کیتین چیست؟ ساختار، عملکرد و کاربردها

کیتین یک پلیمر طبیعی و فراوان با فرمول شیمیایی [(C8H13O5N)n] است که از واحدهای N-استیل گلوکزآمین تشکیل شده و این واحدها از طریق پیوندهای کووالانسی β-(1→4) به هم متصل می‌شوند. N-استیل گلوکزآمین مشتقی از گلوکز است.

از نظر ساختاری، کیتین شباهت زیادی به سلولز دارد. سلولز نیز از واحدهای گلوکز تشکیل شده و با پیوندهای β-(1→4) به هم متصل شده‌اند. تفاوت اصلی این است که در کیتین، یک گروه هیدروکسیل در واحد گلوکز با یک گروه استیل آمین جایگزین شده است. از نظر عملکردی، کیتین شبیه به پروتئین کراتین است که به عنوان یک جزء ساختاری در بسیاری از موجودات زنده استفاده می‌شود. کیتین پس از سلولز، دومین پلیمر زیستی فراوان در جهان است.

نکات کلیدی درباره کیتین

• کیتین یک پلی‌ساکارید است که از زیرواحدهای N-استیل‌گلوکزآمین متصل به هم ساخته شده است و فرمول شیمیایی آن (C8H13O5N)n است.
• ساختار کیتین بیشتر شبیه سلولز و عملکرد آن بیشتر شبیه کراتین است. کیتین یک جزء ساختاری در اسکلت خارجی بندپایان، دیواره سلولی قارچ‌ها، صدف نرم تنان و فلس ماهی‌ها است.
• اگرچه انسان‌ها کیتین تولید نمی‌کنند، اما در پزشکی و به عنوان مکمل غذایی کاربرد دارد. از آن می‌توان برای ساخت پلاستیک زیست تخریب‌پذیر و نخ جراحی، به عنوان افزودنی غذایی و در ��ولید کاغذ استفاده کرد.

ساختار کیتین در سال 1929 توسط آلبرت هافمن توصیف شد. کلمه "کیتین" از کلمه فرانسوی chitine و کلمه یونانی chiton به معنی "پوشش" گرفته شده است.

مولکول مرتبط با کیتین، کیتوسان است که از طریق دی‌استیلاسیون کیتین ساخته می‌شود. کیتین در آب نامحلول است، در حالی که کیتوسان محلول است.

ویژگی‌های کیتین

پیوندهای هیدروژنی بین واحدهای سازنده (مونومرها) کیتین، استحکام بالایی به آن می‌بخشند. کیتین خالص، ماده‌ای نیمه‌شفاف و انعطاف‌پذیر است. با این حال، در بسیاری از جانوران، کیتین با مولکول‌های دیگر ترکیب می‌شود تا یک ماده کامپوزیتی (مرکب) را تشکیل دهد.

به عنوان مثال، در نرم‌تنان و سخت‌پوستان، کیتین با کربنات کلسیم ترکیب شده و پوسته‌های سخت و اغلب رنگارنگی را ایجاد می‌کند. در حشرات، کیتین اغلب به صورت کریستال‌هایی روی هم چیده می‌شود که رنگ‌های رنگین‌کمانی تولید می‌کنند. این رنگ‌ها در تقلید زیستی (بیومیمیکری)، برقراری ارتباط و جذب جفت کاربرد دارند.

منابع و کارکردهای کیتین

کیتین عمدتاً به عنوان یک ماده ساختاری در موجودات زنده عمل می‌کند. این ماده اصلی تشکیل‌دهنده دیواره سلولی قارچ‌ها است. همچنین، اسکلت خارجی حشرات و سخت‌پوستان از کیتین ساخته شده است. کیتین در رادولا (دندان) نرم‌تنان و منقار سرپایان نیز وجود دارد. حتی در مهره‌داران هم می‌توان کیتین را یافت؛ فلس ماهی‌ها و برخی از فلس‌های دوزیستان حاوی کیتین هستند.

اثرات بر سلامت گیاهان

گیاهان دارای گیرنده‌های ایمنی متعددی برای کیتین و محصولات تجزیه آن هستند. هنگامی که این گیرنده‌ها فعال می‌شوند، هورمون‌های جاسمونات در گیاهان آزاد می‌شوند که پاسخ ایمنی را آغاز می‌کنند. این یکی از راه‌های دفاع گیاهان در برابر آفات حشرات است. در کشاورزی، کیتین ممکن است برای تقویت دفاع گیاهان در برابر بیماری‌ها و به عنوان کود استفاده شود.

اثرات بر سلامتی انسان

انسان‌ها و سایر پستانداران کیتین تولید نمی‌کنند. با این حال، آنها آنزیمی به نام کیتیناز دارند که آن را تجزیه می‌کند. کیتیناز در شیره معده انسان وجود دارد، بنابراین کیتین قابل هضم است.

کیتین و محصولات تجزیه آن در پوست، ریه‌ها و دستگاه گوارش ح�� می‌شوند و یک پاسخ ایمنی را آغاز می‌کنند و به طور بالقوه از بدن در برابر انگل‌ها محافظت می‌کنند. آلرژی به کنه‌های گرد و غبار و صدف‌ها اغلب ناشی از آلرژی به کیتین است.

سایر کاربردها

به دلیل تحریک پاسخ ایمنی، کیتین و کیتوسان ممکن است به عنوان ادجوانت واکسن استفاده شوند. کیتین می‌تواند در پزشکی به عنوان جزئی از بانداژ یا نخ جراحی کاربرد داشته باشد. در صنعت کاغذسازی، کیتین به عنوان تقویت‌کننده و عامل سایزبندی استفاده می‌شود.

کیتین به عنوان افزودنی غذایی برای بهبود طعم و به عنوان امولسیفایر (پایدارکننده) به کار می‌رود. همچنین، به عنوان مکمل با خواص ضد التهابی، کاهش کلسترول، کمک به کاهش وزن و کنترل فشار خون به فروش می‌رسد. از کیتوسان می‌توان برای ساخت پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر استفاده کرد.

این مقاله در سایت علمی رایشمند منتشر شده است. خوشحال می‌شویم اگر دیدگاه و نظر خود را درباره این موضوع با ما و دیگر خوانندگان در میان بگذارید.