CHITOSANO: STRUTTURA, PRODUZIONE, PROPRIETÀ - CHIMICA - 2024

Il chitosano o chitosano è un polisaccaride ottenuto dalla deacetilazione della chitina. La chitina è un polisaccaride che fa parte delle pareti cellulari dei funghi zigomiceti, dell'esoscheletro degli artropodi, dei keta degli anellidi e dei perisarchi degli cnidari; Per questo motivo, la chitina era precedentemente nota come tunica.

La chitina e il chitosano sono composti complementari: per ottenere il chitosano, deve essere presente la chitina. Quest'ultimo può anche essere formato dalla combinazione di madreperla, conchiolina, aragonite e carbonato di calcio. È il secondo polimero più importante dopo la cellulosa; Inoltre, è biocompatibile, biodegradabile e non tossico.

Il chitosano è un composto importante nell'industria agricola, in medicina, nei cosmetici, nell'industria farmaceutica, nei trattamenti dell'acqua e nel rivestimento di metalli per scopi ortopedici. È antimicotico, antibatterico, antiossidante ed è un buon recettore per i metalli, soprattutto nelle discariche metallurgiche.

Struttura

Il chitano si ottiene quando la molecola di chitina è stata completamente deacetilata. Il chitosano, d'altra parte, viene lasciato con un gruppo acetile per unità da replicare.

Ottenere

Per ottenere il chitosano è necessario prima ottenere la chitina. Quindi viene deacetilato (la molecola di acetile che ha nella sua struttura viene rimossa), in modo che rimanga solo il gruppo amminico.

Il processo inizia con l'ottenimento della materia prima, che è l'esoscheletro dei crostacei, in particolare gamberi e gamberi.

Lavaggio e asciugatura

Viene effettuato un trattamento di lavaggio per rimuovere tutte le impurità, come il sale e i residui minerali che possono essere incorporati nell'esoscheletro della specie. Il materiale viene asciugato bene e quindi macinato in scaglie di circa 1 mm.

Depigmentazione

Segue il processo di depigmentazione. Questa procedura è facoltativa e viene eseguita con acetone (solvente organico in cui il chitosano è insolubile), con xilene, etanolo o con perossido di idrogeno.

Decarbonizzazione e deproteinizzazione

Il processo precedente è seguito dal processo di decarbonizzazione; in cui viene utilizzato HCl. Una volta terminato questo processo, la deproteinizzazione viene continuata, che viene eseguita in un mezzo di base utilizzando NaOH. Si lava con abbondante acqua e infine si filtra.

Il composto ottenuto è la chitina. Questo viene trattato con NaOH al 50% a una temperatura di circa 110 ° C per 3 ore.

Questo processo consente di rimuovere il gruppo acetile dalla struttura della chitina in modo da ottenere il chitosano. Per il confezionamento si procede alla disidratazione e alla macinazione fino a quando la particella acquisisce una dimensione di 250 µm.

Aspetto di chitina e chitosano dopo il processo di produzione

Proprietà

- Il chitosano è un composto insolubile in acqua.

- Il suo peso molare approssimativo è 1,26 * 10 ⁵ g / mol di polimero, ottenuto con il metodo del viscosimetro.

- Ha proprietà chimiche che lo rendono adatto a varie applicazioni biomedicali.

- È una poliammide lineare.

- Ha gruppi amminici –NH ₂ e gruppi idrossilici –OH reattivi.

- Ha proprietà chelanti per molti ioni di metalli di transizione.

- Con acido lattico e acido acetico è stato possibile formare film di chitosano molto stretti in cui, attraverso lo spettro infrarosso (IR), non è stata osservata alcuna variazione nella struttura chimica del chitosano. Tuttavia, quando veniva utilizzato l'acido formico, si potevano osservare variazioni nella struttura.

Cosa serve?

In chimica analitica

- Utilizzato in cromatografia, come scambiatore di ioni e per assorbire ioni di metalli pesanti

- Viene utilizzato nella produzione di elettrodi puntiformi per metalli.

In biomedicina

Poiché è un polimero naturale, biodegradabile e non tossico, è di grande importanza in questo campo. Alcuni dei suoi usi sono:

- Come membrana per emodialisi.

- In fili per suture biodegradabili.

- Nel processo di rilascio dell'insulina.

- Come agente curativo nelle ustioni.

- Come sostituto della pelle artificiale.

- Come sistema di rilascio di farmaci.

- Genera un effetto rigenerativo sul tessuto connettivo delle gengive.

- Per trattare i tumori (cancro).

- Nel controllo del virus dell'AIDS.

- È un acceleratore della formazione degli osteoblasti, responsabile della formazione delle ossa e della riparazione della cartilagine e dei tessuti.

- È un emostatico che favorisce l'interruzione del sanguinamento.

- È un procoagulante, quindi negli Stati Uniti e in Europa è usato come additivo in garze e bende.

- È un antitumorale che inibisce la crescita delle cellule tumorali.

- Funziona come un anti-colesterolo, poiché inibisce l'aumento del colesterolo.

- È un immunoadiuvante, perché rafforza il sistema immunitario.

In agricoltura e allevamento

- Viene utilizzato nel rivestimento dei semi, li conserva per la conservazione.

- È un additivo per l'alimentazione animale.

- È un rilascio di fertilizzante.

- Viene utilizzato nella formulazione di pesticidi.

- È fungicida; cioè inibisce la crescita dei funghi. Questo processo può avvenire in due modi: il composto stesso è in grado di agire contro l'organismo patogeno, oppure può generare stress interno alla pianta che le induce a rilasciare sostanze che le consentono di difendersi.

- È antibatterico e antivirale.

Nell'industria cosmetica

- Nella produzione di schiume da barba.

- Nei trattamenti per pelle e capelli.

- Nella produzione di schiume e lacche per modellare i capelli.

In campo dietetico

- Funziona come agente dimagrante. Funziona intrappolando il grasso nello stomaco e ha un effetto saziante (riduce il desiderio di consumare cibo). Tuttavia, non è stato approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense.

Nell'industria alimentare

- Come addensante.

- Come agente di ossidazione controllata in alcuni composti e come emulsionante.

Buon adsorbente

Le condizioni ottimali ottenute per l'efficace rimozione dei contaminanti dagli effluenti dell'industria farmaceutica sono pH 6, tempo di agitazione 90 minuti, dosaggio adsorbente 0,8 g, temperatura di 35 ° C e velocità di 100 RPM.

Il risultato sperimentale ha mostrato che il chitosano è un eccellente adsorbente per il trattamento degli effluenti dell'industria farmaceutica.

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