Выделение хитина и хитозана из оболочек цист Artemia salina под воздействием МВИ

Актуальность исследования
Высокая производительность артемии, при соблюдении всех правил отлова может, без ущерба для природы, обеспечить производство хитина и хитозана, используя некондиционное сырье.
Выделение хитина в «мягких условиях» и в свободном регулировании параметров его получения.

Цель и задачи исследования
Цель работы: выделить хитин и хитозан из оболочек цист рачка Artemia salina под воздействием МВИ (меняя мощности и продолжительность воздействия микроволн на стадиях деминерализации, депротеинирования (І) и (ІІ)), использующиеся в основном для изготовления кормов домашних животных и морских обитателей.
Задачи:
1. Провести выделение хитина из оболочек цист Artemia salina изменяя мощность и продолжительность воздействия микроволнового излучения на стадиях деминерализации, депротеинирование (І) и (ІІ).
2. Выделение хитозана из хитина, полученного под воздействием микроволнового излучения на стадиях деминерализация, депротеинирование (І) и (ІІ).

Характеристика биополимеров
Хитин – поли-β–2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкопираноза
Хитозан — поли-(1-4)-2-амино-2-дезокси-β-D-глюкоза

Области применения
1. Медицина;
2. Пищевая промышленность;
3. Косметология;
4. Сельское хозяйство;
5. Биомедицина;
6. Микробиология;
7. Нанобиотехнология;
8. Ветеринария;
9. Целлюлозно-бумажная промышленность;
10. Атомная и горнодобывающая промышленности.

Продукты с хитозаном

1,2,3 – БАДы с хитозаном (для похудения);
4. – Medical Collagene 3D - Легкий гликолевый пилинг с хитозаном (10 %, рН 2,8);
5. – Зубной порошок с хитозаном.
1.
2.
3.
4.
5.

1. Хирургическая нить;
2. Хирургический бинт бинт.
2.
1.

Объект исследования
Artemia salina – тип членистоногих (Arthropoda), класс ракообразных (Crustacea), подкласс жаброногих (Branchiopoda).

Цисты артемии

Цикл развития

Места обитания
Этот рачок широко распространен в ультрагалинных водоемах различных континентов. В нашей стране он обитает в соленых водоемах бассейнов Азовского, Черного, Каспийского морей, в водоемах Западной Сибири и Дальнего Востока. Особенно он многочислен в соленых озерах Западной Сибири. Их развитие и рост протекают быстро, плодовитость значительна.

Малиновое озеро

Кучукское озеро (канал)

Получение хитина и хитозана
Все известные способы извлечения хитина из ХСС можно разделить на две основные группы :
1) химическая обработка кислотами, щелочами, комплексонами и др.;
2) методы биотехнологии, применение ферментных препаратов и протеолитических бактерий.

Химическая обработка хитин-содержащего сырья
Большинство способов основано на одно-, двухстадийной очистке хитина от белка и минеральных соединений – депротеинировании (ДП) и деминерализации (ДМ). Некоторые способы предусматривают отделение липидов и пигментов.
Получению хитина из различных видов ХСС с помощью химических реагентов сопутствуют следующие этапы :
Хитин-содержащее сырье →Измельчение →ДП→Промывка→ДМ→Хитин

Варианты получения хитина
В зависимости от вида ХСС и требуемого качества хитина, а также получаемого из него хитозана количество операций ДП и ДМ, и их последовательность могут быть различными .

Деацетилирование хитина

Процесс выделение хитозана
из цист Artemia salina

Таблица 1 – Результаты выделения хитозана из цист рачка Artemia salina под воздействием МВИ на стадии депигментации хитина

Таблица 2 – Результаты выделения хитозана из цист рачка Artemia salina под воздействием МВИ на стадии деминерализации хитина

Таблица 3 – Результаты выделения хитозана из цист рачка Artemia salina под воздействием МВИ на стадии депротеинирования (І) хитина

Таблица 4 – Результаты выделения хитозана из цист рачка Artemia salina под воздействием МВИ на стадии депротеинирования (ІІ) хитина

Хитозан после обесцвечивания

Заключение
В ходе проделанной работы показано получение хитина и хитозана из оболочек цист рачков Artemia salina проходившее в разных условиях (мощность 210 – 560 Вт, продолжительность воздействия 10 – 60 минут) на стадиях депигментации, деминерализации, депротеинирования (І) и (ІІ). воздействием МВИ. Выход образцов хитозана составил 0,90-3,40%, тогда как традиционным способом получить хитозан из этого рачка не удалось, вероятно, из-за значительных деструктивных процессов в ходе длительного выделения, приводящих к уменьшению молекулярной массы биополимеров и повышению их растворимости.

На основании полученных результатов, можно заключить, что:
- высокая мощность при долгом воздействии значительно снижает выход продукта из-за деструкции хитина;
- образцы хитозана с максимальным выходом получены на стадиях депигментации (удаление пигмента сырья) 3,25% и депротеинирования (І) (удаление белковой составляющей сырья) 3,40% при воздействии МВИ (мощность 350 Вт, продолжительность воздействия 20 минут и 10 минут, соответственно). Малая концентрация растворов, оптимально подобранное время и условия нагрева обеспечило больший выход продукта, чем при других условиях.
- по сравнению с традиционным методом (без использования МВИ), использование МВИ на стадиях выделение хитина из оболочек цист рачка Artemia salina, позволяет сократить продолжительность процесса с пяти до одних суток. Необходимо отметить, что выход образцов хитозана, полученных под воздействием МВИ полностью зависит от условий МВИ (мощность, продолжительность воздействия).