Chitin là gì? Tính chất, nguồn gốc và ứng dụng của chitin


29/08/2021

Chitin là thành phần chính cấu trúc nên bộ xương ngoài của côn trùng nhỏ và 1 số ít động vật hoang dã như tôm, cua hoặc động vật hoang dã chân đốt, …. Trong tự nhiên, số lượng chitin được xem là rất lớn và nó được ứng dụng trong nhiều nghành của đời sống. Đồng thời, chitin cũng là nguồn gây ô nhiễm bề mặt nước ở những khu vực ven biển .

Vậy ứng dụng cụ thể của chitin là gì? Các bạn hãy cùng chúng tôi đi tìm câu trả lời qua nội dung bài viết dưới đây nhé.

Chitin là gì?

Chitin hay còn gọi là Kitin, là một loại mucopolysaccharide có nguồn gốc tự nhiên và là thành phần quan trọng trong cấu tạo cơ thể của động vật giáp xác, côn trùng,… Bản chất của Chitin là một polymer chuỗi dài của một dẫn xuất của glucose, cụ thể là N-Acetylglucosamine. Điểm khác biệt duy nhất của chitin với cellulose là ở trong cấu trúc, đó là sự thay thế hydroxyl ở vị trí C-2 bằng nhóm acetamido.

chitin là gì
chitin là gì

Cấu trúc phân tử của Chitin

Công thức hóa học của chitin là ( C8H13O5N ) n
Chitin là một dạng polysaccharide mạch thằng gồm những tiểu phân N-acetyl-D-Glucosamine link với nhau theo link β ( 1 – 4 ) hay nó chính là hợp chất 2 – acetamido-2-deoxy – link với phân tử đường ( d-glucose ) trải qua link β ( 1 → 4 ) .
Liên kết của chitin là poly [ β – ( 1 → 4 ) – 2 – acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose. Chitin có cấu trúc tinh thể được sắp xếp thành một mạng lưới sợi hữu cơ rất ngặt nghèo và đều đặn khiến cho nó khó xảy ra những phản ứng hóa học .
Cấu tạo phân tử của chitin
Cấu tạo phân tử của chitin

Các tính chất đặc trưng của chitin

Chitin là một chất rắn màu trắng ngà, vàng nhạt hoặc trắng hồng, sống sót ở dạng vẩy hoặc dạng bột, không mùi, không vị, không có sự đàn hồi. Nhiệt độ nóng chảy của chitin là 522 °C .
Mặc dù có sự hiện hữu của Nito nhưng chitin không có “ năng lực tự bảo vệ ” tốt. Nó thuận tiện bị tàn phá cấu trúc bởi enzyme chitinase. Và cũng giống như cellulose, chitin hoạt động giải trí như một polysaccharide “ thực thụ ”, đó là không tan trong nước kiềm, axit loãng và những dung môi hữu cơ nhưng nó hoàn toàn có thể tan được trong dung dịch axit đặc nóng như axit clohydric, axit sulfuric, axit photphoric 78 – 97 %, axit formic khan và hexafluoro isopropanol .
Ngoài ra, do cấu trúc tinh thể ngặt nghèo của chitin mà năng lực xảy ra những phản ứng hóa học của nó cũng rất thấp .
Chitin có đặc tính kháng nấm mốc, kháng vi trùng, không gây hại cho con người và những loại động vật hoang dã. Khi bị đun nóng trong Natri hydroxit đậm đặc, chitin sẽ tạo ra chitosan .
Tính chất của chitin
Tính chất của chitin

Chitin có ở đâu? Nguồn gốc của chitin

Chitin được tìm thấy ở rất nhiều nơi ngoài tự nhiên vì nó là một thành phần chính trong những thành tế bào của nấm, khung xương, chất tạo nên lớp vỏ ( biểu bì ) của những loài giáp xác như tôm, cua, côn trùng nhỏ … và là chất cấu trúc trên vảy cùng những mô mềm khác của cá. Ngoài ra, chitin cũng được tìm thấy trong dải răng chitin của động vật hoang dã thân mềm hoặc vỏ bên trong của động vật hoang dã thân mềm, gồm có cả mực và bạch tuộc .
Ở những loại động vật hoang dã giáp xác, đơn cử là động vật hoang dã có vỏ, chitin là thành phần của một mạng lưới phức tạp với những protein mà trên đó, canxi cacbonat ( CaCO3 ) tích tụ lại để tạo thành lớp vỏ cứng .
Trong vảy cánh bướm, chitin tổ chức triển khai thành những ngăn, xếp những lớp nano-lớp hoặc gậy nano bằng tinh thể nano chitin tạo thành sự giao thoa màng mỏng mảnh, giúp cánh bướm có sắc tố óng ánh. Điều cũng xảy ra tương tự như với những bộ lông chim có sắc tố óng ánh .
Một số loại động vật hoang dã có vỏ giàu chitin ở Nước Ta mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể kể đến, đó là tôm Thẻ, tôm Sú, tôm Hùm, cua, ghẹ biển, cua đồng, vỏ, kén côn trùng nhỏ, vỏ kén ruồi lính đen, … .
Nguồn gốc của chitin
Nguồn gốc của chitin

Xem thêm  Cách tắt ứng dụng chạy ngầm trên máy tính Windows 10 hiệu quả |

Cách sản xuất chitin được sử dụng hiện nay

Chitin được sản xuất hầu hết ở những nước Khu vực Đông Nam Á và một số ít vùng tại Châu Phi, nơi có nguồn chitin nhiều nhất quốc tế nhờ vào sự tăng trưởng của ngành công nghiệp chăn nuôi thủy hải sản. Nguồn vỏ tôm, vỏ cua và vỏ của một số ít loại thủy hải sản khác sau khi bị vô hiệu từ quy trình chế biến sẽ được thu gom lại và chuyển đến những nhà máy sản xuất chuyên sản xuất Chitin để giải quyết và xử lý .
Mặc dù cấu trúc của chitin rất chắc như đinh nhưng nó vẫn hoàn toàn có thể bị tàn phá bằng những enzym. Quy trình sản xuất chitin diễn ra như sau :
Ban đầu, vỏ tôm, cua hoặc vỏ cũng những động vật hoang dã giáp xác khác sẽ được làm sạch và khử khoáng bằng dung dịch axit clohydric nồng độ 8 %. Sau khi khử khoáng, phần vỏ này sẽ được giải quyết và xử lý trong dung dịch natri hydroxit 10 %. Cuối cùng là rửa sạch và kiểm tra những protein còn sót lại trên phần vỏ. Kết thúc quy trình khử khoáng và khử protein, tất cả chúng ta sẽ thu được chitin thô .
Dung dịch sau khi khử khoáng và khử protein khá khó giải quyết và xử lý vì có chứa hàm lượng lớn những chất ô nhiễm COD ( > 1.500 mg / l ), đồng thời có lượng TSS và pH không không không thay đổi. Để giải quyết và xử lý dòng chất thải này, người ta phải sử dụng kết hợp chất keo tụ tạo bông, bể kỵ khí, bể Anoxic và bể hiếu khí, hay chính là mạng lưới hệ thống giải quyết và xử lý nước thải AAO. Nước thải sau khi được giải quyết và xử lý hóa lý sẽ được đưa đến bể Anoxic và bể hiếu khí vô hiệu lượng chất gây ô nhiễm là COD, Nito và Photpho có trong nước thải .
Sản xuất chitin phần đông sử dụng vỏ tôm và vỏ cua được lấy về từ những xí nghiệp sản xuất đóng hộp. Đây là một nguồn nguyên vật liệu phế phẩm giá rẻ. Ngoài những vương quốc ở khu vực Khu vực Đông Nam Á và châu Phi thì cũng có t số vương quốc sở hữu nguồn tài nguyên giáp xác khá lớn nhưng chưa được khai thác, nổi bật là Na Uy, Mexico và Chile .
Tại Viện Công nghệ Thủy sản Trung ương, Kerala của Ấn Độ, những nhà khoa học đã khởi xướng lên quy trình nghiên cứu và điều tra về chitin và chitosan. Từ những nghiên cứu và điều tra này, họ đã xác lập được lượng chitin có trong chất thải từ những nhà máy sản xuất sản xuất tôm khô và mực khô lần lượt là 23 % và 15 %. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, khối lượng chất thải rắn có chứa chitin từ vỏ giáp xác tại Ấn Độ xê dịch trung bình từ 60 000 – 80 000 tấn .

Xem thêm  TOP 5 app xem phim chiếu rạp miễn phí, chất lượng cao cho Android, iOS

Ứng dụng của chitin

Các nhà khoa học mở màn chăm sóc đến chitin từ nghiên cứu và điều tra về đặc tính hóa học của lysozyme, một loại enzyme sống sót trong dịch khung hình con người. Từ đó, một loạt những ứng dụng của chitin và dẫn xuất của nó trong nghành nghề dịch vụ y tế đã được báo cáo giải trình suốt ba thập kỷ qua .
Chitin được sử dụng để sản xuất chitosan, một chất có rất nhiều ứng dụng trong y học. Ví dụ như ức chế xơ hóa trong chữa lành vết thương, thôi thúc sự tăng trưởng và biệt hóa mô trong nuôi cấy mô hoặc làm hạ cholesterol trong máu theo chính sách tại chỗ, tương hỗ điều trị viêm loét dạ dày, …
Đặc tính kém hòa tan của chitin là nguyên do hạn chế ứng dụng của nó. Tuy nhiên, nó đã được kiểm soát và điều chỉnh cấu trúc để hoàn toàn có thể ứng dụng nhiều hơn, nổi bật là làm nguyên vật liệu cho sợi tự tạo. Các loại sợi làm từ chitin được sử dụng trong y tế lúc bấy giờ chính là chỉ khâu “ tự tan ” và những loại băng vết thương. Chỉ khâu tự tan chitin có độ bền cao với năng lực chống lại môi trường tự nhiên “ khắc nghiệt ” trong mật, nước tiểu và dịch tụy. Đây là điều mà những loại chỉ tự tiêu khác không làm được .
Ngoài ra, băng vết thương làm từ chitin còn được ứng dụng trong nghành giải quyết và xử lý nước thải với vai trò là vô hiệu những ion sắt kẽm kim loại nặng .
Chỉ tự tiêu - chitin

Chỉ tự tiêu – chitin

Cách sản xuất chitosan từ chitin

Có 3 chiêu thức để sản xuất chitosan từ chitin, đó là sử dụng enzym, lên men vi sinh vật và dùng hóa chất, đơn cử là natri hydroxit. Trong đó, sử dụng natri hydroxit là giải pháp được sử dụng phổ cập nhất .
Trong công nghiệp, chitosan thường được sản xuất thương mại bằng phường pháp khử acetyl của chitin – một thành phần cấu trúc trong exoskeleton của động vật hoang dã giáp xác và thành tế bào của nấm. Trung bình, khối lượng phân tử chitosan được sản xuất thương mại xê dịch là từ 3800 – 20.000 Dalton .

Quy trình sản xuất chitosan từ chitin diễn ra như sau:

Bước 1: Rửa sạch để loại bỏ tạp chất

Sau khi thu gom vỏ tôm, cua, … từ những xí nghiệp sản xuất chế biến thủy hải sản đóng hộp và chuyển đến xí nghiệp sản xuất sản xuất chitosan thì phần vỏ này sẽ được rửa sạch bằng nước sạch và giải quyết và xử lý để vô hiệu nhiều nhất những loại tạp chất còn sót lại trong vỏ tôm, cu, … thịt, lipid … Việc rửa sạch này sẽ tạo điều kiện kèm theo cho việc khử khoáng và khử protein diễn ra thuận tiện hơn và tốn ít hóa chất giải quyết và xử lý hơn .

Xem thêm  9 tính năng chỉ có ở iPhone 6s

Bước 2: Khử khoáng

Trước khi sản xuất chitosan, chitin sẽ được rửa sạch và tẩy trắng để khử khoáng. Hóa chất dùng để tẩy rửa là những chất oxy hóa mạnh như thuốc tím, oxy già, nước javel, … hoặc dùng axit clohydric 20 %, với tỷ suất rắn và dung môi 1 : 10 ( 1W / 10V ) ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ. Tiếp đó dùng nước cất rửa lại cho đến khi pH đạt 6.5 – 7 thì làm khô cặn .

Bước 3: Khử Protein

Sau khi khử khoáng, phần vỏ sẽ được đun nóng trong natri hydroxit 8 % ở nhiệt độ cao 120 độ C ( tỉ lệ 1W / 10V ) từ trong 2 giờ để khử protein. Cặn thu được trong quy trình này sẽ được rửa sạch và ngâm trong nước sạch cho đến khi pH đến khi pH đạt 6.5 – 7. Lúc này, chitin đã được tạo ra .

Bước 4: Deacetyl

Đun nóng chitin trong dung dịch HCl 20 % ở nhiệt độ 120 độ C trong 15 giờ để deacetyl chitin. Sau đó lại rửa bằng nước sạch cho để đến khi pH đạt 6.5 – 7 .

Bước 5: Tinh chế chitosan

Hòa tan trong axit acetic 2 % và natri hydroxit 10 % để tinh chế chitosan .
Cách này sẽ tạo ra khoảng chừng 70 % chitosan đã khử acetyl. Mức độ deacetyl hóa ( % DD ) hoàn toàn có thể được xác lập bằng giải pháp quang phổ NMR và % DD trong chitosan thương mại nằm trong khoảng chừng từ 60 đến 100 % .
Để sản xuất được 1 kg chitosan đã khử acetyl 70 % từ vỏ tôm, cua, … ta cần khoảng chừng 6.3 kg axit clohydric và 1.8 kg natri hydroxit, nito, nước đã qua giải quyết và xử lý là 0.5 t và nước lạnh là 0.9 t .
Cách sản xuất chitosan
Cách sản xuất chitosan

Sự khác biệt giữa chitin và chitosan

Sự độc lạ lớn nhất chitin với chitosan là năng lực hòa tan axit, ngoài những còn có 1 số ít đặc tính khác nữa, đơn cử như sau :

Chitin

Chitosan

Gần như không tan trong nước, dung dịch axit loãng, kiềm và dung môi hữu cơ Dễ dàng tan trong axit
Dùng làm nguyên vật liệu để sản xuất Chitosan Là một dạng mẫu sản phẩm chế biến của chitin hay chính là dẫn xuất N-deacetylated của chitin
Chitin rất ít và gần như không được khung hình con người hấp thụ Cơ thể con người hoàn toàn có thể hấp thụ chitosan

Trọng lượng phân tử của Chitin lớn hơn Chitosan (M.W: >1000k Dalton)

Trọng lượng phân tử của Chitosan là thấp hơn Chitin ( M.W : > 100 k Dalton )

Hy vọng rằng, với những thông tin mà chúng tôi đưa ra trong bài viết trên, những bạn đã hiểu được chitin là gì cũng như những yếu tố tương quan đến chitin. Để xem thêm nhiều bài viết hay và có ích hơn nữa, những bạn sung sướng khám phá tiếp trên website https://bem2.vn/ nhé .

Xem thêm

Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay

Rate this post

Bài viết liên quan

Để lại ý kiến của bạn:

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.