitin hat zwei Hydroxylgruppen, von denen eine bei C-3 sekundär ist und die zweite bei C-6 primär ist. Für diese funktionellen Gruppen kann es chemisch modifiziert werden, um Derivate mit gewünschten funktionellen Eigenschaften herzustellen. Unter ihnen sind einfache (z. B. Carboxymethyl) und Ester [9, 10, 11]. Unter den verschiedenen Derivaten dieses Polymers ist Chitosan am leichtesten zugänglich.

Chitosan ist ein deacetyliertes Chitin-Derivat, bei dem es sich um ein Polymer aus α-D-Glucosamin-Einheiten handelt (Abbildung 3).

Verfahren der BSU 2016, Band 11, Teil 1 Rezensionen Die Grundlage für die Gewinnung von Chitosan ist die Eliminierungsreaktion aus der Chitin-Struktureinheit - der Acetylgruppe. Die Deacetylierungsreaktion kann von einem gleichzeitigen Aufbrechen der glycosidischen Bindungen des Polymers begleitet sein, und Chitosan weist daher aufgrund der unvollständigen Beendigung der Deacetylierungsreaktion und des Bruchs der Polymerkette eine strukturelle Heterogenität auf [2].

Abbildung 3 Strukturformel von Chitosan

Bei der Arbeit mit Chitin und Chitosan sollten deren Molekulargewicht, Deacetylierungsgrad (DM) oder Acetylierungsgrad (CA) berücksichtigt werden. Der Deacetylierungsgrad gibt den relativen molaren Gehalt an Aminogruppen im Polymer an, den Acetylierungsgrad - den relativen molaren Gehalt der N-Acetylgruppen. Derzeit gibt es keine allgemein akzeptierten Kriterien für die Unterscheidung zwischen Chitosan und Chitin, abhängig vom Gehalt an N-Acetylgruppen. Der Einfachheit halber kann diese bedingte Grenze nach dem Acetylierungsgrad gezogen werden, der für Chitin mehr als 50% und für Chitosan weniger als 50% beträgt [2].

Im Gegensatz zu praktisch unlöslichem Chitin ist Chitosan in verdünnten anorganischen Säuren (Salzsäure, Salpetersäure) und organischen (Ameisensäure, Essigsäure, Bernsteinsäure, Milchsäure, Maleinsäure) löslich, aber in Zitronen- und Weinsäure unlöslich [12]. Diese Eigenschaft eröffnet breite Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen, in der Landwirtschaft und in der Medizin.

Die Aminogruppen des Chitosanmoleküls haben eine ionische Dissoziationskonstante (pKa) von 6,3–6,5 [13]. Unterhalb dieses Wertes werden die Aminogruppen protoniert und Chitosan ist ein kationischer, hochlöslicher Polyelektrolyt. Oben sind Aminogruppen deprotoniert und das Polymer ist unlöslich. Diese Abhängigkeit der Löslichkeit vom pH-Wert ermöglicht es, Chitosan in verschiedenen Formen zu erhalten: Kapseln, Filme, Membranen, Gele, Fasern usw.

Die Löslichkeit von Chitosan in schwach sauren wässrigen Lösungen erhöht sich signifikant mit abnehmendem Molekulargewicht und steigendem Deacetylierungsgrad.

Hochmolekulares Chitosan mit einem Deacetylierungsgrad von 70–80% ist in wässrigen Lösungen bei einem pH-Wert von 6,0–7,0 schlecht löslich, was die Möglichkeiten seiner praktischen Anwendung erheblich einschränkt [14].

Chitosan hat im Gegensatz zu Chitin eine zusätzliche reaktive funktionelle Gruppe (Aminogruppe NH2), daher können neben Ethern und Estern aus Chitosan N-Derivate verschiedener Typen erhalten werden, was die Verwendungsmöglichkeiten erheblich erweitert.

Chitosan hat in den meisten Fällen eine vielfältige biologische Aktivität.

Aufgrund der hohen positiven Ladung hat es eine hohe Affinität für die Sorption von Proteinmolekülen, Pestiziden, Farbstoffen, Lipiden, Chelatbildung von Metallionen (Cu2 +, Ni2 +, Zn2 +, Cd2 +, Hg2 +, Pb2 +, Cr3 +, VO2 +, UO22 +) und Radionukliden [15]. Produkte auf der Basis von Chitosan sind biologisch abbaubar, strahlenresistent und biokompatibel.

Chitosan und seine Derivate zeigen antibakterielle, immunstimulierende, Antikrebsmittel, Wundheilung und andere Eigenschaften. Aufgrund der Toxizität gehört Chitosan zur 4. Klasse und gilt als sicher [2], weshalb dieses Polymer in fast allen Bereichen, wie Medizin, Lebensmittel, mehr Verwendung findet.Verfahren von BGU 2016, Band 11, Teil 1 Umfragen Industrie, Landwirtschaft, Atomkraft Energie, Textilindustrie usw. [1].

Anwendungen von Chitin und Chitosan Unter Berücksichtigung der einzigartigen Eigenschaften von Chitin und Chitosan wurden in den letzten Jahren die Erforschung dieser natürlichen Polymere und die Entwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen ihrer praktischen Anwendung erheblich intensiviert. Bis heute gibt es mehr als 200 Anwendungen dieser Biopolymere.

Kosmetikindustrie Aufgrund der filmbildenden Eigenschaften dieser Polysaccharide werden in der Kosmetikindustrie kosmetische Cremes verwendet, die den Wasserverlust reduzieren und die Wirksamkeit von UV-Filtern [16] erhöhen, sowie in Haarpflegemitteln (Shampoos, Balsame, Lotionen) zur Verbesserung der Kämmbarkeit reduzieren statische Aufladung, verhindern Schuppen und verbessern den Haarglanz. Chitosan kann auch als Geliermittel in Flüssigseifen, Gel-Zahnpasten und Nagellacken mit bakteriziden Eigenschaften wirken [2]. In der Parfümerie zur Herstellung von Parfums als Aromastabilisator [17].

Medizin In der Medizin werden diese Biopolymere in Form von Pulvern, Salben, Gelen, Pulvern, Verbänden, Schwämmen und künstlicher Haut zur Behandlung und Beseitigung von Defekten, Läsionen und Verbrennungen der Mundschleimhaut und der Zähne [18], zur Reparatur von Defekten und zur Regeneration des Knochengewebes verwendet zur Wundheilung, zum mechanischen Schutz und zur Stimulierung der Regenerationsprozesse von geschädigtem Gewebe (3-4-fach schnellere Heilung ist vorgesehen) [19]. Chitosansulfat, das gerinnungshemmend wirkt, wird als Heparin-Analogon verwendet, das die Blutgerinnung verlangsamt und Blutgerinnsel verhindert [22]. Aufgrund seiner biologischen Abbaubarkeit, Biokompatibilität und geringen Toxizität wird Chitosan als funktionelles Material als Grundlage für die Herstellung von Membranen mit adhäsiven Eigenschaften, Filmen, Nanopartikeln und Nanosystemen zur Abgabe von Vitaminen, Proteinen, Peptiden und Medikamenten verwendet, die auf verschiedene Weise (oral, nasal, parenteral) verabreicht werden. mit längerer Wirkung [20, 21].

Landwirtschaft In der Landwirtschaft kann Chitosan als Auslöser verwendet werden, wodurch systemische und langanhaltende Krankheitsresistenz in Pflanzen gegen die Erreger verschiedener Krankheiten (Bakterien, Pilze, Viren) während der Saatgutbehandlung vor der Aussaat und während der Pflanzenverarbeitung in der Verzweigungsphase und als Biostimulansversuch verursacht wird Steigerung des Gemüseertrags um 25–40% [23] sowie zur Verbesserung des Bodens in Kompositionen mit natürlichen oder künstlichen Düngemitteln [24] Ökologie Aus Umweltgründen können Chitosan und Chitin ut verwendet, um Abwasser aus der Schwermetalle, Radionuklide, Proteine, Kohlenwasserstoffe, Pflanzenschutzmittel, Farbstoffe und Bakterienzellen [25] zu reinigen.

Lebensmittelindustrie In der Lebensmittelindustrie hat Chitosan die breiteste Anwendung gefunden (Abbildung 4). Es wird als Emulgator für einfache und mehrkomponentige Emulsionen zur Stabilisierung homogener und heterogener Systeme bei der Herstellung von Pudding, Mousses, Gelees und zur Fraktionierung von Rohmilch eingesetzt. Es wird als Verdickungsmittel für Saucen, Gewürze, Pasteten, Pasten, für das Panieren von Flüssigkeiten und als Strukturierungsmittel für diätetische Lebensmittel verwendet, die die Entfernung von Radionukliden aus dem Körper fördern, sowie zum Klären von Flüssigkeiten bei der Herstellung von Weinen, Bier, Säften und Molke [2].

Aufgrund der bakteriziden Eigenschaften können diese Polysaccharide als Konservierungsmittel zur Unterdrückung pathogener und bedingt pathogener Mikroflora und Verfahren der BGU 2016, Band 11, Teil 1, Übersichten über den biologischen Wert von Lebensmitteln und Getränken sowie bei der Herstellung von Filmen zur Lagerung verschiedener Arten von Lebensmittelprodukten verwendet werden [26]. Am bekanntesten ist die schützende Wirkung von Chitosanfilmen, die auf die Oberfläche von Obst und Gemüse aufgetragen werden - Äpfel, Zitrusfrüchte, Erdbeeren, Tomaten, Paprika. Homogene, flexible, rissfreie Chitosanfilme haben eine selektive Permeabilität, daher spielen sie auf der Oberfläche von Obst und Gemüse die Rolle eines mikrobiellen Filters und / oder regulieren die Zusammensetzung von Gasen sowohl an der Oberfläche als auch in der Masse der Gewebe, wodurch die Aktivität und Art der Atmung beeinflusst wird Das Ganze trägt zur Verlängerung der Haltbarkeit von Erzeugnissen pflanzlichen Ursprungs bei.

Abbildung 4 - Anwendungen von Chitosan in der Lebensmittelindustrie

Chitosan bezieht sich außerdem auf Ballaststoffe, die vom menschlichen Körper nicht absorbiert werden. In der sauren Umgebung des Magens bildet es eine Lösung mit hoher Viskosität. Als Nahrungsmittelkomponente oder als therapeutisches und prophylaktisches Medikament weist Chitosan die Eigenschaften eines Enterosorbens, eines Immunomodulators, eines Anti-Sklerose- und Anti-Arthrosefaktors, eines Säureregulators für den Magen, eines Pepsininhibitors usw. auf. [27]

Unterschiedliche Rohstoffquellen unterscheiden sich durch den Gehalt an Chitin in ihnen (6–30% (bezogen auf die Trockensubstanz) in der Schale von Krebstieren, 10–14% in Hydroidenpolypen, 18–20% in der Biomasse filamentöser Pilze, 60–65% in Integumentargewebe von Schaben, 40–50% - bei der Einreichung von Bienen (höhere und niedrigere Pilze) sowie Struktur und Eigenschaften [2, 28]. Um diese Biopolymere mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten, ist es daher notwendig, chitosanhaltige Quellen zu untersuchen und Verfahren zur Isolierung der Zielkomponente zu entwickeln.

Die Hauptquellen von Chitin und Chitosan, Chitin, sind im Exoskelett von Arthropoden (Krebstiere, Insekten), Skelettelementen des marinen Zooplanktons, der Zellwand von Pilzen und Hefen sowie Chordophor-Röhrchen vorhanden [29]. Dieses Polymer ist auch in den Wänden von Ziliarzwiebeln und Nadeln vertreten.Verfahren von BGU 2016, Band 11, Teil 1 Diatome-Reviews, Grün-, Gold- und Haptophyten-Algenzellen [30]. In prokaryotischen Organismen und Pflanzen fehlt es.

Krebstiere (Krustentiere) Derzeit sind die Hauptquelle für Chitin und Chitosan Arthropoden, nämlich Krebstiere. Die am besten zugänglichen industriellen Rohstoffe zur Gewinnung von Chitosan sind Abfälle aus der Verarbeitung von shell-haltigen marinen Hydrobionten: Krabben, Garnelen, Hummer usw. Das Hauptmerkmal solcher Rohstoffe sind die fehlenden Kosten für die Züchtung und den Anbau [31].

In Krustentierschalen liegt es in Chitin-α-Form vor, wodurch Nanofibrillen mit einem Durchmesser von 3 nm gebildet werden, die 19 Molekülketten mit einer Länge von etwa 0,3 µm enthalten [32]. Chitin bildet Komplexe mit Proteinen (bis zu 50%), die mit Asparaginsäure- und / oder Histidinresten, Mineralien (amorphen Carbonaten und Calciumphosphaten) und Pigmenten (Lutein, Carotin, Astaxanthin) in Wechselwirkung treten, die mechanische Festigkeit und Elastizität verleihen [33].

Krabbenunternehmen aus dem fernen Osten Russlands als Rohstoffe für die Herstellung von Chitin und Chitosan bereiten die Muscheln des Cachalothorax und die Extremitäten der folgenden Krabbenarten vor: Kamtschatka (Paralithodes camtschaticus), Blau (Paralithodes platypus), Äquipodular (Lithodes aequispina) und auch die Krabben des 4. Jahrhunderts. und Bairdy (Chionoecetes bairdi). Natürliches Chitin von Krabben ist nicht vollständig acetyliert und enthält bis zu 82,5% Acetylglucosoamin, 12,4% Glucosamin und 5% Wasser [2]. Die chemische Zusammensetzung von Muscheln von Krabben und anderen Krebstieren ist in Tabelle 1 dargestellt.

Cam Crusader Gammarus (Rivulogammarus) lacustris ist ein weiteres sehr massives und leicht abgebautes Objekt. Ihre Reserven werden in Tausenden Tonnen berechnet, und der Fang ist nicht mit einer Störung des biologischen Gleichgewichts in Gewässern verbunden. Der relativ hohe Chitingehalt (25–30%) und die geringe Schalendicke (100–500 µm) erleichtern die Verarbeitung zu Chitin und Chitosan [34].

Eine weitere vielversprechende Quelle ist der antarktische Krill (Euphausia superba), der im Atlantik, im Pazifik und im Indischen Ozean der Antarktis massiv ist. Einige Reserven belaufen sich nach Schätzungen auf 50 Millionen Tonnen, die Ausbeute an Chitin nach der Verarbeitung von Rohkrill liegt bei etwa 1%.

Heute wird der Weltfisch von Krill auf 100.000 Tonnen geschätzt, und seine derzeitige Ressourcenbasis könnte fast das ganze Jahr über Fischfang bieten [35].

BGU Proceedings 2016, Band 11, Teil 1 Rezensionen Pilze (Pilze) Pilze sind eine verfügbare Quelle für Chitin und Chitosan. Die Zellwand fast aller Pilze außer Acrasiales enthält Chitin. Der Gehalt an Chitin ist bei Pilzen verschiedener Taxa unterschiedlich und unterliegt in Abhängigkeit von den Anbaubedingungen und der systematischen Körperposition erheblichen Schwankungen, die zwischen 0,2% und 26% des Trockengewichts betragen. Beispielsweise beträgt der Chitingehalt pro Gramm trockener Biomasse für Aspergillaceae 20–22%, für Penicillium 4–5,5%, für höhere Pilze 3–5% und für Schweinepilze 6,7%. Der Gehalt an Chitin ist selbst bei Pilzen derselben Gattung nicht gleich. Unter den Mikromyceten der Aspergillaceae-Familie enthält der Chitin-Gehalt in A. flavus beispielsweise bis zu 22% des Trockengewichts, in A. niger - 7,2% und in A. parasiticus - 15,7%. Der relative Chitingehalt in einigen Pilzen variiert beträchtlich innerhalb der Speziesgrenzen und beträgt 11,7% bis 24% der Trockenmasse verschiedener A. niger-Stämme.

Es wird festgestellt, dass dieses Polysaccharid in 29 Hefearten außer Schizosaccharomyces vorhanden ist. In Hefe gibt es eine α-Chitinform mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 25 kDa, die 1 bis 3% der Gesamtmasse beträgt [36].

Die Zellwand von Pilzen ist ein in die amorphe Matrix eingebettetes System von Mikrofibrillen. Solche Fibrillen oder Skelettkomponenten können in Abhängigkeit von der Pilzart aus Cellulose, Glucan und Chitin aufgebaut sein. Die verbleibenden Polysaccharide, Proteine, Pigmente und Lipide dienen als Zementierungsmittel und bilden chemische Bindungen mit dem mikrofibrillären Teil der Zellwand.

-1,3-Glucane bilden aufgrund von kovalenten Bindungen den dauerhaftesten Komplex mit Chitin, den sogenannten Chitin-Glucan-Komplex (CHGC), der das "Gerüst" der Pilzzelle bildet. In der Zellwand bestimmt die Chitinsynthese das Aussehen der Zelle, ihre chemische Zusammensetzung und ist eng mit Turgor, morphogenetischer Entwicklung, Lipidsynthese, der Aktivität einer Reihe von Enzymen sowie dem Kernapparat der Pilzzelle verwandt. Chitin aus Pilzen kann auf zwei Arten gewonnen werden: durch gezielte Fermentation und aus den Produktionsabfällen von organischen Säuren, Enzymen und Antibiotika. Die Abtrennung von Glucanen von Chitin ist schwierig, daher ist es sinnvoller, Chitin-Glucan- und Chitosanglucan-Komplexe zu erhalten. Chitosan kann auch direkt isoliert werden, was Teil der Zellwand einiger filamentöser Pilze ist, wie Mucor-Arten, Rhizopus-Arten, Absidia coerulea, A. glauca, A. orchidis [37, 38].

Insekten (Insecta) Insekten sind mit über einer Million Arten die zahlreichste Klasse der Tierwelt. Die Integumente des Körpers von Insekten bestehen aus zwei heterogenen Formationen - lebenden Zellen der Epidermis und nichtzellulären Kutikula - dem Produkt der Selektion dieser Zellen.

Die Kutikula bildet den äußeren Körper des gesamten Körpers und ist in zwei Schichten unterteilt.

Die dicke innere Schicht des Procutikels (bis zu 200 μm dick) zeichnet sich durch einen hohen Wassergehalt (30–40%) aus und besteht aus Chitinfasern, die in eine Proteinmatrix eingebettet sind. Die dünne äußere Schicht des Epikutikels ist chitinfrei (1–3 µm dick) [39].

Das wasserdurchlässige Procutikul hat die Funktion des mechanischen Schutzes von Geweben und Zellen, und das wasserdichte Epikutikel schützt vor dem Austrocknen. Procuticula gliedert sich in ein weiches Endokutikel neben der Epidermis und ein stärkeres Exokutikel darüber. Im Bereich der Endocutulas werden die Verfestigungs- und Pigmentierungsprozesse nicht dargestellt. Die Polymermoleküle des Chitin-Protein-Komplexes bilden alternierende Schichten aus den dünnsten Platten - Lamellen [40]. Im Bereich der Exokuteln wird dieser Komplex durch Chinone stabilisiert und mit Melaninpigmenten imprägniert. Die Kutikula von Arthropoden in der räumlichen Geometrie ist eines der besten Beispiele für cholesterische Flüssigkristalle. Eine solche Struktur wird durch Verbindungen mit asymmetrischen Zentren gebildet, dank denen die Schichten in Molekülen relativ zu den Arbeiten von BGU 2016, Band 11, Teil 1, unter einem kleinen und konstanten Winkel gegeneinander verdreht werden, wodurch eine Spirale gebildet wird. Die Bildung der extrazellulären Matrix verläuft nach dem Prinzip der Selbstordnung der Art der Flüssigkristalle [41].

Der Chitinanteil in der Kutikula von Insekten ist hoch und erreicht bei einigen Arten 50%. Chitin findet sich auch in der Auskleidung großer Trachea, einzelliger Drüsen, in der peritrophen Membran [42]. Der Gehalt an Chitin in anderen Organen oder Teilen des Körpers von Arthropoden sowie in den Körperinhalten verschiedener Insekten ist in Tabelle 2 dargestellt.

Das Exoskelett von Arthropoden umfasst neben Chitin auch Proteine, die 25 bis 50% des Trockenmaterials der Kutikula ausmachen, und Lipide (3,5–22%) [39]. Von anorganischen Substanzen sind meist neutrale Calciumsalze (Carbonate, Phosphate) vorhanden, die mit Proteinen Komplexe bilden. Der Gehalt an Mineralstoffen ist niedrig und überschreitet 1–3% nicht [44].

Die Hauptquelle für Chitin und Chitosan sind derzeit Krebstiere. Die Gewinnung von Chitin aus diesem Rohmaterial kann nur dann rentabel sein, wenn alle in der Schale enthaltenen Nährstoffe gleichzeitig extrahiert werden. Außerdem sollten Unternehmen, die Chitin aus Krustentiermuscheln beziehen, in der Nähe ihrer Fanggebiete angesiedelt sein. Daher ist die Suche nach neuen ökologisch und ökonomisch sinnvollen Quellen für die Chitinproduktion relevant. Insekten können als vielversprechende neue Quelle für Chitin und Chitosan dienen. Die Herstellung von Polyaminosacchariden verdient besondere Aufmerksamkeit, da der Chitingehalt hoch ist und die Kristallinität der Rohstoffe niedrig ist. Dadurch kann der Prozess unter umweltfreundlichen Bedingungen mit umweltfreundlicher Mehrzweck-Biotechnologie durchgeführt werden.

Zookultur von wirbellosen Tieren In der Republik Belarus kann die Zookultur von wirbellosen Tieren eine verfügbare Quelle für Chitin und Chitosan sein. Da die Sammlung von Tieren in der natürlichen Umgebung in den meisten Fällen schwierig ist, saisonabhängig ist und nicht rentabel ist, kann die Zookultur von Insekten zu einer neuen verfügbaren Chitinquelle werden, die zu einer heimischen erneuerbaren Ressource für die Gewinnung dieses Biopolymers und seiner Derivate wird.

Zookultur ist eine Gruppe von Tieren eines Taxons, die seit vielen Generationen kultiviert wurde und für die eine Person bestimmte praktische Ziele verfolgt.

Bei der Kultivierung von Insekten in der Zookultur sind Schaben, Grillen, Mehlwurmlarven usw. am beliebtesten (Tabelle 2).

Anbaubedingungen für Insekten Merkmale Zuchtschaben "Toter Kopf" (Blaberus craniifer), Marmor (Nauphoeta cinerea), Madagaskar-Zischen (Gromphadorhina portentosa) und Madagoscar Tiger (Gromphadorhina Grandidieri) Schaben.

Nauphoeta cinerea ist eine nordamerikanische Schabenart, die derzeit weltweit verbreitet ist. Es wird häufig als Futterpflanze für verschiedene exotische Tiere verwendet. Blaberus craniifer, Gromphadorhina portentosa und Gromphadorhina grandidieri sind Küchenschaben, die sich durch Rekordgröße, längere Entwicklungszeiten und anspruchsvolleres Essen auszeichnen. In der Länge können sie bis zu 80 mm erreichen. Diese Arten werden auch in industriellem Maßstab angebaut, sind jedoch nicht so beliebt wie Marmorkakerlaken.

Diese Insekten sind als Quelle biologisch aktiver Substanzen von Interesse, da sie ein sehr dickes chitinöses Exoskelett haben und es zu erwarten ist, dass die Ausbeute an Chitosan während ihrer Verarbeitung höher ist.

Das Wissen über die Biologie und Ökologie von Schaben ist die Basis für eine erfolgreiche Kultivierung. Der Anbau von Schaben erfordert die Einhaltung bestimmter optimaler Haftbedingungen. nämlich Ernährung, Fortpflanzung, die das normale Funktionieren der Laborkultur insgesamt gewährleisten kann. Die Einhaltung der erforderlichen Aufrechterhaltungsbedingungen während des ganzen Jahres: Eine ausgewogene Ernährung, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung und optimale Insektendichte in Käfigen unter Berücksichtigung der saisonalen Veränderungen der Bevölkerungsstruktur ermöglichen die Erhaltung der Insektenkultur in angemessener Zeit.

Larven und Imago-Schaben sollten das ganze Jahr über pflanzliche und tierische Nahrung erhalten. In Abwesenheit von Naturprodukten können granuliertes Fleisch und Fischkonzentrate mit Spurenelementen und Vitaminen als Ersatz für die Aufrechterhaltung der normalen Homöostase von Schabenkolonien verwendet werden.

Die Hersteller werden in Glaskäfigen oder Kunststoffbehältern mit einem Boden von 6040 cm aufbewahrt Um Belüftung zu gewährleisten, sind im Käfig Lüftungslöcher vorhanden, die mit einem dünnen Edelstahlgitter oder Mühlengas festgezogen werden. Das verwendete Substrat ist Boden, Torf, Kosovo-Boden oder -späne, Sägemehl von Laubbäumen, Baumstümpfen und Ulmenrinden, Espen, Linden, Eichen. Um die Fläche zu vergrößern, wird empfohlen, Eierkartons aus Pappe in den Käfig zu legen, die als zusätzlicher Schutz für die Larven dienen. Die Höhe der Substratschicht für die Zucht sollte mindestens 6 bis 7 cm betragen, besonders wichtig ist das Vorhandensein von Rindenstücken, wenn G. grandidieri vorhanden ist. Für den normalen Ablauf physiologischer Prozesse und das normale Funktionieren dieser Schaben sind biologisch aktive Substanzen im Bast (Tannine usw.) notwendig.

Die optimale Temperatur für die Kultivierung von Schaben wird im Bereich von 24 bis 27 ° C gehalten. Die Luftfeuchtigkeit in Käfigen sollte im Bereich von 60–70% liegen. Dies wird durch tägliches Besprühen des Substrats aus dem Zerstäuber mit einem feinen Sprühnebel zur Verhinderung von Übertötung erreicht.

Futtermittel in zwei Kategorien verwendet: trocken und nass. Trockenfutter - trockener Gammarus (Gammarus-Spezies), Haferflocken, Kleie, Schwarz-Weiß-Cracker, Kekse. Nassfutter wird je nach Jahreszeit verwendet. Im Winter ist es Kürbis, Zucchini, Kürbis, Karotten, Salat, Kohl, Rüben, Äpfel, Bananen. In der Sommersaison - Blätter von medizinischem Löwenzahn (Taraxacum officinale), Klette (Arcticum lappa), grünem Salat usw.

Die Fütterung erfolgt am besten alle drei Tage. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sich Bakterien auf nicht gefressenen Speiseresten entwickeln können, was zu einer Verschlechterung der Nahrung führt und eine Reihe von Infektionskrankheiten von Insekten verursacht. Daher werden die Speisereste aus dem Tank entfernt und frisch ersetzt. Neben dem oben genannten Futtermittel in der Ernährung von Schaben werden Mineralzusätze, Kreide, Eierschalen eingebracht.

Proceedings of BSU 2016, Band 11, Teil 1 Bewertungen Anbau eines riesigen Mehlwurms (Zoophobas morio).

Zophobas morio ist ein Käfer der dunklen Familie. Dieses Insekt ist weithin als potentielle Quelle tierischen Proteins bekannt. Nicht so viele Erwachsene wie Larven, die bis zu 20% Eiweiß und 16% Fett enthalten, haben als biotechnologisches Rohmaterial ein großes industrielles Potenzial. Der hohe Gehalt an biologisch wertvollen Substanzen und die extrem hohe Fruchtbarkeit haben Zophobas morio zu den beliebtesten Insekten für kommerzielle Zwecke gemacht. Im industriellen Maßstab ist dieser Käfer daher in Europa, Asien und den Vereinigten Staaten weit verbreitet.

Es gibt verschiedene Technologien, um Zophobas morio zu erhalten. Als Nährstoffsubstrat werden am häufigsten Kleie, Torf, Sägemehl oder eine Mischung aus allen oben genannten Substraten verwendet. Für kommerzielle Zwecke wird es in seiner rohen Form als Futtermittel für Tierbedarf oder als Quelle tierischen Proteins in Futtermischungen verwendet.

Dieses Objekt ist unter dem Gesichtspunkt der Gewinnung von Chitosan am interessantesten, da sich das Chitin von Insekten im Larvenstadium im am wenigsten skelettierten Zustand befindet.

Mit anderen Worten, es enthält die Mindestmenge an Mineralien. Es kann erwartet werden, dass die Verarbeitung eines solchen Chitins zu Chitosan den Verbrauch von Reagenzien im Vergleich zu anderen Objekten verringert. Es ist auch anzunehmen, dass das aus diesem Rohstoff gewonnene Chitosan den höchsten Deacetylierungsgrad aufweist.

Für die Pflege eines riesigen Mehlwurms werden Plastikbehälter verwendet, Glasaquarien mit glatten Wänden, die mit Deckeln mit einem Netz bedeckt sind. Die Abmessungen der Behälter betragen 3050 cm, die Höhe der Behälter beträgt etwa 40 bis 50 cm, der Abstand zwischen dem Substrat und dem Deckel sollte mindestens 15 bis 20 cm betragen, damit die Larven nicht "austreten", die Wände sollten mit 10 cm Vaselineschicht vom oberen Rand des Behälters verschmiert werden. Der Behälter ist mit einem Deckel mit Löchern zur Belüftung verschlossen.

Das Substrat ist eine Mischung aus gleichen Teilen Torf und fein gehacktem morschem Holz oder Sägemehl, Kokosnuss oder Spänen, die lose auf dem Boden des Behälters 7–12 cm liegen. Als Sprengmittel können dem Substrat Blähton oder Vermiculit zugesetzt werden. Zur Eiablage liegen auf dem Untergrund Stücke aus morschem Holz oder Wellpappe, Eierschalen. Um das Trocknen der Eier zu vermeiden, werden regelmäßig Behälter besprüht. Trockene Zweige werden in den Behälter für die Königinzelle gelegt, die Oberfläche des Substrats wird mit einem feinmaschigen Netz verschlossen, das für kleine Larven durchlässig ist, nicht aber für das Imago.

Schwarzkäfer werden bei einer Temperatur von 26 bis 28 ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 bis 70% gehalten. Es ist am besten, den Behälter von unten zu beheizen, zu diesem Zweck werden sie mit Hilfe von Wärmeleitungen in beheizte Regale gestellt.

Die Basis der Z. morio-Diät sind Kleie, Haferflocken, fein gemahlene Eierschalen, Trockenbrot, Futtermittel, gehacktes Gemüse (Karotten, Kartoffeln, Kohl, Salat) und Früchte. Außerdem werden morsches Holz, Fruchtkörper von Pilzen, frischer Fisch oder Fleisch, Futter für Katzen und Hunde verwendet. Um zu verhindern, dass das Futter verrottet, muss der Verschmutzungsgrad der Zuführungen überwacht werden.

Bananen-Cricket-Kultur (Gryllus assimilis) Die Bananen-Cricket-Kultur ist aufgrund ihrer unprätentiösen Fütterung, ihrer hohen Fruchtbarkeit und des Mangels an anhaltender Diapause das einfachste Objekt der Zucht. Cricket

- das nahrhafteste und optimale Futter für Tiere, die Insekten fressen.

Für die Pflege von G. assimilis. Verwenden Sie Kunststoff- oder Glasbehälter. Die Größe der Behälter hängt von der Anzahl der kultivierten Insekten ab. Grillen zeichnen sich durch eine hohe Bewegungsaktivität aus, sie können gut springen und müssen daher ausreichend Platz für einen aktiven Lebensstil bieten.

Die Höhe der Käfige sollte 45-50 cm betragen, um ein Springen zu verhindern. Aufgrund des Fehlens des Verfahrens von BGU 2016, Band 11, Teil 1 Bewertungen von Pulvillpfoten, wird den Insekten die Möglichkeit genommen, sich auf senkrechten Flächen zu bewegen. Um die Grillen über die gesamte Oberfläche des Behälters zu verteilen und Schutzräume zu schaffen, werden holmige Pappschalen zum Transportieren von Eiern eingesetzt.

Eine notwendige Bedingung in der Vorrichtung Insektarium ist das Vorhandensein eines Substrats, das als Mischung aus Kleie mit Haferflocken, Gammarus oder Chips verwendet wird. Die Dicke des Substrats beträgt 0,5 bis 1,5 cm. Es ist sehr wichtig, dass keine Staunässe in der Charge entstehen. Die optimale Luftfeuchtigkeit beträgt 35–50%. Um die Luftfeuchtigkeit täglich aufrechtzuerhalten, sprühen Sie mit einer kleinen Spritze.

Die optimale Temperatur liegt zwischen 28 und 35 ° C. Wenn sie außerhalb des normalen Bereichs liegt, kann es zu Kälte- oder Wärmeschwankungen kommen. Bei einer Temperatur von 45–48 ° C sterben Insekten.

Grillen sind Polyphagen, zu deren Futter Futtermittel pflanzlichen und tierischen Ursprungs eingesetzt werden. Der Mangel an Proteinfutter im Futter kann die Prozesse der Vitalität negativ beeinflussen und die Entwicklung der Grillen (der Häutungsprozess, die Bildung des Flügelapparats) kann zu Kannibalismus oder zum Tod von Larven führen. Frauen, die nur auf pflanzlichem Futter enthalten waren, legen nicht lebende Eier ab, während sie die Lebenserwartung von Erwachsenen erheblich reduzieren. Die Zugabe von Eiweißfuttermitteln zu Grillenfuttermitteln gewährleistet die normale Entwicklung der Larven und die Reifung ausgewachsener Genitalprodukte bei erwachsenen Insekten. Verwenden Sie zum Füttern von Grillen verschiedene Lebensmittel: Karotten, Rüben, Salat, grüne Graspflanzen, Haferflocken, Kleie, Gammarus, Milchpulver, Fischmehl, Mischfutter (Schweinefleisch, Hühnerfleisch), Trockenfutter für Katzen, Hunde und Nagetiere sowie gekochtes Eiweiß. Nassfutter wird 1-2 mal täglich in kleinen Portionen verabreicht, Trockenfutter sollte immer im Insekt aufbewahrt werden.

Der Zugang zu Wasser ist aufgrund seiner Abwesenheit ein notwendiger Faktor, Kannibalismus und der Tod von Insekten sind möglich. Trinkschalen sind umgedrehte Tassen Wasser oder ein mit Wasser getränktes Tuch oder Watte (für kleine Personen).

Verfahren zur Herstellung von Chitosan Es gibt verschiedene Verfahren, um Chitin aus Rohstoffen zu isolieren und in Chitosan umzuwandeln. Am häufigsten werden chemische, biotechnologische und elektrochemische Methoden eingesetzt.

Die chemische Methode ist eine der ältesten Methoden zur Herstellung von Chitosan.

Es basiert auf der sequentiellen Verarbeitung von Rohstoffen mit Laugen und Säuren. Der Prozess der Proteinentfernung (Deproteinisierung) wird durchgeführt, indem das zerkleinerte Chitin enthaltende Rohmaterial mit einer Alkalilösung behandelt wird. Im Allgemeinen wird Natriumhydroxid verwendet.

Darauf folgt der Prozess der Demineralisierung, der in einer Salzsäurelösung durchgeführt wird, bis die Mineralsalze vollständig aus den Rohstoffen entfernt sind. Der Bleichprozess (Depigmentierung) wird unter Verwendung von Oxidationsmitteln, beispielsweise Wasserstoffperoxid, durchgeführt.

Der Prozess der Deacetylierung wird durchgeführt, indem das Rohmaterial mit einer konzentrierten Alkalilösung erhitzt wird. Das resultierende Chitosan wird nacheinander mit Wasser und Methanol gewaschen.

Ein anderer Weg, um Chitin und seine weitere Umwandlung in Chitosan zu erhalten, besteht darin, zuerst die Demineralisierungsstufe und dann die Deproteinierungsstufe durchzuführen.

Das nach diesem Schema erhaltene Produkt hat eine höhere Qualität im Vergleich zu Chitin, das nach dem Deproteinisierungsschema Demineralisierung erhalten wird.

Zu den Nachteilen der chemischen Methode der Chitinproduktion gehören eine große Menge an Produktionsabfällen, der Kontakt von Rohstoffen mit starken Reagenzien, was zur Zerstörung von Chitin führt, die Hydrolyse und chemische Modifikation von Proteinen und Lipiden und folglich eine Verschlechterung der Qualität der Zielprodukte und eine Abnahme des Molekulargewichts von Chitosan. [9 45, 46]. Zu den Vorteilen der chemischen Methode der Chitinproduktion zählen der hohe Deproteinierungsgrad und die Demineralisierung von Chitin, die kurze Verarbeitungszeit des Rohmaterials und die relative Verfügbarkeit und niedrige Kosten von Reagenzien.

Verfahren der BSU 2016, Band 11, Teil 1 Rezensionen Bei der biotechnologischen Methode werden Enzyme zur Entproteinierung von Rohstoffen, Milchsäure- oder Essigsäurefermentationen zur Entmineralisierung und chemische Reagenzien zur Depigmentierung eingesetzt. Um einen hohen Deproteinierungsgrad zu erreichen, sind Verfahren am effektivsten, bei denen Enzyme und Enzympräparate mikrobiellen und tierischen Ursprungs verwendet werden, wie Pancreatin, saure G10X-Proteinasen, G20X-alkalische Proteinasen [47, 48].

Diese Methode wird unter milden, chemischen Bedingungen implementiert, wenn mehrere Entproteinierungs- und Entmineralisierungsvorgänge in einem Prozess kombiniert werden, was den Prozess vereinfacht und zu einer Qualitätssteigerung des Endprodukts führt, während die funktionellen Eigenschaften des fertigen Chitosans maximal erhalten bleiben [49]. Diese Methode wird jedoch durch die Verwendung teurer Enzyme oder Bakterienstämme eingeschränkt, ein niedriger Deproteinisierungsgrad von Chitin selbst bei mehreren aufeinanderfolgenden Behandlungen in frisch beimpften Fermentern sowie die Notwendigkeit, die Sterilität der Produktion sicherzustellen. Daher ist das Verfahren derzeit noch unterentwickelt und hat in der Industrie noch keine breite Anwendung gefunden.

Das elektrochemische Verfahren zur Gewinnung von Chitosan ermöglicht es in einem technologischen Verfahren, Chitin mit einem relativ hohen Reinigungsgrad und wertvollen Proteinen und Lipiden zu erhalten. Der Kern der Technologie der Chitinproduktion durch das elektrochemische Verfahren besteht darin, die Schritte der Deproteinisierung, Entmineralisierung und Entfärbung von chitinhaltigen Rohstoffen in einer Wassersalzsuspension in Elektrolyseuren unter Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes durchzuführen, wobei ein gerichteter Fluss von Ionen durch die Elektrolyse von H + - und OH-Ionen verursacht wird und eine Reihe von niedermolekularen Gewichten entsteht saure und alkalische Reaktion des Mediums sowie dessen Redoxpotential [50,51]. Zu den Vorteilen dieser Methode zählt das Fehlen der Verwendung toxischer Chemikalien.

Das so erhaltene Chitosan hat ein hohes Maß an Sorptionseigenschaften und biologischer Aktivität, der Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch der hohe Energieverbrauch.

Die Technologie zur Herstellung von Chitin und Chitosan aus gezüchteten Insekten auf chemischem Wege: Da das Insektenchitin in der Mineralfraktion fast vollständig fehlt und der Gehalt an reinem Chitin in der Kutikula 50% überschreiten kann, sollte die Verwendung dieser Art von Rohmaterial aufgrund der Verringerung der technologischen Stufen zu einer erheblichen Verringerung der Produktionskosten führen.

In dieser Hinsicht wurde das technologische Schema der komplexen Verarbeitung von Vertretern der Zookultur entwickelt, das 4 Stufen umfasst [52]:

Das Stadium des Erhaltens von wasserlöslichem Melanin wird durch Wasserextraktion aus einer 10% igen Suspension von zerkleinertem, Chitin enthaltendem Rohmaterial bei einer Temperatur von 80 ° C für 1 Stunde durchgeführt.Miltration wird die Melaninfraktion abgetrennt und getrocknet und der Niederschlag wird zu Chitin und Chitosan verarbeitet.

Der Chitin-Melanin-Komplex (CMC) wird als Ergebnis der Deproteinisierung eines festen Niederschlags mit einer 10% igen NaOH-Lösung bei einer Temperatur von 45–55 ° C für 2 Stunden erhalten und durch Filtration abgetrennt. Anschließend wird mit destilliertem Wasser auf einen pH-Wert des Waschwassers von 7,0 gewaschen.

Die Bleichstufe von KMK wird mit einer 3% igen H 2 O 2 -Lösung bei einer Temperatur von 45–55 ° C für 1 Stunde durchgeführt Nach dem Filtrieren des Reaktionsgemisches fällt der feste Rückstand an

- gebleichter Chitin-Melanin-Komplex wird mit destilliertem Wasser bis zu einem pH-Wert des Waschwassers von 7,0 gewaschen und getrocknet. Gebleichter Chitin-Melanin-Komplex wird weiter verwendet, um Chitosan zu erhalten.

Works BGU 2016, Band 11, Teil 1 Rezensionen Die CMC-Deacetylierung wird mit einer 50% igen NaOH-Lösung bei einer Temperatur von 125–130 ° C für 1–1 h durchgeführt. Am Ende des Prozesses wird die Suspension auf 50 ° C abgekühlt und filtriert, um einen festen Rückstand zu erhalten. die gründlich zu neutralem Waschwasser gewaschen wird. Das resultierende Produkt ist ein hochmolekularer Chitosan-Melanin-Komplex.

Durch die komplexe Verarbeitung chitinhaltiger Rohstoffe mit dieser Technologie können folgende biologisch aktive Verbindungen erhalten werden: Melanin-Protein, Chitin-Melanin, Chitosan-Melanin-Komplexe und Chitosan.

Der Melanin-Protein-Komplex kann aufgrund der Anwesenheit verschiedener reaktiver Gruppen im Pigmentmolekül Antioxidans-, Gen-Schutz-, Strahlenschutz- und andere Eigenschaften aufweisen: Carboxyl-, Carbonyl-, Methoxygruppen usw., die die Möglichkeit bieten, an Redoxreaktionen teilzunehmen.

Dieser Komplex kann in der Lebensmittel-, Kosmetik- und Medizinindustrie verwendet werden.

Aufgrund des hohen Melaningehalts kann der Chitin-Melanin-Komplex Schwermetalle, Radionuklide und andere Schadstoffe wirksam binden und als Sorbens zur Reinigung von Wasser und Boden von diesen anthropogenen Schadstoffen verwendet werden.

Der Chitosan-Melanin-Komplex ist in Wasser löslich, was die Einsatzmöglichkeiten für die Sorption von Schwermetallen aus wässrigen Lösungen erheblich erweitert.

Chitosan kann als Auslöser für die Vorbeugung der Samenbehandlung verschiedener landwirtschaftlicher Pflanzen sowie für den Aufbau moderner Wundheilmittel verwendet werden.

Schlussfolgerung Chitin und Chitosan-Polysaccharide sind vielversprechende zukünftige Biomaterialien. Chitin ist aufgrund seiner Struktur und des Vorhandenseins reaktiver Gruppen in der Lage, Komplexe mit organischen Substanzen zu bilden: Cholesterin, Proteine, Peptide und besitzt auch eine hohe Sorptionskapazität für Schwermetalle und Radionuklide. Die einzigartige Struktur des Chitosan-Makromoleküls und das Vorhandensein einer positiven Ladung bestimmen die Manifestation von antioxidativen, radioprotektiven, faser- und filmbildenden, immunmodulatorischen Antitumor-Eigenschaften sowie seiner geringen Toxizität und biologischen Abbaubarkeit. Die Hauptquelle für Chitin und Chitosan sind bislang Krebstiere (Krabben, Garnelen, Krill). Die Erweiterung der Anwendungsbereiche dieser Biopolymere führt zur Suche nach neuen vielversprechenden Quellen für die untersuchten Polysaccharide. Die Insektenkutikula kann als Quelle für verschiedene biologisch aktive Substanzen angesehen werden, wobei die Möglichkeit besteht, sie in einer separaten Form oder in Form von Komplexen zu isolieren. Die Zookultur von Insekten kann eine neue verfügbare Quelle für Chitin sein, die zur inländischen erneuerbaren Ressource für die Gewinnung dieses Biopolymers und seiner Derivate wird. Die Kultivierungstechnologien verschiedener Insekten werden vorgeschlagen: Kakerlaken "Dead Head"

(Blaberus craniifer), Marmor (Nauphoeta cinerea), Madagaskar Zischen (Gromphadorhina portentosa) und Tiger madagoskarskih (Gromphadorhina grandidieri) Schaben, giant mealworms (Zoophobas Morio) und Banane Grille (Gryllus assimilis) für Chitin und Chitosan. Eine Technologie wurde entwickelt, um Chitin und Chitosan aus kultivierten Insekten durch ein chemisches Verfahren herzustellen, das vier Stufen umfasst. Als Ergebnis der komplexen Verarbeitung chitinhaltiger Rohstoffe mit dieser Technologie ist es möglich, Melanin-Protein, Chitin-Melanin, Chitosan-Melanin-Komplexe und Chitosan zu erhalten. Die resultierenden Biopolymere können in der Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie, Biotechnologie und Landwirtschaft eingesetzt werden.

Verfahren der BSU 2016, Band 11, Teil 1 Reviews Die Arbeiten wurden im Rahmen der Aufgabe 2.09.01 „Entwicklung der technologischen Grundlage für die Herstellung von Chitosan aus Sekundärrohstoffen aus Zoo und Aquakultur“ durchgeführt (GPNI-Unterprogramm „Naturnutzung und Ökologie“ 10.2. „Biodiversität, Bioressourcen, Ökologie“).

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Die Ausweitung der Verwendung von Chitin und Chitosan führt zur Suche nach neuen Quellen.

Die Zookultur von Insekten kann mit Rohstoffen für diese Polysaccharid-Extraktion behandelt werden. Es ist eine erneuerbare Ressource von Chitin und seinen Derivaten. Ober-Anbautechniken: Blaberus craniifer, Nauphoeta cinerea, Gromphadorhina portentosa, Gromphadorhina grandidieri, Zoophobas morio, Gryllus und Chitosan.

Die Technologie, die 4 Stufen umfasst, wurde entwickelt. Es ermöglicht die Gewinnung der Melanin-Protein-, Chitinmelanin-, Melanin-Chitosan- und Chitosan-Gruppen. Diese Biopolymere können in Lebensmitteln verwendet werden,

http://pdf.knigi-x.ru/21raznoe/49928-1-trudi-bgu-2016-tom-11-chast-1-obzori-udk-547458-tehnologicheskie-osnovi-polucheniya-hit.php