Хитин-глюкановый комплекс грибного происхождения. Состав, свойства, модификации

| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: конспекты уроков в 1 классе, вид курсовой работы
| Добавил(а) на сайт: Nikaev.

Возможно, что "мицелиальные нити", как называют такой материал, могут быть использованы и для получения "вечных" сортов бумаги. В настоящее время метод получения бумаги на основе хитозана разработан в США и находит уже практическое использование. ХГК грибов имеет положительный заряд в интервале рН выше трех и ниже девяти, что позволяет использовать этот грибной комплекс вместо асбеста в фильтровальных материалах. Эти свойства
ХГК дают возможность снизить аэродинамическое сопротивление, увеличить пыле- и грязеемкость, придать бумаге и картону адсорбционные свойства, позволяющие использовать эти материалы в качестве фильтров для очистки жидких и газообразных сред от аэро- и гидрозолей.

Созданные на основе ХГК грибов в ВНИИБП в г. Щелково опытные образцы картона не уступают по свойствам импортным фильтрам марки EKS и позволяют заменить канцерогенный асбест.

Предложено использовать ХГК A. niger в виде пищевой добавки к хлебным и кондитерским изделиям . Такие добавки удлиняют сроки хранения хлеба и препятствуют процессу его черствления. Тем самым, отчасти решается проблема утилизации отходов от производства лимонной кислоты, которые составляет от
1,0 до 1,2 тыс. т. в год.

В заключение следует особо подчеркнуть, что перспективность практического использования полиаминосахаридов грибов может оказаться в ближайшие годы столь же значимой, как и хитина Arthropoda. Однако это затруднено недостаточным знанием физико-химических свойств, методов выделения и видовым разнообразием грибного хитина. Не следует забывать, что по химическим характеристикам хитин грибов значительно отличается от такового ракообразных, гидроидов и насекомых, подобно тому, как целлюлоза растений отличается от целлюлозы бактерий Acetobacter xylinum и псевдогрибов Chromista, принадлежащих к Oomycetes (Phytophthora, Pythium).

Опыт показывает, что грибной хитин менее устойчив к действию кислот и щелочей, чем хитин Arthropoda. Все это создает определенные трудности при выделении хитина грибов и требует создания специальных методов, зависящих от источника.

Интересно, что один из первых исследователей, пытавшихся создать метод выделения грибного хитина для практических целей, писал о том, что при получении хитина из грибов теряется значительное количество (до 30-40%) полимера, особенно при жесткой обработке кислотами и щелочами. Следует учитывать, что легче получать хитин из грибов Mucorales, чем из
ХГК Aspergillaceae. Кроме того, на процесс выделения хитина, особенно на его конечный выход сильно влияют условия выращивания, а именно состав среды и фаза роста гриба. Основным условием получения высоких выходов хитина и его комплексов является создание в процессе ферментации определенных (более "кислых") рН среды и недопустимость автолитических процессов, ведущих к лизису КС и резкому уменьшению количества полиаминосахаридов. На содержание хитина в КС рода Aspergilli влияет уровень кислорода в среде и свет, однако, процесс образования хитина является более устойчивым к действию внешних факторов, чем других структурных полисахаридов КС, например, нигерина (1-3)-?, (1-4)-?-глюкана.
Показано, что на содержание в КС грибов хитина и глюкана влияет также соотношение углерода и азота в среде.

Таким образом, отработка методов выделения хитина является задачей номер один в биотехнологических процессах его получения. Возможно, что более перспективными и дешевыми могут оказаться методы, направленные на получение неочищенного, нативного хитина. Особое значение это будет иметь при создании на базе хитина новых медицинских средств, так как грибы содержат в комплексе с хитином вещества, очень ценные для лечения онкозаболеваний, и антиоксиданты, входящие в состав медицинских препаратов, направленных на "омолаживание" пациентов.

В целом хитин грибов более, чем хитин ракообразных, привлекателен не только для медицины, но и в создании новых, "нетканных" материалов и сорбирующих средств. Ценность хитина грибов состоит также и в том, что его продуценты обеспечивают при биотехнологическом методе получения экологически чистый конечный продукт, что особенно важно для медицинского применения хитина. Именно в этой области, на наш взгляд, должно быть основное и перспективное использование грибного хитина и его комплексов с другими структурными полисахаридами КС грибов. Поэтому и возникла новая область медицины - микологическая фармакопея, продукты которой успешно завоевывают свое место на медицинском рынке.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СВОЙСТВА КУЛЬТИВИРОВАННЫХ ДЕРЕВОРАЗРУШАЮЩИХ

ГРИБОВ PHANEROCHAETE SANGUINEA

И GANODERMA APPLANTUM

Большой интерес для исследователей представляет химический состав грибов. Исходя из состава можно предполагать химические, физико-химические и физические свойства. Обладая набором данных о свойствах мы можем найти адекватное применение изучаемому объекту. В работе [2] был изучен химический состав искусственно выращенных дереворазрушающих грибов
Phanerochaete sanguinea, 16-65, Ganoderma applanatum, 4-94, Ganoderma applanatum, 40-90, и определена сорбционная способность грибного материала.

Грибы трех штаммов Ph. sanguinea, 16-65, G. applanatum, 4-94, G. applanatum, 40-90 были выращены в лабораторных условиях поверхностным способом в колбах Эрленмейера емкостью 500 мл при 26°С на питательной среде
(175 мл), приготовленной по методу Гавриловой (г-л-1): глюкозы -10.0, пентона - 2.5, К2РО4 - 0.4, MgSO4 - 0.5, ZnSO4 - 0.001, NaCl - 0.3, FeSO4
-0.005, СаС12 - 0.05. Питательную среду предварительно стерилизовали под давлением в автоклаве и, охладив до комнатной температуры, инокулировали мицелиальными дисками диаметром 0.5 мм в чашках Петри на сусло-агаре чистой культуры. По мере разрастания грибницы определяли активность окислительных ферментов в культуральной среде. По достижении пика активности культуральную жидкость из разных колб, в которых выращивался определенный гриб, соединяли, фильтровали через капроновый фильтр и использовали для отбелки целлюлозы, а грибные тела использовали для изучения их состава.
Полученные результаты приведены в табл. 1,2.

Таблица 1
Состав грибов Ph. sanguinea, 16-65, G. applanatum, 4-94, G. applanatum, 40-
90

|Штамм |Водоудержание, |Вещества, %, растворимые |Нерастворимый |
| |% | |остаток, % |
| |С |H |N |зола |
|Ph. |41.5 |6.5 |2.2 |0.7 |
|sanguinea, | | | | |
|16-65 | | | | |
|G. |42.8 |7.0 |2.2 |0 |
|applanatum, | | | | |
|4-94 | | | | |
|G. |42.0 |6.6 |1.6 |0.9 |
|applanatum. | | | | |
|40-90 | | | | |

Из данных табл. 1 следует, что наибольшим водоудержанием обладает гриб G. applanatnm, 4-94, наименьшим - Ph. sanguinea, 16-65, произрастающие на лиственных породах древесины. В естественных условиях произрастания плодовые тела этих грибов имеют существенно меньшее водоудержание, что связано с условиями их формирования в воздушной, а не в водной среде, принятой в эксперименте.

Количество веществ, экстрагируемых горячей водой, в число которых входят минеральные соли и растворимые гемицеллюлозы, различно для разных штаммов. Наименьшее их содержание отмечено для G. applanatum, 40-90, встречающегося в природе на хвойной древесине. Этот же штамм содержит и наименьшее количество жиров и смол, растворимых в спирто-бензольной смеси.
В горячем растворе гидроксида натрия растворяются белки и частично меланин, на них приходится самый высокий процент массы (50-60%). Содержание ХГК колеблется от 12 до 20%. Это существенно меньше, чем в плесневых грибах
Aspergillus niger, где оно составляет до 50% массы, но близко к содержанию
ХГК в дрожжах Saccharomyces cerevisae (12%).

Было показано, что в сравнении со спектром ХГК из мицелия Asperillus niger спектры нерастворимых остатков исследуемых штаммов грибов не имеют существенных отличий. Был приведен состав ХГК, см. табл. 3.

Таблица 3
Состав ХГК, выделенного из грибов Ph. sanguinea, 16-65, G. applanatum, 4-
94, G. apphmatutn, 40-90
|Штамм |Содержание, % |
| |хитина |глюкана |
|Ph. sanguinea, 16-65 |59.0 |41.0 |
|G. applanatum. 4-94 |74.0 |26.0 |
|G. applanatum, 40-90 |64.0 |36.0 |

Из табл. 3 видно, что содержание хитина в ХГК из различных штаммов грибов достаточно высоко.

Наличие большого количества хитина в составе ХГК изучаемых грибов, а также присутствие в составе плодовых тел протеинов позволило предположить хорошую сорбционную способность по отношению к нонам тяжелых металлов, что было показано путем изучения сорбции ионов Cr(III).
Результаты исследований приведены в табл. 4.

Таблица 4

Сорбционные свойства грибов Ph. sanguinea, 16-65,

G. applanatum, 4-94, G. applanatum, 40-90 после экстракции горячей водой
|Штамм |Количество сорбированного Cr(lII), мг, при рН |СОЕ, |
| | |мг-экв x |
| | |г-1 , при|
| | | |
| | |рН 6.86 |
| |1.68 |4.60 |6.86 | |
| | |6.86 | | |
| |в течение, мин | |
| |293 |323 |353 |
|Глюкановая |0.0083 |0.1050 |0.3000 |
|Хитиновая |0.0016 |0.0830 |0.2400 |

Из данных табл. 1 видно, что скорость гидролиза глюкановой составляющей превышает скорость гидролиза хитиновой компоненты ХГК в 5.3 раза при 293, в 1.3 раза при 323 ив 1.25 раза при 353 К. При 353 К указанное значение не отражает истинной скорости гидролиза хитиновой части, так как не учитывает одновременный процесс перехода N-ацетилглюкозамина в глюкозамин.
Были рассчитаны Еа гидролиза хитиновой и глюкановой компонент ХГК.