Что такое хитина в майнкрафте
Обновлено: 05.07.2024
Все знают о целлюлозе: по общему объему органической массы этот полисахарид занимает первое место на Земле. И все знают, насколько важен этот углевод для промышленности. А вот о полисахариде, который стоит на втором месте по своей массе и не менее полезен человеку, — хитине — помнят разве что любители биологии. Вещество является основным компонентом экзоскелета (панцирь и клешни) членистоногих и некоторых беспозвоночных, а также входит в состав клеточной стенки грибов и бактерий. О невероятных свойствах хитина и их применении в медицине, пищевой промышленности и радиационной защите говорили на совместной научной сессии Российского хитинового общества и кафедры технологии мясных, рыбных продуктов и консервирования холодом Университета ИТМО.
В природе хитин выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая прочность ракообразных, грибов и бактерий. В этом он похож на целлюлозу, которая является опорным материалом клеточной стенки растений. Но хитин является более реакционноспособным, говорится в материалах Российского хитинового общества. При нагревании и обработке концентрированной щелочью он превращается в хитозан. Этот полимер может растворяться в растворах разбавленных кислот, а также связываться и реагировать с другими химическими веществами. Таким образом, иногда химики называют хитозан «конструктором», с помощью которого можно создавать различные полимеры. Чтобы получить хитин в чистом виде, из содержащих его органических веществ удаляют белок, кальций и другие минералы, переводя их в растворимую форму. В результате получается хитиновая крошка.
«Для получения хитина используются ракообразные, грибы и насекомые. К слову, это вещество было впервые обнаружено в шампиньонах. Применение хитина и производного от него хитозана только расширяется. Полисахарид входит в состав пищевых добавок, лекарств, противоожоговых препаратов, растворимых хирургических нитей, используется в противорадиационных целях и во многих других. Хитозан — это полезная вещь, которая требует дальнейшего изучения», — прокомментировал президент Российского хитинового общества, доктор химических наук Валерий Варламов
Хитин в медицине
Благодаря тому, что хитозан отлично реагирует с другими химическими веществами, на цепочку полимера можно «навешивать», например, лекарства и рецепторы. Таким образом, действующее вещество будет высвобождаться только там, где оно нужно, не подвергая токсикозу весь организм. Более того, хитозан сам по себе совершенно не токсичен для живых существ, подчеркнул профессор Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности Алексей Албулов.
Университет ИТМО. Алексей Албулов
Хитозан также используется в качестве БАДа. Например, его низкомолекулярная фракция непосредственно всасывается в кровь и работает на уровне иммунной системы. Среднемолекулярная фракция является антибактериальным компонентом, который подавляет развитие патогенной микрофлоры в кишечнике. Кроме того, она способствует образованию пленки на слизистых оболочках кишечника, которая защищает их от воспаления. При этом пленка быстро растворяется, что важно для применения в медицине. Высокомолекулярная фракция хитозана служит в качестве сорбента для токсинов, которые есть в желудочно-кишечном тракте.
«Мы знаем много сорбентов, которые также обладают вредными для человека свойствами — они всасываются, откладываются в мышцах и костях. Хитозан лишен всех этих побочных эффектов. Более того, он может сорбировать экстракты трав, которые в связке с ним долго не теряют своих полезных свойств, и использоваться в качестве БАДа. Также хитозан используется в гелевой форме для лечения заболеваний полости рта или ожогов», — добавил Алексей Албулов.
Кроме того, хитозан обладает противоопухолевым эффектом, поэтому может применяться для профилактики рака, подчеркнула ученый секретарь Института микробиологии им. С. Н. Виноградского РАН Ирина Мысякина. Вещество снижает уровень холестерина, так как связывает пищевые липиды и препятствует всасыванию жиров из кишечника. Также ведутся исследования применения хитозана в качестве медицинских имплантов.
Университет ИТМО. Научная сессия Российского хитинового общества
Хитин и генная терапия
Генная терапия сейчас активно развивается. С помощью научного метода можно устранить активность того или иного «вредного» гена или вставить вместо него другой. Но для того, чтобы это сделать, необходимо каким-то образом доставлять «нужную» генную информацию в клетку. Раньше для этого использовались вирусы, однако у этой системы есть множество недостатков: канцерогенность и дороговизна в первую очередь подчеркнул сотрудник Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии Андрей Критченков. Но с помощью хитозана можно доставлять необходимую генную информацию в клетку без вредных последствий и относительно дешево.
«Невирусные векторы для доставки РНК можно буквально музыкально настраивать с помощью химических модификаций. Хитозан — более эффективный вектор, чем липосомы или катионные полимеры, потому что он лучше связывается с ДНК. Кроме того, такие системы нетоксичны, и их можно получать при комнатной температуре», — рассказал ученый.
Хитин в пищевой промышленности
Способность хитозана к абсорбированию используется в пивоварении для удаления осадка. Так называемые помутнения в напитке образуются из-за компонентов сырья и вспомогательных материалов в виде белков, углеводов, живых клеток и оксалатов. Чтобы удалять живые клетки, на этапе осветления продукта используется хитозан, привела пример профессор кафедры пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья Университета ИТМО Татьяна Меледина.
Об использовании хитозана для сохранения свежести сырого мяса рассказал доцент кафедры Денис Бараненко. Для этого пленка из хитозана в составе с другими веществами (крахмал, клетчатка или желатин) была нанесена на продукт, чтобы предотвратить потерю влаги. Дело в том, что понижение активности воды на поверхности продукта увеличивает время его хранения. Кроме того, хитозановая пленка понижает скорость распространения микробов в сыром мясе, подавляет появление бактерии золотистого стафилококка.
Университет ИТМО. Денис Бараненко
«Обычно свежее мясо хранится не более двух дней. В результате экспериментов с хитозаном нам удалось повысить продолжительность хранения в полтора-два раза. В некоторых случаях срок доходил и до двух недель. Кроме того, с точки зрения потребительских свойств, пленка из хитозана — идеальная упаковка, так как ее практически не видно», — сказал Денис Бараненко.
Хитозан в пищевой индустрии также применяется для свертывания сывороточных белков в молочной промышленности, для производства йодированных продуктов питания на основе создания комплексов «йод-хитозан» и для других целей.
На научной сессии также были представлены возможности Университета ИТМО по разработкам и исследованиям в области применения хитозана.
Съедобная пищевая пленка, биодобавка для пчел и натуральный антисептик: как ученые ищут новые применения одному из самых распространенных биополимеров
В конце февраля в Университете ИТМО состоялась научная конференция «Перспективы использования полифункциональных компонентов хитина и хитозана в пищевых системах». Она была проведена в рамках стратегического партнерства Университета ИТМО и Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук. Ученые со всей России собрались в Петербурге для обсуждения последних тенденций в области исследования хитина и его производного — хитозана. Редакция ITMO.NEWS поговорила с участниками конференции о новых исследованиях в этой сфере и о том, как один из самых распространенных биополимеров используется в различных областях — от медицины до пищевой промышленности и сельского хозяйства.
Елена Кипрушкина, доцент факультета пищевых биотехнологий и инженерии мегафакультета биотехнологий и низкотемпературных систем (МФБТиНС) Университета ИТМО, председатель Санкт-петербургского отделения хитинового общества
Хитин — это один из самых распространенных биополимеров в природе, наряду с целлюлозой. Он и его производные активно используются более чем в 70 направлениях, наиболее важными признаны биотехнология, пищевая промышленность, медицина и космецевтика, сельское хозяйство и ветеринария.
Что такое хитозан?
С помощью концентрированной щелочи и нагревания можно модифицировать хитин, превратив его в хитозан. Хитозан приобретает аминогруппу, обеспечивающую повышенную реакционную способность полимеру, способность растворения в воде, кислотах, делает возможным различные химические превращения. Хитозан превращается в настоящий конструктор, где каждый создает уникальный полимер для своих нужд. Он хорошо связывается с другими химическими веществами, на цепочку полимера можно «навешивать» различные другие соединения.
Елена Кипрушкина
Хитозан отличается высокой биосовместимостью, поэтому его активно используют в медицине: это различные ранозаживляющие, адъювантные, онкопротекторные препараты, хирургические растворимые шовные материалы, не обладающие аллергическими свойствами. Он также используется в противорадиационных целях, входит в состав противоожоговых, кровоостанавливающих материалов — например, в Военно-медицинской Академии разрабатывают кровоостанавливающие повязки с хитозаном.
Какие исследования в этой области ведут ученые Университета ИТМО?
В Университете ИТМО на базе факультета пищевых биотехнологий и инженерии активно ведется разработка различных пищевых пленок на основе хитозана, которые обладают пролонгирующими свойствами и могут повысить сроки хранения пищевых продуктов в несколько раз. При этом визуально такая пленка не обнаруживается, обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами.
Научная конференция «Перспективы использования полифункциональных компонентов хитина и хитозана в пищевых системах»
Также на факультете пищевых биотехнологий и инженерии проводятся исследования по применению хитозана для абсорбирования осадка в пивоварении, для коагуляции сывороточных белков, производства йодированных продуктов питания на основе создания комплексов «йод-хитозан», функциональных пищевых продуктов на основе хитина, снижающего уровень холестерина в крови, апробируются стабилизаторы для кондитерского производства, разрабатываются биопрепараты — биогенные элиситоры, индуцирующие болезнеустойчивость плодов и овощей при вегетации и/или холодильном хранении и так далее.
Актуальные проблемы
Сейчас в СМИ во всем мире активно обсуждается массовая гибель пчел, которая является поводом для беспокойства. Мировая наука доказала, что благодаря пчелам производится треть потребляемой человечеством пищи. Стоимость дополнительного урожая от опыления пчелами превышает стоимость прямого пчеловодства в 10-12 раз. Ученые говорят, что, когда исчезнут пчелы, исчезнет и человечество. Пчеловодство как отрасль сельского хозяйства объединяет многие мировые державы, являясь хорошей основой для внешнеэкономических связей.
Научная конференция «Перспективы использования полифункциональных компонентов хитина и хитозана в пищевых системах»
В связи с этим магистранты нашего факультета активно включились в проект «Природные иммуностимулирующие добавки в пчеловодстве, их влияние на выживаемость пчел и качество меда». Во многих странах пчеловоды используют в основном антибиотики для лечения болезней пчел. Однако при использовании антибиотиков воск накапливает продукты их распада, впоследствии насыщая ими мед.
В рамках разрабатываемой нами кормовой добавки для снижения развития основных групп возбудителей инфекционных заболеваний медоносной пчелы мы предлагаем использовать иммуномодуляторы в составе кормовых добавок на основе природных веществ-β-глюканов и хитозанового комплекса, которые повышают иммунокомпетентность. Также, что немаловажно, это снижает и предотвращает резистентность возбудителей к антибиотикам, а также улучшает качество и безопасность меда как конечного продукта.
Елена Куприна, профессор факультета пищевых биотехнологий и инженерии Университета ИТМО, международный научный центр «Биотехнологии третьего тысячелетия»
Елена Куприна
Так как хитозан — это природный полимер, и у нас, и у других ученых, естественно, возник интерес использовать его в качестве пленок для пищевых покрытий, потому что он съедобен и биоразлагаем. Именно эти два его качества выгодно отличают его от использующихся сейчас упаковочных материалов, того же полиэтилена.
Но некоторые его свойства — например, отсутствие эластичности, недостаточная прочность — не удовлетворяют требования к пищевым пленкам. Поэтому необходимо его модифицировать другими полимерами, чем мы и занимаемся.
Мы получили интересные результаты при сочетании хитозана с альгинатом натрия, которые вообще-то термодинамически несовместимы, но нам удалось построить технологию так, что мы сделали их совместимыми. Теперь мы ждем последних данных по исследованию свойств этих пленок. Надеемся, что это будет новое слово в этой области исследования.
Валерий Варламов, профессор, заведующий лабораторией Института Биоинженерии, ФИЦ Биотехнологии РАН, президент Российского хитинового общества
Валерий Варламов на конференции научная конференция «Перспективы использования полифункциональных компонентов хитина и хитозана в пищевых системах» в Университете ИТМО
В нашей лаборатории мы разработали несколько оригинальных подходов, позволяющих получать низкомолекулярный хитозан, что позволяет повысить его растворимость в нейтральных средах. Мы разработали методы изменения заряда гидрофобности этой молекулы, что позволяет варьировать место, куда молекула хитозана или его производных попадет в клетке. В зависимости от ее строения она селективно попадает либо в одни органеллы, либо в другие. Это очень важно.
Сейчас нашим основным направлением является сертифицикация хитозана, чтобы он мог использоваться для доставки лекарств — как бактерицид, антигриппозное средство, антиоксидант и так далее. Научных работ в этом направлении очень много, но работ по сертификации, к сожалению, недостаточно. Это важная задача, которую мы решаем в нашей лаборатории и в нашем Российском хитиновом обществе.
Валерий Галынкин, профессор кафедры технологии микробиологического синтеза, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Валерий Галынкин
Наша кафедра занимается вопросом актиномицетов — это почвенные микроорганизмы, которые синтезируют и гидролизуют хитин.
Так как в основном хитин добывают из различных гидробионтов, на почвенный хитин до сих пор обращали мало внимание. Но на самом деле сегодня существует большая проблема, которая заключается в необходимости очистки поверхности земли от хитина. Дело в том, что он фактически не гидролизуется, а значит, не вымывается водой и поэтому загрязняет берега. Чтобы решить экологическую проблему, нужно обрабатывать поверхность земли хитиназой — это фермент, катализирующий деградацию хитина. А оставшийся после этой химической реакции ацетилглюкозамин можно использовать как лекарственный препарат — так мы сразу убиваем двух зайцев.
Алексей Албулов, профессор, ВНИТИ биологической промышленности РАН
Алексей Албулов
Наше предприятие — Научно-производственная фирма по Внедрению Научных и Инженерно-Технических Инноваций (ВНИТИ) — единственное в России, которое производит продукты из хитина и хитозана. Мы реализуем те наработки, которые создают ученые Москвы, Санкт-Петербурга и всей России.
Мы работаем сразу в нескольких направлениях: ветеринарии, медицине, биотехнологии, пищевой промышленности, очистке сточных вод. Большой спрос по применению хитозана различных модификаций наблюдается в пищевых производствах, особенно он интересен как загуститель, структурообразователь.
Хитозан — это полисахарид, который добывается из панцирей раков, крабов, насекомых, а также грибов. Помимо других его важных свойств, он обладает высокой адсорбционной активностью и, что важно, этот абсорбент не токсичен. Поэтому его можно использовать в составе лекарств, для создания полимерных матриксов заданной морфологии в качестве биоимплантов для решения задач регенеративной медицины благодаря свойствам биосовместимости и биодеградируемости.
Научная конференция «Перспективы использования полифункциональных компонентов хитина и хитозана в пищевых системах»
Добавим, что в этом году Российскому хитиновому обществу исполняется 20 лет. Европейское хитиновое общество впервые за всю историю проводит международную конференцию по хитину и хитозану в России: 14th International Conference of the European Chitin Society (EUCHIS 2020) и молодежный симпозиум — International Young Researchers Symposium on Marine and Plant Polysaccharides (MPP 2020), которые состоятся в Казани с 6 по 10 сентября 2020 года. Среди участников этого конгресса будут и представители факультета пищевых биотехнологий и инженерии Университета ИТМО.
Значение слова «хитин»
ХИТИ́Н, -а, м. Биол. Органическое вещество из группы полисахаридов, входящее в состав наружного покрова насекомых и скелета ракообразных и др. членистоногих, а также оболочек клеток грибов и бактерий.
[От греч. χιτών — хитон]
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
- Хитин (C8H13NO5)n (фр. chitine, от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка) — природное соединение из группы азотсодержащих полисахаридов. Химическое название: поли-N-ацетил-D-глюкозо-2-амин, полимер из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-(1→4)-гликозидными связями.
ХИТИ'Н, а, м. [от греч. chitōn — хитон] (зоол.). Вещество, из к-рого состоит твердый наружный покров членистоногих животных (насекомых, раков и т. д.).
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Хитин
1. русская фамилия
хити́н
1. органическое вещество, из которого состоит наружный твёрдый покров ракообразных, насекомых и других членистоногих, а также содержащееся в оболочках ряда грибов и некоторых видов зелёных водорослей
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: раздувать — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Хитин — «нераскрученная звезда» полисахаридов
Все знают о целлюлозе: по общему объему органической массы этот полисахарид занимает первое место на Земле. И все знают, насколько важен этот углевод для промышленности. А вот о полисахариде, который стоит на втором месте по своей массе и не менее полезен человеку, — хитине — помнят разве что любители биологии. Вещество является основным компонентом экзоскелета (панцирь и клешни) членистоногих и некоторых беспозвоночных, а также входит в состав клеточной стенки грибов и бактерий. О невероятных свойствах хитина и их применении в медицине, пищевой промышленности и радиационной защите говорили на совместной научной сессии Российского хитинового общества и кафедры технологии мясных, рыбных продуктов и консервирования холодом Университета ИТМО.
В природе хитин выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая прочность ракообразных, грибов и бактерий. В этом он похож на целлюлозу, которая является опорным материалом клеточной стенки растений. Но хитин является более реакционноспособным, говорится в материалах Российского хитинового общества. При нагревании и обработке концентрированной щелочью он превращается в хитозан. Этот полимер может растворяться в растворах разбавленных кислот, а также связываться и реагировать с другими химическими веществами. Таким образом, иногда химики называют хитозан «конструктором», с помощью которого можно создавать различные полимеры. Чтобы получить хитин в чистом виде, из содержащих его органических веществ удаляют белок, кальций и другие минералы, переводя их в растворимую форму. В результате получается хитиновая крошка.
«Для получения хитина используются ракообразные, грибы и насекомые. К слову, это вещество было впервые обнаружено в шампиньонах. Применение хитина и производного от него хитозана только расширяется. Полисахарид входит в состав пищевых добавок, лекарств, противоожоговых препаратов, растворимых хирургических нитей, используется в противорадиационных целях и во многих других. Хитозан — это полезная вещь, которая требует дальнейшего изучения», — прокомментировал президент Российского хитинового общества, доктор химических наук Валерий Варламов
Хитин в медицине
Благодаря тому, что хитозан отлично реагирует с другими химическими веществами, на цепочку полимера можно «навешивать», например, лекарства и рецепторы. Таким образом, действующее вещество будет высвобождаться только там, где оно нужно, не подвергая токсикозу весь организм. Более того, хитозан сам по себе совершенно не токсичен для живых существ, подчеркнул профессор Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности Алексей Албулов.
Университет ИТМО. Алексей Албулов
Хитозан также используется в качестве БАДа. Например, его низкомолекулярная фракция непосредственно всасывается в кровь и работает на уровне иммунной системы. Среднемолекулярная фракция является антибактериальным компонентом, который подавляет развитие патогенной микрофлоры в кишечнике. Кроме того, она способствует образованию пленки на слизистых оболочках кишечника, которая защищает их от воспаления. При этом пленка быстро растворяется, что важно для применения в медицине. Высокомолекулярная фракция хитозана служит в качестве сорбента для токсинов, которые есть в желудочно-кишечном тракте.
«Мы знаем много сорбентов, которые также обладают вредными для человека свойствами — они всасываются, откладываются в мышцах и костях. Хитозан лишен всех этих побочных эффектов. Более того, он может сорбировать экстракты трав, которые в связке с ним долго не теряют своих полезных свойств, и использоваться в качестве БАДа. Также хитозан используется в гелевой форме для лечения заболеваний полости рта или ожогов», — добавил Алексей Албулов.
Кроме того, хитозан обладает противоопухолевым эффектом, поэтому может применяться для профилактики рака, подчеркнула ученый секретарь Института микробиологии им. С. Н. Виноградского РАН Ирина Мысякина. Вещество снижает уровень холестерина, так как связывает пищевые липиды и препятствует всасыванию жиров из кишечника. Также ведутся исследования применения хитозана в качестве медицинских имплантов.
Университет ИТМО. Научная сессия Российского хитинового общества
Хитин и генная терапия
Генная терапия сейчас активно развивается. С помощью научного метода можно устранить активность того или иного «вредного» гена или вставить вместо него другой. Но для того, чтобы это сделать, необходимо каким-то образом доставлять «нужную» генную информацию в клетку. Раньше для этого использовались вирусы, однако у этой системы есть множество недостатков: канцерогенность и дороговизна в первую очередь подчеркнул сотрудник Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии Андрей Критченков. Но с помощью хитозана можно доставлять необходимую генную информацию в клетку без вредных последствий и относительно дешево.
«Невирусные векторы для доставки РНК можно буквально музыкально настраивать с помощью химических модификаций. Хитозан — более эффективный вектор, чем липосомы или катионные полимеры, потому что он лучше связывается с ДНК. Кроме того, такие системы нетоксичны, и их можно получать при комнатной температуре», — рассказал ученый.
Хитин в пищевой промышленности
Способность хитозана к абсорбированию используется в пивоварении для удаления осадка. Так называемые помутнения в напитке образуются из-за компонентов сырья и вспомогательных материалов в виде белков, углеводов, живых клеток и оксалатов. Чтобы удалять живые клетки, на этапе осветления продукта используется хитозан, привела пример профессор кафедры пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья Университета ИТМО Татьяна Меледина.
Об использовании хитозана для сохранения свежести сырого мяса рассказал доцент кафедры Денис Бараненко. Для этого пленка из хитозана в составе с другими веществами (крахмал, клетчатка или желатин) была нанесена на продукт, чтобы предотвратить потерю влаги. Дело в том, что понижение активности воды на поверхности продукта увеличивает время его хранения. Кроме того, хитозановая пленка понижает скорость распространения микробов в сыром мясе, подавляет появление бактерии золотистого стафилококка.
Университет ИТМО. Денис Бараненко
«Обычно свежее мясо хранится не более двух дней. В результате экспериментов с хитозаном нам удалось повысить продолжительность хранения в полтора-два раза. В некоторых случаях срок доходил и до двух недель. Кроме того, с точки зрения потребительских свойств, пленка из хитозана — идеальная упаковка, так как ее практически не видно», — сказал Денис Бараненко.
Хитозан в пищевой индустрии также применяется для свертывания сывороточных белков в молочной промышленности, для производства йодированных продуктов питания на основе создания комплексов «йод-хитозан» и для других целей.
На научной сессии также были представлены возможности Университета ИТМО по разработкам и исследованиям в области применения хитозана.
Читайте также: