•Qué es Quitosano?
QuitosanoEl CS es el segundo polisacárido natural más abundante, extraído principalmente de los caparazones de crustáceos como el camarón y el cangrejo. Su materia prima básica, la quitina, representa hasta el 27 % de los residuos del procesamiento del camarón y el cangrejo, y la producción anual mundial supera los 13 millones de toneladas. La extracción tradicional requiere tres procesos: descalcificación por lixiviación ácida (disolución del carbonato de calcio), ebullición alcalina para eliminar las proteínas y desacetilación alcalina concentrada al 40-50 %, obteniendo finalmente un sólido blanco con un grado de desacetilación superior al 70 %.
Un avance de los últimos años es el desarrollo del quitosano fúngico: el quitosano extraído de hongos como el Ganoderma lucidum mediante un método enzimático presenta un grado de desacetilación superior al 85 %, un peso molecular de tan solo un tercio del del camarón y el cangrejo (aproximadamente 8-66 kDa), no contiene proteínas alergénicas y la compatibilidad celular ha mejorado significativamente7. El equipo de la Academia China de Ciencias Agrícolas verificó que el método de extracción híbrido hongo-quitosano puede controlar la desviación del peso molecular en un ±5 %, solucionando así el problema de las fluctuaciones estacionales en las materias primas marinas.
•¿Cuáles son los beneficios de?Quitosano ?
La principal competitividad del quitosano proviene de los grupos amino e hidroxilo libres en su cadena molecular, que forman una “caja de herramientas molecular” única:
Capacidad de respuesta inteligente:La protonación de aminoácidos permite que el quitosano se disuelva en un ambiente ácido, logrando una liberación controlada por el pH (por ejemplo, la eficiencia de liberación del fármaco contra el cáncer doxorrubicina a un pH de 5,0 en el microambiente tumoral es 7,3 veces mayor que la del ambiente fisiológico);
Adhesión biológica:La carga positiva se combina con la carga negativa de la mucosa para prolongar el tiempo de retención del fármaco en la cavidad oral y el tracto gastrointestinal, y la adhesión de la mucosa aumenta 3 veces después de la modificación de la tiolación;
Sinergia ecológica:El quitosano puede degradarse completamente por la lisozima (la muestra con alta desacetilación pierde el 78% de su peso en 72 horas) y los productos de degradación participan en el ciclo del carbono y el nitrógeno del suelo.
El mecanismo antibacteriano es particularmente prominente:El quitosano de bajo peso molecular destruye la integridad de las membranas bacterianas y el diámetro de la zona de inhibición para Escherichia coli y Staphylococcus aureus es de 13,5 mm; su capacidad antioxidante también puede neutralizar el oxígeno reactivo producido por el estrés por pesticidas, reduciendo el contenido de malondialdehído de las espinacas tratadas con clorpirifos en un 40%.
•¿Cuáles son las aplicaciones deQuitosano?
1. Biomedicina: De suturas a guardianes de vacunas de ARNm
Sistema de administración inteligente: la eficiencia de transfección del nanocomplejo CS/pDNA es 2 órdenes de magnitud mayor que la de los liposomas, convirtiéndose en el nuevo favorito de los portadores de genes no virales;
Reparación de heridas: el gel compuesto de quitosano-glucano de Ganoderma lucidum acorta el tiempo de coagulación en un 50% y la estructura porosa tridimensional acelera la regeneración del tejido de granulación;
Estabilidad de la vacuna: El agente protector liofilizado de quitosano hace que la tasa de retención de actividad de la vacuna de ARNm supere el 90% a temperatura ambiente, lo que resuelve el problema del transporte en cadena de frío.
2. Agricultura verde: la clave ecológica para reducir el uso de fertilizantes
QuitosanoLos fertilizantes de liberación controlada (FLC) recubiertos aumentan la eficiencia a través de tres mecanismos:
Liberación dirigida: Las nanopelículas de óxido de grafeno/quitosano liberan nitrógeno de forma continua durante 60 días en suelo ácido, y la tasa de utilización es un 40 % mayor que la de la urea recubierta de azufre;
Resistencia al estrés del cultivo: Al inducir a las plantas a sintetizar quitinasa, el rendimiento del tomate aumentó en un 22%, al tiempo que se redujo la tasa de producción de O₂⁻;
Mejoramiento del suelo: Aumentar el contenido de materia orgánica en 1,8 veces, expandir las comunidades de actinomicetos en 3 veces y degradar completamente en 60 días sin dejar residuos.
3. Envasado de alimentos: La revolución de la conservación de la película compuesta de proteínas de insectos
El equipo de innovación de la Academia China de Ciencias Agrícolas se combinóquitosanoCon proteína de gusano de la harina y extracto de etanol de propóleo cargado:
Propiedades mecánicas: la resistencia a la tracción aumentó en un 200% y la barrera de vapor de agua alcanzó el 90% de las películas a base de petróleo;
Actividad antibacteriana: la tasa antibacteriana de las bacterias que deterioran la fresa superó el 99%, la vida útil se extendió a 14 días y la tasa de biodegradación fue del 100%.
4. Impresión y teñido de textiles: una solución natural para el poliéster antiestático
Mediante un tratamiento de reducción alcalina, se forman picaduras y grupos carboxilo en la superficie del poliéster. Tras la reticulación del quitosano con ácido tartárico:
Antiestático permanente: la resistividad se reduce de 10¹²Ω a 10⁴Ω y la recuperación de humedad se mantiene en 6,56% después de 30 lavados;
Adsorción de metales pesados: la eficiencia de quelación de Cu²⁰ en aguas residuales de impresión y teñido es >90% y el costo es 1/3 de la resina sintética.
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Hora de publicación: 03-jul-2025
