•Was ist Chitosan?
Chitosan(CS) ist das zweitgrößte natürliche Polysaccharid in der Natur und wird hauptsächlich aus den Schalen von Krebstieren wie Garnelen und Krabben gewonnen. Sein Rohstoff Chitin macht bis zu 27 % der Abfälle aus der Garnelen- und Krabbenverarbeitung aus, und die weltweite Jahresproduktion übersteigt 13 Millionen Tonnen. Die traditionelle Extraktion erfordert drei Prozesse: Säurelaugung und Entkalkung (Auflösen von Calciumcarbonat), alkalisches Kochen zur Entfernung von Proteinen und Deacetylierung mit 40–50 % konzentrierter Alkalilauge. Schließlich entsteht ein weißer Feststoff mit einem Deacetylierungsgrad von über 70 %.
Ein Durchbruch der letzten Jahre ist die Entwicklung von Pilz-Chitosan: Chitosan, das mit einem enzymatischen Verfahren aus Pilzen wie Ganoderma lucidum extrahiert wird, hat einen Deacetylierungsgrad von über 85 %, ein Molekulargewicht von nur 1/3 des Molekulargewichts von Garnelen und Krabben (ca. 8–66 kDa), enthält keine allergenen Proteine und hat eine deutlich verbesserte Zellkompatibilität7. Das Team der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften hat bestätigt, dass mit der hybriden Pilz-Chitosan-Extraktionsmethode die Abweichung des Molekulargewichts auf ±5 % begrenzt werden kann, wodurch das Problem der saisonalen Schwankungen bei Meeresrohstoffen gelöst wird.
•Was sind die Vorteile vonChitosan ?
Die Kernkompetenz von Chitosan beruht auf den freien Amino- und Hydroxygruppen seiner Molekülkette, die einen einzigartigen „molekularen Werkzeugkasten“ bilden:
Intelligente Reaktionsfähigkeit:Durch die Aminoprotonierung kann sich Chitosan in einer sauren Umgebung auflösen und so eine pH-kontrollierte Freisetzung erreichen (so ist beispielsweise die Freisetzungseffizienz des Krebsmedikaments Doxorubicin bei einem pH-Wert von 5,0 in der Tumormikroumgebung 7,3-mal so hoch wie in der physiologischen Umgebung).
Biologische Haftung:positive Ladung kombiniert mit negativer Ladung der Schleimhaut, um die Verweilzeit des Arzneimittels in der Mundhöhle und im Magen-Darm-Trakt zu verlängern, und die Schleimhauthaftung wird nach der Thiolierungsmodifikation um das Dreifache erhöht;
Ökologische Synergie:Chitosan kann durch Lysozym vollständig abgebaut werden (eine Probe mit hoher Deacetylierung verliert in 72 Stunden 78 % ihres Gewichts) und die Abbauprodukte nehmen am Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf des Bodens teil.
Besonders hervorzuheben ist der antibakterielle Mechanismus:Chitosan mit niedrigem Molekulargewicht zerstört die Integrität bakterieller Membranen und der Durchmesser der Hemmzone für Escherichia coli und Staphylococcus aureus beträgt 13,5 mm; seine antioxidative Kapazität kann auch den durch Pestizidstress erzeugten reaktiven Sauerstoff neutralisieren und so den Malondialdehydgehalt von mit Chlorpyrifos behandeltem Spinat um 40 % reduzieren.
•Was sind die Anwendungen vonChitosan?
1. Biomedizin: Von Nähten zu Mrna-Impfstoffwächtern
Intelligentes Abgabesystem: Die Transfektionseffizienz des CS/pDNA-Nanokomplexes ist um zwei Größenordnungen höher als die von Liposomen, sodass er zu einem neuen Favoriten unter den nicht-viralen Genträgern wird.
Wundheilung: Ganoderma lucidum Chitosan-Glucan-Kompositgel verkürzt die Gerinnungszeit um 50 % und die dreidimensionale poröse Struktur beschleunigt die Regeneration des Granulationsgewebes;
Stabilität des Impfstoffs: Durch das gefriergetrocknete Schutzmittel Chitosan wird die Aktivitätserhaltungsrate des mRNA-Impfstoffs bei Raumtemperatur auf über 90 % erhöht, wodurch das Problem des Kühlkettentransports gelöst wird.
2. Grüne Landwirtschaft: Der ökologische Schlüssel zur Reduzierung des Düngemitteleinsatzes
Chitosan-beschichtete Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung (CRFs) steigern die Effizienz durch dreifache Mechanismen:
Gezielte Freisetzung: Graphenoxid/Chitosan-Nanofilme geben in saurem Boden 60 Tage lang kontinuierlich Stickstoff frei, und die Nutzungsrate ist 40 % höher als die von schwefelbeschichtetem Harnstoff;
Stressresistenz der Pflanzen: Durch die Anregung der Chitinase-Synthese in den Pflanzen stieg der Tomatenertrag um 22 %, während gleichzeitig die O₂⁻-Produktionsrate reduziert wurde;
Bodenverbesserung: Erhöhung des organischen Substanzgehalts um das 1,8-fache, Vermehrung der Actinomyceten-Gemeinschaften um das 3-fache und vollständiger Abbau innerhalb von 60 Tagen ohne Rückstände.
3. Lebensmittelverpackung: Die Konservierungsrevolution der Insektenprotein-Verbundfolie
Das Innovationsteam der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften vereintChitosanmit Mehlwurmprotein und angereichertem Propolis-Ethanol-Extrakt:
Mechanische Eigenschaften: Die Zugfestigkeit wurde um 200 % erhöht und die Wasserdampfbarriere erreichte 90 % der auf Erdöl basierenden Folien.
Antibakterielle Aktivität: Die antibakterielle Rate der Erdbeerverderbnisbakterien überstieg 99 %, die Haltbarkeit wurde auf 14 Tage verlängert und die biologische Abbaurate betrug 100 %.
4. Textildruck und -färbung: eine natürliche Lösung für antistatisches Polyester
Durch die alkalische Reduktionsbehandlung bilden sich Vertiefungen und Carboxylgruppen auf der Polyesteroberfläche. Nachdem Chitosan mit Weinsäure vernetzt wurde:
Permanent antistatisch: Der spezifische Widerstand wird von 10¹²Ω auf 10⁴Ω reduziert und die Feuchtigkeitsaufnahme bleibt nach 30 Wäschen bei 6,56 %;
Schwermetalladsorption: Die Effizienz der Cu²⁰-Chelatisierung in Druck- und Färbeabwässern beträgt >90 % und die Kosten betragen 1/3 der Kosten für Kunstharz.
• NEWGREEN liefert hohe QualitätChitosanPulver
Beitragszeit: 03.07.2025
