Олигофарм

21.02.2009 - ХИТИН И ХИТОЗАН

Информация о хитозане для медицинской и фармацевтической общественности появилась в последние 5-7 лет в связи с множеством пищевых добавок (к примеру, «хитозан в капсулах», «мицелий кордицепса»), обладающих уникальными (согласно рекламе) лечебными свойствами. Непосредственное отношение к хитозану имеет хитин, о котором известно только узкому кругу специалистов, но который в последнее десятилетие приобрел значительную популярность, как продукт различных технологий. Представляется, целесообразным осветить этот уникальный природный биополи­мер. По химическому строению хитин напоминает другой природный биополимер — целлюлозу, из которой построены твердые оболочки клеток растений, некоторых грибов и бактерий. Хитин же сразу вызывает в памяти прочные панцири членистоногих животных. Гораздо меньше известно, что он входит в состав грибов. Грибы - отнюдь не растения, а нечто, сочетающее в себе фунда­ментальные свойства как растений, так и жи­вотных. Получается, что хитин — своего рода «животная» целлюлоза. Для такой аналогии есть и биохимическое обоснование: глюкозные остатки хитина несут нехарактерную для растительной целлюлозы ацетамидную группу. Она-то и придает хитину уникальные свойства, о которых пойдет речь ниже. Но прежде напомню, что впервые хитин выделили все же из грибов, точнее, из мухомора, и назвали фунгином (от латинского fungus—гриб). Позже фунгин нашли в надкрыльях майского жука и переименовали в хитин (от «хито­на»—древнегреческой верхней одежды).

Все эти события происходили в начале прошлого века во Франции, а вспомнили о хитине снова лишь спустя столетие, уже в России и в Германии. Русские химики пыта­лись использовать хитин в производстве пороха, а немецкие специалисты из фирмы «Хенкель унд К°» стали получать хитин в больших количествах после переработки мицелиальных грибов рода Fusarium.

Во время первой мировой войны дела с продоволь­ствием в Германии обстояли неважно, и в ход пошли жиры даже из низших грибов. Оста­вавшийся хитин бережливые немцы не выбра­сывали, а обрабатывали щелочью и получали хитинксантогенат, который затем использо­вали в текстильной промышленности для из­готовления особо прочных нитей.

В природе хитина не меньше, чем целлю­лозы,— и того, и другого полимера примерно по 100 миллиардов тонн, причем эти запасы, как вы понимаете, возобновляемые, если относиться к ним по-хозяйски. Но если глав­ный источник целлюлозы — высшие расте­ния, а проще говоря, древесина, которую Легко добывать и культивировать, то источни­ки хитина менее управляемы. В разное время предлагали извлекать. хитин из кораллов и гидроидов, из майских и водяных—жуков и даже из тараканов, учитывая неприхотли­вость и плодовитость последних, а также высокое Содержание полиаминосахарида (до 35 % от массы тела). Но пока что экономи­чески выгодно добывать хитин только из пан­цирей морских ракообразных и из низших грибов. И хотя, казалось бы, с грибами рабо­тать легче, настоящие, получающие реальную прибыль заводы по производству хитина и его производных работают исключительно на морском сырье. Такие заводы есть в США и Японии, кое-что аналогичное пытались нала­дить на Дальнем Востоке РФ.

Еще один перспективный источник хити­на - диатомовые водоросли. Из них можно получать высококристаллические хитиновые волокна (такой хитин называют хитаном). Кстати, отмечено, что диатомеи, будучи растениями, нарушают животную и грибную монополию на полиаминосахарид.

И все же низшие грибы как источник полу­чения хитина не дают покоя исследовате­лям. По сравнению с другими организмами — производителями хитина — грибы быстрее растут и накопление их биомассы не за­висит от сезона и капризов погоды. Выращи­вать их можно на сравнительно дешевых субстратах, например жидких отходах целлюлозно-бумажной промышленности, крахмалсодержащих отходах пищевой промышленности и т. п. Кроме того, при микро­биологическом производстве лимонной кис лоты, антибиотиков и многих других полезных веществ остается грибная биомасса,

которую можно приспособить для получения хитина. И наконец, по сравнению с крабьими грибные источники хитина имеют ряд чисто технологических преимуществ: не надо раз­мельчать сырье, удалять карбонат кальция, можно экстрагировать продукт более слабы­ми кислотами и щелочами.

Надо сказать, что хитин не растворяется в воде и в органических растворителях, что создает известные трудности для его использования на практике. Но если хитин деацетилировать, то получается хитозан, состоящий из остатков D-глюкозамина. А вот этот полимер хорошо растворяется в слабых кис­лотах, например уксусной. В последнее время именно хитозан, а не сам хитин, интересует медиков, бумажников, текстильщиков, растениеводов и многих других.

Сейчас можно перечислить не менее сотни разных областей применения хитина, хитозана и их производных. Об особо прочных нитях уже было упомянуто в начале статьи. Опираясь на технологии немецких химиков начала века, японцы наладили производство специальных материй, из которых шьют особо прочную спецодежду. Хитозановая бумага не боится сырости и обладает бактерицидны­ми свойствами.

На основе полиаминосахаридов делают (противоожоговые препараты. Те же японцы выпускают противоожоговую повязку в виде искусственной кожи (Beschitin-W). Хитозан и его производные помогают снизить уровень холестерина в крови. Из них же делают мембраны для аппаратов «искусственная почка». Добавляют хитозан и в зубную пасту, которая помогает при парадонтозе. Сульфаты хитозана препятствуют свертыва­нию крови, их используют вместо гепарина. Хитозаном же покрывают таблетки особо невкусных лекарств...

Широко применяют производные хитина в биотехнологии, например как флокулянты для концентрирования клеток микроорганиз­мов и при создании иммобилизованных ферментов.

В сельском хозяйстве хитозан выступает сразу в двух лицах. Он стимулирует образование специфических защитных соединений в растениях. И он же напрямую угнетает рост и размножение грибов, болезнетворных для растений. Так, если обработать хитозаном семена злаковых, то они становятся менее восприимчивыми к грибным заболева­ниям. А обработав им же листья растений, можно избавиться от так называемой ржав­чины...

Вопреки всем учебникам хитин оказался съедобным. Получаемый из него алкил-N-ацетилглюкозамин способствует росту бифидобактерий, составляющих до 90 % микрофлоры грудных детей и молодняка скота. Синтезированные на основе хитина вещества рекомендуют добавлять в молочные продукты.

В 90-ые годы стоимость технического хитозана составляла 30—40 долларов за килограмм, а производные хитозана цени­лись примерно в пятьсот раз выше. Сегодня цены возросли примерно в 5-7 раз и продол­жают расти.
Опубликовано на сайте: http://oligopharm.ru
Прямая ссылка: http://oligopharm.ru/index.php?name=Pages&op=view&id=15