Polysaccharide - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 238

Bild 156 Vergleich der Herstellungswege von Chitosan aus Krabbenschalen (links) und aus filamentösen
Pilzen (rechts). Darstellung nach [155].

Struktur / Eigenschaften
Wie Cellulose ist Chitin ein Homoglucan aus β-1,4-glykosidisch verbundenen Glucose-
Molekülen, die allerdings im Fall des Chitins am C 6 -Kohlenstoffatom eine Acetylamino-
Gruppe besitzen. Die langgestreckte Molekülstruktur begünstigt wie bei der Cellulose die Aus-
bildung fibrillärer Strukturen (vergleiche dazu die stäbchenförmige, faserbildende Cellulose
mit β-1,4-glykosidischen Bindungen, Kap. 4.1). Im Gegensatz dazu bilden Amylose, Amy-
lopektin, Glykogen und Schizophyllan durch die

-1,4-glykosidischen Bindungen Moleküle
mit helikaler Struktur (siehe Kap. 4.4 Stärke und Stärkeblends sowie Kap. 4.9.1 Schizo-
phyllan). Die Strukturen von Chitin und Chitosan sind in Bild 157 im Vergleich mit Cellulose
dargestellt und zeigen die starke strukturelle Verwandtschaft.
Chitin besitzt wie viele andere Biopolymere (z. B. Kollagen, Seide, Wolle, Cellulose) eine
komplexe strukturelle Hierarchie. Die N-Acetyl-β-D-Glucosamino-Einheiten können durch die
große Polarität der Acetylaminogruppen am C 6 -Kohlenstoff des Glucoserings starke Wasser-
stoffbrückenbindungen ausbilden. Die in der Natur hauptsächlich existierende Form, das
α

α

-Chitin [13], besitzt auf der primären Strukturebene antiparallel angeordnete Chitin-Ketten,
die im Exoskelett von Arthropoden mit Proteinen vergesellschaftet sind (siehe Bild 158) und
Chitin/Protein-Nanofibrillen ausbilden [159]. Weitere Formen sind β- und γ-Chitin [22], [160].
Bei Insekten liegt der Proteinanteil zwischen 50 und 95 % und der biogene Verbundwerkstoff
besitzt dort stark richtungsabhängige Eigenschaften (Anisotropie). Die Proteine sind beispiels-
weise Arthropodin oder Resilin. Letzteres ist ein Protein mit gummielastischen Eigenschaften
und sehr hoher Dehnbarkeit [13]. Bei Crustaceen liegen die Proteine zusammen mit Calcium-