चिटोसन: लाभ, अनुप्रयोग और अधिक

•क्या है काइटोसन?

काइटोसन(सीएस) प्रकृति में दूसरा सबसे बड़ा प्राकृतिक पॉलीसैकेराइड है, जो मुख्य रूप से झींगा और केकड़े जैसे क्रस्टेशियंस के कवच से निकाला जाता है। इसका मूल कच्चा माल, काइटिन, झींगा और केकड़े के प्रसंस्करण अपशिष्ट का 27% तक होता है, और इसका वैश्विक वार्षिक उत्पादन 13 मिलियन टन से अधिक है। पारंपरिक निष्कर्षण में तीन प्रक्रियाएँ शामिल हैं: अम्ल निक्षालन, डीकैल्सीफिकेशन (कैल्शियम कार्बोनेट का विलयन), प्रोटीन को हटाने के लिए क्षारीय उबालना, और 40-50% सांद्र क्षार डीएसिटिलीकरण, और अंत में 70% से अधिक डीएसिटिलीकरण डिग्री वाला एक सफेद ठोस प्राप्त होता है।

हाल के वर्षों में फंगल चिटोसन का विकास एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है: गैनोडर्मा ल्यूसिडम जैसे कवकों से एंजाइमी विधि द्वारा निकाले गए चिटोसन में डीएसिटिलीकरण की मात्रा 85% से अधिक होती है, इसका आणविक भार झींगा और केकड़े के आणविक भार का केवल 1/3 (लगभग 8-66kDa) होता है, और इसमें एलर्जी पैदा करने वाले प्रोटीन नहीं होते हैं, और कोशिका अनुकूलता में उल्लेखनीय सुधार होता है।7 चीनी कृषि विज्ञान अकादमी की टीम ने सत्यापित किया है कि कवक-चिटोसन संकर निष्कर्षण विधि आणविक भार विचलन को ±5% के भीतर नियंत्रित कर सकती है, जिससे समुद्री कच्चे माल में मौसमी उतार-चढ़ाव की समस्या का समाधान हो जाता है।

•इसके क्या लाभ हैं?काइटोसन ?

चिटोसन की मुख्य प्रतिस्पर्धात्मकता इसकी आणविक श्रृंखला पर मुक्त अमीनो और हाइड्रॉक्सिल समूहों से आती है, जो एक अद्वितीय "आणविक टूलबॉक्स" बनाती है:

बुद्धिमान प्रतिक्रियाशीलता:अमीनो प्रोटोनेशन चिटोसन को अम्लीय वातावरण में घुलने देता है, जिससे pH नियंत्रित रिलीज प्राप्त होती है (जैसे ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट में pH 5.0 पर एंटीकैंसर दवा डॉक्सोरूबिसिन की रिलीज दक्षता शारीरिक वातावरण की तुलना में 7.3 गुना है);

जैविक आसंजन:सकारात्मक चार्ज म्यूकोसा के नकारात्मक चार्ज के साथ मिलकर मौखिक गुहा और जठरांत्र संबंधी मार्ग में दवा के अवधारण समय को बढ़ाता है, और थिओलेशन संशोधन के बाद म्यूकोसल आसंजन 3 गुना बढ़ जाता है;

पारिस्थितिक तालमेल:चिटोसन को लाइसोजाइम द्वारा पूरी तरह से विघटित किया जा सकता है (उच्च डीएसिटिलेशन नमूना 72 घंटों में 78% वजन खो देता है), और विघटन उत्पाद मिट्टी के कार्बन और नाइट्रोजन चक्र में भाग लेते हैं।

जीवाणुरोधी तंत्र विशेष रूप से प्रमुख है:कम आणविक भार वाला चिटोसन जीवाणु झिल्लियों की अखंडता को नष्ट कर देता है, और एस्चेरिचिया कोली और स्टैफिलोकोकस ऑरियस के लिए अवरोध क्षेत्र का व्यास 13.5 मिमी है; इसकी एंटीऑक्सीडेंट क्षमता कीटनाशक तनाव द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन को भी बेअसर कर सकती है, जिससे क्लोरपाइरीफोस से उपचारित पालक में मैलोनडायल्डिहाइड की मात्रा 40% तक कम हो जाती है।

•इसके अनुप्रयोग क्या हैं?काइटोसन?

1. बायोमेडिसिन: टांके से लेकर एमआरएनए वैक्सीन संरक्षक तक

बुद्धिमान वितरण प्रणाली: सीएस/पीडीएनए नैनोकॉम्प्लेक्स की ट्रांसफ़ेक्शन दक्षता लिपोसोम की तुलना में 2 ऑर्डर अधिक है, जो गैर-वायरल जीन वाहकों का नया पसंदीदा बन रहा है;

घाव की मरम्मत: गैनोडर्मा ल्यूसिडम चिटोसन-ग्लूकन मिश्रित जेल जमावट समय को 50% तक कम कर देता है, और त्रि-आयामी छिद्रपूर्ण संरचना दानेदार ऊतक के पुनर्जनन को तेज करती है;

वैक्सीन स्थिरता: चिटोसन फ्रीज-ड्राय सुरक्षात्मक एजेंट mRNA वैक्सीन की गतिविधि अवधारण दर को कमरे के तापमान पर 90% से अधिक कर देता है, जिससे कोल्ड चेन परिवहन की समस्या हल हो जाती है।

2. हरित कृषि: उर्वरक उपयोग को कम करने की पारिस्थितिक कुंजी

काइटोसन-लेपित नियंत्रित-रिलीज़ उर्वरक (सीआरएफ) ट्रिपल तंत्र के माध्यम से दक्षता बढ़ाते हैं:

लक्षित रिलीज: ग्राफीन ऑक्साइड/चिटोसन नैनोफिल्म्स अम्लीय मिट्टी में 60 दिनों तक लगातार नाइट्रोजन जारी करते हैं, और उपयोग की दर सल्फर-लेपित यूरिया की तुलना में 40% अधिक है;

फसल तनाव प्रतिरोध: पौधों को चिटिनेज़ संश्लेषित करने के लिए प्रेरित करने से टमाटर की उपज में 22% की वृद्धि हुई, जबकि O₂⁻ उत्पादन की दर कम हो गई;

मृदा सुधार: कार्बनिक पदार्थ की मात्रा में 1.8 गुना वृद्धि, एक्टिनोमाइसीट समुदायों का 3 गुना विस्तार, तथा अवशेष के बिना 60 दिनों के भीतर पूर्णतः विघटित होना।

3. खाद्य पैकेजिंग: कीट प्रोटीन कम्पोजिट फिल्म का संरक्षण क्रांति

चीनी कृषि विज्ञान अकादमी की नवाचार टीम ने संयुक्त रूप सेकाइटोसनमीलवर्म प्रोटीन और लोडेड प्रोपोलिस इथेनॉल अर्क के साथ:

यांत्रिक गुण: तन्य शक्ति में 200% की वृद्धि हुई, और जल वाष्प अवरोध पेट्रोलियम आधारित फिल्मों के 90% तक पहुंच गया;

जीवाणुरोधी गतिविधि: स्ट्रॉबेरी खराब करने वाले बैक्टीरिया की जीवाणुरोधी दर 99% से अधिक हो गई, शेल्फ जीवन 14 दिनों तक बढ़ा दिया गया, और जैवनिम्नीकरण दर 100% थी।

4. कपड़ा छपाई और रंगाई: एंटीस्टेटिक पॉलिएस्टर के लिए एक प्राकृतिक समाधान

क्षार अपचयन उपचार के माध्यम से, पॉलिएस्टर सतह पर गड्ढे और कार्बोक्सिल समूह बनते हैं। चिटोसन को टार्टरिक अम्ल के साथ क्रॉस-लिंक करने के बाद:

स्थायी एंटीस्टेटिक: प्रतिरोधकता 10¹²Ω से घटकर 10⁴Ω हो जाती है, और 30 धुलाई के बाद नमी पुनः प्राप्ति 6.56% पर बनी रहती है;

भारी धातु अवशोषण: मुद्रण और रंगाई अपशिष्ट जल में Cu²⁰ कीलेशन दक्षता >90% है, और लागत सिंथेटिक रेजिन की 1/3 है।

•न्यूग्रीन उच्च गुणवत्ता की आपूर्ति करता हैकाइटोसनपाउडर