Chitosano

Molekul Quitosano

Apa itu Chitosano?

Kitosan adalah polisakarida yang berasal dari kitin, salah satu polimer alami yang paling melimpah di alam. Kitin, sementara itu, dibentuk oleh monomer D-acetylglucosamine, disatukan oleh tautan β1-4, ditemukan pada tahun 1811 oleh Bracconot.

Chitina ditemukan di cangkang krustasea (kepiting, lobster, dll.), serangga, arachnida, di dinding beberapa jamur, dalam ganggang hijau dan protozoa. Pada tahun 1859, Rouguet memperlakukan kitin dengan kalium hidroksida, yang ia dapatkan dengan polisakarida yang kemudian disebut oleh Hoppe-penjual sebagai Chitosano.

Natrium atau kalium hidroksida menghasilkan disacechery kina, mengubah D-acetylglucosamine menjadi D-glikosamin: monomer lain yang membentuk kitosan. Oleh karena itu, kitosan mengandung jumlah D-glukosamin yang lebih besar daripada D-acetylglucosamine.

Salah satu perbedaan utama antara kitin dan kitosan, dalam istilah struktural dan interaksi antar molekul, adalah bahwa rantai polisakarik kitosan disimpan bersama dengan kekuatan yang lebih besar daripada chitina; Ini karena adanya kelompok asetil.

Kitosan juga memiliki sedikit beban positif karena amina yang ada di D-glukosamin, yang memungkinkannya untuk berinteraksi dengan permukaan yang dimuat secara negatif, seperti membran membran lendir. Properti ini memungkinkan kitosan digunakan untuk mengangkut zat melalui membran.

Kitosan juga memiliki banyak kegunaan, seperti melayani sebagai fungisida, pelindung anggur, dalam batasan pendarahan, dalam pemurnian air, dll.

Struktur kitosan

Perubahan yang dihasilkan oleh deacetilación dalam struktur kitin selama transformasi menjadi kitosano. Sumber: Vicente Neto, CC oleh 4.0, via Wikimedia Commons

Kitosan adalah polisakarida linier dengan struktur yang mirip dengan selulosa. Namun, salah satu gugus hidroksil glukosa digantikan oleh gugus amino (-NH₂) atau kelompok asetilamin (-Hnoch₃). Chitosano dibentuk oleh unit desaceted (oranye) dan unit asetat (biru), didistribusikan secara acak (lihat gambar superior).

Unit-unit ini bergabung dengan tautan β-1-4. Unit desaseted dibentuk oleh molekul D-glukosamin, sedangkan unit asetel untuk molekul D-acetylglucosamine. Qitosan.

Ini menunjukkan bahwa D-glikosamin dalam proporsi lebih besar dari D-acetylglucosamine. Kemudian, dapat dipertimbangkan bahwa kitosano adalah polisakarida yang dibentuk terutama oleh unit-unit desa, yang dibentuk oleh molekul D-glukosamin yang dihubungkan oleh ikatan β-1-4.

Itu dapat melayani Anda: fosfor: sejarah, sifat, struktur, mendapatkan, penggunaan

Sifat kitosan

Dari cangkang krustasea, seperti udang, kitin diekstraksi, yang pada gilirannya berfungsi sebagai bahan baku untuk produksi industri kitosano. Sumber: Ehrenberg Kommunikation, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons

Berat molekul

Berat molekulnya antara 3 × 10⁵ dan 1 × 10⁶ g/mol, tergantung pada sumber chitina dari mana chipasano diperoleh. Yaitu, rantai polisakarida mereka besar.

Komposisi Kimia Dasar

-Karbon: 44.sebelas %

-Hidrogen: 6.84 %

-Nitrogen: 7.97 %

Seperti yang dapat dilihat, ini adalah polisakarida nitrogen yang sangat.

Penampilan fisik

Itu disajikan dalam bentuk serpihan atau menggiling debu berwarna krem ​​atau berwarna krem. Itu juga muncul sebagai lembar tembus putih atau keputihan.

Rasa dan bau

Chitosano adalah toilet dan hambar.

Titik lebur

102.5 ºC

Kepadatan

1 g/cm³

Kelarutan

Itu tidak larut dalam air dan alkali. Sangat larut dalam asam yang paling encer (pH < 6.5), incluyendo el ácido fórmico, el ácido acético y el ácido clorhídrico.

Stabilitas

Stabil pada suhu kamar, dan di bawah perlindungan gas nitrogen, dapat mendukung suhu 250 ºC tanpa dekomposisi percobaan. Itu tidak sesuai dengan agen pengoksidasi yang kuat.

Muatan listrik

Grup Amino Quitosano memiliki PKA 6.5. Ini memberi kitosan beban positif dan kelarutan relatif dalam asam atau medium netral.  Chitosano adalah bioadhesif yang dapat berikatan dengan permukaan yang dimuat secara negatif, seperti halnya sel epitel.

Kitosan adalah polycy yang dapat membentuk kompleks dengan molekul yang dimuat secara negatif, seperti lipid, protein dan asam nukleat, memodifikasi perilakunya.

Reaktivitas kimia

Kehadiran gugus hidroksil (OH) dan amino (NH₂) Ini memungkinkan kitosan untuk membentuk ikatan kovalen melalui reaksi kekekalan, sterifikasi dan pengurangan aminasi.

Biokompatibilitas dan biodegradabilitas

Kitosan adalah senyawa non -oktok yang dimuat secara positif yang dapat berinteraksi dengan beban negatif membran plasma dari jaringan yang berbeda, tanpa menghasilkan kerusakan pada mereka. Karenanya fakta biokompatibilitas kitosan.

Selain itu, kitosan dapat terbiodegradasi oleh aksi enzimatik. Misalnya, kehalusan adalah enzim yang bertindak mematahkan tautan β-1-4.

Penggunaan / Aplikasi Quitosano

Benda yang terbuat dari kitosano. Sumber: JGFermart, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Pengolahan air

Kitosan mengintervensi pemurnian air dalam beberapa aspek. Ini dapat menculik ion logam seperti tembaga, timbal, merkuri, dll. Ini juga dapat berkontribusi pada penghapusan makanan, pewarna dan padatan lainnya yang dimuat secara negatif.

Dapat melayani Anda: natrium nitrit (nano2): struktur, sifat, penggunaan, risiko

Selain itu, kitosan dapat bergabung dengan partikel tersuspensi, meningkatkan ukurannya dan memungkinkannya untuk dihilangkan dalam sedimen. Ini menghasilkan penghapusan kekeruhan air yang hampir total.

Pertanian

Kitosan digunakan dalam lapisan biji dan daun, dalam peningkatan respons terhadap obat -obatan dan/atau pupuk aksi yang berkepanjangan, dalam peningkatan perkecambahan dan rooting, dalam pertumbuhan daun dan dalam kinerja biji -bijian.

Selain itu, Chitosano memiliki aksi antijamur yang memberikan perlindungan tanaman. Ada bukti bahwa kitosan dapat bertindak pada membran dan kromatin sayuran, mendorong perubahan yang memungkinkan pertumbuhan yang lebih baik.

Perlindungan makanan

Kitosan digunakan untuk membentuk film yang dapat dimakan yang mencakup makanan, sehingga menghindari polusi mereka. Juga, kitosan memiliki aktivitas melawan jamur dan bakteri.

Penambahan senyawa ke kitosan seperti minyak cengkeh / β-siklodekstrin, meningkatkan kapasitas antibakteri, yang memungkinkannya untuk bertindak pada bakteri seperti: s. Aureus, s. Epidermis, e. coli dan lainnya.

Formasi Nanofiber

Dalam metode elektrohilasi, gaya listrik digunakan untuk meregangkan struktur polimer seperti kitosan, menghasilkan serat dengan diameter 50 hingga 500 nanometer. Serat ini biokompatibel dan dapat terurai secara hayati dan digunakan sebagai bahan hemostatik dan penyembuhan luka.

Penggunaan medis

Daftar penggunaan dan aplikasi kitosan dalam kedokteran sangat luas, mampu menyebutkan yang berikut: implan ortopedi, rekayasa kain, penyembuhan luka, internalisasi dengan jaringan obat, penciptaan kulit buatan, jahitan bedah dan pelepasan obat yang terkontrol obat yang terkontrol obat obat yang terkontrol.

Selain penggunaan medis yang ditunjuk, kitosan digunakan dalam perban, spons, cakupan pembakaran, sebagai agen anti -inflamasi, dalam penghambatan pembentukan lempeng gigi, dalam percepatan penyembuhan luka dan sebagai agen hemostatik hemostatik.

Kitosan telah digunakan dalam konflik perang untuk mengurangi pendarahan. Beban positifnya memungkinkan Anda untuk menutupi eritrosit bermuatan negatif, membentuk kompleks yang mengaktifkan trombosit yang memulai proses koagulasi.

Internalisasi obat

Kitosan juga digunakan untuk transportasi dan internalisasi obat ke jaringan. Dalam kasus DNA yang mengkodekan antigen tertentu, karena beban negatifnya, ia tidak dapat berinteraksi dengan membran plasma.

Kesulitan ini dihilangkan ketika kitosano secara positif sarat dengan DNA dengan beban negatif, memungkinkan kompleks kitosan-adn diinternalisasi dengan sel yang bertanggung jawab atas kekebalan.

Mekanisme ini, misalnya, dapat digunakan untuk produksi vaksin DNA yang mengkodekan protein virus Covid 19.

Dapat melayani Anda: perubahan fisik

Klarifikasi anggur dan bir

Kitosan ditambahkan pada tahap akhir elaborasi bir untuk meningkatkan flokulasi dan penghapusan sel ragi, yang memungkinkan klarifikasi bir.

Kitosan, bersama dengan bentonit, gelatin dan zat lainnya, meningkatkan kecepatan sedimentasi buah dan debrut yang menyebabkan kekeruhan anggur. Selain itu, ini mengurangi keberadaan polifenol berkarat.

Keuntungan dan kerugian

Penggabungan obat ke jaringan telah dipelajari melalui intervensi kitosano. Ini juga telah dialami dengan penggabungan DNA yang mengkodekan antigen yang ditentukan pada sel yang bertanggung jawab atas kekebalan, menggunakan kitosan dalam proses transfeksi.

DNA dimasukkan terbatas pada sel karena beban negatifnya.

Keterbatasan ini dapat diselesaikan dengan penyatuannya terhadap kitosan: polycytion yang menetralkan beban negatif DNA, dan oleh karena itu, memfasilitasi penggabungannya ke dalam sel. Ini untuk menghasilkan respons imun terhadap DNA.

Strategi ini dapat digunakan untuk pembentukan vaksin DNA yang mengkodekan antigen saat ini, seperti virus atau bahan biologis lainnya yang ingin Anda kendalikan.

Keuntungan

Penggunaan kitosan dalam penggabungan bahan genetik (DNA) ke sel (transfeksi) memiliki keuntungan bahwa kitosan adalah bahan yang tidak beracun, biokompatibel, dan biodegradable dan biodegradable.

Akan bekerja sebagai transporter DNA. Pada tahap berikutnya, kompleks kitosano-adn dapat membentuk bagian vakuola, yang dibentuk oleh internalisasi ke bagian membran plasma, dalam proses yang dikenal sebagai endositosis.

Kitosan adalah bahan non -okoksik per se. Itu dapat dicerna dan memiliki aksi bakterisida.

Kerugian

Transfeksi yang dimediasi oleh kitosan. Ini menunjukkan bahwa itu adalah proses kompleks yang tergantung pada banyak faktor.

Oleh karena itu, sulit untuk menemukan kondisi optimal untuk reproduktifitas proses, yang merupakan kerugian.

Contoh lain yang dapat menggambarkan kelebihan dan kekurangan dalam penggunaan kitosan adalah sebagai berikut: penggunaan kitosano untuk memasukkannya ke dalam hewan.

Ketika proporsi kitosan yang dimasukkan ke dalam makanan mencapai 20 % dari pakan, kasus kematian hewan telah dilaporkan, mungkin karena penghambatan penyerapan nutrisi, yang dapat diekskresikan dalam tinja yang digabungkan dengan kitosano.

Referensi

1. Graham Solomons t.W., Craig b. Fryhle. (2011). Kimia organik. (10^th Edisi.). Wiley Plus.
2. Carey f. (2008). Kimia organik. (Edisi Keenam). MC Graw Hill.
3. Morrison dan Boyd. (1987). Kimia organik. (Edisi Kelima). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2021). Kitosan. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
5. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2021). Ringkasan Pubchem Comunund untuk CID 71853: Chitosan. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
6. Elsevier b.V. (2021). Kitosan. Ilmiah. Diperoleh dari: Scientedirect.com