Chitosan, flagelul ciupercilor
Erica E. López Lizárraga
Student în bioinginerie
Chitina, descoperită în 1811 de chimistul și farmacistul francez, Henri Braconnot, este componenta principală a pereților celulari ai ciupercilor; a exoscheletului rezistent al artropodelor, cum ar fi arahnidele, insectele și crustaceele (creveți, crabi, creveți, homar, ...) și a altor structuri biologice, cum ar fi ketas - care sunt în formă de păr - în corpul anelidelor: animale nevertebrate în formă de vierme „inelat”, ca niște omizi.
Chitina (din grecescul kitón, care înseamnă „acoperire”) este al doilea cel mai abundent biopolimer din natură (primul este celuloza, o componentă a plantelor și a lemnului). Își datorează formidabila sa rezistență la faptul că este un material compozit, adică este format dintr-o matrice de chitină care găzduiește anumite cristale de carbonat de calciu (mineral abundent în roci) bine distribuite și dispersate în interior. Unirea chitinei cu cristalele produce un material cu proprietăți mecanice mult superioare celor ale chitinei și carbonatului de calciu singur. Chitosanul, substanța noastră de interes, este obținut din chitină.
Biopolimeri
Biopolimerii sunt macromolecule care sunt sintetizate (produse) de toate viețuitoarele. Acestea sunt de obicei clasificate în proteine, care conferă structură și funcționalitate specifică țesuturilor organismelor; polizaharide, cum ar fi celuloza, care face parte din toate celulele vegetale (este vizibilă în floarea de bumbac); acizi nucleici (ADN, ARN), care sunt macromolecule care codifică caracteristicile ființelor vii. De asemenea, pot fi incluși biopolimeri precum cauciucul natural și lignina. Acesta din urmă este liantul care fixează fibrele de celuloză care duc la lemn.
Chitosanul a fost izolat de chitină în 1859 de fiziologul francez Charles Rouget; Are proprietăți interesante care inhibă creșterea și dezvoltarea anumitor ciuperci și microorganisme, motiv pentru care a făcut obiectul unor cercetări intensive pentru aplicarea sa tehnologică în domenii care au legătură cu sănătatea, agricultura și alimentația.
Obținerea chitosanului
Chitosanul - numit și chitosan - se dovedește a fi chitină într-o stare demineralizată, fără proteine și fără grupări funcționale chimice de tip acetil (a se vedea caseta 2). Pentru extragerea chitosanului, se folosesc crustacee deoarece au o cantitate mai mare de chitină în exoscheletele lor. Unul dintre cele mai simple procese de obținere este următorul:
În primul rând, exoscheletele crustaceelor (de obicei crabi sau creveți) sunt spălate cu multă apă pentru a îndepărta orice resturi organice care ar putea fi prezente. Acestea sunt uscate la o temperatură care oscilează în jurul valorii de 65 ° C. Capetele, picioarele și coada sunt îndepărtate și supuse măcinării și cernerii pentru a obține o pulbere cu dimensiunea particulelor mai mică de 0,250 mm. În acest moment, carbonatul de calciu și proteinele chitinei trebuie eliminate. Mineralul este îndepărtat prin scufundarea pulberii într-o soluție acidă timp de câteva ore. Apoi, pentru a renunța la proteine, chitina este supusă unui tratament alcalin (folosind sodă caustică cu o anumită concentrație), în care soluția alcalină provoacă daune grave proteinelor și rupe legăturile care le unesc cu biopolimerul. În același timp, tratamentul produce o deacetilare, în care grupurile funcționale chimice de tip acetil sunt eliminate din chitină (temperatura procesului poate varia). În cele din urmă, pH-ul alcalin este redus la un nivel neutru (7,0) pentru a obține în cele din urmă chitosanul purificat.