ચિટિનથી ચિટોસનનું અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન
અલ્ટ્રાસોનિક Chitosan ઉત્પાદન
ચિટોસન ચિટિનના એન-ડીસીટીલેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પરંપરાગત ડિસીટીલેશનમાં, કાઈટિનને જલીય આલ્કલી દ્રાવકોમાં પલાળવામાં આવે છે (સામાન્ય રીતે 40 થી 50% (w/w) NaOH). પલાળવાની પ્રક્રિયા માટે 100 થી 120ºC ના ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે તે ખૂબ જ સમય માંગી લે છે, જ્યારે પલાળવાના પગલા દીઠ મેળવવામાં આવતી ચિટોસનની ઉપજ ઓછી હોય છે. હાઇ-પાવર અલ્ટ્રાસોનિક્સનો ઉપયોગ કાઇટિનની ડિસીટીલેશન પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે તીવ્ર બનાવે છે અને નીચા તાપમાને ઝડપી સારવારમાં ઓછા-પરમાણુ વજનવાળા ચિટોસનની ઉચ્ચ ઉપજમાં પરિણમે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તાવાળા ચિટોસનમાં પરિણમે છે જેનો ઉપયોગ ખોરાક અને ફાર્મા ઘટક તરીકે, ખાતર તરીકે અને અન્ય ઘણા ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં થાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક સારવારના પરિણામે DA≤10 સાથે DA≥90 થી chitosan સુધી એસિટિલેશન કાઈટિનની ડિગ્રી ઘટાડીને કાઈટિનના એસિટિલેશન (DA) ની અસાધારણ ડિગ્રીમાં પરિણમે છે.
ઘણા સંશોધન અભ્યાસો ચિટોસનને અલ્ટ્રાસોનિક કાઈટિન ડીસીટીલેશનની અસરકારકતાની પુષ્ટિ કરે છે. વેઇસ જે. એટ અલ. (2008) જાણવા મળ્યું છે કે સોનિકેશન ચિટિનનું ચિટોસનમાં રૂપાંતરણમાં ભારે સુધારો કરે છે. ચિટિનની અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર સમયની નોંધપાત્ર બચત સાથે આવે છે અને જરૂરી પ્રક્રિયાના સમયને 12-24 કલાકથી ઘટાડીને થોડા કલાકો કરે છે. વધુમાં, સંપૂર્ણ રૂપાંતરણ હાંસલ કરવા માટે ઓછા દ્રાવકની જરૂર પડે છે, જે ખર્ચેલા અથવા બિનપ્રક્રિયા ન કરેલા દ્રાવકને કાઢી નાખવા અને નિકાલ કરવાની પર્યાવરણીય અસરને ઘટાડે છે, એટલે કે કેન્દ્રિત NaOH.
સોનિકેશન દ્વારા ચિટિનથી ચિટોસનના ડીસીટીલેશનને પ્રોત્સાહન આપવામાં આવે છે
UIP4000hdT – 4kW પાવર અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ
અલ્ટ્રાસોનિક ચિટોસન સારવારના કાર્યકારી સિદ્ધાંત
ઉચ્ચ-શક્તિ, ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસોનિકેશન (∼20-26kHz) પ્રવાહી અને સ્લરીમાં એકોસ્ટિક પોલાણ બનાવે છે. હાઇ-પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્રાવક (દા.ત., NaOH) ઘન ચિટિન કણોને ટુકડા કરીને અને ઘૂસી જાય છે, તેથી સપાટી વિસ્તારને વિસ્તૃત કરે છે અને ઘન અને પ્રવાહી તબક્કા વચ્ચે સામૂહિક સ્થાનાંતરણને સુધારે છે. વધુમાં, અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણના ઉચ્ચ દબાણયુક્ત બળો મુક્ત રેડિકલ બનાવે છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન રીએજન્ટ (એટલે કે NaOH) ની પ્રતિક્રિયાશીલતામાં વધારો કરે છે. નોન-થર્મલ પ્રોસેસિંગ ટેકનિક તરીકે, સોનિકેશન થર્મલ ડિગ્રેડેશનને અટકાવે છે જે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ચિટોસનનું ઉત્પાદન કરે છે. પારંપરિક પ્રક્રિયાની પરિસ્થિતિઓની સરખામણીમાં ક્રસ્ટેશિયન્સમાંથી કાઈટિન કાઢવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ટૂંકાણ પ્રક્રિયા સમયની સાથે સાથે ચીટિન (અને તેથી પછીથી ચિટોસન) વધુ શુદ્ધતા પ્રાપ્ત કરે છે. ચિટિન અને ચિટોસનના ઉત્પાદન માટે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આમ ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા, પ્રોસેસિંગનો સમય ઘટાડવા, ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત કરવા અને પ્રક્રિયાના કચરાના પર્યાવરણીય પ્રભાવને ઘટાડવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
- ઉચ્ચ ચિટોસન ઉપજ
- શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તા
- ઘટાડો સમય
- લોઅર પ્રોસેસ તાપમાન
- કાર્યક્ષમતામાં વધારો
- સરળ & સલામત કામગીરી
- પર્યાવરણને અનુકૂળ
અલ્ટ્રાસોનિક ચિટિન ડિસીટીલેશન ટુ ચિટોસન – પ્રોટોકોલ
1) ચિટિન તૈયાર કરો:
કરચલાના શેલનો સ્ત્રોત સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરીને, માટી અને પ્રોટીન સહિત કોઈપણ દ્રાવ્ય કાર્બનિક અને વળગી રહેલ અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે કરચલાના શેલને સારી રીતે ધોવા જોઈએ. પછીથી, શેલ સામગ્રી સંપૂર્ણપણે સૂકવી જ જોઈએ (દા.ત., પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં 24 કલાક માટે 60ºC પર). પછી સૂકા શેલને જમીનમાં નાખવામાં આવે છે (દા.ત. હથોડીની મિલનો ઉપયોગ કરીને), આલ્કલાઇન માધ્યમમાં ડિપ્રોટીનાઇઝ્ડ (દા.ત., 0.125 થી 5.0 Mની સાંકડી પર NaOH), અને એસિડમાં ડિમિનરલાઇઝ્ડ (દા.ત., હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ પાતળું).
2) અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન
લાક્ષણિક અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન પ્રતિક્રિયા ચલાવવા માટે, બીટા-ચીટિન કણો (0.125 મી.મી. < ડી < 0.250 mm) 40% (w/w) જલીય NaOH માં 1/10(g mL) ના ગુણોત્તર બીટા-કાઈટિન/NaOH જલીય દ્રાવણમાં સસ્પેન્ડ કરવામાં આવે છે.-1), સસ્પેન્શનને ડબલ-દિવાલોવાળા કાચના બીકરમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે અને તે હિલ્સચરનો ઉપયોગ કરીને સોનિકેટ થાય છે. UP400St અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર. અલ્ટ્રાસોનિક ચિટિન ડીસીટીલેશન પ્રતિક્રિયા હાથ ધરતી વખતે નીચેના પરિમાણો (cf. Fiamingo et al. 2016) સતત રાખવામાં આવે છે: (i) અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ (સોનોટ્રોડ હિલ્સચર S24d22D, ટીપ વ્યાસ = 22 mm); (ii) સોનિકેશન પલ્સ મોડ (IP = 0.5sec); (iii) અલ્ટ્રાસોનિક સપાટીની તીવ્રતા
(I = 52.6 W cm-2), (iv) પ્રતિક્રિયા તાપમાન (60ºC ±1ºC), (v) પ્રતિક્રિયા સમય (50 મિનિટ), (vi) ગુણોત્તર બીટા-કાઇટિન વજન/40% (w/w) જલીય સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (BCHt/NaOH = 1) /10 ગ્રામ એમએલ-1); (vii) બીટા-ચીટિન સસ્પેન્શનનું પ્રમાણ (50mL).
પ્રથમ પ્રતિક્રિયા સતત ચુંબકીય હલનચલન હેઠળ 50 મિનિટ માટે આગળ વધે છે અને પછી સસ્પેન્શનને ઝડપથી 0ºC સુધી ઠંડુ કરીને વિક્ષેપિત થાય છે. પછીથી પીએચ 8.5 પ્રાપ્ત કરવા માટે પાતળું હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ ઉમેરવામાં આવે છે અને CHs1 નમૂનાને ગાળણ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે, ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી વ્યાપકપણે ધોવાઇ જાય છે અને આસપાસની સ્થિતિમાં સૂકવવામાં આવે છે. જ્યારે એ જ અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશનને CHs1 ના બીજા પગલા તરીકે પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે નમૂના CHs2 ઉત્પન્ન કરે છે.
ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી (SEM) ઈમેજીસને 100×ના મેગ્નિફિકેશનમાં સ્કેન કરવી 2017)
ફિયામિંગો એટ અલ. જાણવા મળ્યું છે કે બીટા-કાઇટિનનું અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન અસરકારક રીતે ઉચ્ચ પરમાણુ વજનવાળા ચિટોસનનું ઉત્પાદન કરે છે જેમાં એસીટીલેશનની ઓછી ડિગ્રી હોય છે, ન તો ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરીને, ન તો નિષ્ક્રિય વાતાવરણ કે લાંબા પ્રતિક્રિયા સમયનો ઉપયોગ કરીને. ભલે અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન પ્રતિક્રિયા હળવી પરિસ્થિતિઓમાં હાથ ધરવામાં આવે છે – એટલે કે મોટા ભાગના થર્મોકેમિકલ ડીસીટીલેશનની સરખામણીમાં ઓછું પ્રતિક્રિયા તાપમાન. બીટા-કાઈટિનનું અલ્ટ્રાસોનિક ડીસીટીલેશન એસીટીલેશન (4% ≤ DA ≤ 37%), ઉચ્ચ વજન સરેરાશ પરમાણુ વજન (900,000 ગ્રામ મોલ-1 ≤ એમડબલ્યુ ≤ 1,200,000 ગ્રામ મોલ-1 ) અને નીચી વિખેરાઈ (1.3 ≤ Ð ≤ 1.4) 60ºC પર સતત ત્રણ પ્રતિક્રિયાઓ (50 મિનિટ/પગલું) હાથ ધરીને.
લેબથી પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક સ્કેલ સુધી હાઇ-પાવર અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ.
Chitosan ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ
ચિટિનનું વિભાજન અને ચિટોસનમાં કાઈટિનના ડિસીટીલેશન માટે શક્તિશાળી અને ભરોસાપાત્ર અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની જરૂર છે જે ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર પહોંચાડી શકે, પ્રક્રિયાના પરિમાણો પર ચોક્કસ નિયંત્રણક્ષમતા પ્રદાન કરે અને ભારે ભાર હેઠળ અને માંગવાળા વાતાવરણમાં 24/7 ચલાવી શકાય. Hielscher Ultrasonics ઉત્પાદન શ્રેણી તમને અને તમારી પ્રક્રિયાની આવશ્યકતાઓને આવરી લે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ એ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સિસ્ટમ્સ છે જે તમારી પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતોને શ્રેષ્ઠ રીતે મેચ કરવા માટે સોનોટ્રોડ્સ, બૂસ્ટર, રિએક્ટર અથવા ફ્લો સેલ જેવી એક્સેસરીઝથી સજ્જ કરી શકાય છે.
ડિજિટલ કલર ડિસ્પ્લે સાથે, પ્રીસેટ સોનિકેશન રન કરવાનો વિકલ્પ, એક સંકલિત SD કાર્ડ પર ઓટોમેટિક ડેટા રેકોર્ડિંગ, રિમોટ બ્રાઉઝર કંટ્રોલ અને બીજી ઘણી સુવિધાઓ, ઉચ્ચતમ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ અને વપરાશકર્તા-મિત્રતા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે. મજબૂતાઈ અને ભારે લોડ-બેરિંગ ક્ષમતા સાથે જોડી, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ ઉત્પાદનમાં તમારા વિશ્વસનીય કાર્ય ઘોડા છે.
ચિટિન ફ્રેગમેન્ટેશન અને ડીસીટીલેશનને લક્ષ્યાંકિત રૂપાંતરણ અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાનું અંતિમ ચિટોસન ઉત્પાદન મેળવવા માટે શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડની જરૂર છે. ખાસ કરીને ચિટિન ફ્લેક્સના વિભાજન માટે, ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર અને એલિવેટેડ દબાણ નિર્ણાયક છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક્સ’ ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ સરળતાથી ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર પહોંચાડે છે. 24/7 ઓપરેશનમાં 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સતત ચલાવી શકાય છે. ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર માટે, કસ્ટમાઇઝ્ડ અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સની પાવર ક્ષમતા સલામત અને વપરાશકર્તા મૈત્રીપૂર્ણ પ્રક્રિયામાં કાર્યક્ષમ અને ઝડપી ડિસીટીલેશન માટે પરવાનગી આપે છે.
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500 મિલી | 10 થી 200 એમએલ/મિનિટ | UP100H |
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000hdT |
| na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000 |
| na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય/સંદર્ભ
- બુટનારુ E., Stoleru E., Brebu MA, Darie-Nita RN, Bargan A., Vasile C. (2019): ચિટોસન-આધારિત બાયોનોકોમ્પોઝિટ ફિલ્મ્સ ફૂડ પ્રિઝર્વેશન માટે ઇમલ્સન ટેકનિક દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવી છે. સામગ્રી 2019, 12(3), 373.
- ફિયામિંગો એ., ડી મૌરા ડેલેઝુક જેએ, ટ્રોમ્બોટ્ટો સેન્ટ ડેવિડ એલ., કેમ્પાના-ફિલ્હો એસપી (2016): બીટા-કાઈટિનના મલ્ટિસ્ટેપ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-આસિસ્ટેડ ડીસીટીલેશનમાંથી વ્યાપકપણે ડીસીટીલેટેડ ઉચ્ચ પરમાણુ વજન ચિટોસન. અલ્ટ્રાસોનિક્સ સોનોકેમિસ્ટ્રી 32, 2016. 79–85.
- Kjartansson, G., Wu, T., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): સોનોકેમિકલી-આસિસ્ટેડ કન્વર્ઝન ઓફ ચિટિન ટુ ચિટોસન, USDA નેશનલ રિસર્ચ ઇનિશિયેટિવ પ્રિન્સિપલ ઇન્વેસ્ટિગેટર્સ મીટિંગ, ન્યૂ ઓર્લિયન્સ, LA, 28મી જૂન.
- Kjartansson, G., Kristbergsson, K. Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): પ્રી-ટ્રીટમેન્ટ તરીકે ઉચ્ચ-તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે ચિટિનથી ચિટોસનના ડીસીટીલેશન દરમિયાન તાપમાનનો પ્રભાવ, ફૂડ ટેક્નોલોજિસ્ટની સંસ્થાની વાર્ષિક બેઠક , ન્યૂ ઓર્લિયન્સ, LA, જૂન 30મી, 95-18.
- Kjartansson, G., Kristbergsson, K., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): ચિટિનનું ચિટોસનમાં રૂપાંતરણને વેગ આપવા માટે ઉચ્ચ-તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો પ્રભાવ, ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ફૂડ ટેક્નોલોજિસ્ટ્સ, ન્યૂ ઓર્લિયન્સની વાર્ષિક બેઠક, LA, 30મી જૂન, 95-17.
- Preto MF, Campana-Filho SP, Fiamingo A., Cosentino IC, Tessari-Zampieri MC, Abessa DMS, Romero AF, Bordon IC (2017): ગ્લેડીયસ અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ દરિયાઈ ડીઝલ તેલ માટે સંભવિત બાયોસોર્બેન્ટ્સ તરીકે. પર્યાવરણીય વિજ્ઞાન અને પ્રદૂષણ સંશોધન (2017) 24:22932–22939.
- Wijesena RN, Tissera N., Kannangara YY, Lin Y., Amartunga GAJ, de Silva KMN (2015): ચિટોસન નેનોપાર્ટિકલ્સ અને નેનોફાઈબર્સની ટોપ ડાઉન તૈયારી માટેની પદ્ધતિ. કાર્બોહાઇડ્રેટ પોલિમર્સ 117, 2015. 731–738.
- Wu, T., Zivanovic, S., Hayes, DG, Weiss, J. (2008). ઉચ્ચ-તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા ચિટોસન મોલેક્યુલર વજનમાં કાર્યક્ષમ ઘટાડો: અંતર્ગત પદ્ધતિ અને પ્રોસેસિંગ પરિમાણોની અસર. જર્નલ ઓફ એગ્રીકલ્ચર એન્ડ ફૂડ કેમિસ્ટ્રી 56(13):5112-5119.
- યાદવ એમ.; ગોસ્વામી પી.; પરિતોષ કે.; કુમાર એમ.; પરીક એન.; વિવેકાનંદ વી. (2019): સીફૂડ વેસ્ટ: વ્યાપારી રીતે રોજગારી યોગ્ય ચિટિન/ચિટોસન સામગ્રી તૈયાર કરવા માટેનો સ્ત્રોત. બાયોરિસોર્સિસ અને બાયોપ્રોસેસિંગ 6/8, 2019.
જાણવા લાયક હકીકતો
અલ્ટ્રાસોનિક ચિટિન ડિએક્ટિલેશન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?
જ્યારે ઉચ્ચ-શક્તિ, ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડ (દા.ત., 20-26kHz)ને પ્રવાહી અથવા સ્લરીમાં જોડવામાં આવે છે, ત્યારે સંકોચન અને દુર્લભતા સર્જતા પ્રવાહી પર વૈકલ્પિક ઉચ્ચ-દબાણ / લો-પ્રેશર ચક્રો લાગુ કરવામાં આવે છે. આ વૈકલ્પિક ઉચ્ચ-દબાણ / ઓછા-દબાણ ચક્ર દરમિયાન, નાના શૂન્યાવકાશ પરપોટા ઉત્પન્ન થાય છે, જે ઘણા દબાણ ચક્રમાં વધે છે. બિંદુએ, જ્યારે શૂન્યાવકાશ પરપોટા વધુ ઊર્જાને શોષી શકતા નથી, ત્યારે તે હિંસક રીતે તૂટી પડે છે. આ બબલ ઇમ્પ્લોશન દરમિયાન, સ્થાનિક રીતે ખૂબ જ તીવ્ર પરિસ્થિતિઓ થાય છે: 5000K સુધીનું ઊંચું તાપમાન, 2000atm સુધીનું દબાણ, ખૂબ ઊંચા હીટિંગ/કૂલિંગ રેટ અને દબાણમાં તફાવત જોવા મળે છે. બબલ કોલેપ્સ ડાયનેમિક્સ માસ અને હીટ ટ્રાન્સફર કરતાં વધુ ઝડપી હોવાથી, તૂટી પડતા પોલાણમાં ઊર્જા ખૂબ જ નાના ઝોનમાં મર્યાદિત છે, જેને "હોટ સ્પોટ" પણ કહેવાય છે. પોલાણના બબલના વિસ્ફોટથી માઇક્રોટર્બ્યુલન્સ, 280m/s વેગ સુધીના પ્રવાહી જેટ અને પરિણામે શીયર ફોર્સ પણ પરિણમે છે. આ ઘટનાને અલ્ટ્રાસોનિક અથવા એકોસ્ટિક પોલાણ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સોનિકેટેડ લિક્વિડમાંના ટીપાં અને કણો તે કેવિટેશનલ દળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે અને જ્યારે ત્વરિત કણો એકબીજા સાથે અથડાય છે, ત્યારે તેઓ આંતર-કણોની અથડામણથી વિખેરાઈ જાય છે. એકોસ્ટિક પોલાણ એ અલ્ટ્રાસોનિક મિલિંગ, ડિસ્પર્સિંગ, ઇમલ્સિફિકેશન અને સોનોકેમિસ્ટ્રીનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત છે.
ચીટિન ડીસીટીલેશન માટે, ઉચ્ચ-તીવ્રતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સપાટીને સક્રિય કરીને અને કણો અને રીએજન્ટ વચ્ચે સામૂહિક ટ્રાન્સફરને પ્રોત્સાહન આપીને સપાટીના વિસ્તારમાં વધે છે.
ચિટોસન
ચિટોસન એ સંશોધિત, કેશનિક, બિન-ઝેરી કાર્બોહાઇડ્રેટ પોલિમર છે જે તેના મુખ્ય ઘટક તરીકે β-(1,4) ગ્લુકોસામાઇન એકમો દ્વારા રચાયેલી જટિલ રાસાયણિક રચના સાથે છે.>80%) અને એન-એસિટિલ ગ્લુકોસામાઇન એકમો (<20%), અવ્યવસ્થિત રીતે સાંકળ સાથે વિતરિત. ચિટોસન રાસાયણિક અથવા એન્ઝાઇમેટિક ડીસીટીલેશન દ્વારા ચિટિનમાંથી મેળવવામાં આવે છે. ડીસીટીલેશનની ડિગ્રી (DA) બંધારણમાં મુક્ત એમિનો જૂથોની સામગ્રી નક્કી કરે છે અને તેનો ઉપયોગ ચિટિન અને ચિટોસન વચ્ચે તફાવત કરવા માટે થાય છે. ચિટોસન મધ્યમ દ્રાવકમાં સારી દ્રાવ્યતા દર્શાવે છે જેમ કે પાતળું એસિટિક એસિડ અને સક્રિય સાઇટ્સ તરીકે ઘણા મુક્ત એમાઈન જૂથો પ્રદાન કરે છે. આ ઘણી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ચિટોસનને ચિટિન કરતાં ફાયદાકારક બનાવે છે.
ચિટોસન તેની ઉત્કૃષ્ટ બાયોકોમ્પેટિબિલિટી અને બાયોડિગ્રેડબિલિટી, બિન-ઝેરીતા, સારી એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્રવૃત્તિ (બેક્ટેરિયા અને ફૂગ સામે), ઓક્સિજનની અભેદ્યતા અને ફિલ્મ નિર્માણ ગુણધર્મો માટે મૂલ્યવાન છે. ચિટિનથી વિપરીત, ચિટોસનમાં પાણીમાં દ્રાવ્ય હોવાનો ફાયદો છે અને તેથી તેને હેન્ડલ કરવામાં અને ફોર્મ્યુલેશનમાં ઉપયોગમાં સરળ છે.
સેલ્યુલોઝ પછી બીજા સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં પોલિસેકરાઇડ તરીકે, કાઈટિનની વિશાળ વિપુલતા તેને સસ્તો અને ટકાઉ કાચો માલ બનાવે છે.
ચિટોસન ઉત્પાદન
ચિટોસન બે પગલાની પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રથમ પગલામાં, કાચા માલ, જેમ કે ક્રસ્ટેસિયન શેલ (એટલે કે ઝીંગા, કરચલો, લોબસ્ટર), કાઈટિન મેળવવા માટે ડિપ્રોટીનાઇઝ્ડ, ડિમિનરલાઇઝ્ડ અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. બીજા પગલામાં, ચીટોસન મેળવવા માટે એસીટીલ બાજુની સાંકળો દૂર કરવા માટે કાઈટીનને મજબૂત આધાર (દા.ત., NaOH) સાથે ગણવામાં આવે છે. પરંપરાગત ચિટોસન ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા ખૂબ જ સમય માંગી અને ખર્ચ સઘન તરીકે જાણીતી છે.
ચિટિન
ચિટિન (સી8એચ13ઓ5એન)એન β-1,4-N-એસિટિલગ્લુકોસામાઇનનું સ્ટ્રેટ-ચેઇન પોલિમર છે અને તેને α-, β- અને γ-કાઇટિનમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યું છે. ગ્લુકોઝનું વ્યુત્પન્ન હોવાને કારણે, કાઈટિન એ આર્થ્રોપોડ્સના એક્ઝોસ્કેલેટન્સનો મુખ્ય ઘટક છે, જેમ કે ક્રસ્ટેશિયન્સ અને જંતુઓ, મોલસ્કના રેડ્યુલા, સેફાલોપોડ ચાંચ અને માછલી અને લિસામ્ફિબિયન્સના ભીંગડા અને ફૂગના કોષની દિવાલોમાં પણ મળી શકે છે. ચિટિનની રચના સેલ્યુલોઝ સાથે તુલનાત્મક છે, જે સ્ફટિકીય નેનોફિબ્રિલ્સ અથવા મૂછો બનાવે છે. સેલ્યુલોઝ એ વિશ્વનું સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં પોલિસેકરાઇડ છે, ત્યારબાદ ચિટિન બીજા નંબરનું સૌથી વિપુલ પોલિસેકરાઇડ છે.
ગ્લુકોસામાઇન
ગ્લુકોસામાઇન (સી6એચ13ના5) એ એમિનો ખાંડ છે અને ગ્લાયકોસિલેટેડ પ્રોટીન અને લિપિડ્સના બાયોકેમિકલ સંશ્લેષણમાં મહત્વપૂર્ણ પુરોગામી છે. ગ્લુકોસામાઇન એ કુદરતી રીતે વિપુલ પ્રમાણમાં સંયોજન છે જે પોલિસેકરાઇડ્સ, ચિટોસન અને ચિટિન બંનેની રચનાનો ભાગ છે, જે ગ્લુકોસામાઇનને સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં મોનોસેકરાઇડ્સમાંથી એક બનાવે છે. મોટાભાગની વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ ગ્લુકોસામાઇન ક્રસ્ટેસિયન એક્સોસ્કેલેટન્સ એટલે કે કરચલાં અને લોબસ્ટર શેલોના હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
ગ્લુકોસામાઇનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે આહાર પૂરક તરીકે થાય છે જ્યાં તેનો ઉપયોગ ગ્લુકોસામાઇન સલ્ફેટ, ગ્લુકોસામાઇન હાઇડ્રોક્લોરાઇડ અથવા એન-એસિટિલ ગ્લુકોસામાઇનના સ્વરૂપમાં થાય છે. ગ્લુકોસામાઇન સલ્ફેટ સપ્લિમેન્ટ્સ સોજો, ભંગાણ અને કોમલાસ્થિ (ઓસ્ટિઓઆર્થરાઇટિસ) ના આખરી નુકશાનને કારણે થતી પીડાદાયક સ્થિતિની સારવાર માટે મૌખિક રીતે આપવામાં આવે છે.