Как сделать хитозан
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 19.09.2024
Хитозан останавливает процессы старения организма, нормализует иммунные реакции, очень эффективно заживляет раны, быстро и эффективно очищает весь организм, кровь и лимфу, подавляет развитие рака.
Хитозан - натуральное биологически совместимое вещество, регулирующее большинство физиологических процессов организма человека. Он изготовлен из панцирей морских красноногих крабов путем удаления ацила, который придает жесткость хитину. Хитозан - это производная от хитина, представляет собой положительно заряженный ион с высокой степенью активности, которая зависит от степени очистки хитина путем ацилирования. Хитозан омолаживает биологические ткани путем очищения и улучшения питания, усиливает иммунитет, регулирует биоритмы, является эффективным профилактическим средством против большинства заболеваний. Это поистине уникальный и чудесный препарат!
Хитозан является ацетилированным хитином, то есть продуктом, полученным после удаления ацила. Чем выше степень удаления ацила, тем выше функциональный эффект данного продукта.
В организме человека хитозан разлагается на низкомолекулярные вещества и легко усваивается организмом. Он отлично взаимодействует с клетками, а его главный компонент - гиалуроновая кислота является необходимой составляющей для человеческого организма. Хитин, после растворения, приобретает свойства геля и имеет сильную абсорбционную способность. Он быстро впитывает и выводит из организма любые токсические вещества. Внутри организма хитин разлагается на шесть низкомолекулярных глюкозоминов и обладает способностью подавлять раковые клетки.
Хитозан, являясь одним из видов диетической и очень мягкой по действию целлюлозы, обладая всеми ее свойствами. Впитывая влагу, он расширяется, экстрагирует в себе все токсины и быстро выдодит их из организма. Хитозан нерастворим и способствует перистальтике пищеварительного тракта, увеличивает объем испражнений, сокращает время прохода веществ через кишечник, снижает давление в кишечнике и усвоение организмом вредных компонентов пищи, предупреждает возникновение рака и любых других заболеваний кишечника.
- подавляет токсин раковых клеток, оживляет лимфатические клетки, способные уничтожить раковые клетки;
Хитозан снижает кровяное давление, является эффективнейшим средством профилактики диабета, способен лечить ожоги, травмы, ускорять процесс заживления ран, предотвращает кровоизлияние, улучшает функции печени, повышает иммунитет, снимает боли.
Сердечно-сосудистые заболевания, в том числе гипертоническая болезнь, атеросклероз, инфаркт и инсульт.
Заболевания желудочно-кишечного тракта, в том числе язва желудка и двенадцатиперстной кишки, дисбактериоз, хронический запор, метеоризм.
Острые и хронические производственные, бытовые отравления, проживание в экологически неблагоприятных условиях.
Проивопоказания: Осторожно назначают детям до 12 лет. Не следует применять Хитозан и двойную целлюлозу в одной программе.
Не принимать одновременно с другими БАД, так как может препятствовать их усвоению. Интервал между приемом Хитозана и других БАД должен быть не менее двух часов.
При ожогах, ранах, обработке послеоперационных швов приготовить слабый раствор ( 20 капель сока лимона на 1 стакан воды ), всыпать содержимое 2-4 капсул и нанести на раневую поверхность. Не удалять и не смывать раствор с раны.
В косметологических целях: лосьон из Хитозана помогает убрать лишний слой слущивающегося эпителия, тонизирует, подтягивает кожу, делает ее упругой.
Приготовление лосьона: 7 капсул Хитозана без оболочки всыпать в сухую посуду и, постепенно добавляя 50 мл воды, тщательно размешать. Затем постепенно добавить 50 мл слабого раствора лимонного сока в воде, постоянно размешивая.
Готовый лосьон равномерно наносить на кожу лица, шеи, верхней трети грудной клетки, бедер на 10-15 минут, в течение 3-х дней. Начиная с 4-го дня наносить лосьон на кожу на 2 часа. Смывать проточной водой, не вытирать. Затем легкими движениями нанести крем.
Цена Хитозан и наличие в аптеках города
Внимание. Ниже приведена информация о возможных ценах, дозировках и возможном наличии. В данный момент цены могут отличаться, чтобы узнать актуальные цены — воспользуйтесь поиском.
В статье приводится информация по использованию хитозана, который представляет собой полидисперсный по молекулярной массе полимер D-глюкозамина содержащий 5-15% ацетамидных групп а также до 1% групп соединенных с аминокислотами и пептидами. Хитозан имеет уникальную биологическую активность, которая может индуцировать устойчивость к вирусным заболеваниям у растений, ингибировать вирусные инфекции у животных и предотвращать развитие фаговых инфекций в зараженной культуре микроорганизмов. Способность хитозана осветлять технологические жидкости используется в производстве соков, пива, вин, молочной сыворотке, промывных вод, фаршевого производства подпрессовых бульонов и других низко концентрированных жидкостей содержащих мелкодисперсные частицы органических соединений различной природы. Положительно заряженный хитозан взаимодействуют с отрицательно заряженной кожей и волосами. На этой биоадизивной способности основано их применение в составе косметических средств. Проявление свойств сорбента и частично эмульгата обусловливает липофильный эффект хитозана. В отличие от растительной клетчатки и других сорбентов природного происхождения, хитозан действует более эффективно благодаря своей уникальной молекулярной структуре. Первичные аминогруппы хитозана либо его комплексов по эффективности связывание ионов тяжелых металлов и радионуклидов в десятки раз превосходят ионообменные смолы. В обзоре приводятся данные по испытанию свойств хитозана в экспериментах с сельскохозяйственными животными, выращиваемыми на загрязнённых кормах. Полученные результаты показали, что хитозан, введённый в рацион животных, питавшихся загрязнёнными кормами, позволил понизить уровень загрязнения молока и мяса подопытных животных.
1. Авзалов Р.Х. Использование энтеросорбентов в рационах родительского стада уток/ Р.Х. Авзалов, Т.А. Седых, Р.С. Гизатуллин // Вестник Башкирского аграрного университета.- 2015. -№2 (34). - С.24-28. 1
2. Албулов А. И. Хитозан как новый природный энтеросорбент для ветеринарии и животноводства / А.И. Албулов, М.А. Фролова, Ж.Ю. Мурадян // Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности. -2007. - С.6-8 2
3. Андреева А.Е. Использование энтеросорбента приминкор в рационах ремонтного молодняка уток / А.Е. Андреева, Т.А. Седых, Ф.С. Хазиахметов, Р.С. Гизатуллин // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2. - С. 751.3
4. Бакаева Л.Н. Биологическая ценность мяса цыплят-бройлеров / Л.Н. Бакаева, Г.М. Топурия // Инновации, экобезопасность, техника и технологии в переработке с.-х. продукции: матер. 2 всерос. науч.-практич. конф. Уфа, 2011. - С. 109.4
5. Бакаева Л.Н. Показатели химического состава цыплят под действием хитинсодержащего препарата / Л.Н. Бакаева, Г.М. Топурия // Актуальные вопросы развития пищевой промышленности: матер. всерос. науч.- практич. конф. Челябинск, 2011. - С. 9-11. 5
6. Бикмиев Д.Р. Рост и развитие молодняка уток при включении в рацион энтеросорбента Приминкор (статья) / Д.Р. Бикмиев, Т.А. Седых // Современные наукоемкие технологии. - 2013. - № 9. - С. 10-11.
7. Братская С.Ю. Коллоидно-имические свойства хитозана / С.Ю. Братская, М.В. Шамов Д.В., Д.В. Червонецкий // Рыбохозяйственная наука на пути в XXI век. Тезисы докладов Всероссийской конференции молодых ученых. – Владивосток: ТИНРО- Центр, 2001. – С. 120–122. 6
8. Быкова, В.М. Сырьевые источники и способы получения хитина и хитозана: Хитин, его строение и свойства / В.М. Быкова, С.В. Немцев // Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение. – М.: Наука, 2002. – C 7-10. 7
9. Гальбрайх Л.С. Модифицированные волокнистые и пленочные материалы / Л.С. Гальбрайх // Химические волокна. – 2005. - №5. – С.21-27. 8
11. Гладышев Д.Ю. Строение и фракционный состав карбоксиметилового эфира хитозана / Д.Ю. Гладышев и [др.] // Высокомолекулярные соединения. – 1990. – Т.32Б. - №7. – С.503-505. 10
12. Горовой Л.Ф. Сорбционные свойства хитина и его производных: Хитин его строение и свойства / Л.Ф. Горовой В.Н. Косяков // Хитин и хитозан. Получение свойства и применение. – М.: Наука 2002. – C.217-246. 11
13. Гумеров И.Р. Воспроизводительные качества уток при включении в рацион препаратов Микосорб и Приминкор (статья) / И.Р. Гумеров, Т.А. Седых // Современные наукоемкие технологии. - 2013. - № 9. - С. 12.
14. Гумеров И.Р., Воспроизводительные качества уток при включении в рацион препаратов микосорб и приминкор / И.Р. Гумеров, Т.А. Седых // Современные наукоемкие технологии. - 2013. - № 9. - С. 12. 12
15. Злобин, С.В. Оптимизация использования пробиотиков Субтилис в промышленном свиноводстве / С.В. Злобин // Веткорм. - 2008. - №5. – С. 26-27. 13
16. Интенсификация производства мяса уток (монография) / Р.Р. Гадиев, Т.Ф. Саитабаталов, Т.А. Седых / Уфа: Издательство БГАУ, 2009. – 208 с.
17. Кильдеева Н.Р. Получение материалов медицинского назначения из растворов биосовместимых полимеров / Н.Р. Кильдеева Л.С. Гальбрайх Г.А. Вихорева // Химические волокна. – 2005. - №6. – С.21-24. 14
18. Миронов А.В. Получение гранулированного хитозана / А.В. Миронов и [др.] // Химические волокна. – 2005. – №1. – С.26-29. 15
19. Пантюхин А.В. Разработка оптимальной технологии и исследование процесса микрокапсулирования гидрофобных веществ / // М.: Вестник ВГУ. – Серия: Химия, Биология, Фармация. – 2006. – № 2. – С. 338–339. 16
20. Седых Т.А. Мясная продуктивность уток при включении в рацион энтеросорбента Преминкор (статья) / Т.А. Седых // Аграрная наука – основа успешного развития АПК и сохранения экосистем. Материалы Международной научно-практической конференции (31 января – 2 февраля 2012 г.). – Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2012. – С. 203-204.
21. Седых Т.А. Продуктивность и естественная резистентность уток при интенсивной технологии выращивания (статья) / Т.А..Седых // Аграрный вестник Урала. - №8. – 2012. – С. 33-37.
22. Система машин и оборудования для реализации инновационных технологий в растениеводстве и животноводстве Республики Башкортостан / под общ. ред. И.И. Габитова, С.Г. Мударисова, Г.П. Юхина, В.Г. Самосюка. – Уфа: Башкирский ГАУ, 2014. – С. 159-187
23. Степнова Е.А. биологически активные амфифильные производные хитозана / Е.А. Степнова и [др] // Химические волокна. – 2005. - №6. – С.57-58. 17
24. Топурия Л.Ю., Топурия Г.М. Эффективность применения хитозана в качестве иммуностимулятора для сельскохозяйственных животных и птиц/ // Ветеринарное дело. 2010. № 1. С. 61-68. 18
25. Шамшурин Д.В. Хроматографические свойства силикагелей модифицированных хитозаном и его производными / Д.В. Шамшурин Е.Н. Шаповалова О.А. Шпигун // Вестник Московского университета. – 2004. – Сер.2. – Химия. – Т.45. - №3. – С.180-185. 19
Хитозан – природный полимер XXI века. Уникальные свойства хитина и хитозана привлекают внимание большого числа специалистов самых разных специальностей. Роль полимеров в нашей жизни является общепризнанной, и все области их применения в быту, промышленном производстве, науке, медицине, культуре трудно даже просто перечислить. Если до XX века человеком использовались полимеры природного происхождения – крахмал, целлюлоза (дерево, хлопок, лен), природные полиамиды (шелк), природные полимерные смолы на основе изопрена – каучук, гуттаперча, то развитие химии органического синтеза в XX веке привело к появлению в различных областях деятельности человека огромного разнообразия полимеров синтетического происхождения – пластмасс, синтетических волокон и т.п. Происшедший технологический прорыв не только кардинально изменил нашу жизнь, но и породил массу проблем, связанных с охраной здоровья человека и защитой окружающей среды.
Поэтому закономерным является большой интерес науки и промышленности к поиску и использованию полимеров природного происхождения, таких как хитин и хитозан. Эти полимеры обладают рядом интереснейших свойств, высокой биологической активностью и совместимостью с тканями человека, животных и растений, не загрязняют окружающую среду, поскольку полностью разрушаются ферментами микроорганизмов, могут широко применяться в проведении природоохранных мероприятий.
Реакция сопровождается одновременным разрывом гликозидных связей полимера т.е. уменьшением молекулярной массы изменением надмолекулярной структуры степени кристалличности и т.д. Таким образом, хитозан представляет собой полидисперсный по молекулярной массе полимер D-глюкозамина содержащий 5-15% ацетамидных групп а также до 1% групп соединенных с аминокислотами и пептидами. Процесс проводят обычно с помощью концентрированных щелочей при повышенных температурах. Первым опытом получения хитозана было сплавление хитина с твердой щелочью при 1800С. Этим способом получали продукт со степенью деацетилирования (СД) 95% но значительно деструктированный (до 20 единиц).
Хитин и хитозан по своему строению близки к целлюлозе - одному из основных волокнообразующих природных полимеров. Естественно поэтому что как и целлюлоза эти полимеры и их производные обладают волокно - и пленкообразующими свойствами [9]. Благодаря биосовместимости с тканями человека низкой токсичности способности усиливать регенеративные процессы при заживлении ран биодеградируемости такие материалы представляют особый интерес для медицины. При лечении гнойных и ожоговых ран широкое применение приобрели ферменты эффективность использования которых может быть повышена за счет их включения в структуру волокон и губок. Такие полимеры как хитин хитозан карбоксиметилхитин благодаря широкому набору функциональных групп обеспечивают возможность образования между полимером-носителем и ферментом связей различной прочности что создает предпосылки для регулирования активности и стабильности фермента скорости его диффузии в рану. В медицине для лечения и профилактики тромбозов используется природный антикоагулянт крови - гепарин по химическому строению являющийся смешанным полисахаридом. Наиболее близкий его структурный аналог - сульфат хитозана также обладает антикоагулянтной активностью возрастающей при увеличении степени сульфатирования. Возможность реализации синергического эффекта (усиления активности гепарина при введении добавок сульфата хитозана) делает это соединение перспективным для создания лекарственных препаратов антикоагулянтного и антисклеротического действия [4,8,13,23].
N- и О-сульфатированные производные частично деацетилированного карбоксиметилхитина не только препятствуют свертыванию крови благодаря селективной адсорбции антитромбина но и резко уменьшают интенсивность деления раковых клеток.
Одной из уникальных биологических активностей хитозана является его способность индуцировать устойчивость к вирусным заболеваниям у растений ингибировать вирусные инфекции у животных и предотвращать развитие фаговых инфекций в зараженной культуре микроорганизмов. Образование комплексов полимерными лигандами с различными металлами находит все более широкое применение в аналитической химии хроматографии биотехнологических процессах. Полимерные комплексообразователи в том числе хитин хитозан и их производные например карбоксиметиловые эфиры могут рассматриваться как реальная альтернатива традиционным методам очистки сточных вод промышленных предприятий от соединений металлов используемых для нанесения защитных покрытий (никель хром цинк) а также от таких металлов как ртуть и кадмий способных аккумулироваться живыми организмами [25]. Наличие электронодонорных амино - и гидроксильных групп широкие возможности введения различных ионогенных групп кислотного и основного характера делают производные хитина и хитозана весьма перспективными для использования в хроматографии при разделении и очистке биологически активных соединений (нуклеиновых кислот и продуктов их гидролиза стероидов аминокислот).
Весьма перспективно использование хитозана в бумажной промышленности: благодаря большей прочности при водных обработках ионных связей образующихся при нанесении хитозана на целлюлозное волокно при формировании бумаги по сравнению с существующими в обычной бумаге водородными связями заметно возрастает прочность бумажного листа особенно в мокром состоянии. При этом одновременно улучшаются и другие важные свойства (сопротивление продавливанию излому стабильность изображения). В последнее время все большее внимание уделяется исследованиям процессов образования изучению свойств и возможностей практического применения особого класса продуктов химических превращений полимеров - интерполимерных комплексов. Эти соединения образующиеся при взаимодействии макромолекул противоположно заряженных полиэлектролитов характеризуются высокой гидрофильностью что позволяет использовать их в качестве эффективных флокулянтов структурообразователей а в виде пленок в качестве полупроницаемых мембран и покрытий в том числе в медицине. Использование в качестве компонента интерполимерного комплекса сравнительно жесткоцепного хитозана способного благодаря наличию ионогенных групп к образованию межмолекулярных ион - ионных и ион - дипольных связей обеспечивает возможность улучшения физико-механических свойств получаемых пленок. Одним из направлений успешного использования таких пленок могут быть первапорационные процессы разделения водно-органических смесей. Так пленка на основе интерполимерного комплекса хитозан - полиакриловая кислота в процессе разделения методом первапорации водно - изопропанольной смеси не уступает по транспортным характеристикам пленкам из традиционных материалов (ацетат целлюлозы поливиниловый спирт) заметно превосходя их по селективности. Благодаря своим уникальным свойствам хитозан нашел применение в пищевой промышленности. Способность хитозана осветлять технологические жидкости используется в производстве соков пива вин молочной сыворотке промывных вод фаршевого производства подпрессовых бульонов и других низкоконцентрированных жидкостей содержащих мелкодисперсные частицы органических соединений различной природы. Проявление свойств сорбента и частично эмульгатора обусловливает липофильный эффект хитозана.
В технологии формованных изделий хитозан используется как структурообразующий агент повышающий значения реологических характеристик пищевых масс. Хитозан обладает редким свойством соединять в упорядоченную структуру фрагменты материалов различного влагосодержания: сухих с промежуточной влажностью и высоковлажных. Бактерицидное действие хитозана позволяет использовать его при хранении различных видов пищевой продукции. Наиболее широко показано защитное действие пленок из хитозана нанесенных на поверхность плодов и овощей - яблок апельсинов земляники томатов перца. Поскольку плоды и овощи остаются живым организмом будучи отделенными от материнского растения они обладают определенным иммунитетом и в них проходят обменные процессы [5,8,12].
Однородные гибкие не дающие трещин хитозановые пленки обладают избирательной проницаемостью подобно другим полимерным покрытиям на поверхности плодов и овощей играют роль микробного фильтра и/или регулируют состав газов у поверхности и в толще тканей влияя тем самым на активность и тип дыхания что в целом способствует продлению сроков хранения растительного сырья. Помимо этого покрытие из хитозана вызывает некоторые морфологические изменения в возбудителях порчи томатов и перца. Пленка хитозана способствующая продлению срока хранения мороженого тунца вероятнее всего играет роль барьера регулирующего проникновение кислорода воздуха и испарение воды. Хитозан присутствуя в составе пищевых продуктов положительно влияет на их биологическую ценность. Кроме того хитозан относится к диетическим волокнам которые не усваиваются организмом человека а в кислой среде желудка образует раствор высокой вязкости. Как компонент пищи или как лечебно профилактический препарат хитозан проявляет свойства энтеросорбента иммуномодулятора антисклеротического и антиартрозного фактора регулятора кислотности желудочного сока ингибитора пепсина и др. [11].
Хитозан отличается от большинства природных и химически синтезированных гелеобразователей применяемых в косметике тем что при биологических значениях рН они имеют положительный заряд т.е. является поликатионом (если рН
Хитозан – биополимер нового поколения, выделенный с помощью передовых технологий из хитинового покрова ракообразных и пчел.
Это вещество обладает уникальными адсорбирующими свойствами. Может связывать и выводить из организма ионы тяжелых металлов, радионуклиды, насыщенные жирные кислоты и другие вредные вещества, относящиеся к понятию свободных радикалов.
Хитозан был впервые синтезирован из хитиновой оболочки ракообразных во второй половине ХХ века.
Практически сразу оборонные ведомства присвоили хитозану стратегический статус. Это вещество обладало радиопротекторными свойствами. То есть почти полностью связывало в организме свободные радикалы, образующиеся под воздействием радиации.
В дальнейшем хитозан разрешили использовать в БАДах, косметологии, медицине.
Вещество химически связано с целлюлозой являющейся опорным материалом клеточной стенки растений. Хитозан относится к классу пищевых волокон. В желудочно-кишечном тракте преобразуется в гель. Способен соединятся с жирами, токсинами, холестерином. Оказывает на них разрушающее действие. Выводится из организма в неизменном виде, естественным путем.
История открытия
В 1821 году хитин обнаружен в стенках грибов. Вещество нерастворимое в серной кислоте названо фунгином. В 1822 году французский химик выделил из тканей насекомых нерастворимую в щелочной среде фракцию и назвал хитином. В 1829 году описана структура вещества. В 1859 году профессор С. Роже получил хитозан путем извлечения из хитина карбоновых соединений. В 1970 году ученые начали подробно изучать полезные свойства. В 1991 году разработана технология получения хитозана из панциря крабов. В 1997 году вещество начали применять при производстве лекарственных средств и пищевых добавок. Природный полимер включили в состав косметических средств по уходу за волосами, кожей лица и телом. Хитозан активно используют в биомедицине. Благодаря способности быстро соединяться со слизистыми оболочками и впитывать влагу. На его основе изготавливают препараты для остановки крови.
Морфология хитина
В зависимости от источника хитин встречается в виде двух алломорфов, а именно α и β форм, которые можно различить с помощью инфракрасной и твердотельной NMR спектроскопии, а также рентгеновской X-ray дифракции. В твердом состоянии хитиновые цепи собраны сетью, которая контролирует растворимость, набухание и реакционную способность.
Изоморф α-хитина является наиболее распространенным; он встречается в клеточных стенках грибов и дрожжей, в сухожилиях криля, омаров и крабов, в панцирях креветок, а также в кутикуле насекомых. Помимо нативного хитина, α-хитин систематически образуется путем: перекристаллизации из раствора хитина, биосинтеза invitro или ферментативной полимеризации из-за высокой термодинамической стабильности этого изоморфа.
Более редкий β-хитин встречается в ассоциации с белками в перьях кальмара и в трубках, синтезируемых червями погонофорами и вестиментиферанами . Кристаллографические параметры двух изоморфов позволяют заключить, что в α-хитине на одну элементарную ячейку приходится две антипараллельные молекулы, а в β-хитине только одна в параллельном расположении. В заключение следует отметить, что как α, так и β-формы нерастворимы во всех распространенных растворителях. Эта нерастворимость является серьезной проблемой с точки зрения развития переработки и применения хитина.
Фармацевтическое и биомедицинское применение хитина и хитозана
Основные свойства хитина и хитозана, применяемые для конкретных целей, уже описаны, например: биосовместимость, возобновляемое происхождение, не токсичность, не аллергенность и биоразлагаемость в организме. Кроме того, благодаря их привлекательной биологической активности (противогрибковая, антибактериальная, противоопухолевая, иммуноадъювантная, антитромбогенная, антихолестериновая) и биоадгезивности (особенно хитозана и его производных, они широко используются в качестве промоторов абсорбции и гидратирующих агентов, а также для производства пленки и заживления ран.
Хитин и более легко хитозан могут быть переработаны, в зависимости от предполагаемого применения, в различные формы, такие как волокна, порошки, пленки, губки, бусины, растворы, гели и капсулы . Следовательно, хитозан может использоваться в пероральном, назальном и глазном путях, для доставки лекарств как в имплантируемых, так и в инъекционных формах. Хитин и хитозан в виде волокон или пленок в основном применяются для тканевой инженерии и перевязки ран.
Кроме того, эффект хитозана, способствующий трансмукозальному всасыванию, особенно важен для назальной и пероральной доставки полярных лекарств, для введения пептидов и белков, а также для доставки вакцин. Катионный хитозан может влиять на транспорт ионов через взаимодействие с клеточной поверхностью (вызывая возмущение бислоев фосфолипидов мембраны).
Польза хитозана для организма
1.Снижает уровень холестерина в крови.
Олигамерыхитозана соединяются с отрицательно заряженным холестерином и выводят его из организма. Избыток приводит к развитию атеросклероза. Ежедневный прием вещества на протяжении 2 месяцев снижает уровень холестерина на 20%.
2.Уменьшает риск возникновения заболеваний сердца и сосудов.
Уменьшает артериальное давление. Укрепляет стенки сосудов и улучшает проходимость крови. Предотвращает образование бляшек. Подавляет негативное воздействие поваренной соли. Хитозан связывается с ионами хлора и выводит их из организма естественным путем. Обладает антиоксидантным действием. Подавляет негативное воздействие свободных радикалов. Поддерживает здоровье сердечно-сосудистой системы.
3.Оказывает очищающее действие.
Выводит из организма соли тяжелых металлов, шлаки, токсины, остатки лекарственных средств. Вредные соединения накапливаются и негативно влияют на здоровье человека. Хитозан очищает лимфатическую систему, в которой скапливаются токсические вещества.
4.Улучшает состояние кожи.
Стимулирует циркуляцию крови в микрососудах и капиллярах. Хитозан укрепляет стенки дермы, поддерживает водный баланс. Делает кожу упругой и эластичной. На основе вещества изготавливают маски, крема и сыворотки. Предотвращают появление пигментных пятен, шелушение, угревую сыпь, прыщи.
5.Поддерживает нормальную работу ЖКТ.
В организм попадают вредные бактерии, вирусы, аллергены. Хитозан обладает адсорбирующим действием. Подавляет развитие патогенных микроорганизмов. Поддерживает здоровую микрофлору кишечника. Предотвращает развитие дисбактериоза. Нормализует обмен веществ, улучшает перистальтику.
6.Поставляет полезные вещества в кровь.
Обладает захватывающими свойствами. На клеточном уровне поставляет в кровь аминокислоты, витамины, минералы, лекарственные средства. Улучшает усвоение полезных элементов, поступивших в желудочно-кишечный тракт с продуктами питания или пищевыми добавками.
7.Укрепляет иммунную систему.
Хитозан улучшает синтез иммуноглобулинов и интерферонов необходимых для производства лимфоцитов, нейтрофилов и макрофагов. Стимулирует защитные функции иммунной системы. Предотвращает развитие вирусов и инфекций.
8.Снижает риск возникновения сахарного диабета.
Ежедневный прием вещества снижает уровень сахара в крови. Повышает чувствительность клеток к инсулину.
9.Поддерживает здоровье суставов и хрящей.
Хитозан является источником глюкозамина необходимого для образования связок, сухожилий и суставных хрящей. При попадании в кишечник молекулы хитозана поступают в ткани и хрящи. Преобразуются в необходимые для организма соединения. Хитозан снимает болевые ощущения в ногах. Повышает подвижность и укрепляет кости. Ускоряет восстановление связок, хрящей. Предотвращает развитие артрита и артроза.
Чрезмерное употребление белков может привести нарушению пуринового обмена. Образованию большого количества мочевой кислоты. Хитозан воздействует на обмен, снижает ее уровень в организме.
В статье описаны композиционные материалы на основе хитозана, их свойства и область применения. Наиболее широко такие композиционные материалы используются в медицине в качестве транспортеров лекарственных средств, в качестве заменителей костной ткани и интеросорбентов. Так как композиты на основе хитозана обладают высокой сорбционной способностью, то в статье предложено использовать композиты на основе хитозана для очистки сточных вод. Стоимость на рынке хитозана высока (более 4 тыс рублей за кг), поэтому в статье предложено создавать композиционные сорбционные материалы на основе хитозана и отходов сельхозпереработки, которые позволят снизить себестоимость и повысить сорбционные свойства. В качестве отходов сельхозпереработки предложено использовать карбонизированный остаток обмолота проса, который обладает высокими сорбционными свойствами. Получены композиты, где в качестве связующего используется хитозан, а в качестве наполнителя – карбонизированный остаток обмолота проса с различным содержанием (10 %; 20 %; 30 %; 40 % от общей массы). Построены изотермы адсорбции ионов тяжелых металлов на полученных композиционных сорбционных материалах с различным содержанием наполнителя и рассчитаны значения максимальной сорбционной емкости. Определены механические свойства (истираемость и измельчаемость) полученных композиционных сорбционных материалов и определено, что лучшими характеристиками обладает сорбционный композиционный материал с добавкой наполнителя в количестве 20 %. Проведено математическое описание процесса сорбции ионов тяжелых металлов полученных композитов.
1. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы. Структура. Свойства. Технологии. [Текст] / М.Л. Кербер – СПб.: Профессия, 2008. – 560 с.
2. Алексева О. Наноматериалы. Нанокомпозиты на основе хитозана [Текст] / О. Алексеева // Перспективные технологии. ПерсТ. – 2015. Т. 22, выпуск 8. – C. 2–4.
4. Голунова А.С. Пористые полимерные гидрогели на основе поливинилового спирта и его производных, содержащих заряженные группы [Текст] / А.С. Голунова, А.А. Артюхов, А.П. Фомина, М.И. Штильман // Успехи в химии и химической технологии. – 2010. – Т. 24, № 4 (109). – С. 25–29.
5. Абдулин В.Ф. Особенности процессов экстрагирования при извлечении биополимера хитина из панциря ракообразных [Текст] / В.Ф. Абдуллин, С.Е. Артеменко, О.С. Арзамасцев // Химические волокна. – 2008. – № 6. – C. 21–24.
6. Тарановская Е.А. Очистка сточных вод с применением хитозана [Текст] / Е.А. Тарановская, Н.А. Собгайда, И.П. Алферов, П.А. Морев // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 10 (85). – С. 322–326.
7. Собгайда Н.А. Влияние модифицирования шелухи пшеницы на ее сорбционные свойства к ионам Pb2+, Cd2+, Zn2+ и Cu2+[Текст] / Н.А. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Известия высших учебных заведений. Сер. Химия и химическая технология. – 2010. – Т 53, № 11. – С. 36–40.
8. Патент № Пат. № 2429069 Российская Федерация, МПК B 01 J 20/24, В 01 J 20/28. Сорбент для очистки сточных вод [Текст].
9. Брайнина X.3. Инверсионные электроаналитические методы [Текст] / X.3. Брайнина, Е.Я. Нейман. – М.: Химия, 1988. – 239 с.
10. ГОСТ Р 51641–2000. Материалы фильтрующие зернистые. Общие технические условия. [Текст] – М.: Стандартинформ, 2000. – 14 с.
Композитный материа́л, компози́т – искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с чёткой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу (или связующее) и включённые в неё армирующие элементы (или наполнители). В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жёсткость и т.д.), а матрица обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды. Композитные материалы, представляющие собой гетерофазные системы, полученные из двух или более компонентов с сохранением индивидуальности каждого отдельного компонента. Композит является однородным в макромасштабе и неоднородным в микромасштабе [1].
Композиционные материалы на основе хитозана в последние годы широко используются в медицине. Нано- и микрочастицы биосовместимого хитозана были использованы для микрокапсулирования препарата карведилола, который применяется при болезнях сердца, гипертонии (рис. 1). Это помогло устранить нежелательные побочные эффекты при приеме лекарства.
Рис. 1. SEM изображения микрочастиц с лекарством (слева) и наночастиц хитозана (справа)
Нанокомпозиты на основе хитозана важны для регенеративной медицины и тканевой инженерии костей и хрящей. Биоразлагаемый, биосовместимый хитозан, обладающий антибактериальными и заживляющими свойствами, всё чаще используют при создании каркасов. Для повышения механической прочности добавляют наночастицы CaP или СаСО3, нановолокна гидроксиапатита. Нанокомпозит из волокон хитозана и наночастиц СаСО3 можно использовать для регенерации хрящей. При добавлении 4 вес. % наночастиц диаметр волокон увеличился с 72 нм до 140 нм, модуль Юнга вырос с 16 до 912 МПа. Присутствие наночастиц сделало матрицу более шероховатой, и это создало благоприятные условия для адгезии и пролиферации (роста) клеток на каркасе (рис. 2).
Рис. 2. Слева: SEM изображение нановолокон хитозан/ПВА с добавлением 4 вес. % наночастиц СаСО3. Справа: рост клеток хондрогенной клеточной линии ATDC5 на нанокомпозите (4-ый день)
Особый интерес представляют нанокомпозиты хитозан-графен. Добавление графена (или его производных) улучшает не только механические, но также термические и электрические свойства. Благодаря большой активной поверхности, твердости, геометрической форме графен обеспечивает необходимую связь между компонентами нанокомпозита. Положительно влияет присутствие дополнительных функциональных групп (например, кислородсодержащих в случае оксида графена, GO). Добавление всего нескольких весовых процентов GO значительно улучшает сорбцию ионов тяжелых металлов в водных растворах. Аэрогель GO-хитозан оказался чрезвычайно эффективным сорбентом тетрациклина (сорбционная емкость = 1,13*103 мг/г). Более того, его можно многократно использовать. Это очень важно, поскольку в наши дни загрязнение воды фармацевтическими антибиотиками представляет реальную опасность и для человека, и для микроорганизмов. В ряде работ показано, что нанокомпозитные адсорбенты с магнитными свойствами, полученные при добавлении наночастиц Fe3O4, эффективно удаляют различные ядовитые красители [2].
В патенте РФ № 2376019 авторы разработали композит на основе хитозана, трикальцийфосфата и карбоната аммония, полученный авторами композиционный материал предназначен для пластической реконструкции поврежденных костных материалов в организме человека. В работе получен ряд составов биокомпозиционных материалов на основе вспененных стекломатриц и гидрогелей – поливинилового спирта и хитозана. Изучено влияние природы полимерных гидрогелей на свойства полимер-минеральных биокомпозитов. Установлено, что пористые биокомпозиты, содержащие хитозан, обладают повышенной прочностью и водостойкостью в сравнении с биокомпозитами, содержащими поливиниловый спирт [3].
Макропористые полимерные гидрогели были получены путем сополимеризации акриловых производных поливинилового спирта с N,N-диэтиламиноэтилметакрилатом (ДЭМАА) в воднозамороженных системах. Исследовано влияние условий реакции на выход и свойства образующихся гидрогелевых систем [4].
В зарубежной литературе встречаются работы, посвященные использованию хитозана для очистки сточных вод, но использование чистого хитозана экономически нецелесообразно ввиду его большой стоимости выше 4 тыс. рублей за кг. Поэтому работы направленные на создание композитов, где в качестве связующего используется хитозан, а в качестве наполнителя – отходы агропромышленного комплекса, являются актуальными и имеют практическое значение.
Цель данной работы – создание композиционного материала на основе биополимера хитозана и карбонизированного остатка обмолота проса, обладающего высокими сорбционными свойствами по отношению к ионам тяжелых металлов.
Хитин, превращающийся впоследствии в хитозан, в панцире ракообразных, образует волокнистую структуру и связан с белками, имея вид хитин-белкового комплекса и являясь нерастворимым полимером – не поддается выделению из панциря напрямую. Для его получения необходимо последовательно отделить белковую и минеральную составляющие панциря, т.е. перевести их в растворимое состояние и удалить. Для получения хитина и его модификаций с воспроизводимыми характеристиками необходимо исчерпывающее удаление белковой и минеральной части компонентов панциря.
Процесс выделения хитина традиционно проводили химическим способом, который состоит из следующих стадий:
– стадия деминерализации проводится для удаления минеральных веществ, которые закрывают доступ реагентов к хитину. Процесс осуществляется обработкой измельченного панциря раствором соляной кислоты, которая растворяет минеральные примеси – главным образом карбонат кальция и магния;
– стадия депротеинирования проводится с целью разрушения хитин-белкового комплекса с последующим удалением из панциря белков и липидов. Это достигается путем обработки измельченного панциря раствором гидроксида натрия.
В основе получения хитозана лежит реакция отщепления от структурной единицы хитина ацетильной группировки:
Транс-расположение в элементарном звене макромолекулы хитина заместителей (ацетамидной и гидроксильной групп) у С2 и С3 обусловливает значительную гидролитическую устойчивость ацетамидных групп. Поэтому отщепление ацетамидных групп удается осуществить лишь в сравнительно жестких условиях. Реакция деацетилирования сопровождается одновременным разрывом гликозидных связей полимера, т.е. уменьшением молекулярной массы, изменением надмолекулярной структуры, степени кристалличности.
Полученный по данной технологии хитозан обладает следующими характеристиками: нaсыпная плотность = 0,2738 кг/см3?? кг/м3,
влaжность 13,8 %, срeдневязкостная молекуляpная масса ММ = 420 кДа (килодальтон), степень дeацетилирования СД = 80 %. В статье [6] было показано, что данный хитозан обладает высокими сорбционными свойствами по отношению к ИТМ.
Для получения композита в качестве наполнителя использовали карбонизированный остаток обмолота проса. В работах [7–8] показано, что при термической обработке отходов сельхозпереработки при Т = 300 °С в течение 20 мин образуются пористые структуры (Dпор от ~0,8 до ~ 4–5 нм), которые обладают высокими сорбционными свойствами: АИТМ ≈ 17 мг/г, удельная поверхность Sуд = 188 м2/г, суммарный объем пор по воде Vпор = 0,3 см3/г.
Для получения композиционного материала – хитозан-просо (КМХП) изначально готовят 6 %-ный раствор хитозана с уксусной кислотой, для этого к 940 мл 3 %-ной уксусной кислоты при постоянном перемешивании постепенно в течение 1 часа добавляют 60 г хитозана. Смесь перемешивают в течение 4–5 часов до полного растворения хитозана. Затем в смесь добавляют порошок измельчённого карбонизированного остатка обмолота проса в количестве 10; 20; 30; 40 % от общей массы. Полученную смесь перемешивают до однородного состояния в течение 1 часа и вливают через дозатор в 5 %-ный раствор едкого натрия (NaOH). Сформированные гранулы выдерживают в течение суток в растворе щелочи NaOH, с последующей промывкой водой до значений рН 7,0–7,5 и высушивают при комнатной температуре в течение суток. В результате были получены композиты в форме гранул черного цвета, диаметром 3–5 мм.
Полученные гранулы исследовали на способность извлекать ионы тяжелых металлов (Pb2+, Cd2+, Zn2+) с начальной концентрацией от 5 до 100 мг/л с шагом 5 мг/л. В модельные растворы добавляли полученные гранулы в количестве 20 г на литр и проводили процесс сорбции в статических условиях в течение 20 мин (время достижения сорбционного равновесия) при постоянном перемешивании и термостатировании в интервале температур 293 + 2 К. Для сравнения проводили аналогичный процесс сорбции с хитозаном. После очистки стоков сорбент отделяли фильтрованием и определяли конечную концентрацию ионов тяжелых металлов вольтамперометрическим методом [9]. По изотермам адсорбции были рассчитаны значения максимальной сорбционной емкости (А, мг/г), которая увеличивается в ряду:
– для гранул № 1 с содержанием ТОП 10 % Pb2+ (38), Cd2+ (40), Zn2+ (44);
– для гранул № 3 с содержанием ТОП 30 % Pb2+ (42), Cd2+ (45), Zn2+ (48);
– для гранул № 2 с содержанием ТОП 20 % Pb2+ (42), Cd2+ (45), Zn2+ (50);
– для гранул № 4 с содержанием ТОП 40 % Pb2+ (42), Cd2+ (45), Zn2+(50).
При сравнении сорбционной емкости модифицированных материалов с различным содержанием наполнителя было установлено, что максимальная сорбционная емкость достигается по композиту с содержанием наполнителя 40 и 20 %. При использовании наполнителя в количестве 40 % механическая прочность гранул намного ниже, чем при добавке 20 %. Видно, что гранулы с добавками 40 и 30 % не имеют четкую форму и разваливаются в процессе сушки.
Были исследованы физико-механические свойства (истираемость и измельчаемость) полученных композитов (табл. 1).
Читайте также: