Experimente:
Versuch: Herstellung einer Folie aus Chitosan

Das Kohlenhydrat Chitin kommt in der Natur sehr häufig vor. Es bildet z. B. das Exoskelett von Gliedertieren (Insekten, Spinnen und Krebse). Auch Pilze enthalten Chitin als Stützmasse. Nach Cellulose ist Chitin damit die häufigste organische Substanz auf der Erde. Momentan wird Chitin aus Abfällen der Krabbenfischerei und Pilzverarbeitung gewonnen. Allein als industrielles Nebenprodukt aus Pilzen fällt es jährlich in einer Menge von 6-7 Mio. Tonnen an.

Aber auch Teile der Kopffüßler („Tintenfische“) und anderer Weichtiere bestehen aus Chitin. Das bildet im Verbund mit der Calciumcarbonatmodifikation Aragonit ihre Fresswerkzeuge (wie den „Schnabel“ beim Nautilus oder die raspelartige „Radula“ bei den Schnecken). Auch die Deckel unserer Häuschen bauenden Landschnecken dürften aus diesem Verbundmaterial bestehen.

Chitin ist chemisch gesehen ein Amid, das sich aus Essigsäure und Aminozuckern bildet. Amide können basisch verseift werden (Bild 2). Das Verseifungsprodukt von Chitin heißt Chitosan.

Bild 2: Herstellung von Chitosan aus Chitin

Chitosan besitzt hervorragende Filmbildungseigenschaften, die anwendungstechnisch zur Herstellung von Folien und Membranen genutzt werden können. Chitosanfolien dienen zum Beispiel als Dialyseschläuche oder Wursthüllen. Eine allzu breite Verwendung haben Chitosanfolien allerdings nicht gefunden, da sie biologisch abbaubar sind. Chitosan-Gel nutzt man in der Abwassertechnologie als schwermetallbindendes Flockungsmittel. Letzteres ist u. a. auch wegen der chelatisierenden Eigenschaften wichtig.

Zur Verarbeitung muss man das Chitosan zunächst in einem geeigneten Lösemittel lösen. Im Gegensatz zu Chitin, das in fast allen gängigen Lösemitteln nahezu unlöslich ist und höchstens in Essigsäureethylester quillt, löst sich Chitosan aufgrund der zahlreich vorhandenen basischen und hydrophilen Gruppen wesentlich besser. Löslich ist Chitosan wegen der Aminogruppen vor allem in verdünnter Essigsäure, wobei eine Massenkonzentration von etwa 2-3 % bereits zu viskosen Lösungen führt. (Vergleiche mit dem Verhalten von Stärke oder Agar.) Wenn man eine derartige Lösung auf einer Kunststoffplatte ausgießt und das Lösemittel verdunsten lässt, erhält man eine transparente und farblose Folie, die überraschend stabil ist (siehe Experimente, V 8).

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Literatur