A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Chitin je netoxický polysacharid složený z molekul N-acetyl-D-glukosaminu, které jsou spojeny 1,4-β-glykosidickou vazbou. Vedle celulózy je druhým nejrozšířenějším polysacharidem na Zemi.[1][2][3][4][5] Chitin je hlavní složkou kutikuly členovců, která je u některých (např. u hmyzu, krabů, raků apod.) zpevněna a přeměněna pomocí minerálních látek (tzn. impregnována, inkrustována) v exoskelet (pevnou vnější kostru).[6][2] Spolu s beta-glukany také tvoří buněčnou stěnu hub (říše Fungi) a je produkován i některými bakteriemi a hlísticemi.[1][5]
Chemicky je velmi podobný celulóze, pouze má na uhlíku C2 místo hydroxylové skupiny navázanou skupinu acetamidovou.[2] Deacetylací chitinu vzniká chitosan, který je na rozdíl od chitinu rozpustný v kyselých vodných roztocích.[7] Chitin se jako dlouhý polymer nerozpouští ve vodě, jeho rozklad je nutné katalyzovat hydrolytickými enzymy (chitináza) - ty produkují rostliny, houby i bakterie.[5] Mezi rozkladače chitinu v půdě patří hlavně organismy ze skupiny Streptomyces a Nocardia.[8][9]
Chitin i jeho deriváty mají slibné využití v lékařství, resp. biomedicíně, zemědělství, kosmetice a dalších odvětvích.[3][5][4][10][11][12]
Vliv na zdraví
Chitin i chitosan jsou netoxické sloučeniny.[12] V trávicím traktu obratlovců (tedy i člověka) nezpůsobuje chitin potíže, naopak studie naznačují jeho pozitivní vliv na střevní biotu (ve formě chitino-glukanových sloučenin ovlivňuje výskyt některých střevních symbiontů).[3][13][14][15] Savci (včetně člověka) produkují enzymy zvané chitinázy, které umožňují rozklad chitinu, a to i přes to, že jejich tělo chitin neobsahuje a netvoří.[16][17] Jde o přizpůsobení se k obraně proti parazitům chitin obsahujícím nebo konzumaci chitinu.[18][19] U hmyzožravých netopýrů je chitináza produkována přímo v žaludku, což slouží jako přizpůsobení na jejich stravu.[20]
Chitin může při velmi časté a opakované expozici vdechováním do plic fungovat i jako alergen (látka schopná vyvolat imunitní reakci a způsobit zánět v organismu bez toho, aby sama byla pro organismus nebezpečná).[18][3][21] Pokud k rozvoji této reakce dojde, paradoxně se tak děje nejspíš z důvodu, že tělo nebylo látce vystaveno v dětství, například kvůli přílišné hygieně, a imunitní systém si na ni nezvykl.[18] V závislosti na velikosti jeho mikromolekul může chitin v dýchacích cestách indukovat i potlačovat zánětlivou reakci organismu (testováno hlavně na myším modelu).[18][3][22] Chitináza je tak využívána jako ukazatel (tzv. marker) některých autoimunitních zánětlivých onemocnění dýchacích cest, například pacienti s astmatem vykazují vyšší hladiny chitinázy v plicích.[23][24][19]
Výskyt v přírodě
V přírodě se chitin vyskytuje ve třech krystalických alomorfech (formách):[2][5]
- α - nejčastější forma vyskytujících se u hub (téměř výhradně v buněčné stěně[25]) včetně kvasinek,[25] krillu a dalších korýšů (krabi, humři, krevety) a hmyzu (v jejich prokutikule vázaný ve vláknité struktuře spolu s proteiny[6])
- β - v gladiu olihní (malá pevná část těla, zakrnělý zbytek původní vnitřní schránky olihní[26])
- γ - u brouků rodu Ptinus a olihní rodu Loligo
Chitin tak umožňuje organismům růst i vykonávat další základní životní funkce.[25] Koncentrace chitinu v těle organismů kolísá, například klesá v období hibernace u slimáků.[27] U skupiny Gastropoda (plži) je vysoká koncentrace chitinu v jejich operkulu (víčko umožňující zapouzdření k hibernaci).[27] Během evoluce klesá množství chitinu v tělech organismů s nárůstem kalcifikace (budování pevné vápenité vnější schránky) a naopak.[27]
Průmyslová výroba chitinu
Chitin je obsažen v používaných surovinách z cca 40-50 %. Výrobní proces sestává v podstatě z odstraňování proteinů, minerálií, pigmentů a tuků. Známé a vyzkoušené jsou tři různé technologie:
- Chemická extrakce (nejpoužívanější) se základními stupni: deproteinizace – demineralizace – dekolorizace
- Enzymatická metoda s proteolitickými enzymy
- Biologická metoda za pomoci mikrobů
K technologii (všech tří metod) průmyslové výroby patří jako poslední stupeň přeměna chitinu deacetylací na derivát chitosan, protože rozpouštění a oddělení čistého chitinu v základní formě od příměsí je jen těžko proveditelné.[28]
Chitosan se odvádí k dalšímu zpracování jako vlákenný útvar, fólie (film), houba, tekutina, prášek a v několika dalších formách.[29] V odborné literatuře se uvádí až 200 různých možností použití látek vyrobených na bázi chitinu.[30]
Využití
Ve výzkumné fázi je mnoho potenciálních využití chitinu, chitosanu i enzymu chitinázy, které byly již úspěšně otestovány, nicméně stále nejsou dostatečně komerčně využívány.[11]
Díky své netoxicitě, houževnatosti, mechanické odolnosti, flexibilitě a snadné biodegradaci má využití v některých chirurgických pomůckách jako jsou obvazy a další typy krytí ran.[3][31][5] Chitin a jeho deriváty mohou také sloužit jako nosiče léčivých látek, včetně lépe cílené léčby rakoviny.[7][3][31]
Chitin, chitosan i chitináza mají potenciální využití v ekologickém zemědělství díky schopnostem zlepšovat kvalitu půdy, toleranci rostlin vůči stresu a jejich odolnost proti mikroorganismům a rostlinným onemocněním bez toho, aby docházelo k nebezpečné kontaminaci ke konzumaci určených produktů z nich vyráběných, jako se tomu děje při užívání běžných pesticidů.[4][32]
Stejně jako celulózu je možné využít i chitin a chitosan k výrobě biologicky rozložitelných obalů potravin a částečně jimi tak nahradit spotřebu plastů vyráběných z ropných produktů. K výrobě takových obalů je možné použít odpadu ze zpracování mořských plodů (krevet apod.). Kombinace celulózy a chitinu je možné použít k výrobě filmů s antibakteriálními vlastnostmi.[33] Takové filmy je pak možné používat i jako bezpečnou variantu konzervace potravin.[5]
Historie
Objeven byl v roce 1823 francouzským botanikem Henri Braconnotem při jeho výzkumu jedlých hub.[2][5] Jeho struktura byla popsána v roce 1930 švýcarským biochemikem Albertem Hofmannem. V roce 1970 přišel z Japonska první průmyslově vyrobený chitin,[34] v roce 1986 vyrábělo v Japonsku chitin (a derivát chitosan) už 15 průmyslových závodů.[35] Na začátku 21. století byla zaznamenána celosvětová roční produkce 8 100 tun látek na bázi chitinu.[36]
V roce 2023 se udával celosvětový výnos z prodeje chitinu s 1,3 miliardami USD[37] (s cenami od 5 USD do 120 USD/kg za čistý chitin).[38] Největšími výrobci s podílem asi 35 % zůstávají japonské firmy.[28]
Související články
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu chitin na Wikimedia Commons
- Slovníkové heslo chitin ve Wikislovníku
Reference
- ↑ a b SONG, E. -H.; SHANG, J.; RATNER, D. M. 9.08 - Polysaccharides. Příprava vydání Krzysztof Matyjaszewski, Martin Möller. Amsterdam: Elsevier Dostupné online. ISBN 978-0-08-087862-1. S. 137–155. (anglicky) DOI: 10.1016/B978-0-444-53349-4.00246-6.
- ↑ a b c d e CASADIDIO, Cristina; PEREGRINA, Dolores Vargas; GIGLIOBIANCO, Maria Rosa. Chitin and Chitosans: Characteristics, Eco-Friendly Processes, and Applications in Cosmetic Science. Marine Drugs. 2019-06, roč. 17, čís. 6, s. 369. Dostupné online . ISSN 1660-3397. DOI 10.3390/md17060369. (anglicky)
- ↑ a b c d e f g SATITSRI, Saravut; MUANPRASAT, Chatchai. Chitin and Chitosan Derivatives as Biomaterial Resources for Biological and Biomedical Applications. Molecules (Basel, Switzerland). 2020-12-16, roč. 25, čís. 24, s. 5961. PMID: 33339290 PMCID: PMC7766609. Dostupné online . ISSN 1420-3049. DOI 10.3390/molecules25245961. PMID 33339290.
- ↑ a b c SHAMSHINA, Julia L.; KELLY, Adrian; OLDHAM, Tetyana. Agricultural uses of chitin polymers. Environmental Chemistry Letters. 2020-01-01, roč. 18, čís. 1, s. 53–60. Dostupné online . ISSN 1610-3661. DOI 10.1007/s10311-019-00934-5. (anglicky)
- ↑ a b c d e f g h KHOUSHAB, Feisal; YAMABHAI, Montarop. Chitin Research Revisited. Marine Drugs. 2010-07, roč. 8, čís. 7, s. 1988–2012. Dostupné online . ISSN 1660-3397. DOI 10.3390/md8071988. (anglicky)
- ↑ a b GIRAUD-GUILLE, M. M.; BOULIGAND, Y. Chitin-Protein Molecular Organization in Arthropod. Příprava vydání Riccardo Muzzarelli, Charles Jeuniaux, Graham W. Gooday. Boston, MA: Springer US Dostupné online. ISBN 978-1-4613-2167-5. DOI 10.1007/978-1-4613-2167-5_5. S. 29–35. (anglicky) DOI: 10.1007/978-1-4613-2167-5_5.
- ↑ a b ARANAZ, Inmaculada; ACOSTA, Niuris; CIVERA, Concepción. Cosmetics and Cosmeceutical Applications of Chitin, Chitosan and Their Derivatives. Polymers. 2018-02, roč. 10, čís. 2, s. 213. Dostupné online . ISSN 2073-4360. DOI 10.3390/polym10020213. (anglicky)
- ↑ FUHRMANN, Jeffry J.; ZUBERER, David A. 13 - Carbon transformations and soil organic matter formation. Příprava vydání Terry J. Gentry, Jeffry J. Fuhrmann, David A. Zuberer. : Elsevier Dostupné online. ISBN 978-0-12-820202-9. S. 327–361. (anglicky) DOI: 10.1016/B978-0-12-820202-9.00013-7.
- ↑ SCHREMPF, H. The chitinolytic system of Streptomyces olivaceoviridis. Příprava vydání Steffen B. Petersen, Birte Svensson, Sven Pedersen. Svazek 10. : Elsevier (Carbohydrate Bioengineering). Dostupné online. S. 71–75. (anglicky) DOI: 10.1016/S0921-0423(06)80094-8.
- ↑ S, Hema; U CHANDRAN, Greeshma; P R, Jyothi. Biomedical Applications of Chitin. Příprava vydání Sabu Thomas, Ajitha AR, Cintil Jose Chirayil, Bejoy Thomas. Singapore: Springer Nature Dostupné online. ISBN 978-981-16-6603-2. DOI 10.1007/978-981-16-6603-2_25-1. S. 1–28. (anglicky) DOI: 10.1007/978-981-16-6603-2_25-1.
- ↑ a b HAMED, Imen; ÖZOGUL, Fatih; REGENSTEIN, Joe M. Industrial applications of crustacean by-products (chitin, chitosan, and chitooligosaccharides): A review. Trends in Food Science & Technology. 2016-02-01, roč. 48, s. 40–50. Dostupné online . ISSN 0924-2244. DOI 10.1016/j.tifs.2015.11.007. (anglicky)
- ↑ a b BARIKANI, Mehdi; OLIAEI, Erfan; SEDDIQI, Hadi. Preparation and application of chitin and its derivatives: a review. Iranian Polymer Journal. 2014-04-01, roč. 23, čís. 4, s. 307–326. Dostupné online . ISSN 1735-5265. DOI 10.1007/s13726-014-0225-z. (anglicky)
- ↑ ALESSANDRI, Giulia; MILANI, Christian; DURANTI, Sabrina. Ability of bifidobacteria to metabolize chitin-glucan and its impact on the gut microbiota. Scientific Reports. 2019-04-08, roč. 9, čís. 1, s. 5755. Dostupné online . ISSN 2045-2322. DOI 10.1038/s41598-019-42257-z. (anglicky)
- ↑ RODRIGUEZ, Julie; NEYRINCK, Audrey M.; ZHANG, Zhengxiao. Metabolite profiling reveals the interaction of chitin-glucan with the gut microbiota. Gut Microbes. 2020-11-09, roč. 12, čís. 1, s. 1810530. PMID: 32893709. Dostupné online . ISSN 1949-0976. DOI 10.1080/19490976.2020.1810530. PMID 32893709.
- ↑ CALATAYUD, Marta; VERSTREPEN, Lynn; GHYSELINCK, Jonas. Chitin Glucan Shifts Luminal and Mucosal Microbial Communities, Improve Epithelial Barrier and Modulates Cytokine Production In Vitro. Nutrients. 2021-09, roč. 13, čís. 9, s. 3249. Dostupné online . ISSN 2072-6643. DOI 10.3390/nu13093249. (anglicky)
- ↑ BUSSINK, Anton P., Dave Speijer, Johannes M. F. G. Aerts, Rolf G. Boot. Evolution of Mammalian Chitinase(-Like) Members of Family 18 Glycosyl Hydrolases. Genetics . 2007-10-01 . Dostupné online.
- ↑ ZHU, Zhou; ZHENG, Tao; HOMER, Robert J. Acidic Mammalian Chitinase in Asthmatic Th2 Inflammation and IL-13 Pathway Activation. Science. 2004-06-11, roč. 304, čís. 5677, s. 1678–1682. Dostupné online . ISSN 0036-8075. DOI 10.1126/science.1095336. (anglicky)
- ↑ a b c d BRINCHMANN, B. Ch; BAYAT, M.; BROGGER, T. A possible role of chitin in the pathogenesis of asthma and allergy. Annals of Agricultural and Environmental Medicine. 2011, roč. 18, čís. 1. Dostupné online . ISSN 1232-1966. (EN)
- ↑ a b LEE, Chun Geun; DA SILVA, Carla A.; DELA CRUZ, Charles S. Role of Chitin and Chitinase/Chitinase-Like Proteins in Inflammation, Tissue Remodeling, and Injury. Annual Review of Physiology. 2011-03-17, roč. 73, čís. 1, s. 479–501. Dostupné online cit. 2023-05-18. ISSN 0066-4278. DOI 10.1146/annurev-physiol-012110-142250. PMID 21054166. (anglicky)
- ↑ STROBEL, Sara; ROSWAG, Anna; BECKER, Nina I. Insectivorous Bats Digest Chitin in the Stomach Using Acidic Mammalian Chitinase. PLOS ONE. 3. 9. 2013, roč. 8, čís. 9, s. e72770. Dostupné online cit. 2023-05-18. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0072770. PMID 24019876. (anglicky)
- ↑ MACK, Ines; HECTOR, Andreas; BALLBACH, Marlene. The role of chitin, chitinases, and chitinase-like proteins in pediatric lung diseases. Molecular and Cellular Pediatrics. 2015-02-27, roč. 2, čís. 1, s. 3. Dostupné online cit. 2023-04-23. ISSN 2194-7791. DOI 10.1186/s40348-015-0014-6.
- ↑ Steven J. Van Dyken, ; Daniel Garcia; Paul Porter; Xiaozhu Huang; Patricia J. Quinlan; Paul D. Blanc; David B. Corry; Richard M. Locksley. Fungal Chitin from Asthma-Associated Home Environments Induces Eosinophilic Lung Infiltration. The Journal of Immunology online. cit. 2023-04-23. Dostupné online.
- ↑ DONNELLY, Louise E.; BARNES, Peter J. Acidic mammalian chitinase – a potential target for asthma therapy. Trends in Pharmacological Sciences. 2004-10-01, roč. 25, čís. 10, s. 509–511. Dostupné online cit. 2023-05-18. ISSN 0165-6147. DOI 10.1016/j.tips.2004.08.002. (anglicky)
- ↑ SHUHUI, Lim; MOK, Yu-Keung; WONG, W. S. Fred. Role of mammalian chitinases in asthma. International Archives of Allergy and Immunology. 2009, roč. 149, čís. 4, s. 369–377. PMID: 19295241. Dostupné online cit. 2023-05-18. ISSN 1423-0097. DOI 10.1159/000205583. PMID 19295241.
- ↑ a b c LOPEZ-ROMERO, E.; RUIZ-HERRERA, J. The Role of Chitin in Fungal Growth and Morphogenesis. Příprava vydání Riccardo Muzzarelli, Charles Jeuniaux, Graham W. Gooday. Boston, MA: Springer US Dostupné online. ISBN 978-1-4613-2167-5. DOI 10.1007/978-1-4613-2167-5_8. S. 55–62. (anglicky) DOI: 10.1007/978-1-4613-2167-5_8.
- ↑ KOŠŤÁK, Martin. Coleoidea - živoucí fosilie? (II.) Evoluce dvoužábrých hlavonožců. Živa online. cit. 2023-04-23. Dostupné online. Dostupné také na: 1.
- ↑ a b c POULICEK, M.; VOSS-FOUCART, M. F.; JEUNIAUX, Ch. Chitinoproteic Complexes and Mineralization in Mollusk Skeletal Structures. Příprava vydání Riccardo Muzzarelli, Charles Jeuniaux, Graham W. Gooday. Boston, MA: Springer US Dostupné online. ISBN 978-1-4613-2167-5. DOI 10.1007/978-1-4613-2167-5_2. S. 7–12. (anglicky) DOI: 10.1007/978-1-4613-2167-5_2.
- ↑ a b A Review of Various Sources of Chitin and Chitosan in Nature online. Research Gate, 2021-11-30 cit. 2024-04-20. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitin and Chitosan Recovered from Shrimp Shell online. Centria, 2021 cit. 2024-04-19. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Utilization of shrimp Waste for the Recovery of Valuable Bioactive Compounds online. Durban University of Technology, 2018 cit. 2024-04-19. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ a b BAHARLOUEI, Parnian; RAHMAN, Azizur. Chitin and Chitosan: Prospective Biomedical Applications in Drug Delivery, Cancer Treatment, and Wound Healing. Marine Drugs. 2022-07, roč. 20, čís. 7, s. 460. Dostupné online cit. 2023-04-23. ISSN 1660-3397. DOI 10.3390/md20070460. (anglicky)
- ↑ SHARP, Russell G. A Review of the Applications of Chitin and Its Derivatives in Agriculture to Modify Plant-Microbial Interactions and Improve Crop Yields. Agronomy. 2013-12, roč. 3, čís. 4, s. 757–793. Dostupné online cit. 2023-04-23. ISSN 2073-4395. DOI 10.3390/agronomy3040757. (anglicky)
- ↑ YU, Zeyang; JI, Yue; BOURG, Violette. Chitin- and cellulose-based sustainable barrier materials: a review. Emergent Materials. 2020-12-01, roč. 3, čís. 6, s. 919–936. Dostupné online cit. 2023-04-23. ISSN 2522-574X. DOI 10.1007/s42247-020-00147-5. (anglicky)
- ↑ Kim: Essentials of Marine Biotechnology, Springer Nature 2019, ISBN 9783030209445, str. 278
- ↑ Seafood Waste as Attractive Source of Chitin and Chitosan Production online. PMC, 2020-06-16 cit. 2024-04-23. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Utilization of shrimp Waste for the Recovery of Valuable Bioactive Compounds online. Durban University of Technology, 2018 cit. 2024-04-19. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitin Market Outlook online. fmi, 2024 cit. 2024-04-20. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Chitosan Production Abstract online. ensymm, 2019 cit. 2024-04-19. Dostupné online. (anglicky)
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk