Chitosan
| Chitosan | |
|---|---|
 Vzorec chitosanu v Haworthově projekci | |
| Obecné | |
| Sumární vzorec | C₅₆H₁₀₃N₉O₃₉ |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 9012-76-4 |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 1 525,635 315 Da |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Chitosan je biologický kopolymer, který vzniká částečnou deacetylací chitinu. Sestává z deacetylované části (β-(1→4)-ᴅ-glukosamin) a acetylované části (N-acetyl-ᴅ-glukosamin).[1]
Chitosan se vyskytuje také v buněčných stěnách některých hub (Mucor rouxii, Absidia coerulea), ze kterých by se nechal přímo získávat. Praktické využití této alternativy však není (do 2024) známé.[2]
Výroba chitosanu
[editovat | editovat zdroj]
Deacetylace chitinu se provádí v lázni s obsahem 50 % NaOH, podíl chitinu cca 1:10, teplota lázně 100 °C, doba smáčení 5 hodin (výrobní partie např. 600 kg). 1 kg chitosanu se dá vyrobit z cca 1,2 kg chitinu (získaného z cca 5 kg krabích krunýřů). V závislosti na vlastnostech chitinu jsou výrobní proces a výsledky (50-95 % deacetylace) známé v mnoha variantách.[3]
Ke zpracování na konečné použití se chitosan odvádí jako: gel, kuličky, membrány, fólie, houby aj.[4]
Ekonomika výroby
[editovat | editovat zdroj]Chitosan se vyrábí zpravidla na agregátech na kontinuální výrobu od suroviny (asi z 80 % odpady z mořských živočichů) přes deproteinizaci, demineralizaci, dekolorizaci a deacetylaci až k (suchému) chitosanu - viz schéma vpravo.
Např. moderní výrobní zařízení za cca 1,1 milion USD může zpracovat ročně 5000 tun odpadů z krabích krunýřů, ze kterých se dá vyrobit asi 850 kg chitosanu s prodejní cenou 58 USD/kg.[3]
Vlastnosti a použití
[editovat | editovat zdroj]Chitosan je bezbarvá, amorfní, tuhá látka. Průmyslově vyrobený, vysocemolekulární chitosan je rozpustný ve zředěných kyselinách (mimo kyseliny sírové), ale špatně rozpustný v neutrálním nebo alkalickém prostředí. Teprve po snížení molárni masy se dá rozpouštět ve vodě nebo v zásadách. Stupeň deacetylace silně ovlivňuje rozpustnost a viskozitu. Za chitosan se všeobecně pokládá jen chitin s deacetylací nad 50 %.[5]
Možnosti použití se uvádějí zejména v oborech
- Zdravotnictví a biotechnologie (obklady na zranění, odbouratelné látky v chirurgii, snížení cholesterol, terapie nádorů)
- Kosmetika (kožní, vlasové, zubní preparáty)
- Vodní hospodářství (úprava pitné vody, odstraňování organochemických příměsí)
- Výroba papíru (vodní filtry, balení, fotopapír)[6]
Historie chitosanu
[editovat | editovat zdroj]Za původ chitosanu se pokládá studie Francouze Rougeta z roku 1859 popisující látku získanou zahříváním chitinu v zásaditém mediu. Označení chitosan vymyslel německý lékař a chemik Felix Hoppe-Seyler v roce 1894, jeho chemická struktura však byla objevena teprve v roce 1950.
Od konce 70. let 20. století se chitosan dostal do popředí zájmu vědeckého výzkumu i praktického využití na celém světě zejména pro svou výraznou makromolekulární strukturu, biologickou slučitelnost a odbouratelnost. Průmyslová výroba chitosanu začala v 80. letech v Japonsku,[7] v roce 2023 se udával celosvětový výnos z prodeje chitosanu s 1,75 miliard USD.[8] Výrobou a obchodem s chitosanem se zabývají zejména firmy: Chinova Bioworks, Heppe Medical Chitosan GmbH, Golden-Shell Biochemical a G.T.C. Bio-corporation[9]
Odkazy
[editovat | editovat zdroj]Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ Chitosan – vlastnosti a použití [online]. Natural Poland, 2023-12-13 [cit. 2024-04-25]. Dostupné online.
- ↑ Hänsel/ Sticher: Pharmakognosie-Phytopharmazie, Springer-Verlag 2009, ISBN 9783642009631, str. 593-594
- ↑ a b Environmental and Economic Viability of Chitosan Production [online]. ACS Publications, 2023-12-13 [cit. 2024-04-25]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitin and Chitosan Recovered from Shrimp Shell [online]. Centria, 2021 [cit. 2024-04-19]. Dostupné online. (anglicky)[nedostupný zdroj]
- ↑ Study on the Physicochemical Properties of Chitosan [online]. Hindawi, 2023-07-05 [cit. 2024-04-25]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitin & Chitisan [online]. Global Industry Analysts, 2023-11-15 [cit. 2024-04-25]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2010-04-15. (anglicky)
- ↑ A Review of Various Sources of Chitin and Chitosan in Nature [online]. Research Gate, 2021-11-30 [cit. 2024-04-20]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitosan Market [online]. Finanznachrichten, 2024-04-03 [cit. 2024-04-23]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitosan: Sources, Processing and Modification Techniques [online]. National Library of Medicine, 2022-06-21 [cit. 2024-04-25]. Dostupné online. (anglicky)
Literatura
[editovat | editovat zdroj]- van den Broek/Boeriu: Chitin and Chitosan: Properties and Application, John Wiley & Sons 2019, ISBN 9781119450436
Související články
[editovat | editovat zdroj]Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky či videa k tématu Chitosan na Wikimedia Commons
