Abstract
Extraction and depolymerisation of chitin and chitosan from prawn shells was carried out using various chemical procedures. Sodium hydroxide and hydrochloric acid solutions were used for deproteination and demineralisation, respectively, while acetone was used for decolourisation. The amount of chitin and subsequently chitosan obtained was ~35% and 25% respectively of the dry weight of the shells. The chitin was deacetylated using sodium hydroxide at 100 °C and the influence of the concentration of the reagent and duration of the reaction was investigated. The degree of deacetylation (DD) of the chitosan was evaluated by FTIR and NMR spectroscopy and the molecular mass distribution was determined by Gel Permeation Chromatography. It was found that the final DD was significantly higher using 50% sodium hydroxide solution (73% ± 9%) compared to 25% sodium hydroxide solution (40% ± 5%). It was noted also that the deacetylation reaction was more than 80% completed after 2 h but the chitosan produced had higher molecular mass while chitosan produced after 10 h had lower molecular mass and higher degree of deacetylation. The molecular mass distribution was bimodal for all the samples and consisted of a broad high molecular mass peak (peak 1) and a sharp low molecular mass peak (peak 2). The Mw of peak 1 decreased from~1.3 × 106 after 2 h reaction with sodium hydroxide to 3.1 ×105 after 10 h reaction indicating that depolymerisation and deacetylation occurred simultaneously. Peak 2 had a Mw of ~2.4-9.9×103
چکیده
استخراج و پلیمرزدایی چیتین و چیتوسان از پوسته های میگو با استفاده از دستورالعمل های شیمیایی مختلف صورت پذیرفت. برای پروتئین زدایی و کانی زدایی به ترتیب از محلول های هیدروکسید سدیم و اسید هیدروکلریک استفاده شد و برای رنگ زدایی از استون استفاده گردید. مقدار چیتین و متعاقباً چیتوسان بدست آمده به ترتیب برابر با حدود 35% و 25% وزن خشک پوسته ها بود. چیتین با استفاده از هیدروکسید سدیم در دمای 100 درجه سلسیوس، استیل زدایی شد و اثر غلظت واکنش دهنده ها و مدت واکنش، مورد بررسی قرار گرفت. درجه استیل زدایی بوسیله طیف نگاری FTTR و NMR مشخص شد و از کروماتوگرافی تراوش ژل، برای بدست آوردن توزیع جرم مولکولی استفاده شد. مشاهده شد که استفاده از محلول هیدروکسید سدیم 50% (9% ± 73%) به جای محلول هیدروکسید سدیم 25% (5% ± 40%) منجر به افزایش چشمگیر مقدار DD نهایی می شود. همچنین مشاهده شد که میزان تکمیل واکنش استیل زدایی پس از 2 ساعت به بیش از 80% می رسد اما چیتوسان تولید شده، جرم مولکولی بیشتری نسبت به چیتوسان تولیدی پس از 10 ساعت و با درجه استیل زدایی بالاتر دارد. توزیع جرم مولکولی برای همه نمونه ها، دو نمایی است و شامل یک پیک پهن مربوط به وزن مولکولی (پیک 1) و یک پیک تند مربوط به جرم مولکولی پایین (پیک 2) می شود. مقدار Mw پیک 1 از حدود 1.3×106 بعد از 2 ساعت واکنش با هیدروکسید سدیم، به3.1×105 بعد از 10 ساعت واکنش رسید که نشاندهنده وقوع همزمان پلیمرزدایی و استیل زدایی بود. مقدار Mw مربوط به پیک 2 برابر با حدود 2.4-9.9×103 بود.
1-مقدمه
چیتین دومین پلی ساخارید فراوان در جهان است و در پوسته خرچنگ سانان و سلول های دیواره برخی از قارچ ها و جلبک ها یافت می شود. این ماده از زنجیره های خطی 2-acetylamido-2-deoxy-β-D-glucose تشکیل شده است (Kean و Thanou، 2011؛ Muzzarelli، 2009؛ Rinaudo، 2006، 2008؛ Varum و Smidsrod، 2006). اگرچه خود چیتین در آب نامحلول است، اما در اثر استیل زدایی به چیتوسان تبدیل می شود که در شرایط اسیدی، [در آب] محلول است. در سالهای اخیر، موضوع مطالعات زیادی بر چیتوسان متمرکز بوده است، چرا که این ماده قابلیت تجزیه زیستی و سازگاری زیستی دارد و فعالیتهای ضد قارچ و ضد باکتری انجام می دهد و از آن برای تهیه ژل های آبی، فیلم ها و الیاف مورد استفاده در صنایعی مانند بسته بندی و کاربردهای پزشکی، استفاده می شود (Rinaudo، 2006، 2008). در سالهای اخیر، توجه قابل ملاحظه ای به روش های استخراج چیتین از پوسته خرچنگ سانان شده است (Benhabiles و همکاران، 2012؛ Varum و Smidsrod، 2006). این پوسته ها عمدتاً از چیتین، کربنات کلسیم، پروتئین، لیپیدها و رنگدانه ها تشکیل شده اند و جداسازی آنها در سه گام صورت می پذیرد...