Quitosano
| Fórmula estructural | |||||||
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| General | |||||||
| Apellido | Quitosano | ||||||
| otros nombres |
Poliglusam; Poliglucosamina; Poli D- glucosamina; Poli (D) glucosamina; Desacetilquitina |
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| número CAS | 9012-76-4 | ||||||
| Monómero | Glucosamina , a veces también N -acetilglucosamina | ||||||
| Fórmula molecular de la unidad repetitiva | C 6 H 11 NO 4 | ||||||
| Masa molar de la unidad repetitiva | 161,15 g mol −1 | ||||||
| PubChem | 21896651 | ||||||
| Tipo de polímero | |||||||
| Breve descripción |
beige claro, polisacárido lineal , un poliaminosacárido |
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| Información sobre medicamentos | |||||||
| Clase de droga |
Absorbedores de lípidos, cicatrización de heridas, bacteriostáticos |
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| propiedades | |||||||
| Estado fisico |
firmemente |
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| solubilidad |
insoluble en agua (dependiendo del peso molecular) a pH> 6,4 |
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| las instrucciones de seguridad | |||||||
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| En la medida de lo posible y habitual, se utilizan unidades SI . A menos que se indique lo contrario, los datos proporcionados se aplican a condiciones estándar . | |||||||
Chitosan ( griego χιτών "prenda interior, cáscara, armadura"), también poliglusam o poli- D- glucosamina o poliglucosamina , es una de origen natural biopolímero , que se compone de la β-1,4- glicosídica enlaces residuos de N-acetilglucosamina (precisamente 2-residuos acetamido-2-desoxi-β-D-glucopiranosa) compuesto de quitina y, por tanto, así, es un poliaminosacárido . Para la preparación de quitosano, quitina se desacetila manera que la molécula finalmente sólo de aproximadamente 2,000 lineal interconectado 2-amino-2-desoxi-β-D-glucopiranosa y glucosamina - monómeros consiste. Fue obtenido por primera vez en 1859 por C. Rouget hirviendo quitina con hidróxido de potasio .
origen
Extracción
El quitosano se obtiene técnicamente a partir de la quitina por desacetilación . Esto se puede hacer usando sosa cáustica (caliente) o enzimáticamente . Ambos procesos se utilizan técnicamente, en términos de cantidad, el procedimiento alcalino está claramente en primer plano.
El grado de desacetilación resultante puede variar considerablemente: la desacetilación puede tener lugar total o parcialmente, lo que puede dar como resultado una distribución de áreas fuertemente desacetiladas y menos desacetiladas o una distribución homogénea de desacetilación, que tiene efectos considerables sobre la forma molecular. Al mismo tiempo, debido a esta intervención química, la longitud de la cadena del polímero puede disminuir (despolimerización), por lo que se mejora la solubilidad y se reduce la viscosidad. Además, se pueden introducir átomos extraños (por ejemplo, metales pesados de la sosa cáustica) durante el tratamiento. Por tanto, los productos finales pueden diferir considerablemente en cuanto a sus propiedades. Más claramente, estas diferencias se revelan en la solubilidad y viscosidad z. B. una solución de quitosano al uno por ciento en ácido acético .
Ocurrencia natural
Además de la quitina, algunos hongos también contienen quitosano en su pared celular; El quitosano se puede obtener directamente de ellos. Todas las especies conocidas como B. Mucor rouxii , Absidia coerulea y Rhizopus oryzae pertenecen al orden de los Mucorales .
propiedades
El quitosano es una sustancia dura, incolora y amorfa . El quitosano de alto peso molecular producido industrialmente es soluble en ácidos fuertes diluidos , excepto en ácido sulfúrico , así como en ácidos orgánicos. La solubilidad en ácidos y al mismo tiempo la escasa solubilidad en pH neutro o alcalino es única entre los biopolímeros y, por lo tanto, característico. Sin embargo, al disminuir la masa molar, el quitosano (u oligo-glucosamina) también es soluble en agua e incluso en álcalis .
Debido a los grupos amino libres formados por la desacetilación, es un policatión con una alta densidad de carga en solución no alcalina . No es tóxico, antibacteriano, antiviral y antialérgico. La LD 50 del quitosano es de 16 g / kg de masa corporal.
Unión de grasa
La unión de grasas por el quitosano se puede probar en el laboratorio. Varias patentes y descripciones de pruebas de laboratorio están sobre el tema, junto con productos más o menos efectivos basados en este principio. La eficiencia de la unión de grasas es significativa en términos de cantidad, por lo que el quitosano se usa generalmente en bioquímica y eliminación para eliminar aceites , ocasionalmente en aprobaciones de medicamentos (por ejemplo, en España), así como en productos médicos y complementos alimenticios con el nombre del ingrediente activo. adsorbente de lípidos en muchos países de todo el mundo, incluidos todos los Estados miembros de la UE que han sido certificados por expertos independientes y reconocidos por el estado.
Esta propiedad hace que el quitosano se pueda utilizar como emulsionante , por ejemplo, como componente de ceras y colorantes naturales.
La mayor capacidad de unión a grasas se encontró en el biopolímero L112 con aproximadamente 800 veces su propia masa.
Unión de sólidos en suspensión
El quitosano se utiliza en el tratamiento de aguas , en el tratamiento de aguas residuales y en la industria de las bebidas de diversas formas y a escala industrial para unir y precipitar la materia en suspensión .
Otras propiedades
- coagulante, hemostático
- bactericida , pero para diferentes bacterias varían
- fungistático a fungicida
- abrasivo (en pasta de dientes)
- suavizado (adición de papel)
- Encuadernación de metales pesados
Aplicaciones
Uso de material
La gama de aplicaciones de este polímero es relativamente amplia y confusa (similar a la celulosa y otros biopolímeros). El quitosano se utiliza principalmente como medio filtrante (para la producción de agua o en plantas de tratamiento de aguas residuales ) y como materia prima para fibras, espumas, membranas y láminas ( plástico biológico ). Las propiedades positivas en esta área incluyen el efecto de barrera al oxígeno, que permite un sellado al vacío. Sin embargo, todavía no existe una producción de bioplásticos a partir de quitosano que sea relevante para el mercado.
Con sus propiedades absorbentes, hemostáticas, antimicrobianas y cicatrizantes, el quitosano también se utiliza en productos médicos (por ejemplo, adsorbentes de lípidos ( L112 ) o apósitos para heridas). El quitosano también se usa en pastas de dientes (por ejemplo, Chitodent ), como aditivo para papel y algodón, y para eliminar la turbidez en la industria de bebidas. La industria farmacéutica lleva mucho tiempo investigando el quitosano con el fin de utilizarlo para la microencapsulación y la liberación dirigida de principios activos farmacológicos, entre otras cosas, como vector para la terapia génica .
| campo de uso | aplicaciones utilizables | Aplicaciones de investigación |
|---|---|---|
| Salud y biotecnología | Ayuda a digerir las grasas | Inmovilización de enzimas |
| Reducción de colesterol | Inmovilización en síntesis | |
| Aglutinantes de lípidos para el control de peso | Separación de proteínas ( precipitación ) | |
| Separación de lípidos | Adsorción de endotoxinas y ácidos nucleicos. | |
| Almohadilla para heridas | Enriquecimiento celular | |
| piel artificial | Electrodo de glucosa | |
| liberación retardada del fármaco | Material de cromatografía | |
| relleno quirúrgico degradable (ortopedia, oftalmología, odontología) | Unión de catalizadores poliméricos | |
| Movilización celular | Inmovilización celular (biotecnología) | |
| Terapia de tumores, estimulación inmunológica | membrana semipermeable | |
| vasos artificiales | suturas degradables | |
| fluido de lágrima artificial | Material de lentes de contacto | |
| pasta dental | Medios de inclusión para microscopía electrónica | |
| Agricultura y Alimentos | Sellado de alimentos | Agentes de revestimiento |
| tratamiento fungicida de semillas | Conservación de semillas | |
| Eliminación de tintes, sólidos, ácidos. | ||
| Conservantes para frutas y verduras | Material de envasado de alimentos | |
| estabilizador | ||
| Aditivo alimentario | Fibra | |
| Sabor | ||
| insecticida | ||
| Aditivo para piensos | Aditivo para piensos en la producción de leche | |
| Nematocida | ||
| Recubrimiento / sellado de semillas y hojas | ||
| Fertilización | Aceleración del compost | |
| liberación sostenida de agroquímicos | ||
| Protección de la madera | ||
| textiles | tejidos permeables al agua | |
| productos cosméticos | Productos dentales | |
| Productos para el cuidado bucal | ||
| Productos para el cuidado del cabello | ||
| conservantes bacteriostáticos | ||
| Productos para el cuidado de la piel | ||
| Tratamiento de aguas | Eliminación de componentes organoquímicos | |
| Eliminación de metales pesados | Tratamiento de aguas residuales | |
| Preparación de agua potable | Clarificación de jugo (prensa) | |
| Tratamiento de agua de piscina | Membranas para desalación de agua | |
| Industria papelera | Material de filtración de aire | |
| Filtración de agua | ||
| materiales de embalaje degradables | ||
| Aglutinante para celulosa reciclada | ||
| Agente suavizante de superficies | ||
| Copiar papeles | ||
| Papeles fotográficos | ||
| tecnología | elementos electronicos | Conos de altavoz |
nutrición
En los suplementos dietéticos, el quitosano es un "bloqueador de grasas" utilizado. Sin embargo, el uso como aditivo alimentario se considera posiblemente ilegal en algunos países, incluida Alemania (en Austria, sin embargo, es legal), ya que un complemento alimenticio solo puede complementar el alimento, pero no debe obstaculizar su absorción. En países donde el quitosano se puede utilizar en el sector alimentario, como Estados Unidos, varios estudios doble ciego y aleatorizados han demostrado que su efecto no puede demostrarse sin una dieta al mismo tiempo .
Evidencia individual
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- ^ A b Rudolf Hänsel, Otto Sticher: Pharmakognosie - Phytopharmazie - Google Books
- ^ Instituto de Ingeniería de Procesos Ambientales (IUV) de la Universidad de Bremen: quitina, quitosano en Wasser-Wissen.de.
- ↑ Organic yarn made from quitina en eierschale.wordpress.com, consultado el 27 de enero de 2017.
- ^ Chitina y quitosano: un informe empresarial estratégico global . Global Industry Analysts, Inc. Archivado desde el original el 15 de abril de 2010. Recuperado el 1 de julio de 2012.
- ↑ Suplementos dietéticos y alimentos funcionales: ¿fitness o basura del consumidor? (PDF) ak-tirol.com. Archivado desde el original el 15 de octubre de 2016. Información: El enlace del archivo se insertó automáticamente y aún no se ha verificado. Verifique el enlace original y de archivo de acuerdo con las instrucciones y luego elimine este aviso. Consultado el 1 de julio de 2012.
- ↑ Oficina Federal para la Protección del Consumidor y la Seguridad Alimentaria: Suplementos dietéticos con quitosano añadido (BVL 17/01/003). En: bvl.bund.de . 26 de junio de 2017. Consultado el 14 de diciembre de 2018 .
- ^ " Existe una duda considerable de que el quitosano sea eficaz para reducir el peso corporal en humanos. "Según Max H Pittler y Edzard Ernst : Suplementos dietéticos para la reducción de peso corporal. En: The American Journal of Clinical Nutrition 79 (2004), p. 530. ( PDF ).
enlaces web
- Quackwatch: ¿Es el quitosano un "imán de grasa"?
- Información sobre las propiedades del quitosano y sobre proyectos de investigación y desarrollo (Heppe Medical Chitosan)
- Proyecto de investigación internacional Nano3Bio para la producción biotecnológica de quitosanos (financiado por la Unión Europea)
