ИССЛЕДОВАНИЕ НА ХИМИЧЕСКОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ СЕРИЦИНА И ХИТОЗАНА (Тenebrio molitor) В ПОТОКЕ
Creators: name: Авазова О.Б
name: Хужамшукуров Н.А
name: Рашидова С.Ш
Publisher: name: Zenodo
Year: 2025

description: Химические процессы во многом зависит от упорядоченности макромолекул в щелочной среде, изучение которых представляет большой интерес для установления оптимальных условий химического превращения молекулярных цепей с получением конечного продукта определенной структуры и свойствами. Исходя из важности вопроса, в рамках данной работы исследовано влияние щелочной среды на химическое превращение упорядоченных молекулярных цепей в сдвиговом потоке [1] на примере «хитин – хитозан» из личинок Tenebrio molitor, сопровождающееся деацетилированием NHCOCH3-групп молекул хитина, а также гидролизом серицина (СР) шелка- «белок – аминокислота». 


Для обеспечения упорядочения молекулярных цепей в щелочной среде, опыты проводили на специально собранной установке, аналогичной прибору «Реотест-2», широко используемой для исследования реологических свойств растворов полимеров в сдвиговом поле, генерированном в системе ячеек «цилиндр-цилиндр». В процессе эксперимента число оборотов вращающего цилиндра изменялось в зависимости от частоты вращения (ω) цилиндра и от времени (t), что позволяло судить о динамике реализации химического превращения в полимерах.


Превращение «хитин – хитозан» Хитин был получен из личинок Tenebrio molitor с проведением необходимых процедур по выделению, очистке, сушке и идентификации [2]. Процесс деацетилирования «хитин – хитозан» проведен в сдвиговом поле под влиянием щелочной среды в 50 %-ном растворе NaOH при постоянной температуре 100оС и начальной частоте вращения ω ≈ 2,5 с-1. 





Рис.1. Зависимость частоты вращения (ω) цилиндра от времени (t) при превращении «хитин – хитозан» в сдвиговом поле под влиянием щелочной среды.


Из данных, представленных на рис.1, видно, что по мере проведения опыта наблюдается заметное снижение ω, т.е. уменьшение текучести реакционной смеси, что свидетельствует о реализации превращения «хитин –хитозан». Поскольку в результате данной реакции разрушается кристаллическая структура хитина и образующиеся молекулы хитозана переходят в объем щелочного раствора, то это способствует увеличению вязкости. Сравнительное исследование показало, что при превращении «хитин – хитозан» в сдвиговом поле, выход хитозана достигает 55 %, тогда как при отсутствии сдвигового поля, выход хитозана 35 %. 


Превращение «белок – аминокислота». Опыты проводили в 5,7 % -ном растворе NaOH при 60 оС. Из данных рис.2 видно, что с увеличением времени гидролиза происходит интенсивный рост ω, а затем кривая выходит на плато до величины ω ≈ 2,8. Увеличение ω указывает на протекание гидролиза, а выход его на плато свидетельствует о практически полном распаде молекул серицина на аминокислоты.


 





 Рис.2. Зависимость частоты вращения (ω) цилиндра от времени (t) для щелочного гидролиза серицина в сдвиговом поле.


Это подтверждается данными вискозиметрии, где при разбавлении раствора не происходит изменения относительной вязкости, т.е. раствор практически не содержит полимерных молекул. Сравнение полученных результатов с данными гидролиза СР при отсутствии упорядочения цепей показало, что существенно ускоряется разрушение белка при гидролизе в сдвиговом поле. 


Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что упорядочение молекулярных цепей очень важно для реализации химических превращений. В частности, при получении хитозана из хитина путем деацетилирования в щелочной среде упорядочение цепей способствуют увеличению выхода продукта реакции, гидролиз белка серицина в щелочной среде заметно ускоряется.


Литература



	
Авазова О.Б. Холмуминов А.А., Милушева Р.Ю., Рашидова С.Ш. «Способ получения хитозана», № IAP 20110550. Государственного патентного ведомства РУз, № 2., 02.28.2012.
	
Mirzaeva D., Khujamshukurov N., Zokirov B., Soxibov B., Kuchkarova D.2020. Influence of Temperature and Humidity on the Development of Tenebrio molitor L. Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 9, 3544–3559.