
西アフリカ川エビ(マクロブラキウム・ボレンホフェニイ)およびアメリカゴキブリ(ペリプラネータ・アメリカーナ)からの改良法によるキトサン抽出・特性化:バイオテクノロジーの応用
要旨:
キトサンは、甲殻類、昆虫、その他の節足動物の外殻および外骨格に豊富に存在する構造多糖であるキチンの脱アセチル化によって得られる天然バイオポリマーである。その独特の物理化学的性質により、生物医学、医療用、農業、産業分野での広範な応用が実現されている。ナイジェリアでは、豊富な淡水甲殻類および昆虫がキトサン源として十分に活用されていない状況にある。筆者らの研究では、改良された化学抽出プロセスを用いて、西アフリカ川エビ(Macrobrachium vollenhovenii)およびアメリカゴキブリ(Periplaneta americana)をキトサンの地元供給源としての可能性を評価した。外骨格材料に対し前処理、脱灰、除タンパクを施した後、オートクレーブ補助アルカリ脱アセチル化(50%水酸化ナトリウム、121℃、15 psi、30分)を実施した。得られたキチン収率はエビで29.53%、ゴキブリで17.78%であり、キトサン収率はそれぞれ28.13%および11.56%であった。フーリエ変換赤外分光法により、両供給源で得られたキトサンの特性官能基が確認され、脱アセチル化度(DD)はエビ由来キトサンで68.79%、ゴキブリ由来キトサンで81.21%であることが認められ、これは N-アセチル D-グルコサミンから D-グルコサミンへの有効な変換を示すものであった。これらの知見から、両種とも持続可能なキトサン製造のための実行可能な代替供給源であること、ならびに加圧脱アセチル化プロセスが収率およびポリマー品質を向上させることが示された。本アプローチは、ナイジェリアでの持続可能なキトサン抽出のためのスケーラブルで再現可能な戦略を提供し、生物工学、医療、産業における潜在的応用を支援するものである。
キトサンは、甲殻類、昆虫、その他の節足動物の外殻および外骨格に豊富に存在する構造多糖であるキチンの脱アセチル化によって得られる天然バイオポリマーである。その独特の物理化学的性質により、生物医学、医療用、農業、産業分野での広範な応用が実現されている。ナイジェリアでは、豊富な淡水甲殻類および昆虫がキトサン源として十分に活用されていない状況にある。筆者らの研究では、改良された化学抽出プロセスを用いて、西アフリカ川エビ(Macrobrachium vollenhovenii)およびアメリカゴキブリ(Periplaneta americana)をキトサンの地元供給源としての可能性を評価した。外骨格材料に対し前処理、脱灰、除タンパクを施した後、オートクレーブ補助アルカリ脱アセチル化(50%水酸化ナトリウム、121℃、15 psi、30分)を実施した。得られたキチン収率はエビで29.53%、ゴキブリで17.78%であり、キトサン収率はそれぞれ28.13%および11.56%であった。フーリエ変換赤外分光法により、両供給源で得られたキトサンの特性官能基が確認され、脱アセチル化度(DD)はエビ由来キトサンで68.79%、ゴキブリ由来キトサンで81.21%であることが認められ、これは N-アセチル D-グルコサミンから D-グルコサミンへの有効な変換を示すものであった。これらの知見から、両種とも持続可能なキトサン製造のための実行可能な代替供給源であること、ならびに加圧脱アセチル化プロセスが収率およびポリマー品質を向上させることが示された。本アプローチは、ナイジェリアでの持続可能なキトサン抽出のためのスケーラブルで再現可能な戦略を提供し、生物工学、医療、産業における潜在的応用を支援するものである。

