Chitin and Chitosan

กราบสวัสดีพี่ๆเพื่อนๆน้ะครับ beg1

พอดีผมนั่งหาความรู้บนอินเตอร์เน็ต (ว่างจัด ้hahaha) ไปเจอบทความนึงเข้า ( ง่ายๆเลยครับ search ในกูเกิ้ลว่า chitosan ้hahaha ) ก็เลยอยากนํามาแบ่งปันให้เพื่อนๆพี่ๆ ที่รู้แล้วหรือ ยังไม่รู้ได้ทราบกันน้ะครับ [เจ๋ง]

ดร.ปิยะบุตร วานิชพงษ์พันธุ์
ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์
โทร. 0-2470-9007 โทรสาร 0-2428-3534

หลักการและเหตุผล

ไคติน จัดอยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรตประเภทโครงสร้างที่เป็นเส้นใย คล้ายคลึงกับเซลลูโลสจากพืช ไคตินพบได้ในเปลือกของสัตว์ เช่น กุ้ง ปู แกนหมึก แมลง ตัวไหม หอยมุก และผนังเซลล์ของพวกรา ยีสต์ และจุลินทรีย์อีกหลายชนิด ไคตินในธรรมชาติมีโครงสร้างของผลึกที่แข็งแรง 3 ลักษณะ ได้แก่ แอลฟ่าไคติน เกิดจากเปลือกกุ้งและเปลือกปู เบต้าไคติน เกิดในแกนหรือกระดองหมึก และแกมม่าไคติน

ไคโตซาน คือ สารโพลิเมอร์ชีวภาพที่สกัดจากไคติน ซึ่งเป็นโครงสร้างของเปลือกกุ้ง กระดองปู แกนปลาหมึก และผนังเซลของเห็ด ราบางชนิด ไคติน-ไคโตซาน จัดเป็นโคโพลิเมอร์ที่อยู่ร่วมกันในธรรมชาติ มีปริมาณของไคตินมากเป็นอันดับสองรองจากเซลลูโลส ไคติน-ไคโตซาน มีสมบัติพื้นฐานที่เข้ากับธรรมชาติได้ดี ย่อยสลายง่าย ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งไคติน-ไคโตซาน มีหมู่อะมิโนที่แสดงสมบัติพิเศษหลายประการที่ต่างจากเซลลูโลส เช่น การละลายได้ในกรดอินทรีย์เจือจาง การจับกับอิออนของโลหะได้ดี และการมีฤทธิ์ทางชีวภาพ ปัจจุบันมีการนำสารไคติน-ไคโตซาน มาประยุกต์ใช้จริงทั้งในภาคอุตสาหกรรม ภาคเกษตรกรรม ทางการแพทย์และเภสัชกรรม เช่น สารตกตะกอนในการบำบัดน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมเส้นใยสิ่งทอ เพื่อป้องกันแบคทีเรียและเชื้อรา ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อคุณภาพในการลดไขมันและคอเลสเตอรอล เรื่องความสวยความงามที่เป็นที่สนใจของคุณสุภาพสตรีทั้งหลาย สารเร่งการเจริญเติบโตในพืชและสัตว์แลกเนื้อต่าง ๆ เช่น สุกร กุ้ง เป็ด ไก่ สารเคลือบผลไม้เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา สารถนอมอาหาร และแผ่นฟิล์มปิดแผล ช่วยให้แผลหายเร็วขึ้น
ภาพรวมการใช้ไคติน-ไคโตซานในประเทศไทย ณ วันนี้อาจกล่าวได้ว่า ประเทศไทยได้เปรียบกว่าประเทศอื่นๆ อันเนื่องมาจากมีความพร้อมทางด้านวัตถุดิบ (เปลือกกุ้งและปู) ศักยภาพในด้านวัตถุดิบนี้ เป็นผลมาจากการที่ประเทศไทย เป็นประเทศที่ส่งออกกุ้งแช่แข็งเป็นสินค้าออกอันดับต้นๆ ของโลก ถึงแม้ว่าทางรัฐบาลได้มีนโยบายในการจำกัดพื้นที่การเพาะเลี้ยงกุ้ง แต่เปลือกกุ้งที่จะถูกป้อนให้กับโรงงาน เพื่อนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเป็นไคติน-ไคโตซาน นั้นได้มาจาก 2 แหล่ง คือ จากฟาร์มเพาะเลี้ยงกุ้งประมาณ 2 แสนตันต่อปี และจากทะเลประมาณ 3 แสนตันต่อปี ดังนั้นจึงไม่น่ามีปัญหาในด้านการขาดแคลนวัตถุดิบ เมื่อความต้องการใช้ไคติน-ไคโตซานในท้องตลาดมีเพิ่มขึ้น ขณะเดียวกันนี้ก็ยังมีความพร้อมทางด้านเทคโนโลยี ทั้งนี้เพราะเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตสารไคติน-ไคโตซาน เป็นเทคโนโลยีที่ง่ายไม่ซับซ้อน สามารถทำได้ตั้งแต่ในระดับครัวเรือน ชุมชนและขยายใหญ่ในระดับอุตสาหกรรม ปัจจุบันโรงงานที่ดำเนินการผลิต ยังมีอยู่ไม่มาก อัตราการผลิตของแต่ละโรงก็ยังไม่สูงมาก และเท่าที่ปรากฏก็ไม่ค่อยแสดงตัวมากนัก หากความต้องการของตลาดมีมากขึ้น การขยายตัวเป็นอุตสาหกรรมมีความเป็นไปได้มากและรวดเร็ว เพราะใช้เงินลงทุน เครื่องจักร-เครื่องมือ และแรงงานไม่มาก สามารถจัดการระบบการผลิตได้ไม่ยาก จากความพร้อมในหลายด้านดังกล่าว ในอนาคตเมืองไทยอาจจะเป็นประเทศที่ส่งออกไคติน-ไคโตซานระดับต้นๆ ของโลก เช่นเดียวกับกุ้งแช่แข็งก็อาจจะเป็นไปได้ ในแง่กระบวนการผลิตมีการใช้สารเคมีร่วม ซึ่งอาจจะมีปัญหาตามมาได้ เช่น ปัญหาสารเคมีตกค้างและปัญหาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม แต่ก็สามารถจัดการแก้ไขและควบคุมได้ โดยอาจนำแนวทางความรู้ทางเทคโนโลยีสะอาดและเทคโนโลยีชีวภาพมาร่วมจัดการได้ นอกจากนี้เรายังสามารถพัฒนาการผลิตให้ครบวงจรได้ตั้งแต่ สารไคติน สารไคโตซาน และผลิตภัณฑ์ต่างๆ จากสารไคติน-ไคโตซาน เช่น ปุ๋ย เครื่องสำอาง และอาหารเสริม ฯลฯ อันเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับวัสดุอีกทางหนึ่ง นอกจากนี้ยังไม่เป็นการเสียเปรียบดุลการค้ากับต่างประเทศ กล่าวคือ ในการที่เราต้องส่งสารไคติน-ไคโตซานออกขายให้กับต่างประเทศ เช่น ไต้หวัน ญี่ปุ่น จากนั้นประเทศเหล่านั้น ก็ทำการผลิตผลิตภัณฑ์จากสารนี้ แล้วส่งกลับมาขายในเมืองไทย ในราคาสูงมากเมื่อเทียบกับราคาไคติน-ไคโตซานที่เราขายให้ไปข้างต้น ทั้งๆ ที่นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยในประเทศไทยเอง ก็มีความรู้ความสามารถพัฒนาและผลิตผลิตภัณฑ์เหล่านั้นได้ แต่ทว่ายังต้องการแรงสนับสนุนและการส่งเสริมการผลิต ตลอดจนความร่วมมือกันระหว่างนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย นักอุตสาหกรรม และผู้ประกอบการ เพื่อนำไปสู่ระบบการผลิตเต็มรูปแบบในลำดับต่อไป

คุณสมบัติและลักษณะเด่น
*สมบัติและหน้าที่   **การประยุกต์ใช้และผลิตภัณฑ์ที่ได้นำไปใช้แล้ว
1. โพลีอิเลกโตรไลท์และคีเลต (B)
-ตัวรวมตะกอนและตัวตกตะกอน และการทำหน้าที่
-แคทอิออนิกสำหรับบำบัดน้ำเสีย
-ตัวตกตะกอนโปรตีนที่เป็นกรด และตัวตกตะกอนเพื่อแยกยูเรเนียม และโลหะจำเพาะบางชนิด ตลอดจนโลหะกัมมันตภาพรังสี
2. การขึ้นรูปเป็นลักษณะต่างๆ (A, B)
-ขึ้นรูปเป็นเส้นใย สิ่งทอ
-ขึ้นรูปเป็นแผ่นเยื่อบาง เพื่อใช้ในการกรองแยก เช่น แยกน้ำออกจากแอลกอฮอล์
-ขึ้นรูปเป็นเม็ด เป็นแคปซูลเพื่อการเพาะเซลล์
3. การเป็นเจลที่อุ้มน้ำ (B)
-การใช้หุ้มเซลล์ และหุ้มเอนไซม์
-เป็นตัวกลางสำหรับการแยกด้วยวิธีโครมาโตกราฟฟีแบบเจล
-การขึ้นรูปเป็นรูพรุนแบบฟองน้ำ
-เชอโรเจล
4. การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (A, B)
-ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ
-การทำวัสดุผสมกับคาร์บอนไดออกไซด์
5. การย่อยสลายด้วยน้ำ (A, B)
-ผลิตสารกลูโคซามีน และโอลิโกเมอร์ของน้ำตาลต่างๆ (โดยทางเคมีและเอนไซม์)
6. สารเหนียวและอุ้มน้ำ (B)
-เป็นส่วนผสมในเครื่องสำอาง สำหรับบำรุงรักษาผิวและผม
7. การดูดซับโมเลกุลต่างๆ (A, B, C)
-ใช้เป็นตัวกลางเพื่อทำโครมาโตกราฟฟีแบบต่างๆ เช่น แบบดูดซับและแบบแลกเปลี่ยน เพื่อแยกเลกติน, ไคติเนส และไลโซไซม์
8. ปฏิกิริยาเคมี (A, B)
-การสร้างกลิ่น รส
-การขจัดกลิ่นของฟอร์มาลดีไฮด์
-การสังเคราะห์สารอนุพันธ์ต่างๆ เป็นสารต่อเนื่อง
9. การนำไฟฟ้า (B)
-การนำแผ่นเยื่อบางไคโตซานผสมลิเธียม ไตรเฟลท ที่ใช้เป็นอีเลกโตรไลท์ในแบตเตอรี่ ที่ปราศจากมลพิษ
10. การเคลือบ (B)
-การทำสีในการพิมพ์ การย้อมและสารเติมแต่งต่างๆ
-การทำสีทา
-การทำลำโพง ทำเครื่องดนตรี
-เป็นสารแติมแต่งในอุตสาหกรรมกระดาษ
-เคลือบผิวผลไม้ ผัก เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา
-เคลือบรักษาเมล็ดพันธุ์พืช
11. ตัวดึงออกมา (A, B, C)
-เป็นตัวเหนี่ยวนำของโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรคได้
-สารที่ใช้ในการเกษตร เช่น การเคลือบเมล็ด การพ่นเคลือบใบ
12. ตัวต้านจุลินทรีย์ (B)   ใช้ในการเก็บรักษาอาหารและผลไม้
13. ส่งเสริมพวกจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ (A, B)   ช่วยในการปรับปรุงจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ เช่น ในดินและในน้ำ ในสัตว์และในลำไส้คน
14. สารที่ปราศจากพิษ   เป็นมิตรต่อสิ่งมีชีวิต จึงใช้ได้ทั่วไป
15. สร้างภูมิต้านทานได้ (A, B, C)
-เป็นตัวเหนี่ยวนำไลโซไซม์ และ LPL activities ใน เนื้อเยื่อและในเลือด
-ต่อต้านสารก่อมะเร็ง
16. สมานแผล (A, B, C)
-ใช้เป็นตัวรักษาแผล โดยเฉพาะไฟไหม้ และแผลที่ ผิวหนังสำหรับคน สัตว์ และต้นไม้ (ทำผิวหนังเทียม)
-รักษากระดูก เอ็น และซ่อมแซมพวกเอ็นยึดอวัยวะต่างๆ
17. ย่อยสลายได้ในธรรมชาติ (A, B, C)
-ทำไหมเย็บแผลที่ละลายได้
-สารปลดปล่อยยาอย่างช้าๆ
-ควบคุมการย่อยสลายของเอ็นไซม์
18. ลดโคเลสเตอรอล (B)
-ใช้เป็นอาหารเสริมสุขภาพ และใช้เติมแต่งในอาหาร สัตว์
-ลดความดันเลือด
19. ห้ามเลือดต่อต้านการเกิดลิ่มเลือด (C)
-ทำยาห้ามเลือด
-ใช้ทำเส้นเลือด ใช้ทำคอนแทคเลนซ์ตา
20. ใช้เป็นฟิล์มเคลือบผลไม้ (B)
-ช่วยให้ผลไม้ และผักสดอยู่นาน
21. เข้ากันได้กับอวัยวะร่างกาย (A, B, C)
-รักษาแผล
-ไหมเย็บแผล
หมายเหตุ * A คือ สารไคติน B คือ สารไคโตซาน C คือ อนุพันธ์ของสารไคตินและ
   สารไคโตซาน
   ** ที่ขีดเส้นใต้ คือ ผลิตภัณฑ์ที่ออกมาจำหน่ายแล้วในตลาด

การนำไปใช้ประโยชน์
บัญชา ธนบุญสมบัติ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

สารไคติน และสารไคโตซาน เป็นพอลิเมอร์ชีวภาพ ซึ่งผลิตจาก เปลือกกุ้ง และเปลือกปู   แผ่นเมมเบรน จากไคโตซาน ใช้ในการปิดแผล มีคุณสมบัติ ช่วยลดแผลเป็น บนผิวหนัง   สารไคติน และสารไคโตซาน   การทำวิจัยในเรื่องไคติน ไคโตซานได้กระทำแล้ว และได้นำสารสกัดจากไคติน-ไคโตซาน ไปประยุกต์ใช้อย่างจริงจังด้วยตัวเอง เพราะมีฟาร์มเล็ก ๆ อยู่ไม่ไกลจากกรุงเทพมากนัก มีการเลี้ยงสัตว์เช่น สุกร เป็ด ไก่ ปลูกผลไม้ต่าง ๆ เช่น มะละกอ มะนาว มะม่วง และอื่น ๆ เมื่อนำสารสกัดจากไคติน-ไคโตซานเข้าไปประยุกต์ ปรากฏว่า ผลผลิตที่ได้มีคุณภาพเป็นที่น่าพอใจยิ่ง นอกจากนั้นยังได้นำไปใช้จริงกับนาข้าว ไม้ดอกไม้ประดับที่ปลูกบนภูเขาทางภาคเหนือด้วย การใช้สารไคติน-ไคโตซานจะนำไปสู่การเกษตรแบบอินทรีย์ (Organic Farm) ซึ่งสามารถลดปัญหาสารเคมีตกค้าง ปัญหามลพิษ ปลอดภัยต่อเกษตรกรผู้ใช้ และผู้บริโภคผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร และยังสามารถทดแทนการใช้สารเคมี ซึ่งส่วนใหญ่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศปีละจำนวนมากๆ

อันนี้เป็นความรู้ที่อาศัยหลักการทางเคมีบ้างน้ะครับ

ไคติน/ไคโตซาน (Chitin/Chitosan)
ไคติน/ไคโตซานเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพซึ่งผลิตจากสิ่งเหลือจากอุตสาหกรรมสัตว์น้ำแช่แข็ง (เช่น เปลือกกุ้งและ
เปลือกปู) และเป็นพอลิเมอร์ที่มีความสำคัญต่อเศรษฐกิจโลกมากขึ้นเรื่อย ๆ
ไคติน/ไคโตซานมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (biocompatible) และ สามารถสลายตัวได้ทางชีวภาพ
(biodegradable) จึงถือได้ว่าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ทั้งไคติน (chitin) และไคโตซาน (chitosan) มีโครงสร้างทางเคมีคล้ายเซลลูโลส ต่างกันตรงที่ไคตินจะมี
หมู่อะเซตาไมด์และอะเซตามิโด แต่ไคโตซานจะมีหมู่เอมีน (amine group) แทนที่จะเป็นหมู่ไฮดรอกซิลที่
C-2 ของวงแหวนน้ำตาล (sugar ring) ตามปกติจะพบทั้งวงแหวนน้ำตาลของไคตินและไคโตซานใน
สายโซ่เดียวกัน จึงมักจะรวมเรียกสารเคมีพวกไคติน/ไคโตซาน
การแบ่งแยกไคตินกับไคโตซานจะอาศัยจำนวนหมู่เอมีน ถ้ามีหมู่เอมีนมากกว่า 70% จะเรียกว่าไคโตซาน
ในแง่ของวัสดุแล้วไคติน/ไคโตซานถือว่ามีสมบัติโดดเด่น ทั้งนี้เนื่องจากเปลือกกุ้งและเปลือกปูซึ่งเป็นแหล่ง
ไคติน/ไคโตซานนั้นเป็นวัสดุเชิงประกอบที่นอกจากจะเหนียวฉีกขาดยาก ยังสามารถรับแรงได้สูง และไม่เปลี่ยน
รูปร่างได้ง่าย ๆ ถ้าหากพิจารณาในเชิงโครงสร้าง ไคตินจะจัดเรียงตัวเป็นโครงสร้างผลึกเหลวแบบคลอเลสเทอริก

(cholesteric liquid crystal structure) โดยมีโปรตีนและปูนขาวแทรก ทำให้วัสดุนี้ทนแรงได้ทุกทิศทาง
ไคติน/ไคโตซานมีความเป็นวัสดุพิเศษ คือ ตัววัสดุสามารถทำหน้าที่ทางเคมีหรือทางชีวภาพบางอย่างได้ด้วยตัวเอง

(ภาษาอังกฤษเรียกว่าเป็น functional materials) ตัวอย่างเช่น เป็นแผ่นโพลาร์เมมเบรน (polar membrane)
ซึ่งสามารถใช้ในการแยกแอลกอฮอล์ (เจือจาง) โดยกระบวนการเพอร์วาพอเรชัน (pervaporation) เป็นต้น

ในทางการแพทย์และเภสัชกรรม ได้มีการศึกษาแล้วว่าเมื่อรับประทานเข้าไปแล้วนั้นนอกจากที่จะไม่ดูดซึมเข้าไปใน
ร่างกายและช่วยในการเคลื่อนตัวของอาหารในลำไส้ดังเช่นอาหารจำพวกไฟเบอร์โดยทั่วไปแล้ว ยังจะมีความ
สามารถในการจับคลอเลสเตอรอลและไขมันในอาหารที่รับประทานเข้าไปก่อนที่จะเกิดการดูดซึมสารเหล่านั้น
ในปัจจุบันได้มีการนำไคโตซานบริสุทธิ์มาเป็นอาหารเพื่อสุขภาพในการประกอบการลดความอ้วน นอกจากนี้
ยังสามารถใช้ทำผิวหนังเทียมรักษาแผลไฟไหม้ น้ำร้อนลวก ใช้ปลดปล่อยยา รักษาเหงือกและฟัน

นอกจากนี้ สารไคติน/ไคโตซานยังสามารถประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์และอุตสาหกรรมต่าง ๆ อย่างหลากหลาย
เช่นใช้หุ้มเมล็ดพันธ์พืชเพื่อยืดอายุการเก็บและป้องกันราและจุลินทรีย์ในอุตสาหกรรมการเกษตร ใช้เป็นสารต่อต้าน
ราและจุลินทรีย์ ใช้เป็นสารกันบูด เคลือบอาหาร ผัก และผลไม้ ในอุตสาหกรรมอาหาร ใช้เติมแต่งและเป็นสาร
พื้นฐานของแป้งทาหน้า แชมพู ครีม และสบู่ โลชันเคลือบป้องกันผิวและผม เนื่องจากไคติน/ไคโตซานสามารถ
อุ้มน้ำและเป็นตาข่ายคลุมผิวหนัง ใช้ผสมเส้นใย เช่น สิ่งทอและกระดาษ เพื่อป้องกันและต้านทานเชื้อโรค และยัง
ทำให้เยื่อเหนียวและแข็งแรงเพิ่มขึ้น เป็นต้น

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

อ้างอิงน้ะครับ จากเว็บ http://www.thailabonline.com/chitin-chitosan.htm

สรุปง่ายๆในความคิดของผมก็คือ Chitin หรือ Chitosan เป็นสารเ้คมีในธรรมชาติซึ่งมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์ ต่อ มนุษย์ สัตว์ และ สิ่งแวดล้อม โดยนักวิทยาศาสตร์สามารถดึงความสามารถ อันร้ายกาจของมัีน มาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดได้( หรือยังมีอีกก็ไม่รู้ แค่นี้ก็เยอะแล้ว [on_052] ) โดยที่เราไม่รู้เลยด้วยซํ้าว่าสิ่งอำนวยความสะดวกต่างๆเคมีภัณฑ์ ของใช้ ผลิตภัณฑ์ทางการ เกษตร ทางอุตสาหกรรม หรือแม้แต่ ผลิตภัณฑ์สำหรับกุ้งเรดบี ที่เรารับมาจากต่างประเทศ ไม่ว่าจะประ้เทศไหนก็ตาม ความจริงแล้ว แหล่งวัตถุดิบในการผลิตที่สำคัญนั้นมาจากบ้านเรานี่้เอง โดยแค่ผ่านกระบวนการแปรรูป ให้ออกมาในรูปที่ใช้งานได้ง่ายแล้วขายในราคาที่ หากเทียบกับต้นทุนกันจริงๆแล้วผมคิดว่าทุกคนก็คงร้อง โอ้โห! อย่างแน่นอนครับ ทั้งนี้ทั้งนั้น นี่เป็นเ้พียงบทความที่ผมนำมาจากเว็บอื่นซึ่งก็ขอให้รับไว้พิจารณาและนำไปปรับใช้กับการเลี้่ยงกุ้งของท่านละกันน้ะคร้าบบ

ปล. มีความรู้อะไรก็แบ่งปันกันบ้างน้ะครับ [เจ๋ง] แล้วก็ถ้าไปกระทบใครเข้าอีกผมก็ขอโต๊ํดน้ะครับ อยากแบ่งง่าา suicide

ไปแล้ว แชว้บ yoyo2