Chitosan

Chitosan
Vzorec chitosanu v Haworthově projekci
Obecné
Sumární vzorec	C₅₆H₁₀₃N₉O₃₉
Identifikace
Registrační číslo CAS	9012-76-4
Vlastnosti
Molární hmotnost	1 525,635 315 Da
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Chitosan je biologický kopolymer, který vzniká částečnou deacetylací chitinu. Sestává z deacetylované části (β-(1→4)-ᴅ-glukosamin) a acetylované části (N-acetyl-ᴅ-glukosamin).^[1]

Chitosan se vyskytuje také v buněčných stěnách některých hub (Mucor rouxii, Absidia coerulea), ze kterých by se nechal přímo získávat. Praktické využití této alternativy však není (do 2024) známé.^[2]

Deacetylace chitinu se provádí v lázni s obsahem 50 % NaOH, podíl chitinu cca 1:10, teplota lázně 100 °C, doba smáčení 5 hodin (výrobní partie např. 600 kg). 1 kg chitosanu se dá vyrobit z cca 1,2 kg chitinu (získaného z cca 5 kg krabích krunýřů). V závislosti na vlastnostech chitinu jsou výrobní proces a výsledky (50-95 % deacetylace) známé v mnoha variantách.^[3]

Ke zpracování na konečné použití se chitosan odvádí jako: gel, kuličky, membrány, fólie, houby aj.^[4]

Chitosan se vyrábí zpravidla na agregátech na kontinuální výrobu od suroviny (asi z 80 % odpady z mořských živočichů) přes deproteinizaci, demineralizaci, dekolorizaci a deacetylaci až k (suchému) chitosanu - viz schéma vpravo.

Např. moderní výrobní zařízení za cca 1,1 milion USD může zpracovat ročně 5000 tun odpadů z krabích krunýřů, ze kterých se dá vyrobit asi 850 kg chitosanu s prodejní cenou 58 USD/kg.^[3]

Chitosan je bezbarvá, amorfní, tuhá látka. Průmyslově vyrobený, vysocemolekulární chitosan je rozpustný ve zředěných kyselinách (mimo kyseliny sírové), ale špatně rozpustný v neutrálním nebo alkalickém prostředí. Teprve po snížení molárni masy se dá rozpouštět ve vodě nebo v zásadách. Stupeň deacetylace silně ovlivňuje rozpustnost a viskozitu. Za chitosan se všeobecně pokládá jen chitin s deacetylací nad 50 %.^[5]

Možnosti použití se uvádějí zejména v oborech

• Zdravotnictví a biotechnologie (obklady na zranění, odbouratelné látky v chirurgii, snížení cholesterol, terapie nádorů)
• Kosmetika (kožní, vlasové, zubní preparáty)
• Vodní hospodářství (úprava pitné vody, odstraňování organochemických příměsí)
• Výroba papíru (vodní filtry, balení, fotopapír)^[6]

Za původ chitosanu se pokládá studie Francouze Rougeta z roku 1859 popisující látku získanou zahříváním chitinu v zásaditém mediu. Označení chitosan vymyslel německý lékař a chemik Felix Hoppe-Seyler v roce 1894, jeho chemická struktura však byla objevena teprve v roce 1950.

Od konce 70. let 20. století se chitosan dostal do popředí zájmu vědeckého výzkumu i praktického využití na celém světě zejména pro svou výraznou makromolekulární strukturu, biologickou slučitelnost a odbouratelnost. Průmyslová výroba chitosanu začala v 80. letech v Japonsku,^[7] v roce 2023 se udával celosvětový výnos z prodeje chitosanu s 1,75 miliard USD.^[8] Výrobou a obchodem s chitosanem se zabývají zejména firmy: Chinova Bioworks, Heppe Medical Chitosan GmbH, Golden-Shell Biochemical a G.T.C. Bio-corporation^[9]

• van den Broek/Boeriu: Chitin and Chitosan: Properties and Application, John Wiley & Sons 2019, ISBN 9781119450436

• Chitin
• Polysacharidy
• Vnější kostra

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Chitosan na Wikimedia Commons