Структурная формула хитина. Насекомоедение - хитиновая диета. Биологическая роль в организме

Немногие помнят еще из уроков биологии сведения об этом элементе. Где он встречается в природе? Зачем нужен организму? Ответы на эти вопросы представлены в статье.

Описание вещества

Хитин - это природное соединение азотсодержащих полисахаридов. В природе встречается в скелетах ракообразных, крыльях насекомых, тканях грибов, а также в стеблях и листьях растений.

Еще недавно хитин считался отходным материалом, ведь он не может растворяться в различных щелочах и в воде. Однако данный элемент имеет большое значение для многих живых существ. Стоит учитывать, что хитин - это вещество, которое входит в состав человеческого тела. Благодаря ему у нас формируются очень крепкие ногти и волосы.

Значение в живой природе

Хитин - это основная часть внешнего скелета у многих членистоногих. Сюда можно отнести ракообразных, пауков и некоторых насекомых. Так как тела таких обитателей нашей планеты лишены внутренних скелетов, что-то должно защищать их внутренние органы от повреждений. Поэтому с уверенностью можно сказать, что хитин выполняет защитную функцию.

Однако данный элемент не существует сам по себе. Он комбинируется с другими веществами, например, с белками, и это позволяет ему быть более твердым, или наоборот, более гибким. В первую очередь хитиновый покров предназначен для защиты внутренних органов. Но кроме этого он также защищает тело от высыхания и обезвоживания.

Недостатком такого панциря является то, что он не может увеличиваться в размерах. Поэтому животное вынуждено сбросить его и ждать до тех пор, пока сформируется новая защитная оболочка. Времени это много не занимает, но представитель фауны в это время становится беззащитным.

Хитин - это вещество, входящее в состав панцирей только мелких животных. Такая оболочка не сможет защитить крупных особей. Она не подойдет и для наземных беспозвоночных обитателей. Со временем начинает тяжелеть и грубеть, а значит, передвигаться в нем становится все труднее.

Роль в человеческом организме

Хитин отвечает за связывание липидов в человеческом организме Это говорит о том, что кишечнику становится работать легче, снижается в организме уровень холестерина и других вредных липидов. Нормализуется пищеварение, улучшается работа желудка. Данный элемент также стимулирует минерализацию костной ткани в человеческом организме. Однако долго его принимать нельзя, так как это может нарушить нормальную работу пищеварительной системы и приведет к размножению в организме патогенной и условно-патогенной флоры.

Хитин является источником клетчатки, а также помогает бороться с лишним весом. С его помощью можно укрепить кости скелета, а также увеличить в организме количество бифидобактерий. При воздействии на кожу хитин обладает противомикробным эффектом, способствует быстрому заживлению ран, ссадин и порезов. Элемент также оказывает положительное влияние на ногти, кожу и волосы. Поэтому входит в состав многих косметических средств и витаминных добавок.

Хитин в грибах

Грибы являются ценным продуктом для человеческого организма. В их составе находится масса полезных веществ, таких как селен, калий, цинк, медь, а также большое количество витаминов группы В. Однако это не все. В состав таких продуктов входит также хитин. Грибы считаются уникальной разновидностью организмов благодаря особой мясистой ткани, которая называется мицелием. Такую структуру и дарит ей входящий в состав мицелия хитин. Неудивительно, что грибы занимают особое место между животными и растениями и выполняют свою уникальную роль для человеческого организма.

Хитин в грибах будет приносить пользу организму только в том случае, если вы употребляете умеренное количество данного продукта.

Не забывайте о том, что этот элемент не усваивается и не всасывается в кишечнике, хоть и налаживает пищеварение. Хитин в клеточной стенке гриба является клетчаткой для человеческого организма. Однако ученые не рекомендуют употреблять грибы очень часто. Их можно включать в рацион питания лишь изредка, не чаще одного раза в неделю. Не рекомендуется есть грибы детям до 7 лет.

Роль в пищеварении

Ученые доказали, что введенный в рацион питания хитин животных положительно сказывается на пищеварительной системе. Это вещество способно бороться с лишним весом, а также снижать артериальное давление. При правильном применении он избавит от язвы желудка и кишечника, обеспечит легкое переваривание пищи. Употребление хитина избавит от запоров, диареи, а также выведет токсины из организма.

Ученые доказали, что употребление в пищу умеренного количества хитина обеспечит увеличение в кишечнике некоторых групп полезных микроорганизмов. Принимая такую биодобавку, вы снижаете риск развития злокачественных образований и полипов.

Употребление в пищу насекомых

Как было сказано выше, хитин состоит из азотсодержащих полисахаридов. Еще с давних времен жители стран Африки и Ближнего Востока употребляли в пищу большое количество насекомых. При этом такое блюдо не считалось десертом, а было полноценным приемом пищи. Об этом свидетельствуют еще древние записи. Например, в некоторых народах употребляли в пищу саранчу с молоком. У других же народов настоящим деликатесом были термиты или вареные муравьи.

Однако и на сегодняшний день вы можете отведать блюда, приготовленные из насекомых. Конечно, ученых заинтересовало поедание насекомых аборигенами, поэтому были проведены различные научные исследований. Было выявлено, что употребление в пищу насекомых очень полезно для здоровья человека. Во-первых, в состав клеточных оболочек насекомых входит хитин, что уже является несомненным плюсом. Однако это далеко не все. Например, в теле кузнечика содержится практически столько же протеина, сколько и в говяжьем мясе. Именно поэтому насекомые считаются полноценными питательными пищевыми продуктами.

Дефицит хитина

Целлюлоза, хитин - это схожие по своему составу и функциям вещества. Однако первое из них входит в состав растительных клеток, а второе в состав клеточной стенки членистоногих.

Первое, на что стоит обратить внимание - это повышенный уровень холестерина в организме. Еще одним симптомом, свидетельствующим о дефиците хитина, является неправильная работа почек. Однако это далеко не все признаки. Очень часто люди, имеющие нехватку данного элемента, страдают пониженным аппетитом, слабостью, неправильной работой кишечника, зашлакованностью организма, частыми аллергическими реакциями, болями в суставах и ожирением.

Если вы заметили перечисленные выше симптомы, обязательно обратитесь к врачу. Если доктор установит дефицит хитина, он подберет вам правильный рацион питания, а также включит в него поливитаминные комплексы.

Сфера использования

Хитин очень активно используется во многих сферах человеческой жизни. Например, с его помощью изготавливают крепкие и надежные Также он способен быстро поглощать жидкости, поэтому его используют для изготовления различных губок и тампонов. Не стоит забывать о том, что хитин обладает антибактериальными свойствами. Поэтому его можно применять для изготовления различных перевязочных материалов.

Кроме этого, хитин нашел свое применение в косметологии, при изготовлении кормов для животных, а также в сельском хозяйстве и микробиологии.

Хитин является основным структурным веществом клеточных стенок грибов, а также покровов членистоногих. Он обладает хорошими водонепроницаемыми свойствами, а также является отличным структурным компонентом. Человек смог использовать в своих целях хитин. Что такое, и почему он стал так популярен сегодня?

Строение молекулы

Так как это полимер, он состоит из множества отдельных молекул изомеров глюкозы. Эти изомеры называются N-ацетил-β-D-глюкозамин, и благодаря необычной бэта-связи в составе они способны образовывать разветвленные цепи полимера.

Хитин иногда именуется хитозаном. Его основным отличием является то, что он очень похож по строению на известную целлюлозу, которая входит в состав клеточных стенок растений. Если последняя занимает первое место по производству и выделению из тканей растений, то хитин, в свою очередь, идет в этом рейтинге вторым по счету. Это еще раз доказывает популярность вещества в промышленности и косметологии.

В природе

Хитин у растений отсутствует, так как в составе клеточных стенок у них уже содержится другой биополимер - целлюлоза. По этому признаку различают истинные растения и водоросли, а также наличие одного из биополимеров является сравнительной характеристикой разных царств организмов.

Выделение хитина

В промышленных масштабах хитозан выделяют из ракообразных, хотя это и является достаточно дорогостоящим бизнесом. Поэтому методика выделения этого полимера все время модернизируется, и в итоге новые источники природного хитина были найдены.

Так, большая скорость размножения насекомых стала основной причиной, по которой из пчел или комнатных мух добывают хитин. Что такое эти ваши мушки, спросите вы. Однако, если смотреть в промышленных масштабах, производство хитина из насекомых приняло большой оборот, а на выходе получают достаточное количество Так, в России уже развиты некоторые точки по выращиванию пчел с целью добычи хитина.

Не стоит забывать и о грибах, а также некоторых морских водорослях, так как в составе оболочек клеток этих организмов содержится хитин, его выделяют так же, как и целлюлозу у растений. Хотя КПД такого бизнеса оставляет желать лучшего, его нельзя исключать из списка возможных источников хитозана.

Значение хитина для человека

Что такое хитин в биологии? Это не только структурный компонент, предотвращающий потерю воды, но и биополимер, обладающий бактерицидными свойствами. Это дает возможность использовать хитин в производстве бинтов, марли и специальных ванных мочалок.

Хитин хорошо связывается с жирами. Если человек принимает специальные медикаменты, в составе которого находится определенная доля хитозана, жиры в кишечнике связываются с биополимером и выводятся из организма вместе с ним. В итоге количество усваиваемого жира уменьшается, что понижает и количество холестерина в организме. Однако хитин может сыграть и злую шутку с человеком при избыточном применении, он также уменьшает содержание витамина Е и ведет к другим малоприятным последствиям.

Хитозан последнее время добавляют в косметические товары в качестве природного компонента. Такая косметика делает кожу эластичной, ногти здоровыми, а волосы после действия шампуней с хитином в составе становятся блестящими и здоровыми.

В странах Азии, а также на Западе на многих рынках продают жареных кузнечиков, саранчу и других представителей членистоногих. Энтомофагия стала популярным течением последнее время среди гурманов, благодаря содержанию столь полезного хитина в составе покровов мелких насекомых и ракообразных.

Медиками установлено, что хитин помогает при заживлении ран, благодаря своей высокой совместимости с животной тканью. Это дает возможность использовать биополимер при изготовлении специальных целебных мазей, однако изучение таких свойств хитозана еще продолжается.

Отмечается очень высокая питательная ценность такого биополимера, как хитин. Что такое может дать горсточка маленьких насекомых, которую даже сложно прожевать? Ответ вас поразит: 100 г кузнечиков могут дать организму 20,5 г белка, когда питательная ценность привычной говядины ненамного отличается и составляет 22,5 г. Проблема заключается лишь в том, что собрать 100 граммов мелких кузнечиков намного тяжелее, чем отрезать 100 г мяса рогатого скота.

Когда речь заходит о хитине, сразу вспоминаются школьные уроки биологии. Членистоногие, ракообразные и все что с ними связано…

Но, несмотря на это, хитин оказался также очень полезен для человека.

Общая характеристика хитина

Впервые хитин был обнаружен в 1821 году директором ботанического сада Генри Браконом. В процессе химических опытов им было выявлено вещество, неподдающееся растворению в серной кислоте. А два года спустя хитин был извлечен из оболочек тарантула. Тогда же был предложен термин «хитин» французским ученым Одье, исследовавшим вещество с помощью внешних оболочек (наружного скелета) насекомых.

Хитин входит в состав клеточной оболочки грибов, а также некоторых бактерий.

Образованный остатками аминосахара ацетилглюкозамина, хитин является одним из самых распространенных полисахаридов в природе.

Это вещество, находящийся в грибах, бактериях, членистоногих. Было выделено несколько видов хитина различающегося по своему химическим составу и свойствам.

* Указано ориентировочное количество (гр) в 100 г продукта

Суточная потребность в хитине

Употребление более 3000мг в день может привести к проблемам с функционированием желудочно-кишечного тракта. Поэтому желательно в применении любых компонентов питания соблюдать золотую середину.

Потребность в хитине возрастает:

• при избыточной массе тела;
• нарушении обмена жиров в организме;
• высоком уровне холестерина в крови;
• стеатозе печени;
• при избытке жиров в рационе питания;
• частых запорах ;
• аллергиях и интоксикации организма.

Потребность в хитине снижается:

• при избыточном газообразовании;
• гастрите , панкреатите и других воспалительных заболеваниях ЖКТ.

Усваиваемость хитина

Хитин является твердым прозрачным веществом, которое не переваривается в организме человека. Как и целлюлоза, хитин улучшает моторику желудочно-кишечного тракта, а также имеет другие полезные для организма свойства.

Полезные свойства хитина и его влияние на организм

По материалам некоторых медицинских исследований были сделаны выводы о пользе хитина для человеческого организма. Хитин используется при гипертонии, ожирении, сахарном диабете, как имуномодулирующее вещество, препятствующее раннему старению организма. Также как и клетчатка, хитин улучшает функционирование кишечника, облегчая эвакуацию содержимого, хорошо очищает ворсинки кишечника. Чистит сосуды от вредного холестерина.

Новейшие медицинские исследования свидетельствуют о пользе хитина в профилактике и лечении многих онкологических заболеваний.

Взаимодействие с другими элементами

Хитин взаимодействует с полисахаридами, белками. Нерастворим в воде и других органических растворителях, хотя способен удерживает влагу в организме. При нагревании, взаимодействуя с некоторыми солями, он гидролизируется, то есть разрушается. Сокращает всасывание ионов хлора в кровеносную систему, тем самым корректирует водно-солевой баланс в организме.

Факторы, влияющие на содержание хитина в организме

Организм человека самостоятельно не вырабатывает хитин, поэтому содержание его в организме целиком и полностью зависит от наличия в рационе питания. Исходя из этого следует, что если вы хотите быть здоровы, необходимо регулярное употребление хитина в виде его мономера – хитозана .

Хитин для красоты и здоровья

В последнее время косметологи всем чаще пишут о положительном эффекте, обнаруженном от применения лечебно-косметических средств с хитином. Его добавляют в шампуни для увеличения объема и эластичности волос, используют в лосьонах, добавляют в кремы, гели для душа, выпускаются средства для личной гигиены (гелевые зубные пасты). Он входит в состав различных спреев и лаков для укладки.

Хитин используют в качестве биологически-активных добавок в рационе питания для улучшения эластичности кожи, как противовоспалительное и увлажняющее средство. Создает защитную пленку на коже и волосах, облегчая тем самым процесс расчесывания, препятствует потере кожей влаги и хрупкости ногтей.

Аргентинские ученые выявили особенность хитина как помощника регенератора скорейшего заживления кожных покровов при их повреждениях. Кроме того, хитин путем нагревания трансформируется в новое водорастворимое вещество хитозан , которое входит в состав антивозрастной косметики. Благодаря косметическим средствам «анти-эйдж» кожа быстрее разглаживается, морщины становятся менее заметны. Кожа приобретает более свежий и молодой вид, благодаря свойству хитина снимать спазм мельчайших капилляров кожи.

Что касается пользы хитина для стройности вашей фигуры, то она очевидна. Хитозан еще называют животной клетчаткой, которая связывает в организме и выводит лишние жиры, помогает при переедании, увеличивает количество бифидобактерий в кишечнике и мягко способствует снижению лишнего веса. Кроме того, он отвечает за адсорбцию загрязняющих веществ, после эвакуации которых, наш организм чувствует себя легко и свободно.

Хитозан является мощным сорбентом природного происхождения, сорбирующая основа которого - хитин ракообразных. Хитин - азотосодержащий полисахарид, химически связанный с целлюлозой, который образует розовое полупрозрачное вещество и является основной составляющей наружного скелета или наружного покрова насекомых, ракообразных и паукообразных. В естественном состоянии он находится не только в раковинах ракообразных, таких как крабы, креветки и омары, но также и в наружном скелете морского зоопланктона, включая кораллы и медузы. Такие насекомые, как бабочки и божьи коровки содержат хитин в своих крылышках. Клеточные стенки дрожжей, грибов и прочих грибков также содержат это природное вещество. Применение хитозана - смотрите инструкцию, посоветуйтесь с лечащим врачом.

Хитозан содержит щелочную форму животного хитина, близкую по своей структуре к целлюлозе (растительной клетчатке). Однако, в отличие от растительной клетчатки и других сорбентов природного происхождения, хитозан содержит аминогруппу, которая значительно эффективнее притягивает жировые клетки и липиды, связывает и выводит их из организма. В этом хитозан подобен магниту для жиров. Что важно, хитозан вообще не содержит в себе калорий, так как является неусваиваемым организмом продуктом.

Насколько безопасно использование хитозана

Исследования показали, что длительный прием хитозана в больших дозах может привести к нарушению всасывания некоторых витаминов и минералов. Для усвоения четырех жирорастворимых витаминов, A, D, E и K, требуются жиры. Добавки с хитозаном могут также увеличивать риск дефицита кальция, магния и селена!

Недостаточность данных питательных веществ может привести к повышенному риску развития остеопороза у взрослых людей, а также задержке роста у детей. Следующие две рекомендации позволят потребителям избежать таких последствий:

Ежедневно принимайте витамины, содержащие жирорастворимые витамины A, D, E и минералы: кальций, селен и магний. Время приема не должно совпадать с приемом хитозана.

Не давайте Хитозан детям! Не используйте Хитозан в период беременности и кормления грудью.

Построенный из остатков N-ацетил--D-глюкозамина с 14-связями между ними (см. ф-лу). Деацетилированные (частично или полностью) полимеры , встречающиеся в природе или получаемые хим. обработкой хитина, носят назв. хитозанов.

Х итин широко распространен в природе, являясь опорным компонентом клеточной стенки большинства грибов и нек-рых водорослей, наружной оболочки членистоногих и червей, нек-рых органов моллюсков.
Аналогия в хим. строении хитина и целлюлозы приводит к близости их физ.-хим. св-в, что позволяет им выполнять сходные ф-ции в живых системах. Как и молекулы целлюлозы , молекулы хитина обладают большой жесткостью и выраженной склонностью к межмол. ассоциации с образованием высокоупорядоченных надмол. структур. Известно неск. типов таких кристаллич. образований ( -хитины), к-рые различаются степенью упорядоченности и взаимной ориентацией отдельных полимерных цепей. Хитин не раств. в воде , и его удается растворить только в присут. агентов, эффективно разрывающих водородные связи (насыщенный водный р-р LiSCN, 5-10%-ный р-р LiCl в ДМСО или N,N-диметилацетамиде).
Биосинтез хитина происходит в особых клеточных органеллах (хитосомах) с участием фермента хитинсинтетазы путем последоват. переноса остатков N-ацетил-D-глюкозамина из уридиндифосфат-N-ацетил-D-глюкозамина на растущую полимерную цепь. Хитозан, наличие к-рого особенно характерно для клеточных стенок нек-рых грибов, образуется путем ферментативного N-деацетилирования хитин а.
В природе хитин находится в комплексе с др. полисахаридами и минер. в-вами и ковалентно связан с белком . Для выделения хитина пользуются его нерастворимостью и большой хим. стойкостью, переводя в р-р сопутствующие компоненты сырья. Так, панцири крабов или омаров, содержащие до 25% хитина, деминерализуют соляной к-той, белки раств. в горячей щелочи , отбеливание хитина проводят Н 2 О 2 . Более мягкие условия выделения заключаются в деминерализации комплексонами и обработке окислителями при нейтральных рН. Получаемый таким способом хитин имеет мол. массу порядка неск. миллионов.
Х итин медленно раств. в конц. НС1 и H 2 SO 4 с деструкцией полимерных цепей. Для прспаративного получения хитоолигосахаридов разработаны условия частичного кислотного гидролиза , сольволиза жидким HF и ферментативного расщепления. При продолжит. нагревании с сильными минер. к-тами образуется D-глюкозамин. При нагр. с сильными щелочами происходит N-деацетилирование с образованием хитозана; практически получаемые образцы хитозанов обычно имеют мол. массу порядка (1-5) х 10 5 и могут различаться остаточным содержанием ацетильных групп.
Х итин является вторым после целлюлозы по распространенности природным биополимером . Его ежегодное образование составляет неск. десятков миллиардов тонн. Наиб. доступными источниками хитина служат отходы промысла морских беспозвоночных и мицелий низших грибов. Практич. использование немодифицированного хитина сдерживается его плохой р-римостью. Хотя волокна и пленки из хитина обладают ценными св-вами, до сих пор отсутствует экономичный и удобный с технол. точки зрения метод их получения. Более перспективен хитозан, к-рый раств. в к-тах с образованием солей , дающих высоковязкие р-ры. Хитозан дает прочные соед. с белками , анионными полисахаридами , образует хелатные комплексы с металлами и т. д., на чем основано его применение для удаления белка из сточных вод в произ-ве пищ. продуктов (мясная, рыбная, молочная пром-сть, сыроделие), создания хелатирующих ионообменников , иммобилизации живых клеток в биотехнологии , при изготовлении мед. препаратов, отделке бумаги и текстильных волокон . Нек-рые N-ацилпроизводные хитозана - хорошие гелеобразователи; при ацилировании хитозана производными дикарооновых к-т получают поперечносшитые гели , удобные для