Техника - молодёжи 1995-01, страница 39

Й, недавнего времени о нем знали в JCHOBHOM энтомологи и биохими-:и. Сейчас это слово на слуху также иков, изготовителей пищевых продуктов и даже косметологов. О хитине заговорили как о сырье номер один XXI века...

Ежегодно из Мирового океана добываются в огромных количествах крабы и прочие ракообразные. Из их внутренностей, как известно, делают деликатесы, а панцири выбрасывают за ненадобностью. Расточительность вполне в духе ранних этапов капитализма: систематически выкидывать на помойку миллионы тонн ценнейшего материала!

Впрочем, не будем забегать вперед. Сначала несколько слов о природе хитина. Этот полисахарид — основной компонент наружного скелета (кутикулы, в просторечии — панциря)членистоногих. А именно: раков, крабов, креветок, пауков, скорпионов, насекомых и т.п. Химически хитин очень сходен с целлюлозой, только вместо гид-роксила (—ОН) на каждом кольце (мономере) из 6 атомов углерода 'висит' аминогруппа, в которой один из двух атомов водорода замещен на ацетильную группу (см. схему).

По оценкам разных ученых, членистоногих существует от 1 до 3 млн. видов, многие из которых широко распространены и достигают высокой численности. Отсюда ясно, какие гигантские — и самообновляющиеся! — запасы хитина есть на планете. Его считают вторым после целлюлозы органическим веществом по распространенности в природе.

Вопрос об использовании хитина возник довольно давно. В Японии, США и Западной Европе исследова ния, посвященные его практическому применению, ведутся 12 лет. С самого начала ученые обратили внимание на отрасли промышленности, где хитин мог бы заменить целлюлозу: производство бумаги, фильтров, перевязочных средств и т.п. Японские ветеринары обнаружили интересную вещь: наиболее сложные и тяжелые раны у животных хорошо лечатся с помощью хитиновых повязок. Прекрасный результат получил в 1992 г. Сабуро Минами из университета Тоттори: 80% раненых коров, лошадей, собак и кошек выздоровело в результате 'хитинотерапии", тогда как состояние контрольной группы (подвергшейся радиционной процедуре) вызывало слезы.

Еще раньше, в 1991 г., американский пластический хирург Роберт Вуд Джонсон сообщил об удачном опыте заживления с помощью хитозана поврежденных костей у крыс. Поясним: молекула хитозана — это молекула хитина минус ацетильные группы; с таким "усеченным" веществом легче работать. По химическим свойствам оно ничем не хуже предшественника и даже имеет перед ним одно преимущество: на аминогруппах, не отягощенных ацетильными группами, скапливается избыточный положительный заряд. Благодаря ему, как полагают биохимики, к сломанной кости сбегаются макрофаги крови (подробнее о них см. статью И.Лалаянца "Грозен призрак дефицита. Иммунного", "ТМ" № 7 за 1994 г.) и ускоряется процесс созревания новых клеток костной ткани.

Частичный положительный заряд аминогрупп в молекулах хитозана, кроме того, спо обствует связыванию жиров и холестерола, помогает кроветво-

ХИМИЯ

ЭКСПАНСИЯ

АКСЕНОВ ХИТИНА

рению и препятствует рубцеванию ран, задерживая выработку фибрина — волокнистого белка, получающегося при свертывании крови. И еще: будучи нанесен на кожу или волосы, хитозан — опять же благодаря положительному заряду — образует тонкую пленку, поэтому кремы на хитозановой основе нашли применение в косметике...

Но, пожалуй, самое главное достоинство хитина и его производного не в этом. И даже не в том, что хитозан эффективно связывает фенолы — бич многих химических производств. (Точнее, не сами фенолы, а хиноны — продукт их соединения с кислородом в присутствии фермента тирозиназы; такую методику два года назад предложили специалисты Американского химического общества.) В наши дни все, кому не лень, говорят об экологии — толком, кстати, не понимая, что значит это слово. Воспользуюсь случаем вне

сти ясность: экологией называют науку о взаимоотношениях живых организмов между собой и с неорганической материей. Термин "улучшение экологии", следовательно, лишен лексического значения и в силу этого неправомерен. То, что средства массовой информации называют экологией, чаще всего соответствует "охране окружающей среды", хотя такая замена, по существу, безграмотна.

Так вот, о применении хитозана для охраны среды — точнее, для очистки сточных вод. Оказалось, пресловутые аминогруппы великолепно выуживают из них большинство ядовитых примесей, в первую очередь красители. В эксперименте с использованием комбинации хитозана с бентонитом(особой коллоидной глиной) удалось получить чистую питьевую воду из адской смеси, которую водой-то не назовешь. Причем хитозан АБСОЛЮТНО экологически безопасен — именно в силу того, что обычен в природе и, следовательно, ни

как не может нарушить экологическое равновесие!

А ведь до сих пор на очистных сооружениях (когда они вообще есть) применяют флокулянты (вещества — "ловцы" вредных примесей), сами обладающие токсичностью. Просто потому, что других нет! И кто теперь скажет — отчего вымирает рыба и почти вымерла нерпа в Байкале? Сточные воды с печально известного целлюлозно-бумажного комбината вроде бы довольно давно подвергают очистке, а кризис продолжается! Может быть, все-таки виноваты флокулянты? Опыты, поставленные в Баикальске экспедицией МГУ в 80-е годы, показали, что некоторые из них, особенно зетаг, мягко говоря, небезопасны. А ведь их количество, вымываемое в озеро вместе с очищенными сточными водами, не так уж ничтожно...

Хитозан же, мало того что совершенно безвреден, легче достанется и дешевле обойдется, чем всякие соли алюминия, зетаги, санфлоки, магнаф-локи и полиакриламиды. Кстати, для обезвреживания стоков с предприятий вполне подойдет даже неочищенный хитозан. А резервы хитина на Земле, повторим, практически неисчерпаемы! Сейчас в Европе, Америке и Японии главным источником хитина служат покровы крупных морских ракообразных, добываемых для пищевой индустрии. Но ведь теоретически годится все, что угодно, начиная с крабов и кончая на-секомыми-вреди-телями! Как насчет колорадского жука? Технология получения хитозана, правда, будет посложнее, но ведь и источ-

Сверху вниз: схемы химического строения хитина, хитозана и целлюлозы.

ник надежный — не оскудеет, пока человечество питается картошкой!

И последнее. Ученые Гарвардского университета разрабатывают соединение на основе хитозана, подавляющее активность вируса СПИДа (!). Первые эксперименты на культурах клеток мышей и человека дали обнадеживающие результаты. В частности, выяснилось, что одно из производных хитозана препятствуют проникновению ВИЧ в клетки...

В наши дни специалисты уверены: будущее медицины, химической и легкой промышленности, а возможно, и сельского хозяйства в значительной мере зависит от хитина. Пока что технологические процессы на его основе внедрены лишь в наиболее развитых странах. Но есть основания полагать, что следующее столетие пройдет под знаком постепенного вытеснения "хитинизированны ми" Производствами нынешних — грязных, опасных и крайне жестоких к окружающей среде. ■

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 '9 5

39