Kitosaan: eelised, rakendused ja palju muud

• Mis on Kitosaan?

Kitosaan(CS) on looduses suuruselt teine ​​looduslik polüsahhariid, mida ekstraheeritakse peamiselt koorikloomade, näiteks krevettide ja krabide kestadest. Selle põhitooraine kitiin moodustab kuni 27% krevettide ja krabide töötlemisjäätmetest ning ülemaailmne aastatoodang ületab 13 miljonit tonni. Traditsiooniline ekstraheerimine nõuab kolme protsessi: happega leostumist, dekaltsifikatsiooni (kaltsiumkarbonaadi lahustamist), leeliselist keetmist valgu eemaldamiseks ja 40–50% kontsentreeritud leeliselist deatsetüülimist, mille tulemuseks on valge tahke aine, mille deatsetüülimise aste on üle 70%.

Viimaste aastate läbimurdeks on seenpõhise kitosaani väljatöötamine: seentest, näiteks Ganoderma lucidumist, ensümaatilise meetodi abil ekstraheeritud kitosaani deatsetüülimise aste on üle 85%, molekulmass vaid 1/3 krevettide ja krabide molekulmassist (umbes 8–66 kDa) ning see ei sisalda allergeenseid valke ja rakkude ühilduvus on oluliselt paranenud7. Hiina Põllumajandusteaduste Akadeemia meeskond kinnitas, et seene-kitosaani hübriidekstraheerimismeetod suudab kontrollida molekulmassi hälvet ±5% piires, lahendades meretoorme hooajaliste kõikumiste probleemi.

• Millised on eelisedKitosaan ?

Kitosaani peamine konkurentsivõime tuleneb selle molekulaarahela vabadest amino- ja hüdroksüülrühmadest, mis moodustavad ainulaadse „molekulaarse tööriistakasti“:

Intelligentne reageerimisvõime:aminoprotoneerimine võimaldab kitosaanil lahustuda happelises keskkonnas, saavutades pH-kontrollitud vabanemise (näiteks vähivastase ravimi doksorubitsiini vabanemise efektiivsus pH 5,0 juures kasvaja mikrokeskkonnas on 7,3 korda suurem kui füsioloogilises keskkonnas);

Bioloogiline adhesioon:Positiivne laeng kombineerub limaskesta negatiivse laenguga, pikendades ravimi retentsiooniaega suuõõnes ja seedetraktis ning limaskesta adhesioon suureneb pärast tiooli modifitseerimist 3 korda;

Ökoloogiline sünergia:Kitosaani saab lüsosüümi abil täielikult lagundada (kõrge deatsetüülimisega proov kaotab 72 tunniga 78% kaalust) ning lagunemissaadused osalevad mulla süsiniku- ja lämmastikuringluses.

Antibakteriaalne mehhanism on eriti silmapaistev:Madala molekulmassiga kitosaan hävitab bakterite membraanide terviklikkuse ning Escherichia coli ja Staphylococcus aureus'e inhibeerimistsooni läbimõõt on 13,5 mm; selle antioksüdantne võime neutraliseerib ka pestitsiidistressi tekitatud reaktiivset hapnikku, vähendades klorpürifossiga töödeldud spinati malondialdehüüdi sisaldust 40%.

• Millised on rakendusedKitosaan?

1. Biomeditsiin: õmblustest MRNA vaktsiinini

Intelligentne manustamissüsteem: CS/pDNA nanokompleksi transfektsiooni efektiivsus on 2 suurusjärku kõrgem kui liposoomidel, saades mitteviiruslike geenikandjate uueks lemmikuks;

Haavade parandamine: Ganoderma lucidum kitosaani-glükaani komposiitgeel lühendab hüübimisaega 50% võrra ja kolmemõõtmeline poorne struktuur kiirendab granulatsioonkoe taastumist;

Vaktsiini stabiilsus: kitosaani külmkuivatatud kaitseaine muudab mRNA vaktsiini aktiivsuse retentsioonikiiruse toatemperatuuril üle 90%, lahendades külmaahela transpordi probleemi.

2. Roheline põllumajandus: ökoloogiline võti väetiste kasutamise vähendamiseks

KitosaanKaetud kontrollitud vabanemisega väetised (CRF-id) suurendavad efektiivsust kolmekordse mehhanismi kaudu:

Sihipärane vabanemine: grafeenoksiidi/kitosaani nanokiled vabastavad happelises pinnases pidevalt lämmastikku 60 päeva jooksul ja kasutusmäär on 40% kõrgem kui väävliga kaetud karbamiidil;

Põllukultuuride stressiresistentsus: Taimede kitiinaasi sünteesi indutseerimine suurendas tomatisaaki 22%, vähendades samal ajal O₂⁻ tootmise kiirust;

Mulla parandamine: Suurendab orgaanilise aine sisaldust 1,8 korda, laiendab aktinomütseedi kooslusi 3 korda ja laguneb täielikult 60 päeva jooksul ilma jääkideta.

3. Toidupakendid: putukavalgu komposiitkile säilitamise revolutsioon

Hiina Põllumajandusteaduste Akadeemia innovatsioonimeeskond ühendaskitosaanjahuussivalgu ja rikastatud taruvaigu etanooliekstraktiga:

Mehaanilised omadused: tõmbetugevus suurenes 200% ja veeaurutõke ulatus 90%-ni naftapõhistest kiledest;

Antibakteriaalne toime: maasika riknemisbakterite antibakteriaalne määr ületas 99%, säilivusaeg pikenes 14 päevani ja biolagunemise määr oli 100%.

4. Tekstiilitrükk ja -värvimine: looduslik lahendus antistaatilise polüestri jaoks

Leelisega redutseerimise teel moodustuvad polüestri pinnale süvendid ja karboksüülrühmad. Pärast kitosaani ristseostamist viinhappega:

Püsiv antistaatiline: takistus väheneb 10¹²Ω-lt 10⁴Ω-le ja niiskustaastumine püsib pärast 30 pesukorda 6,56% juures;

Raskmetallide adsorptsioon: Cu²⁰ kelaatimise efektiivsus trükkimise ja värvimise reovees on >90% ja maksumus on 1/3 sünteetilise vaigu maksumusest.

• NEWGREEN pakub kõrget kvaliteetiKitosaanPulber