تولید کیتوسان پزشکی با جرم مولکولی پایین از پوست میگو، با استفاده از فرآیندهای شیمیایی چند مرحله‌‍‌ای

پلیمر زیستی کیتوسان از فرایند استیل زدایی کیتین حاصل می‌شود. کیتین در دیواره سلولی قارچ‌ها و پوست سخت‌پوستانی چون میگو و خرچنگ یافت می‌شود. پوست میگو به عنوان یکی از منابع عمده تامین کننده کیتین، دارای مواد دیگری از جمله مواد معدنی، پروتئین و رنگدانه است که باید در طی فرایند استخراج کیتین حذف شود. علاوه بر موارد ذکر شده ضایعات پوست میگو دارای مقادیر باقی‌ مانده از گوشت میگو است که باید برای رسیدن به پوست میگو خالص از مواد اولیه حذف شوند. بنابراین در فرایند تولید کیتوسان مراحل کلیدی آماده سازی مواد اولیه پوست میگو، پروتئین زدایی، حذف مواد معدنی، حذف رنگدانه و استیل زدایی وجود دارد. البته قابل ذکر است برای تنظیم یا کاهش جرم مولکولی محصولی نهایی، مرحله کاهش جرم مولکولی به فرایند اضافه می‌شود. در مرحله آماده سازی مواد اولیه پوست میگو، ضایعات میگو در آب جوش (95 درجه سانتی گراد) به مدت 30 دقیقه پخته و سپس شسته، خشک و پودر می‌شود. در ادامه حذف پروتئین از پودر پوست میگو با استفاده از محلول سدیم هیدروکسید 8 درصد (وزنی/حجمی)، به مدت 2 ساعت و در شرایط دمایی 55 درجه سانتی گراد انجام می‌شود. سپس مواد معدنی پودر پروتئین زدایی شده، با استفاده از محلول HCl 2 مولار در زمان 30 دقیقه و دمای واکنش 50 درجه سانتی گراد حذف می‌شود. حذف رنگدانه‌ها خود شامل دو مرحله است. در مرحله اول واکنش با استون خالص در دمای محیط و به مدت 10 دقیقه انجام می‌شود. در مرحله دوم رنگ زدایی با استفاده از محلول NaOCl 0.315 درصد انجام می‌شود. حال کیتین آماده برای استیل زدایی است. در مرحله استیل زدایی هدف تولید کیتوسان با درجه داستیلاسیون بالای 85 درصد، و جرم مولکولی پایین و متوسط است. با تنظیم شرایط عملیاتی به این نتایج دست پیدا خواهیم کرد. به همین دلیل در این مرحله کیتین را در معرض واکنش با محلول سدیم هیدروکسید 50 درصد، به مدت 10-7 ساعت و شرایط دمایی 95 درجه سانتی گراد قرار می‌دهیم. کیتوسان ناخالص تولید شده است، برای خالص سازی آن ابتدا در محلول اسید استیک 5 درصد (حجمی/حجمی) حل کرده و سپس محلول رویی را جدا و توسط محلول سدیم هیدروکسید 20 درصد رسوب می‌دهیم. رسوب تولید شده را جدا کرده و سپس شسته، خشک و پودر می‌کنیم. حال جرم مولکولی کیتوسان تولید شده را مورد ارزیابی قرار می‌دهیم؛ پیش بینی می‌شود فرایند پیشنهادی تا این جای کار منجر به تولید کیتوسان با جرم مولکولی پایین شود. درصورتی که جرم مولکولی بیشتر از مقدار مورد نظر باشد، مرحله کاهش جرم مولکولی به فرایند اضافه می‌شود. این اتفاق از واکنش کیتوسان با فسفریک اسید 85 درصد در دمای 60 درجه سانتی گراد و زمان واکنش 4 ساعت حاصل می‌شود.