حشرات برای دگردیسی و بالغ شدن نیاز به تعویض کوتیکول قدیمی با کوتیکول جدید دارند. کوتیکول خارجیترین جزء حشرات است که تمام قسمتهای خارجی بدن بیمهرگان را میپوشاند همچنین در برخی از قسمتهای داخلی بدن حشرات نیز به مقدار کم وجود دارد. کوتیکول از سه لایه epicuticle, exocuticle و endocuticl تشکیل میشود. ساختار اگزوکوتیکول و اندوکوتیکول کیتینی است در حالی که اپی کوتیکول حاوی مقدار کمتری کیتین است. تخمین زده میشود حدود 20 تا 50% از وزنخشک کوتیکول حشرات، از کیتین است.
فرمول شیمیایی: C8H13O5N)n)
ساختار مولکولی کیتین
کیتین (Chitin) پلیمر بلندی از n-استیل گلوکزامین، مشتقی از گلوکز است که از واژه یونانی کیتون، به معنای پوشش سخت گرفته شده است .
کیتین از نظر ساختاری مشابه سلولز یک پلیمر ساختاری است و از زیر واحدهای گلوکز که توسط پیوندهای (β- (1 → 4 به هم متصل میشوند، تشکیل شده است؛ وقتی در داخل یا خارج سلول به صورت سازمان یافته ترشح میشود , فیبرها پیوندهای ضعیفی بین یکدیگر ایجاد میکنند. این پیوندها به کل ساختار استحکام میبخشد. کیتین و سلولز هر دو از مونومرهای گلوکز ساخته میشوند , در حالیکه کراتین یک فیبر پروتئینی است. تفاوت این ماده با سلولز در یک گروه هیدروکسیل متصل به مونومر سلولز است که در کیتین با یک گروه استیلآمین جایگزین میشود. از نظر عملکردی، کیتین بیشترین شباهت را به پروتئین کراتین دارد.
فرمول شیمیایی: C56H103N9O39
ساختار مولکولی کیتین
کیتوسان یک پلی ساکارید است که به عنوان مشتق عملکردی کیتین توصیف میشود. پلیمری که 100% گروههای آمین آن استیل دار شده باشد را کیتین و پلیمری بدون گروه های آمیدی (100 درصد گروه آمین) را کیتوسان مینامند. به طور قراردادی وجود 50% گروه های آمیدی، به عنوان مرز بین کیتین و کیتوسان در نظر گرفته میشود.کیتوسان یک پلیمر غیرسمی با قابلیت جذب بالا است. این ماده امکان تجزیه در طبیعت را دارد و با محیط زیست کاملا سازگار است.
کاربردها
استفاده از نانوذرات کیتوسان برای انتقال داروهای ضد هورمونی، انسولین و داروهای ضد سرطانی
درمان سوختگی
داروهای ترمیمی زخم
جلوگیری از فساد میوه و سبزیجات با ایجاد یک لایه نازک از کیتین و کیتوسان بر روی آنها
استفاده به عنوان کود آلی برای گیاهان
تولید لنزهای تماسی به علت خصوصیات کیتوسان مانند وضوح نوری ، پایداری مکانیکی ، اصلاح نوری کافی ، نفوذ پذیری گاز (به ویژه نسبت به اکسیژن) و سازگاری با سیستم ایمنی
افزایش ماندگاری غذا به دلیل خاصیت ضدمیکرب و آنتیاکسیدان
استفاده از کیتوسان در صنعت تصفیه آب با به دام انداختن یون های سنگین در آب
استفاده در صنعت کاغذ سازی به علت شباهت ساختاری کیتوسان به سلولز
کیتین پس از سلولز فراوانترین پلیساکارید در طبیعت است؛ که در اسکلت بیرونی سختپوستان مانند خرچنگ و میگوها، دیوارههای سلولی قارچها، دندانهای نرمتنان و فلسهای ماهی، برخی فلسهای دوزیستان و در کوتیکول حشرات مانند سوسک تاریکی یافت میشود.
تولید کیتین از منابع طبیعی
فرآیند استخراج کیتن شامل دو مرحله اصلی حذف مواد معدنی و پروتئینزدایی است. اگرچه حذف مواد معدنی به عنوان یک مرحله کلیدی برای موفقیت در تصفیه کیتین در نظر گرفته میشود اما به علت مقدار خام اولیه کم میلورم (مقدار خاکستر موجود در کوتیکول کرم آرد (3.7%) در مقایسه با مقدار خاکستر موجود در اسکلت بیرونی و کوتیکول سایر گونه ها یا حتی در مقایسه با آن نسبتاً کم است) و بازده پایین پس از فرایند حذف که نمیتواند مقدار آب مصرفی فراوان را توجیه کند؛ معمولاً از این مرحله صرف نظر میشود