Callinectes sapidus'dan kitin, kitosan izolasyonu ve fizikokimyasal karakterizasyonu

Abstract

Crustaceae familyasının üyesi olan Callinectes sapidus türü yengeçler dünya üzerinde geniş bir dağılıma sahiptir. Canlı kabuğunun iç kısmı besin olarak tüketildiğinden ekonomik değere sahiptir. Canlı dış kabuğunu demineralizasyon tekniği ile (4M HCL) ve deproteinizasyon tekniği ile (2 M NaOH ) ayrıştırdığımızda temel bileşenlerinden biri olan kitin maddesi elde edilmiştir. Canlı kabuğundaki kitin maddesi canlı kabuğunun kuru ağırlığının yaklaşık % 11- 12' si kadardır. Elde ettiğimiz saf kitin maddesini % 60'lık NaOH çözeltisi ile deasetilasyona maruz bıraktığımızda tüm maddenin (kitin) % 77'si kadar kitosan elde edilmiştir. Yapılan çalışmada kitosanın deasetilasyon derecesi % 82.5 olarak belirlenmiştir. Çeşitli analizler (FTIR, TGA ve XRD) ile yapılan incelemede kitosanın α formunda olduğu belirlenmiştir. Yapılan çalışmada kitinin DTG (Derivative Termogravimetrik Analiz) max değeri 390 ºC iken deasetilasyon sonucu oluşan kitosan maddesinin DTG max değeri 306 ºC olduğu belirlenmiştir. SEM metodu ile elde edilen kitin ve kitosan maddelerinin yüzey morfolojilerinin incelenmesi sonucu porlu (geçirgen) ve nanofiber yapılarda olduğu kaydedilmiştir. Bu çalışmada mavi yengecin dış kabuğundan elde edilen kitosan maddesinin birçok özelliğinin yanı sıra antioksidan, antibakteriyel, antifungal etkiye sahip olduğu, insanlar üzerinde 6 farklı patojene ve çeşitli balık türleri üzerinde ise 3 farklı patojene karşı yüksek antimikrobiyal etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir. Şu an itibariyle ülkemiz genelinde kitin ve türevlerinin üretiminin yapıldığı herhangi bir fabrika ya da tesis bulunmamaktadır. Gümrük kayıtları incelendiğinde farklı özelliklere sahip, yıllık 13 milyon dolar civarında kitin ve türevinin ithalatının yapıldığı belirlenmiştir. Mevcut çalışma ile bu malzemenin artık ülkemizde de üretilebileceği bir üretim metodu ortaya konmuştur.

Callinectes sapidus crab species is a member of crustacea family and is world widely distributed. The interior shells are consumed as food due to which it has a great economic value. Chitin which is one of the basic components of outer shells was obtained by using demineralization (4M HCL) and deprotienization (2 M NaOH) techniques. The dry weight of chitin was recorded as approximately % 11 of the dry weight of shells. When the obtained pure chitin was subjected to % 60 NaOH solution for deacetylation, % 77 chitosan was obtained from all the material (chitin). In this study, chitosan deacetylation degree was determined as % 82.5. Through various analyses (FTIR, TGA and XRD) it was determined that the obtained chitosan was of α form. In the present study the DTGA max value for chitin was observed as 390 ºC while for chitosan this value was recorded as 306 ºC. Porous and fibrous surface morphology was revealed by SEM results. In this study the obtained chitosan from outer shells of blue crab possess antioxidant, antifungal and antibacterial properties i.e. high antimicrobial activity was observed against 6 human pathogens and 3 fish pathogens. As of right now, our country does not have any factory or plant where chitin and its derivatives can be produced. By examining the customs records it was observed that annually $ 13 are spending upon the imports of chitin and its derivatives. Current study demonstrated a good manufacturing method of chitin and its derivatives which is easily applicable in our country.