Chitino išskirto iš krevečių (Crustacea: Decapoda) Palaemons elegans ir Crangon crangon charakteristika ir fizikocheminių savybių palyginimas

Abstract

Šiame tyrime chitinas buvo išskirtas iš dviejų Baltijos jūroje gyvenančių krevečių rūšių (Paleomon elegans ir Crangon crangon). Tyrimo metu buvo nustatytas chitino kiekis, išanalizuotos fizikocheminės chitinų savybės bei chitinų paviršiaus morfologijos struktūra. Sausoje P. elegans masėje chitino kiekis sudarė 7,1%, C. crangon – 6,7% Kaip ir tikėtasi Furjė infraraudonųjų spindulių spektroskopijos (FTIR), termogravimetrinės (TGA) bei Rentgeno spindulių difrakcijos analizės rezultatai atskleidė, kad abiejų krevečių chitinai yra α formoje. Esminis skirtumas tarp tirtų chitinų buvo pastebėtas atlikus TGA. Pirmojo masės netekimo etapo metu (0 – 150 °C) chitnas išskirtas iš P. elegans neteko 5,09% masės, o antorojo etapo metu (150 – 400 °C) 81,92%, tuo tarpu C. crangon pirmojo etapo metu neteko 2,75%, o antorojo 65,39% masės. Tačiau maksimali degradacijos temperatūra (DTGmax) tarp P. elegans ir C. crangon chitinų buvo vienoda 382,8 °C ir 382,4 °C. Paviršiaus struktūra tirkra skenuojančiuoju elektronų mikroskopu (SEM) buvo panaši tarp abiejų tirtų krevečių rūšių chitinų. Chitinų paviršiaus struktūra buvo sudaryta iš tankiai tarpusavyje susipynusių nanogijų bei nanoporų. Tačiau chitino išskirto iš C. crangon paviršius buvo šiurkštesnis. Atsižvelgiant į šio tyrimo rezultatus matyti, kad chitinai yra termiškai stabilūs, jie gali būti naudojami industriniams tikslams. Tuo labiau, skaidulinė tirtų krevečių chitinų struktūra yra tinkama tekstilės pramonei ir biomedicinai. Be to, šis tyrimas įrodo, kad Baltijos jūra yra naujas ir neišnaudotas chitino šaltinis Šiaurės Europoje.

In this study chitin was extracted from two Baltic Sea shrimp species (Paleomon elegans and Crangon crangon). The differences in the chitin content, physicochemical properties and surface morphology of extracted chitins were investigated. The dry weight of chitin contents of P. elegans and C. crangon were determined as 7.1% and 6.7%, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric (TGA) and X-ray diffraction analysis were used to characterize physicochemical properties of obtained chitins. As expected, results showed that the isolated chitins were in α form. The main difference between examined chitins extracted from two shrimp species was noticed after TGA. At the first thermal decomposition step for P. elegans mass loss was observed 5.09% and at the second mass loss step – 81.92%. For C. crangon the first mass loss was 2.75% and the second mass loss was 65.39%. However, the highest decomposition temperature (DTGmax) was found to be the same for both species, 382.8 °C for P. elegans and 382.4 °C for C. crangon. The surface morphology of chitins yielded from two shrimp species were examined with scanning electron microscopy (SEM) and it revealed that these structures consists of nanofibers and nanopores, however chitin surface of C. crangon was rougher than P. elegans. According to our results the extracted chitin was thermally stable and can be found widely applicable in many industrial processing. Also, fibril structure of chitins suggested that it is suitable for using in textile industry and biomedicine. Furthermore, we believe that the Baltic Sea is a new and unexploited source of chitin in Northern Europe.