Если вы считаете, что саранчу употребляют в пищу лишь на Ближнем Востоке и в некоторых государствах Африки, вы сильно заблуждаетесь. Блюда из насекомых, на самом деле, регулярно потребляем и мы. Считается, что они очень полезны. Уже несколько десятилетий хитин входит в косметики, лекарств.
Даже в и бинты уже многие годы добавляют это вещество или же используют в их изготовлении его производные. Японцы начали это делать первыми. Экзотическую моду за ними подхватили американцы и европейцы. Сейчас же и россияне приобщились к этому веществу.
Хитин: что это такое
Что же представляет собой вещество, о котором идет речь? Давайте разберемся. Те из нас, кто в не прогуливал в школе уроки биологии, конечно же, знакомы с таким веществом, как хитин. Что это такое, знают многие. Из этого вещества состоят панцири раков. Однако не только у этих животных есть оно. Хитин входит в состав всех видов членистоногих: насекомых (бабочек, жуков) и ракообразных (омаров, креветок, крабов).
Это вещество, кроме того, содержится также в клеточной стенке грибов и дрожжей. И водоросли - не обделенные им растения. Хитин находится и в их клеточной стенке.
Хитиновые структуры, строение вещества
Информация о свойствах и строении целлюлозы (самого важного представителя полисахаридов, который является главным структурным компонентом растений) сегодня изложена в литературе в доступной форме. Однако сведений о том, каково строение хитина, значительно меньше. Тем не менее именно он составляет основу скелетной системы, которая поддерживает структуру клеток, образующих ткани в кутикуле насекомых, панцирях ракообразных, клеточной стенке бактерий и грибов. То, что хитиновым структурам в организмах насекомых и ракообразных присуща твердость, связано с формированием особого хитин-карбонатного комплекса. Он появляется в результате отложения интересующего нас вещества на карбонате кальция, который выступает в качестве своего рода неорганической матрицы.
Имеется некоторая аналогия между строением целлюлозы и хитина. Однако, в отличие от первой, у хитина заместителем 2-го углеродного атома элементарного звена является ацетамидная группа. У целлюлозы эта же роль принадлежит гидроксильной. Макромолекулы нативного хитина (то есть природного) при этом обычно содержат некоторое число звеньев с первичными свободными аминогруппами.
Полезные свойства хитина
Это вещество добавляют в целях усилить аромат и вкус пищи, улучшить внешний вид, или же используют в качестве консерванта. Существуют также пищевые добавки, в которых он содержится. Состав хитина таков, что это вещество обладает лечебными свойствами. Польза от него, как считается, следующая:
- подавляет развитие раковых клеток;
- защищает наш организм от действия радиоактивного излучения;
- повышает иммунитет;
- предупреждает развитие инсультов и инфарктов, поскольку усиливает действие препаратов, которые разжижают кровь;
- борется с различными воспалительными процессами;
- улучшает пищеварение (уменьшает кислотность желудочного сока, а также способствует росту полезных бифидобактерий);
- поддерживает низкий уровень холестерина в нашей крови, что помогает при ожирении и атеросклерозе;
- ускоряет процессы восстановления тканей.
Очень полезным веществом является хитин. Что это такое и каковы его лечебные свойства, хорошо было бы запомнить.
Насколько распространен хитин в природе
Он встречается в природе очень часто. Настолько, что он занимает второе место по распространенности среди (первое принадлежит целлюлозе). Ряд ученых даже считает, что человечество в ближайшем будущем перейдет на исключительно хитиновую диету. Например, Сэм Хадсон, профессор химии полимеров, недавно сообщил, что в настоящее время исследователи находятся на пороге открытия "нового мира", где количество продуктов, которые можно получить из хитина, будет бесконечным.
Немного истории
Расскажем о том, как все начиналось в отношении такого вещества, как хитин. Что это такое, узнали в 19 веке. Еще в 1811 году профессор Генри Браконно, директор находящегося в Нанси (Франция) Ботанического сада начал исследовать химический Внимание этого ученого привлекло необычное вещество. Серная кислота не способна была растворить его. Это и был хитин. Через некоторое время выяснилось, что биополимер, выделенный ученым из Франции, присутствует не только в грибах. Его нашли также в надкрыльях насекомых.
Хитин, свойства которого были еще малоизучены, в 1823 году получил официальное название. В переводе с греческого "хитин" означает "одежда". Ученые, избавившись в 1859 году от белков и кальция, получили из него новое вещество. Оно было названо хитозаном. Это вещество еще более любопытно, нежели его предшественник. Оно активизирует клеточную деятельность, налаживает гормональную секрецию и нервную саморегуляцию, способствуя функционированию организма и здоровой жизнедеятельности, как показали недавние исследования. И это лишь некоторые его полезные свойства. Впрочем, хитином после всех первоначальных открытий никто не интересовался в течение ста лет, за исключением узких специалистов.
Лишь в конце 20 века удалось выяснить, насколько полезны для здоровья эти вещества. Однако люди еще очень давно начали поедать членистоногих и, соответственно, хитин у животных.
О том, как древние поедали насекомых
Еще в книге Левита из Библии встречается упоминание "нечистых" и "чистых" насекомых, то есть пригодных и непригодных в пищу. К "чистым", к примеру, относят кузнечиков и саранчу. Иоанн Креститель, находясь в пустыне, питался диким медом и саранчой. Геродот, древнегреческий историк, упоминал о том, что африканцы ловят этих насекомых. Затем они сушат саранчу на солнце, поливают ее молоком и употребляют в пищу. Считается, что саранчой в меду не брезговали даже древние римляне. А жены Мохаммеда, основателя ислама, посылали целые подносы с этими насекомыми в дар супругу.
При дворе Монтесумы, индейского властителя, во время званых обедов подавали вареных муравьев. известный путешественник и зоолог, в своей книге под названием "Жизнь животных" писал о том, что жители Судана ловят термитов и с удовольствием их едят.
Современные деликатесы из членистоногих
Гастрономическая любовь к насекомым у многих народов сохранилась и сегодня. На Ближнем Востоке, а также в некоторых государствах Африки на базарах и в лавках продают саранчу, а в меню дорогих ресторанов неизменно включаются блюда из нее. На Филиппинах известно множество вариантов приготовления сверчков. В Мексике употребляют в пищу кузнечиков и клопов-вонючек. В Таиланде лакомятся и личинками жуков, и стрекозами, и гусеницами, и сверчками.
Хитиновая диета
Интересно, что еще в конце 19 века придумали диету из насекомых. Винсент Хольт, английский естествоиспытатель и путешественник, начал призывать в противовес мясоедению и вегетарианству к энтомофагии (так называется питание насекомыми). Хольт, не догадываясь о том, что хитин и хитозан оздоравливающе действуют на организм, писал, что как источник питательных веществ насекомые намного чище и полезнее, чем другие животные. Ведь сами они едят лишь растительную пищу.
Пищевая ценность насекомых
Можно ли насытиться насекомыми? Сделать это непросто, но возможно, особенно если помнить о том, какими чудодейственными свойствами обладает хитин. Применение диеты будет эффективным, если хотя бы приблизительно подсчитать, сколько необходимо поймать кузнечиков, пчел и термитов, чтобы в сумме их вес составлял 100 граммов. Пищевая ценность 100 граммов различных насекомых следующая.
- Кузнечики дадут вам 20,6 белков и 6,1 г жиров.
- Навозные жуки - 17,2 г белков и 3,8 г жиров.
- Термиты - 14,2 г белков и 2,2 г жиров.
- В пчелах содержится 13,4 г белков и 1,4 г жиров.
Для сравнения: в говядине - 23,5 г белков и 21,2 г жиров.
Однако энтомофагия остается, все-таки, экзотикой. В наше время для того чтобы убедиться в целительных свойствах хитина или хитозана, вовсе не обязательно съедать скарабеев и тараканов, превозмогая брезгливость. Для этого достаточно просто отправиться в магазин и выбрать что-нибудь диетическое.
Исследования, проведенные в нашей стране
Лекарственное средство на основе хитина впервые было создано в Советском Союзе в 1960- годы. Этот препарат должен был способствовать защите от ионизирующего излучения. Разработка нового лекарства была засекречена военными. При этом состав этого средства был скрыт даже от медиков. После ряда экспериментов на обезьянах, собаках и мышах было доказано, что это лекарственное средство помогает им выжить даже после того, как они получили смертельную дозу облучения. Немного позднее ученые обнаружили, что польза от хитиновых лекарств есть и для человека. Их свойства, кроме того, не ограничиваются одним лишь радиопротекторным эффектом.
Удалось выяснить, что хитин, а также его производные, способны бороться с аллергиями, раковыми опухолями, заболеваниями кишечника, гипертонией и т. д. Хитиновые включения, кроме того, способствуют увеличению продолжительности действия других лекарств.
Современные исследования
И в наши дни продолжаются исследования хитозана и хитина. В России ими занимаются ученые, которые являются членами Российского хитинового общества, созданного в 2000 году. В его состав входят не только те исследователи, которые изучают непосредственно эти вещества, но и представители других областей науки, а также сельского хозяйства, медицины и промышленности. Лучшим хитинологам на Западе вручается специальная Браконновская премия. Она получила свое название в честь Браконно, который был первооткрывателем хитина. В нашей стране подобная премия называется в честь Павла Шорыгина. Этот академик является энтузиастом исследований хитина.
Построенный из остатков N-ацетил--D-глюкозамина с 14-связями между ними (см. ф-лу). Деацетилированные (частично или полностью) полимеры , встречающиеся в природе или получаемые хим. обработкой хитина, носят назв. хитозанов.
Х
итин широко распространен в природе, являясь
опорным компонентом клеточной стенки большинства грибов и нек-рых водорослей,
наружной оболочки членистоногих и червей, нек-рых органов моллюсков.
Аналогия в хим. строении хитина и целлюлозы
приводит
к близости их физ.-хим. св-в, что позволяет им выполнять сходные ф-ции
в живых системах. Как и молекулы целлюлозы , молекулы хитина обладают большой
жесткостью и выраженной склонностью к межмол. ассоциации с образованием
высокоупорядоченных надмол. структур. Известно неск. типов таких кристаллич.
образований (
-хитины), к-рые различаются степенью упорядоченности и взаимной ориентацией
отдельных полимерных цепей. Хитин не раств. в воде , и его удается растворить
только в присут. агентов, эффективно разрывающих водородные связи (насыщенный
водный р-р LiSCN, 5-10%-ный р-р LiCl в ДМСО или N,N-диметилацетамиде).
Биосинтез хитина происходит в особых клеточных
органеллах (хитосомах) с участием фермента хитинсинтетазы путем последоват.
переноса остатков N-ацетил-D-глюкозамина из уридиндифосфат-N-ацетил-D-глюкозамина
на растущую полимерную цепь. Хитозан, наличие к-рого особенно характерно
для клеточных стенок нек-рых грибов, образуется путем ферментативного N-деацетилирования
хитин
а.
В природе хитин находится в комплексе с др.
полисахаридами и минер. в-вами и ковалентно связан с белком . Для выделения
хитина пользуются его нерастворимостью и большой хим. стойкостью, переводя
в р-р сопутствующие компоненты сырья. Так, панцири крабов или омаров, содержащие
до 25% хитина, деминерализуют соляной к-той, белки раств. в горячей щелочи ,
отбеливание хитина проводят Н 2 О 2 . Более мягкие условия
выделения заключаются в деминерализации комплексонами и обработке окислителями
при нейтральных рН. Получаемый таким способом хитин имеет мол. массу порядка
неск. миллионов.
Х
итин медленно раств. в конц. НС1 и H 2 SO 4
с деструкцией полимерных цепей. Для прспаративного получения хитоолигосахаридов
разработаны условия частичного кислотного гидролиза , сольволиза жидким
HF и ферментативного расщепления. При продолжит. нагревании с сильными
минер. к-тами образуется D-глюкозамин. При нагр. с сильными щелочами происходит
N-деацетилирование с образованием хитозана; практически получаемые образцы
хитозанов обычно имеют мол. массу порядка (1-5) х 10 5 и могут
различаться остаточным содержанием ацетильных групп.
Х
итин является вторым после целлюлозы по
распространенности природным биополимером . Его ежегодное образование составляет
неск. десятков миллиардов тонн. Наиб. доступными источниками хитина служат
отходы промысла морских беспозвоночных и мицелий низших грибов. Практич.
использование немодифицированного хитина сдерживается его плохой р-римостью.
Хотя волокна и пленки из хитина обладают ценными св-вами, до сих пор отсутствует
экономичный и удобный с технол. точки зрения метод их получения. Более
перспективен хитозан, к-рый раств. в к-тах с образованием солей , дающих
высоковязкие р-ры. Хитозан дает прочные соед. с белками , анионными полисахаридами ,
образует хелатные комплексы с металлами и т. д., на чем основано его применение
для удаления белка из сточных вод в произ-ве пищ. продуктов (мясная, рыбная,
молочная пром-сть, сыроделие), создания хелатирующих ионообменников , иммобилизации
живых клеток в биотехнологии , при изготовлении мед. препаратов, отделке
бумаги и текстильных волокон . Нек-рые N-ацилпроизводные хитозана - хорошие
гелеобразователи; при ацилировании хитозана производными дикарооновых к-т
получают поперечносшитые гели , удобные для
Основной источник информации:
- Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. - М.: Наука, 2002. - 368 с.
1 Место хитина в классификации химических соединений
Хитин (поли-N-ацетил-D-глюкозамин) является широко распространенным в природе биополимером. Полимеры (от греч. polymeros - состоящий из многих частей, многообразный) -это вещества, молекулы которых состоят из большого числа структурно повторяющихся звеньев - мономеров. По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (напр. натуральный каучук) и синтетические (напр., полиэтилен). Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов - пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы.
Биополимерами являются многие природные высокомолекулярные соединения из которых построены клетки живых организмов и межклеточное вещество, связывающее их между собой. К биополимерам относятся белки , нуклеиновые кислоты , полисахариды (сложные углеводы) и так называемые смешанные биополимеры , например, липопротеины (комплексы содержащие белки и липиды) и т.д. Хитин - это азотосодержащий полисахарид (аминополисахарид) . Мономерами полисахаридов являются моносахариды (монозы): глюкоза , фруктоза , галактоза др.
В связи с биологической функцией полисахариды делятся на резервные и структурные . Большинство резервных полисахаридов (крахмал, гликоген, инулин) являются важнейшими компонентами пищевых продуктов, выполняя в организме человека функцию источника углерода и энергии. Структурные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза) в клеточных стенках растений образуют протяженные цепи, которые, в свою очередь, укладываются в прочные волокна или пластины и служат своего рода каркасом в живом организме. Самый распространенный в мире биополимер это структурный полисахарид растений - целлюлоза. Хитин является вторым после целлюлозы по распространённости структурным полисахаридом . По химическому строению, физико-химическим свойствам и выполняемым функциям хитин близок к целлюлозе. Хитин - это аналог целлюлозы в животном мире.
2 Химическая структура хитина и хитозана
2.1 β-D-глюкоза
Элементарной частицей (мономером) хитина является N-ацетил-β-D-глюкозамин . Термин глюкозамин означает, что мономер хитина является производным глюкозы , а точнее, β-D-глюкозы .
Рассмотрим подробнее, что означает β-D-глюкоза . Xимическая формула глюкозы С6 (Н2 O)6 . Из органической химии хорошо извест, что заданной формуле могут соответствовать разные вещества. Такие вещества , имеющие одинаковую химическую формулу, молекулярную массу, последовательность соединения атомов, но различные свойства называют стереоизомерами. В стереоизомерах различие в свойствах возникает из-за различного расположения атомов в пространстве. В моносахаридах стереоизомеры образуются из-за различной конфигурации гидроксильной группы ОН и атома водорода Н относите атома углерода С. Упрощённо это можно представить размещением ОН и Н справа или слева от С. В молекуле глюкозы имеется 4 таких атома углерода (обведены синим цветом). В биохимии их называют ассиметричными или хиральными. Меняя местами ОН и Н теоретически можно получить 16 стереоизомеров. Наиболее важные изомеры глюкозы: D-глюкоза и L-глюкоза. Не только глюкоза, но и другие моносахариды относятся либо к В- либо к L- изомерам. Отнесение моносахаридов к D- или L- изомерам производится по расположению группы ОН у атома углерода С , дальше всех отстоящего от карбонильной группы С=О (для глюкозы эти группы С=Н и ОН обведены красным цветом).
В природе (фрукты, овощи, мёд и т.д.) встречается только D-глюкоза. L-глюкоза получена синтетически.
Моносахара склонны к образованию циклических структур. Именно циклические молекулы моносахаров соединяясь между собой образуют молекулы полисахаридов. В кристаллическом состоянии моносахариды находятся только в циклической форме. Глюкоза образует циклическую структуру с 5-ю атомами углерода и одним атомом кислорода в кольце. При образовании циклической структуры глюкозы к 4 имеющемся хиральным атомам углерода добавляется ещё один 5-й хиральный атом углерода (обведён чёрным цветом). В линейной структуре это атом углерода входил в карбонильную группу С=О. Это приводит к образованию 2-х стереоизомеров D-глюкозы: α- когда ОН 5-го хирального атома углерода размещается выше плоскости кольца и β- ниже. Этот дополнительный хиральный атом называют аномальным, а α- и β-стереоизомеры D-глюкозы аномерами. По физико-химическим свойствам α- и β-аномеры существенно отличаются друг от друга. Входя в полисахариды в качестве строительных блоков они образуют совершенно разные углеводы (так,α-D-глюкоза образует амилозу; β-D- целлюлозу). В водных растворах α- и β-аномеры легко переходят друг в друга и между ними устанавливается равновесие: 64% β-D-глюкозы и 36% α-D-глюкозы.
2.2 β-D-глюкозамин и N-ацетил-β-D-глюкозамин
По классификации производных моносахаридов глюкозамин относится к аминосахарам. Аминосахара - это производные моносахаридов, гидроксильная группа которых -ОН замещена аминогруппой -NH2 (чаще всего у 2 атома углерода - см. рис.). По номенклатуре ИЮПАК названия аминосахаров образуют прибавлением к названию "исходного" моносахарида названия аминогруппы, замещающей гидроксил (с указанием ее положения), и префикса "дезокси", указывающего на замещение. По этой номенклатуре полное название β-D-глюкозамина: 2-амино-2-дезокси-D-глюкопираноза (D-глюкозамин) . 2-амино ознаяает, что аминогруппа присоединена ко 2-му атому углерода; 2-дезокси означает, что у 2 атома углерода отсутствует гидроксильная группа; окончание пираноза присутствует в моносахаридах циклической структуры. Упрощённое название исходит из корня соответствующего моносахарида, к которому добавляется слово «амин», например глюкозамин. Аминосахара, в отличие от других моносахаридов идут не на получение энергии, а на формирование соединительных тканей организма.
N-ацетил-β-D-глюкозамин - это ацетилированный β-D-глюкозамин. Ацетилирование - это замещение атомов водорода в органических соединениях остатком уксусной кислоты CH3 CO (ацетильной группой). N-ацетил-β-D-глюкозамин - это мономер (элементарная, повторяющаяся структура) хитина, а β-D-глюкозамин - хитозана.
2.3 Хитин и хитозан
Молекула хитина состоит из N-ацетил- β-D-глюкозаминовых звеньев. В живых в природе организмах может образовываться только хитин, а хитозан является производным хитина. Молекула хитозана состоит из β-D-глюкозаминовых звеньев. Хитозан получают из хитина деацетилированием с помощью щелочей. Деацетилирование - это реакция обратная ацетилированию, т.е. замещение атомом водорода ацетильной группы СН3 СО. Поэтому, в отличии от хитина, хитозан может иметь структурную неоднородность обусловленную неполной завершённостью реакции деацетилирования. Содержание остаточных ацетильных групп СН3 СО (на рис. обведена серым) может достигать 30% и характер распределения этих групп может заметно влиять на некоторые физико-химические свойства хитозана. Таким образом, при неполном ацетилировании молекула хитозана состоит из случайно-связанных N-ацетил-β-D-глюкозаминовых звеньев (основные звенья) и β-D-глюкозаминовых звеньев (остаточные звенья) .
Хитин, как и целлюлоза, обладает двумя гидроксильными группами, одна из которых у С-3 вторичная, а вторая у С-6 - первичная. По этим функциональным группам может быть осуществлено получение производных, аналогичным соответствующим производным целлюлозы. Среди них можно отметить простые (например, карбоксиметиловые) и сложные эфиры. Хитозан имеет дополнительную реакционноспособную функциональную группу (аминогруппа NH2 ) , поэтому кроме простых и сложных эфиров на хитозане возможно получение N-производных различного типа. Наличие реакционноспособных функциональных групп в структуре молекул хитина и хитозана обеспечивает возможность получения разнообразных химических модификаций пригодных для использования в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и т.п.
Хитин является опорным компонентом:
- клеточной ткани большинства грибов и некоторых водорослей;
- наружной оболочки членистоногих (кутикула у насекомых, панцирь у ракообразных) и червей;
- некоторых органов моллюсков.
В организмах насекомых и ракообразных, клетках грибов и диатомовых водорослей хитин в комплексе с минеральными веществами, белками и меламинами образует внешний скелет и внутренние опорные структуры.
Меланины (от греч. melas, родительный падеж melanos - чёрный), коричневые и чёрные (эумеланины) или жёлтые (феомеланины) высокомолекулярные водонерастворимые пигменты. Широко распространены в растительных и животных организмах; определяют окраску покровов и их производных (волос, перьев, чешуи) у позвоночных, кутикулы у насекомых, кожуры некоторых плодов и т.д.
Потенциальные источники хитина многообразны и широко распространены в природе. Общая репродукция хитина в мировом океане оценивается в 2.3 млрд. т в год, что может обеспечить мировой потенциал производства 150-200 тыс. т хитина в год.
Наиболее доступным для промышленного освоения и масштабным источником получения хитина являются панцири промысловых ракообразных. Возможно также использование гладиуса (скелетной пластинки) кальмаров, сепиона каракатицы, биомассы мицелярных и высших грибов. Одомашненные и поддающиеся разведению насекомые вследствие их быстрого воспроизводства могут обеспечить значительную биомассу, содержащую хитин. К таким насекомым относятся тутовый шелкопряд, медоносные пчелы и комнатные мухи. В России массовым источником хитинсодержащего сырья является камчатский краб и краб-стригун, годовой вылов которых на Дальнем Востоке составляет до 80 тыс. т, а также углохвостая креветка в Баренцевом море.
Известно, что панцири ракообразных - достаточно дорогостоящее сырье, и несмотря на то, что разработано более 15 методов получения из них хитина, был поставлен вопрос о получении хитина и хитозана из других источников, среди которых рассматривались мелкие ракообразные и насекомые.
За счет широкого распространения пчеловодства в нашей стране существует возможность получать хитиновое сырье (подмор пчел) в значительных масштабах. По состоянию на 2004 г. в Российской Федерации во всех категориях хозяйств имеется 3,29 млн пчелиных семей. Сила пчелиной семьи (масса находящихся в пчелиной семье рабочих пчел, измеряемая в кг) равна в среднем 3,5-4 кг. Летом в период активного медосбора и весной после зимовки пчелиная семья обновляется почти на 60-80 %. Таким образом, ежегодная сырьевая база подмора пчел может составить от 6 до 10 тысяч тонн, это дает возможность рассматривать подмор пчел как новый перспективный источник хитозана насекомых наряду с традиционными видами сырья.
Химический состав различных видов хитиносодержащего сырья, % на сухое вещество
Хитин, входящий в состав панциря ракообразных, образует волокнистую структуру. У ракообразных сразу после линьки панцирь мягкий, эластичный, состоящий только из хитин-белкового комплекса, но с течением времени происходит его упрочнение за счет минерализации структуры в основном карбонатом кальция. Таким образом, панцирь ракообразных построен из трех основных элементов - хитина, играющего роль каркаса, минеральной части, придающей панцирю необходимую прочность и белков, делающих его живой тканью. В состав панциря входят также липиды, меланины и другие пигменты.
В кутикуле взрослых насекомых хитин также ковалентно связан с белками типа артраподина и склеротина, а также большим количеством меланиновых соединений, которые могут составлять до 40% массы кутикулы. Кутикула насекомых отличается большой прочностью и в то же время гибкостью благодаря хитину. Преимуществом пчелиного подмора является минимальное содержание минеральных веществ, так как кутикула насекомых практически не минерализована. В связи с этим отпадает необходимость проводить сложную процедуру деминерализации.
Массовые источники ПСС имеются во многих странах, но промышленное производство хитина и хитозана освоено преимущественно в Японии, где суммарно по данным на 1998 г. выпускается до 2500 т хитина и хитозана в год. В США выпускается около 1000 т хитозана и других модификаций хитина в год. Европейские страны (Италия, Норвегия, Польша) выпускают до 100 т хитозана в год. В последние годы развитие промышленного производства хитина и его производных развивается в Индии, Китае и Таиланде. В качестве сырья для получения полимеров, в Японии и Китае используются ПСС от переработки крабов и креветок, а в США - ПСС крабов и омаров. Отечественная промышленность начала осваивать производство хитина и хитозана в 1970-1980 гг. и к настоящему времени общий объем их выпуска достигает 80 т в год. (Апитерапия. / Хисматуллина Н.3. - Пермь: Мобиле, 2005. - 296 с.)
4 Физико-химические свойства и применение хитина и хитoзана
Хитин и его дезацетилированное производное хитозан привлекли внимание широкого круга исследователей и практиков благодаря комплексу химических, физико-химических и биологических свойств и неограниченной воспроизводимой сырьевой базой. Полисахаридная природа этих полимеров обусловливает их сродство к живым организмам, а наличие реакционноспособных функциональных групп (гидроксильные группы, аминогруппа) обеспечивает возможность разнообразных химических модификаций, позволяющих усиливать присущие им свойства или придавать новые в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Интерес к хитину и хитозану связан с их уникальными физиологическими и экологическими свойствами такими как биосовместимость, биодеструкция (полное разложение под действием природных микроорганизмов), физиологическая активность при отсутствии токсичности, способность к селективному связыванию тяжелых металлов и органических соединений, способность к волокно- и пленкообразованию и др.
Процесс получения хитина заключается в удалении из сырья последнего минеральных солей, белков, липидов, пигментов поэтому качество хитина и хитозана зависит во многом от способа и степени удаления этих веществ, а также от условий проведения реакции деацетилирования. Требования к свойствам хитина и хитозана определяются областями их практического использования, которые весьма разнообразны. В России, как и в других странах, нет единого стандарта, но существует деление на хитин и хитозан технический, промышленный, пищевой и медицинский.
На сайте компании «Хитин и хитозан» производящей хитин и хитозан в промышленных масштабах перечислены следующие направления их применения:
- атомная промышленность: для локализации радиоактивности и концентрации радиоактивных отходов;
- медицина: в качестве шовных материалов, рано- и ожогозаживляющих повязок. В составе мазей, различных лечебных препаратов, как энтеросорбент;
- сельское хозяйство: для производства удобрений, защиты семенного материала и сельскохозяйственных культур;
- текстильная промышленность: при шлихтовке и противоусадочной или водоотталкивающей обработке тканей;
- бумажная и фотографическая промышленность: для производства высококачественных и специальных сортов бумаги, а также для улучшения свойств фотоматериалов;
- в пищевой промышленности выполняет роль консерванта, осветлителя соков и вин, диетического волокна, эмульгатора;
- в качестве пищевой добавки показывает уникальные результаты как энтеросорбент;
- в парфюмерии и косметике входит в состав увлажняющих кремов, лосьонов, гелей, лаков для волос, шампуней;
- при очистке воды служит как сорбент и флокулянт.
По химической структуре хитин близок к целлюлозе. Как и молекулы целлюлозы, молекулы хитина обладают большой жёсткостью и склонностью к образованию надмолекулярных структур (так называемые фибрилярные структуры). В фибрилярных структурах молекулы хитина, скреплённые водородными связями, располагаясь почти параллельными пучками образуют структуры регулярные в 3-х измерениях, что характерно для кристаллов. Известны несколько типов таких кристаллических образований (α-,β-,γ-хитины), которые различаются степенью упорядоченности и взаимной ориентацией полимерных молекул (полиморфизм).
Одним из важнейших свойств полимеров, определяющих во многих случаях возможность их переработки и применения, является их растворимость. Хитин нерастворим в воде, растворах органических кислот, щелочах, спиртах и других органических растворителях. Он растворим в концентрированных растворах соляной, серной и муравьиной кислот, а также в некоторых солевых растворах при нагревании, но при растворении он заметно деполимеризуется. В смеси диметилацетамида, N-метил-2-пирролидона и хлористого лития хитин растворяется без разрушения полимерной структуры. Низкая растворимость затрудняет переработку и применение хитина.
Получаемый из хитина хитозан растворяется в растворах как органических так и неорганических кислот (кроме серной). В отличие от практически нерастворимого хитина, хитозан, растворимый даже в растворах органических кислот, имеет более широкие возможности для применения в пищевой промышленности, медицине, сельском хозяйстве и других отраслях.
Также важными важными свойствами хитозана являются гигроскопичность, сорбционные свойства, способность к набуханию. Из-за того, что в молекуле хитозана содержится много гидроксильных, аминных и других крайних групп, её гигроскопичность очень велика (2-5 молекул на одно мономерное звено, которое находится в аморфных областях полимеров). По этому показателю хитозан уступает только глицерину и превосходит полиэтиленгликоль и каллериоль (высокополимерный спирт из груши). Хитозан хорошо набухает и прочно удерживает в своей структуре растворитель, а также растворенные и взвешенные в нем вещества. Поэтому в растворенном виде хитозан обладает намного большими сорбционными свойствами, чем в нерастворенном.
Хитозан может подвергаться биологическому разложению под воздействием хитиназы и лизоцима. Хитиназы - это ферменты, каталицирующие разложения хитина. Вырабатываются в организмах животных, содержащих хитин. Лизоцим вырабатывается в организме животных и человека. Лизоцим - фермент, разрушающий стенку бактериальной клетки в результате чего происходит её растворение. Создаёт антибактериальный барьер в местах контакта с внешней средой. Содержится в слюне, слёзах, слизистой оболочке носа. Полностью разлагающиеся под действием природных микроорганизмов изделия из хитозана не загрязняют окружающую среду .
По внешнему виду хитозан представляет собой чешуйки размером менее 10 мм или порошки различной тонины помола, от белого до кремового цвета, часто с желтоватым, сероватым или розоватым оттенком, без запаха. Другими свойствами сухого хитозана являются электризуемость и вяжущий вкус. По токсичности хитозан относится к 4-му классу и считается безопасным.
Хитозан показал себя как эффективный радиопротектор, сорбент токсинов и тяжелых металлов в организме, элемент лечебно-профилактического питания, средство защиты растений, иммуномодулятор в ветеринарии, а также в других областях. На сегодняшний день известно более 70 направлений применения хитозана.
Японские специалисты назвали хитозан веществом ХХI века. По их мнению, уже через два – три десятилетия промышленная цивилизация будет немыслима без него точно также, как без алюминия, полиэтилена или персонального компьютера.
5 Низкомолекулярный хитозан. Апизан
Для расширения сферы применения хитозана в медицине большое значение имеет его растворимость при нейтральных значениях рН, что может быть обеспечено снижением его молекулярной массы. Как показывает практика, молекулярная масса хитозанов, получаемых из панциря ракообразных химическими и ферментативными способами, высока и составляет до 103 кДа. Такие хитозаны растворимы только в водных растворах органических и минеральных кислот, что не всегда удобно. Для получения хитозана, растворимого в нейтральных растворах (при рН = 7), исходный хитозан подвергают гидролизу с помощью химических реагентов или ферментов.
В качестве гидролизующего реагента чаще всего применяется пергидроль в виде 3-10%-ного водного раствора при умеренном нагревании до 30-50 °С . Гидролиз снижает молекулярную массу хитозана и улучшает его растворимость в слабокислых водных растворах. При этом получается полидисперсный по молекулярной массе продукт, растворимый в разбавленных растворах кислот при рН > 5.
В качестве ферментных препаратов для деградации хитина и хитозана применяют комплексы ферментов различного происхождения. Это могут быть ферментные комплексы гепатопанкреаса краба или криля, а также панкреатин из поджелудочной железы крупного рогатого скота. Но чаще для этой цели применяют ферментные комплексы с хитинолитической активностью микробиологического происхождения. Применение ферментных препаратов для деградации хитозана позволяет получать низкомолекулярные хитозаны, растворимые в воде и обладающие при этом на порядок более высокой биологической активностью по сравнению с высокомолекулярными хитозанами. Такие свойства низкомолекулярных хитозанов существенно расширяют сферу их применения в качестве медицинских полимеров. Например, на основе низкомолекулярных хитозанов разработаны эффективные радиопротекторы, хиральные селекторы различных субстанций медицинского назначения, антикоагулянты с высокой гепариновой активностью.
Выделенный из хитинового покрова пчёл хитозан для придания ему водорастворимости также подвергается гидролизу комплексом ферментов микробного происхождения. В результате получается продукт, названный апизаном (пчелозаном). Апизан в конце технологической цепочки его получения, после лиофильной сушки, представляет собой тонкий порошок светло-коричневого цвета, растворимый в кислой среде при рН=5.5, имеет влажность 8-10%, содержание золы 1-2%, степень деацетилирования - 80-85% (Практическая апитерапия. / Хисматуллина Н.3. - Пермь: ЭксЛибрум, 2009. - 336 с. ).
Часто на сайтах о пчелопродуктах можно встретить, например, такое нелепое утверждение о преимуществах пчелозана: "...Низкомолекулярный хитозан, полученный из кутикулы пчёл усваивается полностью, в отличие от высокомолекулярного хитозана полученного из панциря ракообразных, который усваивается частично." Во-первых, в конце технологической цепочки получения и тот и другой хитозаны низкомолекулярные. Во-вторых, и это самое главное, по своей биологической природе хитозан относится к пищевым волокнам, которые не усваиваются совсем или усваиваются очень слабо. Глвное их достоинство - способность проходить через ЖКТ не усваиваясь "механически" его очищая (см. страницу
Грибы – настоящий супер-продукт. В них есть витамины группы В, калий, медь, цинк, селен, а также множество других питательных компонентов. Но что особенно интересно в составе грибов, так это их уникальная текстура, не имеющая аналогов среди других представителей природы. И за «мясистую» структуру грибов отвечает вещество хитин. Да-да, тот самый хитин, известный из уроков биологии, который содержится в панцирях ракообразных и насекомых. Именно благодаря уникальной химической структуре грибы были выделены в отдельное царство. Но какая роль отведена природой хитину, кроме как создавать панцири и придавать уникальность грибам?
Что такое хитин
Хитин является вторым наиболее распространенным биополимером на планете.
По некоторым оценкам, в природе ежегодно производится ровно столько этого вещества, сколько и целлюлозы. Оно, с химической точки зрения, представляет собой азотсодержащий полисахарид с неразветвленной цепью. В естественных условиях является частью сложных органических и неорганических соединений.
Хитин в качестве натурального биополимера содержится в основном в экзоскелете (внешняя часть скелета) креветок, крабов, омаров, раков. Также есть в грибах, дрожжах, некоторых бактериях и крыльях бабочек. В человеческом организме необходим для формирования волос и ногтей, а у птиц – оперения. Чистый хитин более хрупкий, чем в сочетании с другими веществами. Экзоскелеты насекомых – это комбинация хитина и белков. Раковины ракообразных, как правило, состоят из хитина и карбоната кальция.
Хитин имеет много коммерческих аналогов, в том числе пищевых и фармацевтических продуктов. Они обычно используются как загустители пищи и стабилизаторы, также помогают создавать съедобную пленку на продуктах.
В пищевых продуктах хитин представленный в модифицированной и более биодоступной форме хитозана. Хитозан – это производное хитина, образуется в результате воздействия на вещество температурой и щелочью. Как говорят ученые, это вещество по своему составу напоминает ткани человеческого организма. В промышленных целях его получат из панцирей ракообразных.
История открытия
Открытие хитина приходится на 1811 год, когда профессор Генри Браконно впервые обнаружил его в грибах. Ученый с особым интересом принялся изучать неизвестное вещество, которое не поддавалось влиянию серной кислоты. Затем (в 1823 году) это вещество обнаружили в крыльях майских жуков и назвали его «хитин», что по-гречески значит «одежда, оболочка». Этот материал структурно напоминал целлюлозу, но был значительно сильнее. Впервые структуру хитина определил швейцарский химик Альберт Хофманн. А в 1859 году ученый мир узнал и о хитозане. После того, как химики «очистили» от кальция и протеинов хитин. Это вещество, как оказалось, благотворно сказывается практически на всех органах и системах человеческого тела.
На протяжении последующего столетия интерес к хитину немного угас, и только в 1930-х годах вырос с новой силой. А в 1970-х годах началось производство вещества из панцирей моллюсков.
Хитин в природе
Как уже было отмечено, хитин – это основной компонент экзоскелета (внешней части скелета) многих членистоногих, таких как насекомые, пауки, ракообразные. Экзоскелеты из этого прочного и твердого вещества защищают чувствительные и мягкие ткани животных, лишенных внутренних скелетов.
Хитин по своей структуре напоминает целлюлозу. И функции у этих двух веществ также похожи. Так как целлюлоза придает прочность растениям, хитин укрепляет ткани животных. Однако эту функцию он выполняет не самостоятельно. Ему на помощь приходят белки, в том числе эластичный резилин. От концентрации тех или иных белков зависит прочность экзоскелета: будет ли он жестким, как панцирь жука, или мягким и гибким, как суставы у крабов. Также хитин может комбинироваться с небелковыми веществами, такими как карбонат кальция. В таком случае образовываются раковины ракообразных.
Животные, которые носят «скелет» на внешней стороне, из-за жесткости брони являются относительно негибкими. Членистоногие могут сгибать конечности или сегменты своего тела только в суставах, где экзоскелет тоньше. Поэтому для них важно, чтобы экзоскелет соответствовал анатомии. Помимо роли жесткой оболочки-панциря, хитин предотвращает высыхание и обезвоживание тел насекомых и членистоногих.
Но животные растут, а значит, время от времени нуждаются в коррекции «размера» брони. Но поскольку хитиновая конструкция не может расти вместе с животными, они сбрасывают старую оболочку и начинают секретировать новый экзоскелет железами эпидермиса. И пока новая броня затвердевает (а на это понадобится немного времени), животные становятся чрезвычайно уязвимыми.
Меж тем, природа панцирями из хитина одарила только мелких животных, более крупных особей фауны подобная броня не защитила бы. Не подошла бы она и наземным беспозвоночным, поскольку со временем хитин толстеет и тяжелеет, а значит, животные не смогли бы двигаться под тяжестью этой защитной брони.
Биологическая роль в организме
Попадая в человеческий организм, хитин, который обладает способностью связывать пищевые липиды, уменьшает активность всасывания жиров в кишечнике. В результате в теле снижается уровень холестерина и триглицеридов. С другой стороны, хитозан способен влиять на метаболизм кальция и ускорять его выведение с мочой. Также это вещество может значительно снизить уровень витамина Е, но положительно повлиять на минеральный состав костной ткани.
В организме хитин-хитозан играет роль антибактериального вещества.
По этой причине он входит в состав некоторых средств для обработки ран. Меж тем, длительный прием хитина может нарушить здоровую микрофлору желудочно-кишечного тракта и активизировать рост патогенной микрофлоры.
Функции хитина и хитозана:
- компонент детского питания;
- полезная пищевая добавка;
- снижает холестерин;
- источник клетчатки;
- способствует размножению бифидобактерий;
- помогает при непереносимости лактозы;
- важен для снижения лишнего веса;
- противоязвенный компонент;
- необходим для прочности костей;
- благотворно влияет на здоровье глаз;
- избавляет от болезней десен;
- противоопухолевый агент;
- компонент косметических средств;
- составляющая многих медицинских средств;
- ароматизатор, консервант;
- применяется для производства текстиля, бумаги;
- средство для обработки семян;
- важен для очищения воды.
Для чего нужен
Существует рад научных доказательств, которые свидетельствуют о влиянии хитина на снижение концентрации холестерина. Особенно заметно это свойство в комбинации хитозана и хрома. Впервые этот эффект на примере крыс был доказан японскими учеными в 1980 году. Затем исследователи открыли, что снижение холестерина происходит благодаря способности хитина связывать клетки липидов, предотвращая их всасывание организмом. Затем норвежские ученые огласили результаты своего опыта: чтоб снизить уровень холестерола почти на 25 процентов, необходимо в течение 8 недель в добавку к диетам принимать хитозан.
Положительное влияние хитина ощущают также почки. Особенно важно это вещество для поддержания оптимального самочувствия у людей, проходящих процедуры гемодиализа.
Воздействие на кожу заключается в активизации способности к быстрому заживлению ран.
Пищевые добавки, содержащие хитозан, помогают поддерживать здоровый вес.
Воздействует на организм по принципу растворимой клетчатки. А значит, улучшает работу пищеварительных органов, ускоряет прохождение пищи кишечным трактом, улучшает моторику кишечника.
Улучшает структуру волос, ногтей и кожи.
Полезные свойства
Многочисленные исследования показали, что хитин и его производные не обладают токсичностью, а значит, могут смело применяться в пищевой и фармацевтической промышленности. Согласно некоторым данным, только в США и Японии БАДы на основе хитина принимает около 2 миллионов человек. И их число только растет. Кстати, японские врачи рекомендуют пациентам принимать хитин как средство против аллергии, высокого давления, артрита.
Помимо этого, известно, что хитин полностью разлагается под воздействием микроорганизмов, а поэтому является экологически чистым веществом.
Хитин и…
…пищеварение
Введение хитина в обычный рацион – это лучшее, что может сделать человек для своего здоровья. Так, по крайней мере, говорят некоторые исследователи. Ведь потребление этого вещества не только поможет скинуть лишний вес, но и снизит артериальное давление, предотвратит возникновение язв в пищеварительной системе, облегчит переваривание пищи.
Несколько исследований, проведенных в Японии и Европе, показали, что хитин и его производные способствуют росту полезных бактерий в кишечнике. Также в ученых есть основания предполагать, что хитин не просто улучшает работу толстой кишки (избавляя от синдрома раздраженного кишечника), но и предотвращает образование в тканях злокачественных опухолей и полипов.
Доказано, что это уникальное вещество защищает от гастрита, останавливает диареи, избавляет от запоров, выводит токсины.
…лактоза
Это может удивить, но результаты исследований убеждают в истинности данного предположения. Хитин облегчает непереносимость лактозы. Результаты опытов удивили даже ученых. Оказалось, на фоне хитина даже пища, на 70 процентов состоящая из лактозы, не вызывает симптомов несварения.
…лишний вес
Сегодня существует ряд доказательств того, что хитин является блокатором жира. Когда человек потребляет этот углевод, он связывается с липидами, которые попали в организм с пищей. А будучи нерастворимым (неперевариваемым) компонентом, этой же способностью автоматически наделяет связанный жир. В результате получается, что этот странный «дует» путешествует телом, не всасываясь в него. Экспериментально установлено, что для потери веса необходимо употреблять по 2,4 г хитозана в сутки.
…заживление ран
Хитин является одним из важнейших веществ для больных с ожоговыми ранами. Он имеет замечательную совместимость с живой тканью. Ученые заметили, что благодаря этому веществу раны затягиваются быстрее. Оказалось, что кислая смесь хитина ускоряет заживление травм после ожогов разной степени. Но изучение этой способности хитина продолжаются.
…минерализация
Этот полисахарид играет решающую роль в минерализации разных тканей. И главный пример этого – раковины моллюсков. Исследователи, изучив эту способность хитина, возлагают большие надежды на это вещество в качестве компонента для восстановления костной ткани.
«Саранчу на обед заказывали?»
В пищевую промышленность хитозан «ворвался» в 1990-х годах. Рекламируя новую пищевую добавку, производители повторяли, что она способствует снижению веса и холестерина, предотвращает остеопороз, гипертонию, язву желудка.
Но, понятно, употребление хитина в пищу не началось в конце прошлого века. Этой традиции, как минимум, несколько тысяч лет. Жители Ближнего Востока и Африки с незапамятных времен потребляют саранчу, как полезное и питательное блюдо. Упоминания о насекомых в роли пищи есть на страницах Старого Завета, в записях древнегреческого историка Геродота, в древнеримских анналах, в книгах исламистов и в сказаниях ацтеков.
У некоторых народностей Африки традиционным блюдом считалась сушеная саранча с молоком. На Востоке была традиция преподношения насекомых мужу в качестве наивысшего дара. В Судане лакомством считали термитов, а изюминкой званых ужинов у ацтеков были вареные муравьи.
По поводу подобных гастрономических вкусов ныне существуют разные мнения. Но во многих странах Востока и сейчас продают жареную саранчу, в Мексике готовят кузнечиков и клопов, филиппинцы наслаждаются разными блюдами из сверчков, а в Таиланде туристам охотно предложат специфические лакомства из личинок жуков, сверчков, гусениц и блюда из стрекоз.
Кузнечики альтернатива мясу?
К жукоедению в современном мире относятся по-разному. Одних бросает в жар только от мысли, что кто-то где-то щелкает вместо семечек тараканов. Другие решаются отведать гастрономической экзотики, путешествуя миром. А для третьих, кузнечики и вся хитиновая братия служат обычной пищей, которая остается в почете сотни лет.
Этот факт не мог не заинтересовать исследователей. Они принялись изучать, что полезного может получить человек, потребляя насекомых. Как и следовало ожидать, ученые определили, что вся эта «жужжащая экзотика» снабжает человека хитином, что, бесспорно, уже плюс.
Кроме того, в ходе изучений химического состава насекомых оказалось, что в некоторых содержится почти столько протеинов, как в говяжьем мясе. Например, 100 г кузнечиков содержат в себе 20,5 г белка, а это всего на 2 г меньше, чем в говядине. В навозных жуках – около 17 г протеинов, в термитах – 14, а в пчелиных телах есть примерно 13 г белков. И все бы ничего, но собрать 100 г насекомых, гораздо тяжелее, чем купить 100-граммовый кусок мяса.
Как бы там ни было, но в конце XIX века британец Винсент Хольт основал для гурманов некое новое течение и назвал его энтомофагией. Приверженцы этого движения вместо мясоедения или вегетарианства «исповедовали» питание насекомыми. Сторонники такой диеты считали свой рацион, богатый хитином, почти что лечебным. А блюда из своего меню – полезнее и чище, чем продукты из животных.
Как получить из пищи максимум хитина
Креветки принадлежат к списку продуктов с максимальным содержанием хитина. Но если желаете и вправду получить максимум вещества из этого продукта, тогда предпочтение следует отдать не королевским, а более мелким экземплярам. Их панцири легче разжевать, а хитин из них легче усваивается организмом. Если в качестве источника хитина брать рыбу, то готовить ее надо исключительно с чешуей. Ну и не стоит забывать о грибах, из которых можно приготовить десятки блюд. И что самое приятное – не придется жевать ничьи панцири или чешую.
Фармацевтический аналог
Жареные кузнечики, тараканы или навозные жуки, понятное дело, не уникальный источник хитина. Современный человек может легко возобновить в организме запасы вещества, избегая столь экзотической кухни. Не зря же исследователи на протяжении десятилетий учились выделять этот полезный компонент из природных источников.
В Советском Союзе, например, медпрепарат с хитином в составе появился еще во второй половине ХХ столетия. Правда, тогда эта разработка хранилась под грифом «Секретно». Советские ученые после серии экспериментов на мышах, собаках и обезьянах доказали эффективность хитина в лечении от радиации. Немногими годами позже опробовали действенность средства на людях.
Затем оказалось, что, кроме защиты от радиоизлучений, это вещество эффективно против аллергий, онкологических образований, дисфункции кишечника и гипертонии. В сегодняшнее время исследования продолжаются. А не так давно ученые смогли получить хитозан из пчел. Это событие послужило новым толчком в развитии науки хитинологии.
Нормы потребления
Безопасной дозой хитина считается суточная порция, не превышающая 3 г. В противном случае, вместо того, чтобы улучшить моторику возможно нарушение работоспособности желудочно-кишечного тракта.
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.
Наоборот, не желательно чрезмерно увлекаться грибами и ракообразными людям с дисбактериозом, метеоризмом, гастритом, панкреатитом, воспалениями в органах пищеварения.
Побочные эффекты
Исследования подтверждают, что хитин обладает крайне низким уровнем токсичности. Побочные эффекты возможны у людей с аллергией на моллюсков. Это проявляется, как правило, в форме запоров и метеоризма. Чрезмерное потребление хитозана усложняет работу пищеварительной системы, вплоть до полной блокировки.
Как распознать дефицит
Повышенный уровень холестерина служит одним из симптомов недостатка хитина. Нарушение работы почек также может свидетельствовать о недостатке вещества из панцирей моллюсков. И даже педикулез (вшивость), как говорят некоторые исследователи, появляется также тогда, когда организму не хватает хитина.
Среди других симптомов:
- физическая слабость;
- потеря аппетита;
- ожирение;
- нарушение сна;
- частые аллергии;
- расстройства кишечника;
- боли в суставах;
- избыток шлаков.
Чем полезны старые крабы
Растения служат для человека источником целлюлозы, которая является, если можно так сказать, натуральным аналогом пластика. Много лет тому назад ученые научились делать из этого материала многое, пластик и вискозу в том числе.
Но некоторые животные также могут продуцировать натуральный «пластик». И в мире фауны это хитин. На протяжении многих лет крабовое мясо использовали в пищевой промышленности, а оболочки этих ракообразных выбрасывали. Ежегодно по несколько тысяч тонн. А все потому, что ученые никак не могли выяснить, как извлечь из этих панцирей хитин. И только в 1975 году химики смогли впервые выделить из брони необходимое вещество и переработать его в желаемую форму. Так появилась хирургическая нить, которая не вызывает аллергий, способствует быстрому заживлению ран, а затем растворяется в организме. Это открытие послужило невероятным толчком в развитии медицины. Трудно поверить, но все это благодаря панцирям краба, которые еще совсем недавно выбрасывались как мусор.
Сферы использования хитина
Человек нашел много способов использования хитина в свое благо. Так в медицине прочный хитин применяют для создания хирургических нитей. Из-за своей способности быстро поглощать воду, он стал частью тампонов и губок. Хитин обладает сильными антибактериальными, антивирусными и противогрибковыми свойствами. По этой причине он часто служит дополнительным компонентом медицинских бинтов, перевязочного материала.
В пищеварительной промышленности хитин входит в состав многих продуктов как компонент-загуститель. Помимо этого, вещество применяют при очистке воды от жиров, солей тяжелых металлов, токсинов, в качестве компонента кормов для домашних животных. Также входит в состав многих косметических средств и даже служит компонентом для изготовлений нательного белья. Хитин используют в биомедицине, микробиологии, сельском хозяйстве. Пчеловоды для борьбы с клещами применяют апизан – средство, созданное на основе низкомолекулярного хитозана.
Хитин в косметологии
В последнее время среди ассортимента косметических товаров завоевывают популярность препараты на основе хитина. Современные шампуни, бальзамы и средства для укладки волос, зубные пасты, кремы и гели довольно часто содержат в себе этот полезный полисахарид. Экстракт, полученный из раковин ракообразных, возвращает коже эластичность, укрепляет ногти, покрывает защитной пленкой волосы. Если говорить о волосах, то благодаря хитиновому «покрытию» они легче расчесываются, приобретают здоровый блеск, не электризуются, выглядят более объемно. И при всем этом они сохраняют способность дышать.
Антивозрастная косметика нового поколения имеет в своем составе производное хитина – хитозан. Он разглаживает морщины, освежает цвет кожи, улучшает кровоснабжение. Это же вещество вводят в состав препаратов против ожирения, поскольку способствует выведению лишней жидкости и токсинов из тканей организма.
Хитиновые рецепты
Народные врачеватели также никогда не игнорировали хитин. В частности, пчелы и продукты их жизнедеятельности всегда ценились на Руси. Но сейчас – о пчелах, в качестве источника полезного хитина. В основе приготовления многих лечебных средств лежит пчелиный подмор (погибшие насекомые). Они как раз и служат источником хитина. Чаще всего из пчелиного подмора готовят водные и спиртовые настойки. Эти средства в народной медицине применяли для быстрого заживления ран, предотвращения образования рубцов, а также как кровеостанавливающее, обезболивающее и общеукрепляющее средство.
Спиртовая настойка для укрепления организма
Ингредиенты:
- пчелиный подмор – 1 столовая ложка;
- спирт 40-процентный.
Как приготовить
Пчелиный подмор измельчить (можно использовать кофемолку) и залить спиртом. Смесь настаивать 21 день в притемненном месте. На протяжении этого времени регулярно (минимум раз в сутки) взбалтывать смесь. Хранить в плотно закрытой таре в темном месте.
Средство принимают для укрепления иммунитета и очищения организма.
Водный настой для похудения
Ингредиенты:
- пчелиный подмор – 2 столовые ложки;
- кипяток – 500 мл.
Как приготовить
Подмор залить кипящей водой, довести до кипения и на медленном огне протомить 2 часа. Процедить, охладить. Принимать трижды в день по 1 столовой ложке перед едой (за полчаса).
Средство регулирует гормональный баланс, ускоряет сжигание жиров, способствует похудению.
Порошок против туберкулеза (из медведки)
За два дня до приготовления рецепта медведку садят «на голодный паек». Этот прием позволяет очистить пищеварительный тракт насекомого. Затем дезинфицируют с помощью спирта. И только после этого приступают к сушке. Лучше всего сушить в духовке при небольшой температуре. Сухих насекомых измельчить в кофемолке. Принимать, вымешав с медом, 2-3 раза в сутки. Разовая дозировка – 1 чайная ложка.
Хитин на протяжении длительного времени оставался для исследователей неразгаданным веществом. Но с каждым годом ученые узнают все больше об этом уникальном полисахариде. И чем больше открытий делают, тем больше восхищаются свойствами хитина. А не так давно в ученых кругах заговорили и потенциальной возможности создания из хитина неограниченного количества продуктов. Насколько реальны эти идеи, еще предстоит узнать.
Хитин представляет собой природное соединение из ряда азотосодержащих . Его также принято называть «шестой элемент». Хитин в достаточно больших количествах содержится в организмах некоторых насекомых, различных ракообразных, в стеблях и листьях растений. Стоит отметить, что в природе по своим производительным данным он уступает только .
На протяжении сотней лет хитин считался отходом, так как он по своему составу не способен растворятся ни в разбавленных щелочах, и многих других растворителях, ни в воде. Плюсом хитина является высокая эксплуатационная себестоимость при прямом использовании, в отличие от целлюлозы.
Полезные свойства хитина
Научно-технические открытия позволили человеку обнаружить в хитине ряд интересных свойств, которыми целлюлоза не обладает. К примеру, на сегодняшний день данное вещество – единственная съедобная животная целлюлоза во всем мире. Следует отметить, что хитин заряжен исключительно положительными ионами. Помимо этого, в его состав входят минералы, жиры, сахар и белки, что дает полное право для того, чтобы считать его шестым жизненно необходимым человеку важным элементом.
Попадая в человеческий организм, хитин активно поглощает негативно заряженные жирные кислоты. Таким образом, данное вещество препятствует их всасыванию в кишечник. Постепенно хитин выводит негативно заряженные жирные кислоты из организма.
Волокна хитина беспрерывно активизируют перистальтику пищеварения. Данное воздействие стимулирует употребляемую пищу перемещаться в пищеварительном тракте в ускоренном режиме. Таким образом, хитин – это действенный и безопасный метод . Помимо этого, волокна хитина обладают свойством связывать холестерин и жирные кислоты, препятствуя при этом всасыванию вредных веществ в кровеносные сосуды.
Хитозан, который получен путем дезацетилирования, эффективно активизирует необходимую деятельность клеток организма человека. При этом он значительно налаживает нервную саморегуляцию и гормональную секрецию.
Научные работы показали, что хитозан обладает способностью снижать концентрацию холестерина в крови. Таким образом, он не позволяет оседать ему в печени и препятствует его всасыванию в тонком кишечнике.
Помимо этого, данное вещество значительно ограничивает абсорбцию ионов хлора в организме человека, понижая кровяное давление и расширяя сосуды. Одним словом, хитин существенно замедляет процесс старения организма, укрепляя иммунитет, защищая печень, регулируя функции внутренних органов, активизируя клетки и очищая организм от вредных токсинов и шлаков.
