Разработка технологии комплексной переработки панцирьсодержащего сырья из ракообразных Волго-Каспийского региона

• Автор: Утеушев, Ренат Рахметуллаевич
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 265 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

щ Глава 1. Литературный обзор

Анализ научных и практических аспектов технологий переработки панцирьсодержащего сырья.

1.1 Современное состояние сырьевых источников хитина

1.2 Сырьевые ресурсы ракообразных в ВолгоКаспийском регионе

1.3 Характеристика существующих способов и оборудования для разделения мяса и панциря ракообразных.

1.4 Строение и свойства биополимера XXI века и его производных.

1.5 Способы получения хитина и его производных.

1.5.1 Получение хитина химической обработкой сырья.

1.5.2 Получение хитина с применением ферментов, ферментных препаратов и протеолитических бактерий
1.5.3 Электрохимический способ получения хитина
1.5.4 Методы очистки хитина или хитинсодержащего сырья от пигментов обесцвечивание.
1.5.5 Получение хитозана.
1.5.6 Получение глюкозамина
1.6 Заключение.
1.7 Постановка цели и задач исследований.
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2 Методы исследований.
2.3 Методика постановки эксперимента
ф 2.4 Математическая обработка экспериментальных данных
Глава 3. Обоснование рационального использования ракообразных ВолгоКаспийского региона
3.1 Изучение биологических и технохимических особенностей ракообразных ВолгоКаспийского региона.
3.2 Выбор способа разделки термически обработанных ракообразных
Глава 4. Разработка технологии переработки панцирьсодержащего сырья ПСС речных раков
4.1 Изучение химического состава и показателей безопасности ПСС речных раков.
4.2 Установление оптимальных технологических режимов обработки ПСС
4.2.1 Экстракция липидной фракции из ПССКС речных раков
4.2.2 Деминерализация ПСС из речных раков.
4.2.3 Депротеинирование ПСС из речных раков химическими реагентами
4.2.4 Депротеинирование ПСС комплексом протеиназ из внутренностей хищных рыб.
4.2.5 Щелочная доочистка хитина
4.3 Изучение качества полученных продуктов.
4.4 Исследование пути утилизации отходов, образуемых при получении хитина
Глава 5. Проверка результатов исследования в полупроиз
водственных условиях.
Глава 6. Установление экономической эффективности разработанной технологии
Выводы.
Список использованной литературы


По химическому составу хитозан представляет собой полимер глюкозамина. Эмпирическая формула хитозана имеет вид (СбНиМ)п. На рис. Рис. Структурная формула хитозана. Хитозан существует в двух формах: МН2-формс и ИНз-форме. Как и хитин, хитозан представляет собой аморфно-кристаллический полимер, для которого также характерно явление полиморфизма, причем количество структурных модификаций при переходе от хитина к хитозану увеличивается до 6. Сохранение при этом размеров элементарной ячейки кристаллита вдоль оси макромолекулы на уровне соответствующей характеристики для хитина (3 нм) свидетельствует о том, что конформация макромолекул при переходе от хитина к хитозану существенно не изменяется. Снижение степени кристалличности может быть обусловлено как аморфиза-цией структуры вследствие внутрикристаллитного набухания при дезацети-лировании, так и нарушением регулярности строения полимерной цепи в случае неполного отщепления И-ацетильных групп (Плиско Е. А. и др. Основными характеристиками хитозана являются степень деацетилиро-вания и молекулярная масса (ММ). Степень деацетилирования может колебаться от до %. Хитозаны различаются по величине ММ, которая определяется количеством звеньев глюкозамина в биополимерной цепочке. Этот показатель существенным образом влияет на область применения хитозана. Так хитозаны с ММ до кДа используют в качестве иммуностимулятора, радиопротектора, для покрытия микрокапсул и образования пленок. Полимер ММ -0 кДа включают в состав биологически активных добавок (БАД), применяют в производстве вакцин и сывороток. В бумажной и текстильной промышленности, а также для очистки сточных вод и сорбции тяжелых металлов целесообразно использование хитозана с диапазоном ММ -0 кДа. В пищевой и косметической промышленности преимущественно используют хитозан с ММ свыше 0 кДа (Албулов А. И. и др. Хитозан, как и хитин, нерастворим в воде, концентрированных и разбавленных щелочах, чистых органических растворителях. В отличие от хитина хитозан растворяется даже в разбавленных органических кислотах, например в водном растворе уксусной кислоты. При этом для растворов хитозана, как и других полимеров, характерна существенная зависимость вязкости от концентрации (при увеличении концентрации раствора хитозана в 1-2%-ном растворе уксусной кислоты с 2 до 4% вязкость раствора увеличивается примерно в раз). Наличие положительного заряда на первичной аминогруппе хитозана в слабокислых водных растворах определяет его биологические свойства: биосовместимость, биодеградируемость, а также способность образовывать комплексы с другими биополимерами, имеющими суммарный отрицательный заряд. Наличие в глюкозидном остатке аминогруппы существенно влияет на химические свойства хитозана. Он проявляет свойства амина, углевода и специфические свойства, вызванные пространственной сближенностью гидроксильной и аминной групп. Хитозан осаждается из разбавленных растворов органических кислот, pH которых лежит в пределах 5,0-6,7, при этом происходят необратимые изменения надмолекулярной структуры, связанные с ослаблением межмолеку-лярного взаимодействия, а также со значительным увеличением внутренней поверхности (НудьгаЛ. А., , МиггагеШ Я. А.А. Уникальность хитозана заключается, прежде всего, в его избирательной сорбционной способности. Так, хитозан не сорбирует ионы калия, натрия, кальция, магния, но образует прочные комплексы с металлами переменной валентности (тяжелыми и редкоземельными) - ртутью, кадмием, свинцом, медыо, никелем и др. Производные хитозана сорбируют радиактивные элементы, в тоже время сами радиационностойки и не разрушаются под воздействием у - излучений. Известно более производных хитина и хитозана, которые в качестве сорбентов, флокулянтов и иммобилизованных сред используются в бумажной, текстильной, пищевой, косметической отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине, биотехнологии. Другим важным производным хитина является глюкозамин гидрохлорид. Обработка хитина Пн. С приводит к его деполимеризации, продуктом которой является глюкозамин гидрохорид.