المنشأ
المنشأ والمواد الفعالة النباتية.
تصف الأدبيات العلمية كيف يُحصل على الكيتوزان عادةً؛ وتصف أوصاف البراءات كيف يُصنع منه Z-Chitosan بالمستخلصات النباتية. وتعرض هذه الصفحة المسارين بشفافية، مع المصادر.
مسار المنشأ
من المادة الخام إلى Z-Chitosan في ست محطات.
تبيّن المحطات من 01 إلى 04، استنادًا إلى الأدبيات العلمية، كيف يُحصل على الكيتوزان عادةً؛ ولا تذكر أوصاف البراءات مصدرًا للمادة الخام. وتتبع المحطتان 05 و06 أوصاف البراءات. المسوا محطة لعرض الكيمياء الخاصة بها وغرضها وجانب الاستدامة فيها.
01
القشور كمنتج ثانوي
يُحصل على الكيتوزان عادةً من قشور القشريات، وكذلك من الفطريات. وتخلّف معالجة الروبيان والسلطعون قشورًا، تتكون أساسًا من الكيتين والبروتينات وكربونات الكالسيوم.
الأدبيات العلمية Yan & Chen 2015; Younes & Rinaudo 2015
- الكيمياء
- الكيتين (C₈H₁₃O₅N)ₙ، مرتبط بالبروتينات؛ الجزء المعدني CaCO₃
- الغرض
- المادة الخام للكيتين
- الاستدامة
- يُستغل ماديًا مخلَّف كثيرًا ما يُتخلص منه (Yan & Chen 2015).
02
إزالة المعادن
يُذيب حمض مخفف كربونات الكالسيوم من القشور ويُطلق ثاني أكسيد الكربون.
الأدبيات العلمية Younes & Rinaudo 2015
- الكيمياء
- CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
- الغرض
- يزيل الجزء المعدني
- الاستدامة
- الحمض ومياه الصرف هما العاملان الرئيسيان في هذه المرحلة؛ وتجري دراسة طرائق بيولوجية مثل التخمير (Younes & Rinaudo 2015).
03
إزالة البروتين: الكيتين
يُذيب قلوي مخفف البروتينات. وما يتبقى هو الكيتين، وهو بوليمر حيوي ليفي بلون أبيض مكسور.
الأدبيات العلمية Younes & Rinaudo 2015
- الكيمياء
- الكيتين = poly-β-(1→4)-N-acetyl-D-glucosamine
- الغرض
- يفصل البروتينات عن الكيتين
- الاستدامة
- وُصفت إزالة البروتين الإنزيمية كبديل يستخدم قلويًا أقل (Younes & Rinaudo 2015).
04
نزع الأسيتيل: الكيتوزان
يزيل قلوي مركّز جزءًا من مجموعات الأسيتيل. فتتكوّن مجموعات أمين حرة، ويتحول الكيتين إلى كيتوزان.
الأدبيات العلمية Younes & Rinaudo 2015
- الكيمياء
- –NH–CO–CH₃ + OH⁻ → –NH₂ + CH₃COO⁻ · درجة نزع الأسيتيل (DDA) تتراوح عادةً بين 60 و95 %
- الغرض
- تجعل مجموعات الأمين الحرة الكيتوزان موجب الشحنة وقابلًا للذوبان في المحلول الحمضي.
- الاستدامة
- تتطلب هذه المرحلة قلويًا مركّزًا ودرجة حرارة مرتفعة (Younes & Rinaudo 2015).
05
الاحتواء: Z-Chitosan
يُستحلب الكيتوزان والمستخلص النباتي كلٌّ على حدة، ومع كلٍّ منهما محفّز، ثم يُربطان تشابكيًا بمحفّز آخر. وينتج عن ذلك Z-Chitosan، وهو معقد احتواء من الكيتوزان ومستخلص نباتي واحد على الأقل.
براءة اختراع US 11,708,424 B1 · US 12,071,490 B2
- الكيمياء
- المخطط وفق US 11,708,424 B1: الكيتوزان–O⁻ + مستخلص نباتي، بوجود محفّز → معقد احتواء
- الغرض
- يربط الكيتوزان، وهو الحامل، بالمستخلص النباتي
- الاستدامة
- بحسب البراءة، تجري الخطوات الثلاث جميعها في محلول مائي في ظروف الغرفة.
06
الدمج في المنتجات
يُجفَّف المحلول تدريجيًا حتى يصبح مسحوقًا. ويُخلط المسحوق في بوليمر لصنع ماستر باتش (masterbatch)، يدخل في البلاستيك أو البوليمرات أو الأقمشة.
براءة اختراع US 12,071,490 B2
أربعة مسارات للدمج في المادة- الكيمياء
- خطوات فيزيائية: التجفيف التدريجي، والخلط في ماستر باتش (masterbatch)
- الغرض
- يُدخل Z-Chitosan في البلاستيك أو البوليمر أو القماش
- الاستدامة
- بحسب البراءة، يشكّل الماستر باتش (masterbatch) ما بين 1 و10 % من البلاستيك أو البوليمر أو القماش.
تنبيه
نقولها بصراحة: المنشأ والحساسية.
يُحصل على الكيتوزان عادةً من قشور القشريات، وكذلك من الفطريات (Rinaudo 2006). وفي الاتحاد الأوروبي، تُعدّ القشريات من مسببات الحساسية التي يجب الإفصاح عنها في الأغذية (اللائحة (EU) رقم 1169/2011، الملحق II).
لا يمكن لغير التحليل أن يبيّن ما إذا كان البروتين المتبقي قابلًا للكشف في المنتج النهائي.
تتوفر معلومات عن مصدر المادة الخام لـ Z-Chitosan عند الطلب.
الأطلس النباتي
ستة أمثلة من البراءة.
يذكر عنصر الحماية 2 من البراءة US 11,708,424 أكثر من 70 مستخلصًا ممكنًا. نعرض هنا ستة منها، مع المادة الفعالة الرئيسية التي تنسبها الأدبيات العلمية إلى النبات؛ وهذا ليس تحليلًا لـ Z-Chitosan. افتحوا الدرج لتدوير الجزيء.
المادة الفعالة الرئيسية: الثيمول (thymol)
تدوير الجزيء
Thymus vulgaris L.
الزعتر · المادة الفعالة الرئيسية: الثيمول
الثيمول مونوتيربين فينولي يميّز الزيت العطري للزعتر. وقد دُرس نشاطه المضاد للبكتيريا والمضاد للفطريات دراسة واسعة.
الأدبيات العلمية Marchese et al. 2016, Food Chemistry 210:402–414
المادة الفعالة الرئيسية: الكارفاكرول (carvacrol)
تدوير الجزيء
Origanum vulgare L.
الأوريجانو · المادة الفعالة الرئيسية: الكارفاكرول
الكارفاكرول أيزومر للثيمول، وهو، بحسب المنشأ، المكوّن الرئيسي لزيت الأوريجانو. وتصف المراجعات العلمية أنشطة مضادة للميكروبات ومضادة للأكسدة وأنشطة حيوية أخرى.
الأدبيات العلمية Leyva-López et al. 2017, Molecules 22(6):989
المادة الفعالة الرئيسية: سينامالدهيد (cinnamaldehyde)
تدوير الجزيء
Cinnamomum verum J. Presl
القرفة · المادة الفعالة الرئيسية: سينامالدهيد
ترانس-سينامالدهيد هو المكوّن الرئيسي لزيت لحاء القرفة. وتنسب إحدى المراجعات النشاط المضاد للبكتيريا للقرفة إليه، وتصف عدة أهداف له في الخلية.
الأدبيات العلمية Vasconcelos et al. 2018, Microbial Pathogenesis 120:198–203
المادة الفعالة الرئيسية: الأوجينول (eugenol)
تدوير الجزيء
Syzygium aromaticum (L.) Merr. و L. M. Perry
القرنفل · المادة الفعالة الرئيسية: الأوجينول
الأوجينول فينيل بروبانويد وهو المكوّن الرئيسي لزيت القرنفل. ويُفسَّر نشاطه المضاد للميكروبات بصورة رئيسية بتأثيراته في غشاء الخلية.
الأدبيات العلمية Marchese et al. 2017, Critical Reviews in Microbiology 43(6):668–689
المادة الفعالة الرئيسية: المنثول (menthol)
تدوير الجزيء
Mentha × piperita L. (النعناع الفلفلي)
النعناع · المادة الفعالة الرئيسية: المنثول
المنثول كحول مونوتيربيني وهو المكوّن الرئيسي لزيت النعناع الفلفلي. وإلى جانب تأثيره المبرّد المعروف، وُصفت له خصائص مضادة للبكتيريا ومضادة للفطريات.
الأدبيات العلمية Kamatou et al. 2013, Phytochemistry 96:15–25
المادة الفعالة الرئيسية: 1,8-سينيول (1,8-cineole)
تدوير الجزيء
Salvia rosmarinus Spenn. (مرادف: Rosmarinus officinalis L.)
إكليل الجبل · المادة الفعالة الرئيسية: 1,8-سينيول
1,8-سينيول إيثر مونوتيربيني، وهو في الغالب المكوّن الرئيسي لزيت إكليل الجبل، إلى جانب الكافور و α-بينين. وتلخّص إحدى المراجعات الخصائص المضادة للأكسدة والمضادة للميكروبات لإكليل الجبل.
الأدبيات العلمية Nieto et al. 2018, Medicines 5(3):98
المصادر11
- Yan N., Chen X. (2015): الاستدامة: لا تهدروا نفايات المأكولات البحرية. Nature 524(7564):155–157. doi:10.1038/524155a
- Younes I., Rinaudo M. (2015): تحضير الكيتين والكيتوزان من المصادر البحرية. البنية والخصائص والتطبيقات. Marine Drugs 13(3):1133–1174. doi:10.3390/md13031133
- Rinaudo M. (2006): Chitin and chitosan: Properties and applications. Progress in Polymer Science 31(7):603–632.
- اللائحة (EU) رقم 1169/2011 بشأن تزويد المستهلكين بمعلومات عن الأغذية، الملحق II (المواد أو المنتجات المسببة للحساسية أو عدم التحمل)، البند 2 القشريات.
- US 11,708,424 B1، عناصر الحماية 1 و2؛ US 12,071,490 B2، عناصر الحماية 1 و7 و8 والوصف. USPTO.
- Marchese A. et al. (2016): الأنشطة المضادة للبكتيريا والمضادة للفطريات للثيمول: مراجعة موجزة للأدبيات. Food Chemistry 210:402–414.
- Leyva-López N., Gutiérrez-Grijalva E. P., Vazquez-Olivo G., Heredia J. B. (2017): الزيوت العطرية للأوريجانو: النشاط الحيوي إلى ما وراء خصائصها المضادة للميكروبات. Molecules 22(6):989. doi:10.3390/molecules22060989
- Vasconcelos N. G., Croda J., Simionatto S. (2018): الآليات المضادة للبكتيريا للقرفة ومكوناتها: مراجعة. Microbial Pathogenesis 120:198–203. doi:10.1016/j.micpath.2018.04.036
- Marchese A. et al. (2017): النشاط المضاد للميكروبات للأوجينول والزيوت العطرية الحاوية عليه: من منظور الآليات. Critical Reviews in Microbiology 43(6):668–689. doi:10.1080/1040841X.2017.1295225
- Kamatou G. P. P., Vermaak I., Viljoen A. M., Lawrence B. M. (2013): المنثول: مونوتيربين بسيط ذو خصائص حيوية لافتة. Phytochemistry 96:15–25. doi:10.1016/j.phytochem.2013.08.005
- Nieto G., Ros G., Castillo J. (2018): الخصائص المضادة للأكسدة والمضادة للميكروبات لإكليل الجبل (Rosmarinus officinalis, L.): مراجعة. Medicines 5(3):98. doi:10.3390/medicines5030098
من المادة الخام إلى الدليل.
تعرض صفحة التقنية نموذج آلية التأثير المستند إلى الأدبيات العلمية. أما أوصاف البراءات والاختبارات المخبرية فتجدونها في صفحة الأدلة.