Extraction ,Characterization and Application Of Chitosan From Palestine Fish Scales
Date
2024-09-01
Authors
Hamza Wael Ismail Albattmah
حمزة وائل اسماعيل البطمة
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
The objective of this investigation was to isolate and describe chitosan, appraise its antimicrobial efficacy, and appraise its efficiency in eliminating hexavalent chromium (Cr(VI)) from contaminated water. The chitosan was extracted from Palestinian fish scales utilizing a tripartite procedure: demineralization, deproteinization, and deacetylation. Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy was utilized to verify the successful extraction and purity of the chitosan. The antimicrobial efficaciousness of the extracted chitosan was assessed against three pathogenic bacteria: Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, and Escherichia coli. Regarding environmental applications, the investigation scrutinized the efficaciousness of chitosan in treating hexavalent chromium in contaminated water. The results showed significant antibacterial activity against Staphylococcus aureus, with the largest inhibition zone observed at a concentration of 0.0075 g/100 ml. However, no significant antibacterial effects were detected against Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli. Chitosan also demonstrated high efficacy in removing hexavalent chromium, with optimal removal at pH 4, where the Cr(VI) concentration was reduced to zero, achieving complete removal. The most efficient removal was observed after 90 minutes, with the highest removal rate occurring at a chitosan dose of 0.5 g for a chromium concentration of 20 ppm. The adsorption behavior of chitosan was analyzed using adsorption isotherms, with the data fitting well to the Freundlich isotherm model, indicating multilayer adsorption of chromium ions onto the chitosan surface. Kinetic analysis revealed a strong correlation with pseudo-first-order kinetics. In conclusion, this study underscores the potential of chitosan derived from Palestinian fish scales as a versatile biopolymer, contributing to waste valorization while offering effective solutions for environmental remediation and antibacterial treatments.
تهدف الدراسة على استخلاص وتوصيف الكيتوسان وخصائصه المضادة للبكتيريا وكفاءته في إزالة الكروم السداسي من المياه الملوثة .تم استخلاص الكيتوسان من قشور أسماك فلسطينية باستخدام طريقة من ثلاث خطوات تشمل إزالة المعادن وإزالة البروتين وإزالة الأسيتيل. تم تأكيد نجاح الاستخلاص ونقاء الكيتوسان باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء (FTIR). تم اختبار النشاط المضاد للبكتيريا للكيتوسان المستخلص ضد ثلاث بكتيريا ممرضة: المكورات العنقودية الذهبية والكلبسيلة الرئوية والإشريكية القولونية. أظهرت النتائج خصائص مضادة للبكتيريا كبيرة ضد المكورات العنقودية الذهبية، مع أعلى منطقة تثبيط لوحظت عند تركيز 0.0075جم / 100مل. ومع ذلك، لم يلاحظ أي نشاط مضاد للبكتيريا مهم ضد الكلبسيلة الرئوية والإشريكية القولونية.تم التحقيق بدقة في فعالية الكيتوسان في معالجة الكروم السداسي (Cr (VI)) في مياه الصرف الصحي باستخدام الامتصاص الذري و مطياف الأشعة فوق البنفسجية. وجدت الدراسة أن الكيتوسان فعال للغاية في إزالة الكروم السداسي، حيث تم تحديد الرقم الهيدروجيني الأمثل للإزالة عند درجة الحموضة 4. عند هذا الرقم الهيدروجيني، تم تقليل الكروم السداسي المتبقي إلى الصفر، مما حقق معدل إزالة بنسبة 100٪. وكان أفضل وقت للإزالة عند الدقيقة التسعين، حيث سجل أعلى معدل إزالة للكروم. لوحظ أعلى إزالة عند جرعة 0.5جم لتركيز الكروم 20جزء في المليون. تم تحليل سلوك امتصاص الكيتوسان باستخدام نظائر الامتصاص، حيث تتوافق البيانات جيدًا مع نموذج فريندلش الذي يشير إلى امتصاص متعدد الطبقات لأيونات الكروم على سطح الكيتوسان. وتم تحليل النموذج الحركي وكانت النتائج متوافقة مع نموذج الرتبة الاولى الكاذب تسلط هذه الأطروحة الضوء على إمكانية استخدام الكيتوسان المشتق من قشور الأسماك الفلسطينية كبوليمر حيوي متعدد الوظائف، مما يساهم في استغلال النفايات ويوفر حلولاً عملية للتعامل مع البيئة والعلاجات المضادة للبكتيريا
تهدف الدراسة على استخلاص وتوصيف الكيتوسان وخصائصه المضادة للبكتيريا وكفاءته في إزالة الكروم السداسي من المياه الملوثة .تم استخلاص الكيتوسان من قشور أسماك فلسطينية باستخدام طريقة من ثلاث خطوات تشمل إزالة المعادن وإزالة البروتين وإزالة الأسيتيل. تم تأكيد نجاح الاستخلاص ونقاء الكيتوسان باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء (FTIR). تم اختبار النشاط المضاد للبكتيريا للكيتوسان المستخلص ضد ثلاث بكتيريا ممرضة: المكورات العنقودية الذهبية والكلبسيلة الرئوية والإشريكية القولونية. أظهرت النتائج خصائص مضادة للبكتيريا كبيرة ضد المكورات العنقودية الذهبية، مع أعلى منطقة تثبيط لوحظت عند تركيز 0.0075جم / 100مل. ومع ذلك، لم يلاحظ أي نشاط مضاد للبكتيريا مهم ضد الكلبسيلة الرئوية والإشريكية القولونية.تم التحقيق بدقة في فعالية الكيتوسان في معالجة الكروم السداسي (Cr (VI)) في مياه الصرف الصحي باستخدام الامتصاص الذري و مطياف الأشعة فوق البنفسجية. وجدت الدراسة أن الكيتوسان فعال للغاية في إزالة الكروم السداسي، حيث تم تحديد الرقم الهيدروجيني الأمثل للإزالة عند درجة الحموضة 4. عند هذا الرقم الهيدروجيني، تم تقليل الكروم السداسي المتبقي إلى الصفر، مما حقق معدل إزالة بنسبة 100٪. وكان أفضل وقت للإزالة عند الدقيقة التسعين، حيث سجل أعلى معدل إزالة للكروم. لوحظ أعلى إزالة عند جرعة 0.5جم لتركيز الكروم 20جزء في المليون. تم تحليل سلوك امتصاص الكيتوسان باستخدام نظائر الامتصاص، حيث تتوافق البيانات جيدًا مع نموذج فريندلش الذي يشير إلى امتصاص متعدد الطبقات لأيونات الكروم على سطح الكيتوسان. وتم تحليل النموذج الحركي وكانت النتائج متوافقة مع نموذج الرتبة الاولى الكاذب تسلط هذه الأطروحة الضوء على إمكانية استخدام الكيتوسان المشتق من قشور الأسماك الفلسطينية كبوليمر حيوي متعدد الوظائف، مما يساهم في استغلال النفايات ويوفر حلولاً عملية للتعامل مع البيئة والعلاجات المضادة للبكتيريا
Description
Keywords
Citation
Albattmah، Hamza Wael. (2024). Extraction ،Characterization and Application Of Chitosan From Palestine Fish Scales [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس.