Хитин

История

В 1821 году француз Анри Браконно, директор ботанического сада в Нанси, обнаружил в грибах вещество, нерастворимое в серной кислоте. Он назвал его фунгин[1].Чистый хитин впервые выделен из внешних оболочек тарантулов. Термин был предложен французским учёным А. Одье, исследовавшим наружный покров насекомых, в 1823 году.

Структура хитина была открыта в 1929 году Альбертом Хофманном[2].

Что такое хитозан

Хитозан – это органическое вещество из группы полисахаридов, то есть сложных углеводов, известных как полисахариды. Хитозан – производное хитина, из которого состоят внешние оболочки ракообразных (преимущественно креветок и крабов). Хитин является одним из наиболее распространенных в природе органических материалов, вторым после целлюлозы.

Какие преимущества даёт применение хитозана

Хитозан образуется в результате деацетилирования хитина. Ацетильные группы, которые затвердевают и цементируют хитин, удаляются. В результате хитин становится растворимым гелеобразным веществом, которое легко абсорбируется в кровоток.

Степень деацетилирования колеблется от 60% до 100%. По мнению исследователей, чем выше степень деацетилирования, тем выше биохимическая активность хитозана.

В гораздо меньшей степени источником хитозана являются нитчатые грибы из класса Zygomycetes.

Что это такое

Хитин — это розоватое прозрачное вещество, которое связано с целлюлозой и обозначается, как азотосодержащий полисахарид. Такой элемент является сильным природным сорбентом, выступает основой скелета и наружных покровов насекомых, паукообразных и ракообразных.

Свойства вещества крайне разнообразны — от применения в медицине до использования в сельском хозяйстве.

Распространение в природе

Хитин

Хитин — один из наиболее распространённых в природе полисахаридов — каждый год на Земле в живых организмах образуется и разлагается около 10 миллиардов тонн хитина.

  • Выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая жёсткость клеток — содержится в клеточных стенках грибов.
  • Главный компонент экзоскелета членистоногих.
  • Также хитин образуется в организмах многих других животных — разнообразных червей, кишечнополостных и т. д.

Во всех организмах, вырабатывающих и использующих хитин, он находится не в чистом виде, а в комплексе с другими полисахаридами, и очень часто ассоциирован с белками. Несмотря на то, что хитин является веществом, очень близким по строению, физико-химическим свойствам и биологической роли к целлюлозе, в организмах, образующих целлюлозу (растения, некоторые бактерии) хитин найти не удалось.

Роль в человеческом организме

Хитин отвечает за связывание липидов в человеческом организме Это говорит о том, что кишечнику становится работать легче, снижается в организме уровень холестерина и других вредных липидов. Нормализуется пищеварение, улучшается работа желудка. Данный элемент также стимулирует минерализацию костной ткани в человеческом организме. Однако долго его принимать нельзя, так как это может нарушить нормальную работу пищеварительной системы и приведет к размножению в организме патогенной и условно-патогенной флоры.

Хитин является источником клетчатки, а также помогает бороться с лишним весом. С его помощью можно укрепить кости скелета, а также увеличить в организме количество бифидобактерий. При воздействии на кожу хитин обладает противомикробным эффектом, способствует быстрому заживлению ран, ссадин и порезов. Элемент также оказывает положительное влияние на ногти, кожу и волосы. Поэтому входит в состав многих косметических средств и витаминных добавок.

Структура хитина

1_chitin.jpg

Хитин отличается от целлюлозы из-за замещения, которое происходит на молекуле глюкозы. Вместо гидроксильная группа (ОН), молекулы глюкозы в хитине имеют присоединенную амильную группу, которая состоит из углерода и азота. Азот является электрически положительной молекулой, в то время как кислород, дважды связанный с группой, является электрически отрицательным. Это создает диполь в молекуле, которая увеличивает водородные связи, которые могут образовываться между этими молекулами и молекулами вокруг них. При объединении в матрицу с различными соединениями и другими молекулами хитина, получающаяся структура может быть очень твердой из-за всех слабых взаимодействий между соседними молекулами.

Хитиновая диета

Любопытно, что диету из насекомых придумали еще в конце XIX века. В 1885 году английский путешественник и естествоиспытатель Винсент Хольт в противовес вегетарианству и мясоедению стал призывать к энтомофагии — питанию насекомыми. Не догадываясь об оздоровляющем действии хитина и хитозана, Хольт тем не менее писал: «Насекомые в качестве источника питательных веществ гораздо полезнее и чище, поскольку они сами питаются исключительно растительной пищей».

Насытиться насекомыми хоть и трудно, но возможно. Главное (хотя бы примерно) подсчитать: сколько кузнечиков, термитов, пчел и навозных жуков нужно поймать, чтобы они в сумме весили 100 граммов.

Сравнительная пищевая ценность в граммах на 100 г продукта:

  • Кузнечики: белков — 20.6; жиров — 6.1
  • Навозные жуки:белков — 17.2; жиров — 3.8
  • Термиты: белков — 14.2; жиров — 2.2
  • Пчелы: белков — 13.4; жиров — 1.4
  • Говядина: белков — 23.5; жиров — 21.2

Энтомофагия — все-таки, экзотика. Сегодня, чтобы испытать на себе целительное действие хитина (хитозана) совсем не обязательно, превозмогая брезгливость жевать тараканов и скарабеев. Можно просто зайти в магазин и купить что-нибудь диетическое.

Химия хитина

В естественном виде хитины разных организмов несколько отличаются друг от друга по составу и свойствам. Молекулярная масса хитина достигает 260 000.

При нагревании с концентрированными растворами минеральных кислот (соляной или серной) происходит гидролиз, в результате образуются мономеры N-Ацетилглюкозамина.

При длительном нагревании хитина с концентрированными растворами щелочей происходит N-деацетилирование и образуется хитозан.

Ферменты, расщепляющие β(1→4)-гликозидную связь в молекуле хитина, называются хитиназами.

Биосинтез [ править | править код ]

Синтез молекулы хитина происходит в хитосомах, где с помощью одного фермента гликозилтрансферазы известной, как хитинсинтетаза (КФ 2.4.1.16) осуществляется перенос остатков N-ацетил-D-глюкозамина из уридиндифосфат-N-ацетил-D-глюкозамина (UDPGlcNAc) на растущую полимерную цепь.

Практическое использование

Одно из производных хитина, получаемое из него промышленным способом — хитозан. Сырьём для его получения служат панцири ракообразных (криль, камчатский краб), а также продукты микробиологического синтеза. Проблемами производства продукции из хитина и его практического использования занимается общественная организация «Российское Хитиновое Общество»[5][значимость факта?].

Вследствие отсутствия пищеварительного фермента хитиназы в организме млекопитающих, в том числе и человека, хитин грибов и насекомых не переваривается в желудочно-кишечном тракте, но может быть расщеплён и усвоен некоторыми микроорганизмами микрофлоры кишечника[1][6][7]. При этом, в организме человека имеется не участвующий в пищеварении фермент хитотриозидаза, вырабатываемая макрофагами и принимающая участие в иммунном ответе организма: при лизисе клеточных стенок некоторых патогенных микроорганизмов и в возможном механизме развития некоторых аллергических реакции[8][9][10][11][12]. В частности, фермент обнаруживается в плазме крови при болезнях Гоше и Ниманна — Пика (тип C). Наличие хитиназ у микромицетов, способствует проникновению их через хитиновую клеточную стенку и поражению высших грибов[13].

См. также

  • Хитиназы
  • Полисахариды

См. также

  • Хитозаназы
  • Склеротин
  • Муреин
  • Кератины

Ссылки

  1. Life after death for empty shells: Crustacean fisheries create a mountain of waste shells, made of a strong natural polymer, chitin. Now chemists are helping to put this waste to some surprising uses, Stephen Nicol, New Scientist, Issue 1755, February 09, 1991.
  2. Hofmann hydrolyzed chitin using a crude preparation of the enzyme chitinase, which he obtained from the snail Helix pomatia. See:
    • A. Hofmann (1929) “Über den enzymatischen Abbau des Chitins und Chitosans” (On the enzymatic degradation of chitin and chitosan), Ph.D. thesis, University of Zurich (Zurich, Switzerland).
    • P. Karrer and A. Hofmann (1929) “Polysaccharide XXXIX. Über den enzymatischen Abbau von Chitin and Chitosan I,” Helvetica Chimica Acta, 12 (1) : 616-637.
    • Nathaniel S. Finney and Jay S. Siegel (2008) “In Memorian: Albert Hofmann (1906-2008),” Chimia, 62 (5) : 444-447 ; see page 444. Available on-line at: [www.zora.uzh.ch/9154/2/Siege_Finney_Hoffmann_2008V.pdf University of Zurich]

  3. [www.chitin.ru/about.htm] Сайт Российского хитинового общества
Wikipedia_interwiki_section_gear_icon.svg
Общие:
Геометрия
Моносахариды

Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза)

Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза)

Дезоксисахариды

(

Фукоза

,

Фукулоза

,

Рамноза

)

>7

Мультисахариды
Производные углеводов

Сфера использования

Хитин очень активно используется во многих сферах человеческой жизни. Например, с его помощью изготавливают крепкие и надежные хирургические нити. Также он способен быстро поглощать жидкости, поэтому его используют для изготовления различных губок и тампонов. Не стоит забывать о том, что хитин обладает антибактериальными свойствами. Поэтому его можно применять для изготовления различных перевязочных материалов.хитин в клеточной стенке

Кроме этого, хитин нашел свое применение в косметологии, при изготовлении кормов для животных, а также в сельском хозяйстве и микробиологии.

Источник: fb.ru

Ссылки

  1. 1 2 Хитин // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
  2. Хитин // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  3. Варламов В. П., Ильина А. В., Шагдарова Б. Ц., Луньков А. П., Мысякина И. С. Хитин/хитозан и его производные: фундаментальные и прикладные аспекты / Институт биоинженерии и Институт микробиологии им. С. Н. Виноградского Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН // Научная статья в «Успехи биологической химии», т. 60, 2020, с. 317–368. (С. 317).
  4. Life after death for empty shells: Crustacean fisheries create a mountain of waste shells, made of a strong natural polymer, chitin. Now chemists are helping to put this waste to some surprising uses, Stephen Nicol, New Scientist, Issue 1755, February 09, 1991.
  5. Сайт Российского хитинового общества
  6. Горленко М. В., Кудашева В. А., Смольянинов В. М., Шиманко И. И. Грибы / Грибы как пищевой продукт // Большая медицинская энциклопедия, 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия. — Т. 6.
  7. Роскачество не рекомендует есть грибы детям младше семи лет // Статья от 26.07.2019 г. «Коммерсантъ».
  8. Ингибиторы человеческой хитиназы: «за» и «против» // Статья от 30.09.2005 г. Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология».
  9. Хитин может стать причиной аллергии // Статья от 24.04.2007 г. CNews.
  10. Короленко Т. А., Черканова М. С. Хитотриозидаза макрофагов человека и хитиназы млекопитающих: биологические функции и нарушения при патологии // Научная статья в № 11 от 2009 г. Вестника Российской Академии медицинских наук. С. 39-45.
  11. Renkema GH, Boot RG, Au FL, Donker-Koopman WE, Strijland A, Muijsers AO, Hrebicek M, Aerts JM (January 1998). “Chitotriosidase, a chitinase, and the 39-kDa human cartilage glycoprotein, a chitin-binding lectin, are homologues of family 18 glycosyl hydrolases secreted by human macrophages”. European Journal of Biochemistry. 251 (1—2): 504—9. DOI:10.1046/j.1432-1327.1998.2510504.x. PMID 9492324.
  12. Chitotriosidase // Опубликованные научные статьи про фермент в научных изданиях на сайте «ScienceDirect».
  13. Медицинская токсикология: национальное руководство (Глава 12. Отравление животными и растительными ядами) / Под ред. Е. А. Лужникова // М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012 — 928 с. (С. 775). ISBN 978-5-9704-2226-7.

Отрывок, характеризующий Хитин

– Отчего же так? – спросил Пьер.

– Да вот хоть бы насчет дров или кормов, доложу вам. Ведь мы от Свенцян отступали, не смей хворостины тронуть, или сенца там, или что. Ведь мы уходим, ему достается, не так ли, ваше сиятельство? – обратился он к своему князю, – а ты не смей. В нашем полку под суд двух офицеров отдали за этакие дела. Ну, как светлейший поступил, так насчет этого просто стало. Свет увидали…

– Так отчего же он запрещал?

Тимохин сконфуженно оглядывался, не понимая, как и что отвечать на такой вопрос. Пьер с тем же вопросом обратился к князю Андрею.

– А чтобы не разорять край, который мы оставляли неприятелю, – злобно насмешливо сказал князь Андрей. – Это очень основательно; нельзя позволять грабить край и приучаться войскам к мародерству. Ну и в Смоленске он тоже правильно рассудил, что французы могут обойти нас и что у них больше сил. Но он не мог понять того, – вдруг как бы вырвавшимся тонким голосом закричал князь Андрей, – но он не мог понять, что мы в первый раз дрались там за русскую землю, что в войсках был такой дух, какого никогда я не видал, что мы два дня сряду отбивали французов и что этот успех удесятерял наши силы. Он велел отступать, и все усилия и потери пропали даром. Он не думал об измене, он старался все сделать как можно лучше, он все обдумал; но от этого то он и не годится. Он не годится теперь именно потому, что он все обдумывает очень основательно и аккуратно, как и следует всякому немцу. Как бы тебе сказать… Ну, у отца твоего немец лакей, и он прекрасный лакей и удовлетворит всем его нуждам лучше тебя, и пускай он служит; но ежели отец при смерти болен, ты прогонишь лакея и своими непривычными, неловкими руками станешь ходить за отцом и лучше успокоишь его, чем искусный, но чужой человек. Так и сделали с Барклаем. Пока Россия была здорова, ей мог служить чужой, и был прекрасный министр, но как только она в опасности; нужен свой, родной человек. А у вас в клубе выдумали, что он изменник! Тем, что его оклеветали изменником, сделают только то, что потом, устыдившись своего ложного нарекания, из изменников сделают вдруг героем или гением, что еще будет несправедливее. Он честный и очень аккуратный немец…

– Однако, говорят, он искусный полководец, – сказал Пьер.

– Я не понимаю, что такое значит искусный полководец, – с насмешкой сказал князь Андрей.

– Искусный полководец, – сказал Пьер, – ну, тот, который предвидел все случайности… ну, угадал мысли противника.

– Да это невозможно, – сказал князь Андрей, как будто про давно решенное дело.

Пьер с удивлением посмотрел на него.

– Однако, – сказал он, – ведь говорят же, что война подобна шахматной игре.

– Да, – сказал князь Андрей, – только с тою маленькою разницей, что в шахматах над каждым шагом ты можешь думать сколько угодно, что ты там вне условий времени, и еще с той разницей, что конь всегда сильнее пешки и две пешки всегда сильнее одной, a на войне один батальон иногда сильнее дивизии, а иногда слабее роты. Относительная сила войск никому не может быть известна. Поверь мне, – сказал он, – что ежели бы что зависело от распоряжений штабов, то я бы был там и делал бы распоряжения, а вместо того я имею честь служить здесь, в полку вот с этими господами, и считаю, что от нас действительно будет зависеть завтрашний день, а не от них… Успех никогда не зависел и не будет зависеть ни от позиции, ни от вооружения, ни даже от числа; а уж меньше всего от позиции.

– А от чего же?

– От того чувства, которое есть во мне, в нем, – он указал на Тимохина, – в каждом солдате.

Князь Андрей взглянул на Тимохина, который испуганно и недоумевая смотрел на своего командира. В противность своей прежней сдержанной молчаливости князь Андрей казался теперь взволнованным. Он, видимо, не мог удержаться от высказывания тех мыслей, которые неожиданно приходили ему.

– Сражение выиграет тот, кто твердо решил его выиграть. Отчего мы под Аустерлицем проиграли сражение? У нас потеря была почти равная с французами, но мы сказали себе очень рано, что мы проиграли сражение, – и проиграли. А сказали мы это потому, что нам там незачем было драться: поскорее хотелось уйти с поля сражения. «Проиграли – ну так бежать!» – мы и побежали. Ежели бы до вечера мы не говорили этого, бог знает что бы было. А завтра мы этого не скажем. Ты говоришь: наша позиция, левый фланг слаб, правый фланг растянут, – продолжал он, – все это вздор, ничего этого нет. А что нам предстоит завтра? Сто миллионов самых разнообразных случайностей, которые будут решаться мгновенно тем, что побежали или побегут они или наши, что убьют того, убьют другого; а то, что делается теперь, – все это забава. Дело в том, что те, с кем ты ездил по позиции, не только не содействуют общему ходу дел, но мешают ему. Они заняты только своими маленькими интересами.

– В такую минуту? – укоризненно сказал Пьер.

– В такую минуту, – повторил князь Андрей, – для них это только такая минута, в которую можно подкопаться под врага и получить лишний крестик или ленточку. Для меня на завтра вот что: стотысячное русское и стотысячное французское войска сошлись драться, и факт в том, что эти двести тысяч дерутся, и кто будет злей драться и себя меньше жалеть, тот победит. И хочешь, я тебе скажу, что, что бы там ни было, что бы ни путали там вверху, мы выиграем сражение завтра. Завтра, что бы там ни было, мы выиграем сражение!

– Вот, ваше сиятельство, правда, правда истинная, – проговорил Тимохин. – Что себя жалеть теперь! Солдаты в моем батальоне, поверите ли, не стали водку, пить: не такой день, говорят. – Все помолчали.

Офицеры поднялись. Князь Андрей вышел с ними за сарай, отдавая последние приказания адъютанту. Когда офицеры ушли, Пьер подошел к князю Андрею и только что хотел начать разговор, как по дороге недалеко от сарая застучали копыта трех лошадей, и, взглянув по этому направлению, князь Андрей узнал Вольцогена с Клаузевицем, сопутствуемых казаком. Они близко проехали, продолжая разговаривать, и Пьер с Андреем невольно услыхали следующие фразы:

Нормы потребления

Меж тем, более активное потребление этого полисахарида позволено людям с лишним весом и повышенным холестерином. Также стоит обратить внимание на максимально позволенные суточные нормы хитина при жировом перерождении печени, нарушенном метаболизме, сахарном диабете и аллергических состояниях. Кроме того, повышенную потребность в хитине ощущают люди с сахарным диабетом, частыми запорами, при интоксикациях, а также после пересадки участков кожи.

Полисахариды это что такое, примеры и химические свойства полисахаридов

Наоборот, не желательно чрезмерно увлекаться грибами и ракообразными людям с дисбактериозом, метеоризмом, гастритом, панкреатитом, воспалениями в органах пищеварения.

Значение в живой природе

Хитин – это основная часть внешнего скелета у многих членистоногих. Сюда можно отнести ракообразных, пауков и некоторых насекомых. Так как тела таких обитателей нашей планеты лишены внутренних скелетов, что-то должно защищать их внутренние органы от повреждений. Поэтому с уверенностью можно сказать, что хитин выполняет защитную функцию.

Однако данный элемент не существует сам по себе. Он комбинируется с другими веществами, например, с белками, и это позволяет ему быть более твердым, или наоборот, более гибким. В первую очередь хитиновый покров предназначен для защиты внутренних органов. Но кроме этого он также защищает тело от высыхания и обезвоживания.

Недостатком такого панциря является то, что он не может увеличиваться в размерах. Поэтому животное вынуждено сбросить его и ждать до тех пор, пока сформируется новая защитная оболочка. Времени это много не занимает, но представитель фауны в это время становится беззащитным.

хитин в грибах

Хитин – это вещество, входящее в состав панцирей только мелких животных. Такая оболочка не сможет защитить крупных особей. Она не подойдет и для наземных беспозвоночных обитателей. Со временем наружный скелет начинает тяжелеть и грубеть, а значит, передвигаться в нем становится все труднее.

Источники

  • https://FermoVed.ru/gribyi/hitin-vhodit-v-sostav.html
  • http://fb.ru/article/252145/hitin-chto-takoe-hitin-primenenie-interesnyie-faktyi
  • http://fb.ru/article/338440/hitin—eto-hitin-v-kletochnoy-stenke
  • http://fb.ru/article/223301/hitin—chto-eto-takoe-primenenie-hitina
  • https://edaplus.info/food-components/chitin.html
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Еда и Я