ПРИКЛАДНАЯ БИОХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ, 2014, том 50, № 5, с. 541-542
РЕЦЕНЗИИ
"ХИТОЗАН". ПОД РЕДАКЦИЕЙ: К.Г. СКРЯБИНА, С.Н. МИХАЙЛОВА, В.П. ВАРЛАМОВА. М.: ЦЕНТР "БИОИНЖЕНЕРИЯ" РАН, 2013. 593 c. ISBN 978-5-4253-0596-1
DOI: 10.7868/S0555109914050092
Коллективная монография "Хитозан" посвящена уникальному биополимеру, который получают простым деацетилированием второго по распространенности в природе биополимера — хитина, в значительных количествах содержащегося в панцирях ракообразных и насекомых, а также в грибах. Ранее доминировало мнение, что хитин в живой клетке выполняет преимущественно роль конструкционного материала, сегодня понятно, что наряду с другими углеводами он имеет и ряд важных специфических биологических функций в живых организмах. Уникальность свойств хитина и хитозана и огромный интерес к ним научного сообщества очевидны не только из обширнейшего спектра направлений фундаментальных исследований в этой области, но и из тех возможностей его практического применения, что уже реализованы на сегодняшний день, и тех, что еще находятся в развитии. Не случайно, что в монографии "Хитозан" представлены обзоры, авторами которых являются семь из десяти лауреатов Премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники за 2013 год, присужденной за работу "Получение производных хитина и препаратов на их основе для применения в сельском хозяйстве, медицине, пищевой промышленности и биотехнологии".
Первые работы в России, связанные с модификацией хитина, были проведены под руководством академика АН СССР Павла Полиевктовича Шорыгина (1881—1939) — крупного химика-органика, открывшего реакцию металлирования и внутримолекулярные перегруппировки: карби-нольную и фенольную, названные его именем. Исследования в области химии углеводов привели его к мало тогда известному природному полисахариду — хитину. В 1934—1935 гг. им были опубликованы работы по проведению на хитине реакции ацетилирования, нитрования и метилирования, хорошо изученные на целлюлозе. Теперь ежегодная Премия имени академика П.П. Шорыгина, учрежденная Российским хитиновым обществом, вручается молодым ученым за лучшие работы в области хитинологии. Среди лауреатов этой премии уже трое молодых дальневосточников.
Промышленное производство хитозана в России зарождалось на Дальнем Востоке. Здесь, в за-
ливе Петра Великого, в начале 70-х годов прошлого века добывали краба, панцирь которого, содержащий до 35% хитина, долгое время являлся основным источником получения хитозана. Впоследствии сырьевая база расширилась. Хитин начали выделять из североморской креветки, антарктического криля, озерного рачка гаммаруса, насекомых, микроскопических грибов и некоторых других источников. В 1983 г. во Владивостоке под эгидой Министерства рыбного хозяйства была проведена Первая Всесоюзная научно-техническая конференция по производству и использованию хитина и хитозана из панциря криля и других ракообразных. В середине 80-х годов во Владивостоке и в Мурманске были созданы пилотные установки по получению хитина и хитозана.
И сегодня исследования в области хитина и хитозана не являются прерогативой жителей прибрежных территорий, Российское хитиновое общество, созданное в 2000 г., объединяет более ста исследователей, география проживания которых простирается от Владивостока до Калининграда и от Мурманска до Ставрополя. Широкая география российской хитинологии в полной мере прослеживается в рецензируемой коллективной монографии, подготовленной ведущими российскими учеными-хитинологами из Москвы и Подмосковья, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Уфы, Казани, Екатеринбурга, Красноярска и Владивостока.
В отдельных главах монографии, отражающих результаты многочисленных исследований последнего десятилетия, представлены важнейшие аспекты хитинологии, начиная от анализа сырьевых источников, основных методов переработки и характеристики выпускаемой в России хитозан-содержащей продукции до наиболее перспективных областей его применения. Впервые поднят вопрос о терминологических проблемах в области хитина и хитозана, сохраняющих актуальность во всем мире в связи с тем, что понятие "хитозан" является общим именем большого сообщества сополимеров М-ацетилглюкозамина и глюкоза-мина, отличающихся по составу и молекулярной массе. Современные физико-химические методы установления основных характеристик хитозана рассмотрены в монографии в свете их важности
542
СЕРГИЕНКО
как для установления корреляций "структура-свойства", так и для сертификации получаемых на основе хитозана продуктов и выбора наиболее подходящего по характеристикам полимера из широко спектра представленных на рынке.
Большое внимание в монографии уделено эн-зимологии хитина и хитозана. Кроме деградации экзогенного хитина и хитозана хитинолитиче-ские ферменты вовлечены во взаимоотношения хитинсодержащих организмов (грибы и беспозвоночные) с бактериями, растениями и позвоночными животными, которые буквально "пронизывают" все экосистемы. Прикладные исследования в этой области сегодня получили широкое распространение в связи с разработкой на основе хитиназ противогрибковых средств, средств борьбы с насекомыми, клещами и нематодами - вредителями сельскохозяйственных культур и паразитами человека; ферментативным получением биологически активных хитоолигосахаридов; конверсией отходов хитинсодержащего сырья в микробную и дрожжевую биомассу, белок, ферментные препараты и биотопливо.
Достаточно большое внимание в монографии уделено современному состоянию исследований поведения хитозана в растворах, взаимосвязи молекулярного строения хитозана, его растворимости и структурно-реологических свойств, образованию полиэлектролитных комплексов хитозана, в том числе, нестехиометричных комплексов, способных растворяться в воде и водно-солевых средах. Изучение растворимости хитозана, структуры и свойств получаемых растворов не только позволяет получать информацию о макромолеку-лярных характеристиках полимера, но и оптимизировать условия переработки его в изделия -гранулы, пленки, волокна, микросферы; разрабатывать методы получения различных форм новых биосовместимых и биодеградируемых полимерных систем для генной терапии, адресной доставки лекарств, дизайна "умных" систем эффективного разделения комплексных смесей биополимеров в биотехнологии.
Несколько глав монографии посвящено медико-биологическим аспектам применения хитоза-
на - влиянию химической структуры хитозана и его производных на антибактериальную, антими-котическую и антикоагулянтную активность; использованию хитозана для доставки противоопухолевых препаратов в живой организм, получения биофармацевтических скафолдов для тканевой инженерии и регенеративной медицины, а также материалов для лечения ран и ожогов. Не оставлены без внимания в монографии и вопросы формирования нановолокон на основе хитозана, представляющих, благодаря отсутствию токсичности и высокой биосовместимости хитозана, большой интерес для изготовления искусственных кровеносных сосудов и органов, имплантатов, матрик-сов-носителей лекарственных средств, медицинских масок, повязок и т.п.
Несмотря на широкий спектр свойств хитоза-на, для многих областей применения перспективны, в первую очередь, его производные. В монографии отражены современные тенденции направленной химической модификации хитозана с целью получения производных с требуемыми свойствами, в том числе твердофазный синтез, в условиях которого при твердофазном сдвиговом деформировании под давлением легко образуются соли хитозана, ацилированные производные, привитые сополимеры и некоторые другие производные, важные для практического применения. В отдельном обзоре рассмотрены комплексообразу-ющие свойства хитозана и его производных, а также новые возможности и перспективные направления их использования в качестве хелатирующих флокулянтов, сорбентов для аналитического концентрирования и полимерных лигандов и стабилизаторов для синтеза металлических наночастиц.
Появление монографии "Хитозан", безусловно, долгожданное событие. Книга освещает практически все наиболее важные направления современных исследований в области хитина и хитозана, ориентирована на широкий круг исследователей, будет полезна студентам, аспирантам, а также специалистам, работающим в медицине, косметологии, сельском хозяйстве и пищевой промышленности.
академик В.И. Сергиенко
ПРИКЛАДНАЯ БИОХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ том 50 № 5 2014
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.