پلیمری از طلای زنده ایران

[*mishi* 11920]

آرتمیا یا میگوی آب شور، موجود کوچکی است به طول 1تا 5/1 سانتیمتر که در دریاچه های شور از جمله دریاچه ارومیه زندگی می کند و به عنوان یک ماده غذایی با ارزش در صنعت آبزی پروری محسوب می شود.

 

 

 

البته تاکنون علاوه بر کاربردهای گسترده این موجود استثنایی در صفت آبزی پروری موارد کاربردي گوناگونی برای آن وجود داشته است و به تازگی هم پس از 3 سال پژوهش و بررسی روی این موجود یعنی تنها جاندار دریاچه ارومیه، پژوهشگران مرکز تحقیقات آرتیمیا به روش فراوری 2 ماه کیتین و کیتوزان از آن دست یافته اند . به این ترتیب، ترکیبات پوسته آرتمیا می تواند در صنایع کشاورزی، نساجی، پزشکی ، غذایی ، آرایشی ، داروسازی ، تصفیه مواد هسته ای و نفتی هم کاربردهای زیادی یابد.

 

 

 

کیتین و شکل استیل زدایی شده آرتمیا به نام کیتوسان، فراوان ترین پلی ساکاریدهای طبیعی پس از سلولز هستند. این مواد از به هم پیوستن بیش از 5000 مونومر گلوکزآمین به وجود می آید. تاکنون بیش از 300 منبع متفاوت از جمله گیاهان و بی مهرگان دریایی، حشرات، باکتری ها، جلبک ها، قارچها، خزه ها، نرم تنان و دیاتومه ها برای استخراج این موارد مورد مطالعه قرار گرفته اند. در حال حاضر، مهمترین منابع اولیه برای استخراج به صرفه اقتصادی آن،پوسته سخت پوستان دریایی همچون میگو، خرچنگ و کریل است.

 

 

 

بیش از 3 هزار کاربرد از آنها در صنایع داروسازی، زیست فناوری، کشاورزی، آرایشی، غذایی ، تولیدات گیاهی، تصفیه آب، پزشکی ، کاغذسازی ، پالایش فلزات سنگین، تغذیه حیوانات، شیمی، نساجی و الیاف به ثبت رسیده است .

 

 

 

 

البته این دو زیست پلیمر بر حسب منابع استخراجی و شرایط عمل آوری، تا حدوی خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نشان می دهد. در سال 1999 در یک گزارش پژوهشی عنوان شد که کیتین و کیتوسان از نظر ساختار شیمیایی کاملاً یکسان نیستند؛ بلکه با توجه به نوع منبع اولیه و نحوه فراوری تا حدودی خصوصیات، عملکرد و مشتقات متفاوتی را به وجود می آورند که در زمینه های مختلف کاربرد آنها در صنایع اثر دارد. این در حالی است که لایه های کوریونی سیست آرتمیایی دریاچه ارومیه، پس از پوست اندازی در طول سال به علت سبکی وزن با ورزش بادهای غالب منطقه ای به سواحل دریاچه رانده می شود و به صورت پوسته های سیست آرتمیا در سواحل انباشه می شود و استفاده خاصی از آنها به عمل نمی آید.در نتیجه با توجه به خصوصیات ویژه پوسته های آرتمیای دریاچه ارومیه و بلااستفاده ماندن آنها برای اولین بارخواص کیفی کیتین و کیتوسان استخراج شده از آنها با دو نوع تجاری مشابه از کشور ویتنام ( پوسته خرچنگ) و کشور چین( پوسته میگو) که البته هر دو با روشهای شیمیایی عمل آوری شده اند، مورد مطالعه و ارزیابی مقایسه ای قرار گرفته است .نیاز دنیا به کیتوازان 200 هزار تن در سال است که البته دسترسی و پایین بودن درصد کیتین و همچنین هزینه بالای نگهداری آنها تولید این ماده در جهان بسیار ناچیز است به همین دلیل، ارزش جهانی هر کیلو کیتوزان 10 هزار دلار است و در صورت صنعتی شدن تولید این ماده می توان سالانه 140 کیلوگرم از این فراورده را در کشور استخراج کرد.

 

 

 

 

 

گونه ای استثنایی در ارومیه:

 

دریاچه ارومیه با گستره 3 تا6 هزار کیلومتر مربع در دو استان آذربایجان غربی و شرقی یکی از 9 منطقه مهم جهان و به عنوان بیوسفر حفاظت شده تعیین شده است. وجودآبزی ارزشمندی به نام آرتمیا به عنوان یک منبع بالقوه اقتصادی ، از دیگر دلایل مهم برای حفاظت از اکوسیستم این دریاچه است . آرتمیا سخت پوست بسیار کوچکی است که در آبهای بسیار شور زندگی می کند و به شوری های بالا عادت دارد . از آنجا که آبّهای شور در سراسر دنیا فراوان است؛ این موجود هم در اکثر نقاط دنیا پراکنده است و چون آرتمیا در شرایط بد محیطی سیست تشکیل می دهد. سیست آن می تواند با باد یا پرندگان آبی مهاجر دیگر نقاط منتقل شود.البته پراکنش آرتمیا در ایران علاوه بر دریاچه ارومیه که دارای گونه مختص خود است. در نقاط دیگر هم گزارش شده است که از جمله آنها دریاچه های قم، جازموریان، پریشان مهارلو، بختگان ، مرداب گاوخونی و ... است .

 

 

 

اما از این میان آرتمیای دریاچه ارومیه هم دو جنسی است و هم بکرزا ولی دیگر گونه های موجود فقط بکرزا هستند.این موجود ارزنده علاوه بر داشتن ارزش غذایی بالای خود قابلیت پایداری و امکان غنی سازی با انواع داروها و ترکیبات رنگی، آنتی بیوتیک ها و ویتامین ها در فناوری های درمان و بهداشت را هم دارد. به صورتی که سالانه میلیون ها دلار تجارت جهانی را به خود اختصاص می دهد و هر کیلوگرم سیست با کیفیت آرتمیا تا 200 دلار خرید و فروش می شود.مرکز تحقیقات آرتمیا از سال 79 ارزیابی ذخایر برای تدوین نظام بهره برداری پایدار، بررسی های تنوع زیستی، تهیه بانک ژنی، مطالعه و شناسایی آرتمیا و سایر آبگیرها و آبهای شور در کشور، تکثیر و پرورش مصنوعی آرتمیا در استخراج و اراضی شوره زار، افزایش کیفیت و فناوری تدوین نظام استاندارد جهانی(haccp) برای ورود آرتمیای ایران به بازار های جهانی را در سرلوحه تحقیقات کاربردی خود قرار داده است.طرح تحقیقات بازسازی ذخایر آرتمیای دریاچه ارومیه، تدوین نظام بهره برداری پایدار در وضعیت فعلی دریاچه، ترویج تکنیک های تکثیر و پرورش آرتمیا در استخرهای خاکی و استفاده از آبهای شور دیگر مناطق کشور از جمله طرحهای این مرکز است.

 

 

 

 

 

پوسته ای اسرارآمیز:

 

برای اولین بار در مرکز تحقیقات آرتمیا پوسته سیست آرتمیا اورمیانان از سواحل دریاچه ارومیه به شکل ضایعات جمع آوری می شود . به گفته دکتر یوسفعلی اسدپور، عضو هیات علمی گروه شیلات دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی و پژوهشگر مرکز تحقیقات آرتمیا در آسیای میانه و غربی مستقر در ارومیه برای اولین بار، پوسته های سيست آرتمیا ارومیانا به منظور استخراج مواد با ارزش همچون کیتین و کیتوسان مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که این نمونه ها در حدود 28 درصد وزنی کیتین قابل استخراج دارند. در نتیجه، این پوسته ها به عنوان یک منبع جدید، مناسب و نسبتاً فراوان برای به دست آوردن این زیست پلیمر معرفی شد.در این پژوهش استخراج کیتین پوسته ها با روش بهینه تغییر یافته نسبت به روشهای رایج شیمیایی انجام شد . مرحله حذف مواد لیپیدی با محلول بنزین نفت به عنوان روشی اصلاحی در فرایند عمل آوری آن مورد استفاده قرار گرفت .به گفته اسدپور ، نتایج تجزیه عناصری کیتین پوسته بیانگر 6/7 درصد نیتروژن ، 6/48 درصد کربن و 7 درصد هیدروژن است . درصد نیتروژن و کربن کیتین پوسته سیست آرتمیا در مقایسه با 2 نوع استخراج شده از پوسته خرچنگ و میگو تا حدی بیشتر است که به کارگیی کیتنی پوسته را در زمینه های پزشکی برای هموستاز، فرایندهای دیالیز، سنتز پوست مصنوعی ، نخ بخیه جراحی ،زیست محیطی ، سم زدایی و پرتوزدایی مورد توجه قرار می دهد.

 

 

 

 

این موضوع، نظریه سیبورن در سال 2000 را مبنی براین کیتین ها و مشتقات فراوان آنها بویژه کینوسان ها در شرایط یکسان بسته به نوع منابع اولیه استخراجی و روشهای عمل آوری تا حدی دارای خصوصیات مختلف خواهند بود، تایید می کند . تفاوت های جزئی اوزان ملکولی ،یکسان نبودن رنگها،گرانروی و درصد بلور بودن کیتنی و کیتوسان استخراج شده در مقایسه با 2 نوع مشابه آن در واقع تاییدی برای این نظریه است.

 

 

 

 

 

زیست پلیمری با کاربردهای گوناگون

 

استخراج کیتین از پوسته سیست آرتمیا اورمیانا و تبدیل آن به کیتوسان و دیگر مشتقات فراوان آن موجب تولید موادی با ارزش افزوده زیاد از سیست های رانده شده به سواحل دریاچه ارومیه خواهد شد که استفاده خاصی از آنها به عمل نمی آید . براساس ارزیابی های انجام شده از ذخائر، سالانه می توان مقادیر قابل توجهی کیتنی، کیتوسان و مشتقات آنها را از پوسته ها استخراج و تولید کرد.به گفته اسدپور مقایسه طیفهای زیرقرمز و پراش پرتوایکس و ساختار بلوری به دست آمده از نمونه های کیتین و کیتوسان در واقع بیانگر تولید محصولات مشابه با طیف استاندارد این زیست پلیمرهاست و اختلافات جزئی آن ناشی از نوع منابع اولیه و روشهای عمل آوری هستند.

 

 

 

نقل از مجله نفتا-گروه مهندسی شیمی دانشگاه اصفهان