Výroba chitínu a chitosanu z húb
Ultrazvuk je vysoko účinná metóda na uvoľňovanie chitínu a chitosanu zo zdrojov húb, ako sú huby. Chitín a chitosan musia byť depolymerizované a deacetylované v následnom spracovaní, aby sa získal vysokokvalitný biopolymér. Ultrazvukom asistovaná depolymerizácia a deacetylácia je vysoko účinná, jednoduchá a rýchla technika, ktorej výsledkom sú vysokokvalitné chitozány s vysokou molekulovou hmotnosťou a vynikajúcou biologickou dostupnosťou.
Chitín a chitosan získaný z húb prostredníctvom ultrazvuku
Jedlé a liečivé huby, ako sú Lentinus edodes (shiitake), Ganoderma lucidum (Lingzhi alebo reishi), Inonotus obliquus (chaga), Agaricus bisporus (gombíkové huby), Hericium erinaceus (levia hriva), Cordyceps sinensis (húsenica), Grifola frondosa (sliepka), Trametes versicolor (Coriolus versicolor, Polyporus versicolor, morčací chvost) a mnoho ďalších druhov húb sa široko používajú ako potrava a na extrakciu bioaktívnych zlúčenín. Tieto huby, ako aj zvyšky spracovania (hubový odpad), sa môžu použiť na výrobu chitosanu. Ultrazvuk podporuje nielen uvoľňovanie chitínu zo štruktúry bunkovej steny húb, ale tiež vedie k premene chitínu na cenný chitosan prostredníctvom ultrazvukom asistovanej depolymerizácie a deacetylácie.
Intenzívna ultrasonikácia pomocou ultrazvukového systému typu sondy je technika používaná na podporu depolymerizácie a deacetylácie chitínu, čo vedie k tvorbe chitosanu. Chitín je prirodzene sa vyskytujúci polysacharid nachádzajúci sa v exoskeletoch kôrovcov, hmyzu a bunkových stenách určitých húb. Chitosan sa získava z chitínu odstránením acetylových skupín z molekuly chitínu.
Ultrazvukový postup na premenu hubového chitínu na chitosan
Keď sa na výrobu chitosanu z chitínu aplikuje intenzívna ultrazvuková ultrazvuk, chitínová suspenzia sa sonikuje vysokointenzívnymi, nízkofrekvenčnými ultrazvukovými vlnami, zvyčajne v rozsahu 20 kHz až 30 kHz. Tento proces vytvára intenzívnu akustickú kavitáciu, ktorá sa týka tvorby, rastu a kolapsu mikroskopických vákuových bublín v kvapaline. Kavitácia vytvára lokalizované extrémne vysoké šmykové sily, vysoké teploty (až niekoľko tisíc stupňov Celzia) a tlaky (až niekoľko stoviek atmosfér) v kvapaline obklopujúcej kavitačné bubliny. Tieto extrémne podmienky prispievajú k rozpadu chitínového polyméru a následnej deacetylácii.

SEM obrázky chitínov a chitosanov z dvoch druhov húb: a) Chitin z L. vellereus; b) Chitín z P. ribis; c) Chitosan od L. vellereus; d) chitosan z P. ribis.
obrázok a štúdia: © Erdoğan a kol., 2017
Ultrazvuková depolymerizácia chitínu
Depolymerizácia chitínu nastáva kombinovanými účinkami mechanických síl, ako je mikroprúdenie a tryskanie kvapaliny, ako aj ultrazvukom iniciovanými chemickými reakciami indukovanými voľnými radikálmi a inými reaktívnymi látkami vznikajúcimi počas kavitácie. Vysokotlakové vlny generované počas kavitácie spôsobujú, že chitínové reťazce podliehajú šmykovému namáhaniu, čo vedie k štiepeniu polyméru na menšie fragmenty.
Ultrazvuková deacetylácia chitínu
Okrem depolymerizácie intenzívna ultrazvuková signalizácia podporuje aj deacetyláciu chitínu. Deacetylácia zahŕňa odstránenie acetylových skupín z molekuly chitínu, čo vedie k tvorbe chitosanu. Intenzívna ultrazvuková energia, najmä vysoké teploty a tlaky generované počas kavitácie, urýchľujú deacetylačnú reakciu. Reaktívne podmienky vytvorené kavitáciou pomáhajú prerušiť acetylové väzby v chitíne, čo vedie k uvoľňovaniu kyseliny octovej a premene chitínu na chitosan.
Celkovo intenzívna ultrasonikácia zlepšuje procesy depolymerizácie aj deacetylácie tým, že poskytuje potrebnú mechanickú a chemickú energiu na rozklad chitínového polyméru a uľahčuje premenu na chitosan. Táto technika ponúka rýchlu a efektívnu metódu výroby chitosanu z chitínu s mnohými aplikáciami v rôznych priemyselných odvetviach vrátane farmaceutického priemyslu, poľnohospodárstva a biomedicínskeho inžinierstva.
Priemyselná výroba chitosanu z húb s výkonovým ultrazvukom
Komerčná výroba chitínu a chitosanu je založená najmä na odpade z námorného priemyslu (t. j. rybolov, zber mäkkýšov atď.). Rôzne zdroje surovín vedú k rôznym kvalitám chitínu a chitosanu, čo je výsledkom výkyvov výroby a kvality v dôsledku sezónnych výkyvov rybolovu. Okrem toho chitosan získaný z hubových zdrojov ponúka údajne vynikajúce vlastnosti, ako je homogénna dĺžka polyméru a väčšia rozpustnosť v porovnaní s chitozánom z morských zdrojov. (porovnaj Ghormade et al., 2017) S cieľom zabezpečiť jednotný chitosan sa extrakcia chitínu z druhov húb stala stabilnou alternatívnou výrobou. Produkciu chitínu a citiosanu z húb je možné ľahko a spoľahlivo dosiahnuť pomocou ultrazvukovej extrakcie a technológie deacetylácie. Intenzívna sonikácia narúša bunkové štruktúry, aby sa uvoľnil chitín a podporuje prenos hmoty vo vodných rozpúšťadlách pre vynikajúce výťažky chitínu a účinnosť extrakcie. Následná ultrazvuková deacetylácia premieňa chitín na cenný chitosan. Ultrazvukovú extrakciu chitínu aj deacetyláciu na chitosan je možné lineárne škálovať na akúkoľvek komerčnú úroveň výroby.

Ultrazvuk UP400St na extrakciu húb: Sonikácia poskytuje vysoké výnosy bioaktívnych zlúčenín, ako sú polysacharidy chitín a chitosan
Výsledky výskumu ultrazvukovej deacetylácie chitínu a chitosanu
Zhu et al. (2018) vo svojej štúdii dospeli k záveru, že ultrazvuková deacetylácia sa ukázala ako zásadný prelom, ktorý premenil β-chitín na chitosan s 83–94% deacetyláciou pri znížených reakčných teplotách. Na obrázku vľavo je SEM snímka ultrazvukovo deacetylovaného chitosanu (90 W, 15 min, 20 w/v% NaOH, 1:15 (g: ml) (obrázok a štúdia: © Zhu et al., 2018)
V ich protokole bol roztok NaOH (20 w/v %) pripravený rozpustením vločiek NaOH vo vode DI. Alkalický roztok sa potom pridal do sedimentu GLSP (0,5 g) v pomere pevná látka-kvapalina 1:20 (g: ml) do odstredivkovej skúmavky. Chitosan sa pridal k NaCl (40 ml, 0,2 M) a kyseline octovej (0,1 M) v objemovom pomere roztoku 1:1. Suspenzia bola potom podrobená ultrazvuku pri miernej teplote 25 °C počas 60 minút pomocou ultrazvuku typu sondy (250 W, 20 kHz). (porovnaj Zhu et al., 2018)
Pandit et al. (2021) zistili, že rýchlosť degradácie roztokov chitosanu je zriedka ovplyvnená koncentráciami kyseliny použitej na rozpustenie polyméru a do značnej miery závisí od teploty, intenzity ultrazvukových vĺn a iónovej sily média použitého na rozpustenie polyméru. (porovnaj Pandit a kol., 2021)
V ďalšej štúdii Zhu et al. (2019) použili prášky spór Ganoderma lucidum ako hubovú surovinu a skúmali ultrazvukom asistovanú deacetyláciu a účinky parametrov spracovania, ako je doba sonikacie, pomer pevnej látky k kvapaline, koncentrácia NaOH a ožiaracia sila na stupeň deacetylácie (DD) chitosanu. Najvyššia hodnota DD bola získaná pri nasledujúcich ultrazvukových parametroch: 20 min sonikácia pri 80 W, 10 % (g: ml) NaOH, 1:25 (g: ml). Povrchová morfológia, chemické skupiny, tepelná stabilita a kryštalinita ultrazvukom získaného chitozánu boli skúmané pomocou SEM, FTIR, TG a XRD. Výskumný tím uvádza významné zvýšenie stupňa deacetylácie (DD), dynamickej viskozity ([η]) a molekulovej hmotnosti (Mv ̄) ultrazvukom produkovaného chitosanu. Výsledky zdôraznili ultrazvukovú deacetylačnú techniku húb, vysoko účinnú výrobnú metódu pre chitosan, ktorá je vhodná pre biomedicínske aplikácie. (porovnaj Zhu et al., 2019)
Vynikajúca kvalita chitosanu s ultrazvukovou depolymerizáciou a deacetyláciou
Ultrazvukom riadené procesy extrakcie a depolymerizácie chitínu? chitosanu sú presne kontrolovateľné a parametre ultrazvukového procesu je možné prispôsobiť surovinám a cieľovej kvalite konečného produktu (napr. molekulová hmotnosť, stupeň deacetylácie). To umožňuje prispôsobiť ultrazvukový proces vonkajším faktorom a nastaviť optimálne parametre pre vynikajúci výsledok a účinnosť.
Ultrazvukovo deacetylovaný chitosan vykazuje vynikajúcu biologickú dostupnosť a biokompatibilitu. Keď sa ultrazvukom pripravené chitozánové biopolyméry porovnajú s tepelne odvodeným chitozánom z hľadiska biomedicínskych vlastností, ultrazvukom vyrobený chitosan vykazuje významne zlepšenú životaschopnosť fibroblastov (bunka L929) a zvýšenú antibakteriálnu aktivitu pre Escherichia coli (E. coli) aj Staphylococcus aureus (S. aureus).
(porovnaj Zhu et al., 2018)

Snímky skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM) vo zväčšení 100× a) gladius, b) ultrazvukom ošetrený gladius, c) β-chitín, d) ultrazvukom ošetrený β-chitín a e) chitosan (zdroj: Preto et al. 2017)
Vysokovýkonné ultrazvukové zariadenie na spracovanie chitínu a chitosanu
Fragmentácia chitínu a detylácia chitínu na chitozán si vyžaduje výkonné a spoľahlivé ultrazvukové zariadenie, ktoré dokáže poskytnúť vysoké amplitúdy, ponúka presnú kontrolovateľnosť parametrov procesu a môže byť prevádzkované 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri veľkom zaťažení a v náročných prostrediach. Sortiment výrobkov Hielscher Ultrasonics tieto požiadavky spoľahlivo spĺňa. Okrem vynikajúceho ultrazvukového výkonu sa ultrazvukové prístroje Hielscher môžu pochváliť vysokou energetickou účinnosťou, čo je významná ekonomická výhoda – najmä pri komerčnej veľkovýrobe.
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú vysokovýkonné systémy, ktoré môžu byť vybavené príslušenstvom, ako sú sonotrody, zosilňovače, reaktory alebo prietokové články, aby optimálne vyhovovali potrebám vášho procesu. Vďaka digitálnemu farebnému displeju, možnosti prednastavenia ultrazvukových cyklov, automatickému záznamu údajov na integrovanú SD kartu, diaľkovému ovládaniu prehliadača a mnohým ďalším funkciám zaisťujú ultrazvukové procesory Hielscher najvyššiu kontrolu procesu a užívateľskú prívetivosť. V spojení s robustnosťou a veľkou nosnosťou sú ultrazvukové systémy Hielscher vaším spoľahlivým ťažným koňom vo výrobe.
Fragmentácia a deacetylácia chitínu si vyžaduje výkonný ultrazvuk na získanie cielenej konverzie a konečného produktu chitosanu vysokej kvality. Najmä pri fragmentácii chitínových vločiek a krokoch depolymerizácie? deacetylácie sú rozhodujúce vysoké amplitúdy a zvýšené tlaky. Priemyselné ultrazvukové procesory Hielscher Ultrasonics ľahko poskytujú veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až 200 μm je možné nepretržite prevádzkovať v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy. Výkonová kapacita ultrazvukových systémov Hielscher umožňuje efektívnu a rýchlu depolymerizáciu a deacetyláciu v bezpečnom a užívateľsky prívetivom procese.

Ultrazvukový reaktor s 2000W ultrazvuková sonda UIP2000hdT na extrakciu chitínu z húb a následnú depolymerizáciu? deacetyláciu
Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
---|---|---|
1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás!? Opýtajte sa nás!
Synergická liečba chitínom vylepšená ultrazvukom
S cieľom prekonať nevýhody (t. j. nízka účinnosť, vysoké náklady na energiu, dlhý čas spracovania, toxické rozpúšťadlá) tradičnej chemickej a enzymatickej deacetlycie chitínu bol do spracovania chitínu a chitosanu integrovaný ultrazvuk s vysokou intenzitou. Vysoká intenzita sonikácie a výsledné účinky akustické kavitácie vedú k rýchlemu štiepeniu polymérnych reťazcov a znižujú polydisperzitu, čím podporujú syntézu chitosanu. Okrem toho ultrazvukové šmykové sily zintenzívňujú prenos hmoty v roztoku, takže sa zvyšuje chemická, hydrolytická alebo enzymatická reakcia. Ultrazvukové ošetrenie chitínom je možné kombinovať s už existujúcimi technikami spracovania chitínu, ako sú chemické metódy, hydrolýza alebo enzymatické postupy.
Ultrazvukom asistovaná chemická deacetylácia a depolymerizácia
Pretože chitín je nereaktívny a nerozpustný biopolymér, musí prejsť procesnými krokmi demineralizácie, deproteinizácie a depolymerizácie? deacetylácie, aby sa získal rozpustný a bioacetabilný chitosan. Tieto procesné kroky zahŕňajú ošetrenie silnými kyselinami, ako je HCl, a silnými zásadami, ako sú NaOH a KOH. Keďže tieto konvenčné procesné kroky sú neefektívne, pomalé a vyžadujú vysoké energie, intenzifikácia procesu sonikáciou výrazne zlepšuje produkciu chitosanu. Aplikácia výkonového ultrazvuku zvyšuje výťažnosť a kvalitu chitosanu, skracuje proces z dní na niekoľko hodín, umožňuje jemnejšie rozpúšťadlá a robí celý proces energeticky efektívnejším.
Ultrazvukovo vylepšená deproteinizácia chitínu
Vallejo-Dominguez et al. (2021) pri svojom skúmaní deproteinizácie chitínu zistili, že “Aplikácia ultrazvuku na výrobu biopolymérov znížila obsah bielkovín, ako aj veľkosť častíc chitínu. Chitosan s vysokým stupňom deacetylácie a strednou molekulovou hmotnosťou bol vyrobený ultrazvukovou asistenciou.”
Ultrazvuková hydrolýza na depolymerizáciu chitínu
Na chemickú hydrolýzu sa na deacetyláciu chitínu používajú kyseliny alebo zásady, ale častejšie sa používa alkalická deacetylácia (napr. hydroxid sodný NaOH). Kyslá hydrolýza je alternatívnou metódou k tradičnej chemickej deacetylácii, kde sa roztoky organických kyselín používajú na depolymerizáciu chitínu a chitosanu. Metóda kyslej hydrolýzy sa väčšinou používa, keď molekulová hmotnosť chitínu a chitosanu musí byť homogénna. Tento konvenčný proces hydrolýzy je známy ako pomalý a energeticky a nákladovo náročný. Požiadavka na silné kyseliny, vysoké teploty a tlaky sú faktory, ktoré menia proces hydrolytického chitosanu na veľmi nákladný a časovo náročný postup. Použité kyseliny vyžadujú následné procesy, ako je neutralizácia a odsolenie.
Integráciou vysokovýkonného ultrazvuku do procesu hydrolýzy je možné výrazne znížiť požiadavky na teplotu a tlak pre hydrolytické štiepenie chitínu a chitosanu. Okrem toho sonikacia umožňuje nižšie koncentrácie kyselín alebo použitie miernejších kyselín. Vďaka tomu je proces udržateľnejší, efektívnejší, nákladovo efektívnejší a šetrnejší k životnému prostrediu.
Ultrazvukom asistovaná chemická deacetylácia
Chemický rozpad a deakteylácia chitínu a chitosanu sa dosahuje hlavne ošetrením chitínu alebo chitosanu minerálnymi kyselinami (napr. kyselina chlorovodíková HCl), dusitanom sodným (NaNO2) alebo peroxid vodíka (H2O2). Ultrazvuk zlepšuje rýchlosť deacetylácie, čím skracuje reakčný čas potrebný na dosiahnutie cieľového stupňa deacetylácie. To znamená, že sonikácia skracuje požadovaný čas spracovania z 12-24 hodín na niekoľko hodín. Okrem toho sonikácia umožňuje výrazne nižšie chemické koncentrácie, napríklad 40 % (w/w) hydroxidu sodného pomocou sonikácie, zatiaľ čo 65 % (w/w) je potrebných bez použitia ultrazvuku.
Ultrazvukovo-enzymatická deacetylácia
Zatiaľ čo enzymatická deacetylácia je mierna, environmentálne neškodná forma spracovania, jej účinnosť a náklady sú neekonomické. Vzhľadom na zložitú, pracnú a nákladnú následnú izoláciu a čistenie enzýmov z konečného produktu sa enzymatická deacetylácia chitínu nerealizuje v komerčnej výrobe, ale používa sa iba vo vedecko-výskumnom laboratóriu.
Ultrazvuková predbežná úprava pred enzymatickou deacetlytáciou fragmentuje molekuly chitínu, čím sa zväčšuje povrch a sprístupňuje sa viac povrchu pre enzýmy. Vysokovýkonná sonikácia pomáha zlepšovať enzymatickú deacetyláciu a robí proces ekonomickejším.
Literatúra? Referencie
- Ospina Álvarez S.P., Ramírez Cadavid D.A., Escobar Sierra D.M., Ossa Orozco C.P., Rojas Vahos D.F., Zapata Ocampo P., Atehortúa L. (2014): Comparison of extraction methods of chitin from Ganoderma lucidum mushroom obtained in submerged culture. Biomed Research International 2014.
- Valu M.V., Soare L.C., Sutan N.A., Ducu C., Moga S., Hritcu L., Boiangiu R.S., Carradori S. (2020): Optimization of Ultrasonic Extraction to Obtain Erinacine A and Polyphenols with Antioxidant Activity from the Fungal Biomass of Hericium erinaceus. Foods, Dec 18;9(12), 2020.
- Erdoğan, Sevil & Kaya, Murat & Akata, Ilgaz (2017): Chitin extraction and chitosan production from cell wall of two mushroom species (Lactarius vellereus and Phyllophora ribis). AIP Conference Proceedings 2017.
- Zhu, L., Chen, X., Wu, Z., Wang, G., Ahmad, Z., & Chang, M. (2019): Optimization conversion of chitosan from Ganoderma lucidum spore powder using ultrasound‐assisted deacetylation: Influence of processing parameters. Journal of Food Processing and Preservation 2019.
- Li-Fang Zhu, Jing-Song Li, John Mai, Ming-Wei Chang (2019): Ultrasound-assisted synthesis of chitosan from fungal precursors for biomedical applications. Chemical Engineering Journal, Volume 357, 2019. 498-507.
- Zhu, Lifang; Yao, Zhi-Cheng; Ahmad, Zeeshan; Li, Jing-Song; Chang, Ming-Wei (2018): Synthesis and Evaluation of Herbal Chitosan from Ganoderma Lucidum Spore Powder for Biomedical Applications. Scientific Reports 8, 2018.
- G.J. Price, P.J. West, P.F. Smith (1994): Control of polymer structure using power ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 1, Issue 1, 1994. S51-S57.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Ako funguje ultrazvuková extrakcia a deacetylácia chitínu?
Keď sa výkonové ultrazvukové vlny spájajú s kvapalinou alebo suspenziou (napr. suspenzia pozostávajúca z chitínu v rozpúšťadle), ultrazvukové vlny prechádzajú kvapalinou a spôsobujú striedavé vysokotlakové? nízkotlakové cykly. Počas nízkotlakových cyklov vznikajú nepatrné vákuové bubliny (tzv. kavitačné bubliny), ktoré rastú počas niekoľkých tlakových cyklov. Pri určitej veľkosti, keď bubliny nedokážu absorbovať viac energie, prudko implodujú počas vysokotlakového cyklu. Implózia bublín je charakterizovaná intenzívnymi kavitačnými (tzv. sonomechanickými) silami. Tieto sonomechanické podmienky sa vyskytujú lokálne v kavitačnom horúcom mieste a sú charakterizované veľmi vysokými teplotami a tlakmi až 4000 K a 1000 atm; ako aj zodpovedajúce vysoké teplotné a tlakové rozdiely. Ďalej sa vytvárajú mikroturbulencie a prúdy kvapalín s rýchlosťou až 100 m/s. Ultrazvuková extrakcia chitínu a chitosanu z húb a kôrovcov, ako aj depolymerizácia a deacetylácia chitínu sú spôsobené najmä sonomechanickými účinkami: miešanie a turbulencie narúšajú bunky a podporujú prenos hmoty a môžu tiež prerezať polymérne reťazce v kombinácii s kyslými alebo zásaditými rozpúšťadlami.
Princíp činnosti extrakcie chitínu ultrazvukom
Ultrazvuková extrakcia účinne rozbíja bunkovú štruktúru húb a uvoľňuje intracelulárne zlúčeniny z bunkovej steny a vnútra bunky (tj polysacharidy, ako je chitín a chitosan a iné bioaktívne fytochemikálie) do rozpúšťadla. Ultrazvuková extrakcia je založená na princípe činnosti akustickej kavitácie. Účinkami ultrazvukovej? akustickej kavitácie sú vysoké šmykové sily, turbulencie a intenzívne tlakové rozdiely. Tieto sonomechanické sily rozbíjajú bunkové štruktúry, ako sú bunkové steny chitínových húb, podporujú prenos hmoty medzi biomateriálom húb a rozpúšťadlom a vedú k veľmi vysokým výťažkom extraktu v rýchlom procese. Okrem toho sonikácia podporuje sterilizáciu extraktov zabíjaním baktérií a mikróbov. Mikrobiálna inaktivácia sonikáciou je výsledkom deštruktívnych kavitačných síl na bunkovú membránu, produkcie voľných radikálov a lokalizovaného zahrievania.
Princíp činnosti depolymerizácie a deacetylácie ultrazvukom
Polymérne reťazce sú zachytené v ultrazvukovo generovanom šmykovom poli okolo kavitačnej bubliny a reťazové segmenty polymérnej cievky v blízkosti kolabujúcej dutiny sa budú pohybovať vyššou rýchlosťou ako tie vzdialenejšie. Na polymérnom reťazci sa potom vytvárajú napätia v dôsledku relatívneho pohybu polymérnych segmentov a rozpúšťadiel a tie sú dostatočné na to, aby spôsobili štiepenie. Proces je teda podobný iným šmykovým účinkom v polymérnych roztokoch ~2° a poskytuje veľmi podobné výsledky. (porovnaj Price a kol., 1994)
chitín
Chitín je polymér N-acetylglukozamínu (poly-(β-(1–4)-N-acetyl-D-glukozamín), je prirodzene sa vyskytujúci polysacharid široko sa vyskytujúci v exoskelete bezstavovcov, ako sú kôrovce a hmyz, vnútorná kostra chobotníc a sépií, ako aj bunkové steny húb. Chitín, ktorý je zabudovaný do štruktúry bunkových stien húb, je zodpovedný za tvar a tuhosť bunkovej steny húb. V mnohých aplikáciách sa chitín depolymerizačným procesom premieňa na deacetylovaný derivát, známy ako chitosan.
Chitosan je najbežnejším a najcennejším derivátom chitínu. Je to polysacharid s vysokou molekulovou hmotnosťou spojený b-1,4 glykozidom, zložený z N-acetyl-glukozamínu a glukozamínu.
Chitosan môže byť odvodený chemickými alebo enzymatickými N-deacetylácia. V chemicky riadenom procese deacetylácie sa acetylová skupina (R-NHCOCH3) sa štiepi silnou alkáliou pri vysokých teplotách. Alternatívne sa chitosan môže syntetizovať enzymatickou deacetyláciou. V priemyselnom výrobnom meradle je však chemická deacetylácia preferovanou technikou, pretože enzymatická deacetylácia je výrazne menej účinná v dôsledku vysokých nákladov na enzýmy deacetylázy a nízkych získaných výťažkov chitosanu. Ultrazvuk sa používa na zintenzívnenie chemickej degradácie (1→4)-/β-väzby (depolymerizácia) a účinok deacetylácie chitínu na získanie vysokokvalitného chitosanu.
Keď sa sonikácia aplikuje ako predbežná úprava pre enzymatickú deacetyláciu, zlepšuje sa aj výťažok a kvalita chitosanu.

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.