Хитинът определено е едно от най-неразтворимите във вода вещества на земята. Открит е през 1811 година в гъбите от френският химик и фармацевт Анри Браконо. На изолираното странно вещество ученият дал наименованието фунгина (от латинската дума fungus – гъба). През 1823 година, изследвайки кутикулата на пчелите, друг французин – Огюст Одие, също изолира това вещество, което назовава хитин (от гръцката дума χιτών – туника, роба). Оказало се, че освен в гъбите и пчелите, в значителни количества хитинът се съдържа и в обвивките на ракообразните (омари, раци, скариди), в черупките на мидите и охлювите, в телата на главоногите (сепии, калмари), както и в твърдите части на насекомите – бръмбари, оси, мухи и т.н. Наименованието, дадено от Огюст Одие, се запазва и до наши дни. Хитинът е изключително древен полимер. Той е открит и в панцера на трилобитите – праисторическите членестоноги, изчезнали преди около 250 милиона години.
Количеството хитин, което ежегодно се синтезира в природата, е огромно и се оценява между десет и хиляда милиарда тона. Вероятно той завинаги щеше да остане в списъка на екзотичните, но безполезни продукти, ако не беше забележителното откритие на още един французин – професор Шарл Руже. През 1859 година, загрявайки хитина с концентрирана калиева основа, той получава странен продукт, притежаващ редица интересни и интригуващи свойства. През 1894 година немският химик Феликс Хопе-Зейлер назовава това необичайно вещество хитозан. Съставът и строежът на хитина и хитозана са установени в края на тридесетте години на миналия век от знаменития швейцарски химик Алберт Хофман, чийто творчески и жизнен път продължил над 102 години. Неговото име обаче най-често се свързва с откриването на халюциногенното и наркотично вещество диетиламид на лизергиновата киселина, по-известно с абревиатурата LSD (Lysergsäure-diethylamid). В интерес на истината то е било разработено изключително за медицински цели, но през 60-те години на миналия век масово се използва от анархистичните хипи движения по света. По време на Студената война е включено в списъка на най-опасните нервно-паралитични бойни отровни вещества.
По химична структура хитинът представлява полимер на мономера N-ацетил-глюкозамин. Хитозанът се получава в резултат на частично деацетилиране на хитина. От химична гледна точка той представлява съполимер на глюкозамина и N-ацетил-глюкозамина в произволна подредба и различно съотношение. В зависимост от дълбочината на протичането на реакцията на деацетилиране се получават продукти с различно число или степен на деацетилиране. Числото на деацетилиране показва процентното съдържание на глюкозамина в получения продукт. Продуктите с над 50% съдържание на глюкозамини се наричат хитозани.
През 70-те години на миналия век стават известни
редица многообещаващи свойства
на хитозана, в резултат на което интересът към него в научния свят нараства неимоверно. През 1977 година в САЩ се провежда първата международна научна конференция „Хитин и хитозан“. В последвалите десетилетия хитозанът намира множество приложение в хуманитарната и ветеринарната медицина, хранително-вкусовата промишленост, биотехнологиите, козметиката, селското стопанство и други области.
В наши дни световният добив на хитин се оценява на 2-3 хиляди тона, около 70% от който се насочва към производството на хитозан. В зависимост от неговата чистота, качество и предназначение цената му варира в изключително широки граници – от 30 до 30 000 долара за килограм. Лидер по производство и приложение на хитозана е Япония.
Основна суровина за добива на хитин са обвивките и черупките на различни ракообразни, които представляват отпадък от тяхната промишлена преработка. Паралелно се търсят и други алтернативни и по-евтини решения, например специално селектирани гъби с високо съдържание на хитин. Технологията на преработка на панцерните обвивки на ракообразните, съдържаща 25% (при раците) и до 4% (у скаридите) хитин, е твърде продължителна и трудоемка. Сложността се състои в разрушаването на т.нар. хитин-карбонатен комплекс, формиран върху матрица от калциев карбонат. Във вътрешната страна на този комплекс са включени и различни белтъчни вещества, осъществяващи връзката с вътрешността на съответния организъм. Главните етапи на това производство включват последователно следните операции: обработка с минерални киселини (за отстраняване на калциевия карбонат), натриева основа (за елиминиране на белтъчните вещества), избелители (за отстраняване на пигментите), спирт и етер (за обезмасляване) и пр.
Редица специалисти са категорични, че хитозанът с право
заслужава прозвището „вещество на XXI век“
И това съвсем не е случайно. Едно от особено перспективните направления, в което хитозанът намира изключително радушен прием, е хранителната промишленост. Многобройни изследвания доказват, че хитозанът проявява бактериостатично действие – препятства развитието на бактериалната микрофлора, като същевременно стимулира активността на макрофагите – белите кръвни клетки, които стоят на първия рубеж на отбраната на организма срещу интервенцията на патогените – вируси и бактерии. Съществуват доказателства, че хитозанът способства и за секретирането на медиатори на имунния отговор, например интерлевкин-1, който стимулира пролиферацията (увеличаването на броя) на Т-клетките и активността на гранулоцитите (главно неутрофилите). Предвид на това, както и на абсолютната му безвредност, хитозанът е истинска находка за производство на ново поколение „интелигентни“ опаковъчни материали, които имат сериозни предимства пред традиционните – стъклото (изключително трудоемък и скъп продукт) и пластмасите (произвеждани от нефтопродукти с множество възражения относно безвредността им). Според създателите на подобни материали особено атрактивно тяхно свойство е възможността съответният продукт да се консумира... заедно с опаковката. Към момента тази перспектива се среща с рестрикции на ЕС, но вероятно те в скоро време ще отпаднат предвид множеството насърчителни доказателства в тази насока. Например в САЩ използването на хитозана с тази цел е разрешено от действащото законодателство.
Редица ценни специфични свойства на хитозана са свързани с наличието в неговата макромолекула на три функционални групи – амино, ацетамидни и хидроксилни. В резултат на протонирането на аминогрупата макромолекулата на хитозана се превръща в мощен катионит, който свързва редица вещества с отрицателен заряд – холестерол, мазнини и др. Съществува изследване на японски учени, в което се доказва, че дози от 3 до 6 г хитозан на ден способстват за
чувствително намаляване на нивото на общия холестерол
в организма и повишаване на това на „добрия“ (HDL) холестерол. Изключително ценна е новината, че приемът на хитозан способства за елиминиране на мазнините, т.е. съдейства за редуциране на телесната маса. За разлика от повечето растителни фибри, под действието на храносмилателните ферменти част от хитозана се разгражда. Основни продукти са хиалуронова киселина и неразградими фрагменти, които, поглъщайки вода, се превръщат в гелообразна маса, действаща като мощен адсорбент, способстващ за детоксикация на дебелото черво. Според учени от Кралската медицинска академия на Великобритания около 90% от болестите и неразположенията пряко или косвено са свързани със замърсяване на дебелото черво. Съществува информация, че хитозанът действа и като пробиотик, стимулирайки вегетацията на дружествените бифидобактерии в дебелото черво, които оказват множество благотворни въздействия върху човешкия организъм.
На хитозана се приписват още редица благотворни въздействия – понижаване на нивото на пикочната киселина, подобряване на чревния транзит, поддържане на киселинно-основния баланс, стимулиране на дейността на черния дроб, понижение на кръвното на налягане и нивото на глюкоза в кръвния ток, антиканцерогенен ефект и т.н.
Доц. д-р Димитър ПОПОВ
