Хитин

ХИТИН, высокомол. линейный полисахарид, построенный из остатков N-ацетил--D-глюкозамина с 14-связями между ними (см. ф-лу). Деацетилированные (частично или полностью) полимеры, встречающиеся в природе или получаемые хим. обработкой X., носят назв. хитозанов.

X. широко распространен в природе, являясь опорным компонентом клеточной стенки большинства грибов и нек-рых водорослей, наружной оболочки членистоногих и червей, нек-рых органов моллюсков.
Аналогия в хим. строении X. и целлюлозы приводит к близости их физ.-хим. св-в, что позволяет им выполнять сходные ф-ции в живых системах. Как и молекулы целлюлозы, молекулы X. обладают большой жесткостью и выраженной склонностью к межмол. ассоциации с образованием высокоупорядоченных надмол. структур. Известно неск. типов таких кристаллич. образований ( -хитины), к-рые различаются степенью упорядоченности и взаимной ориентацией отдельных полимерных цепей. X. не раств. в воде, и его удается растворить только в присут. агентов, эффективно разрывающих водородные связи (насыщенный водный р-р LiSCN, 5-10%-ный р-р LiCl в ДМСО или N,N-диметилацетамиде).
Биосинтез хитина происходит в особых клеточных органеллах (хитосомах) с участием фермента хитинсинтетазы путем последоват. переноса остатков N-ацетил-D-глюкозамина из уридиндифосфат-N-ацетил-D-глюкозамина на растущую полимерную цепь. Хитозан, наличие к-рого особенно характерно для клеточных стенок нек-рых грибов, образуется путем ферментативного N-деацетилирования X.
В природе X. находится в комплексе с др. полисахаридами и минер. в-вами и ковалентно связан с белком. Для выделения X. пользуются его нерастворимостью и большой хим. стойкостью, переводя в р-р сопутствующие компоненты сырья. Так, панцири крабов или омаров, содержащие до 25% X., деминерализуют соляной к-той, белки раств. в горячей щелочи, отбеливание X. проводят Н₂О₂. Более мягкие условия выделения заключаются в деминерализации комплексонами и обработке окислителями при нейтральных рН. Получаемый таким способом X. имеет мол. массу порядка неск. миллионов.
X. медленно раств. в конц. НС1 и H₂SO₄ с деструкцией полимерных цепей. Для прспаративного получения хитоолигосахаридов разработаны условия частичного кислотного гидролиза, сольволиза жидким HF и ферментативного расщепления. При продолжит. нагревании с сильными минер. к-тами образуется D-глюкозамин. При нагр. с сильными щелочами происходит N-деацетилирование с образованием хитозана; практически получаемые образцы хитозанов обычно имеют мол. массу порядка (1-5) х 10⁵ и могут различаться остаточным содержанием ацетильных групп.
X. является вторым после целлюлозы по распространенности природным биополимером. Его ежегодное образование составляет неск. десятков миллиардов тонн. Наиб. доступными источниками X. служат отходы промысла морских беспозвоночных и мицелий низших грибов. Практич. использование немодифицированного X. сдерживается его плохой р-римостью. Хотя волокна и пленки из X. обладают ценными св-вами, до сих пор отсутствует экономичный и удобный с технол. точки зрения метод их получения. Более перспективен хитозан, к-рый раств. в к-тах с образованием солей, дающих высоковязкие р-ры. Хитозан дает прочные соед. с белками, анионными полисахаридами, образует хелатные комплексы с металлами и т. д., на чем основано его применение для удаления белка из сточных вод в произ-ве пищ. продуктов (мясная, рыбная, молочная пром-сть, сыроделие), создания хелатирующих ионообменников, иммобилизации живых клеток в биотехнологии, при изготовлении мед. препаратов, отделке бумаги и текстильных волокон. Нек-рые N-ацилпроизводные хитозана - хорошие гелеобразователи; при ацилировании хитозана производными дикарооновых к-т получают поперечносшитые гели, удобные для иммобилизации ферментов. Алкилирование аминогрупп хитозана можно проводить действием альдегидов или кетонов с последующим восстановлением оснований Шиффа. Получаемый по этой схеме из хитозана и глиоксиловой кислоты N-карбоксиметилхитозан обладает высоким сродством к переходным металлам за счет хелатирования.
X., подобно многим растит. полисахаридам, активирует макрофаги и способствует увеличению продукции антител В-клетками. X. и хитозан стимулируют животные клетки, участвующие в иммунологич. защите против раковых клеток и патогенов. Хитозан обладает выраженной гипохолестеринемич. и гиполипидемич. активностью. X. и хитозан ускоряют заживление ран, разл. сульфатированные производные хитозана, особенно сульфат N-карбоксиметилхитозана, обладают св-вами антикоагулянтов крови.

Лит.: Muzzarelli R. A. A., Chitin, Oxf.- N.Y., 1977.

А. И. Усов.