ქიტოზანი: სარგებელი, გამოყენება და სხვა

• რა არის ქიტოზანი?

ქიტოზანი(CS) ბუნებაში სიდიდით მეორე ბუნებრივი პოლისაქარიდია, რომელიც ძირითადად მოიპოვება კიბოსნაირების, მაგალითად, კრევეტებისა და კიბორჩხალების ნიჟარებიდან. მისი ძირითადი ნედლეული, ქიტინი, კრევეტებისა და კიბორჩხალების გადამუშავების ნარჩენების 27%-მდე შეადგენს, ხოლო გლობალური წლიური წარმოება 13 მილიონ ტონას აჭარბებს. ტრადიციული მოპოვება სამ პროცესს მოითხოვს: მჟავა გამორეცხვით დეკალციფიკაცია (კალციუმის კარბონატის გახსნა), ტუტე დუღილი ცილის მოსაშორებლად და 40-50%-იანი კონცენტრირებული ტუტე დეაცეტილირება, საბოლოოდ კი მიიღება თეთრი მყარი ნივთიერება 70%-ზე მეტი დეაცეტილირების ხარისხით.

ბოლო წლების განმავლობაში მიღწეული გარღვევაა სოკოვანი ქიტოზანის შემუშავება: ფერმენტული მეთოდით, ისეთი სოკოებიდან, როგორიცაა Ganoderma lucidum, მოპოვებულ ქიტოზანს აქვს 85%-ზე მეტი დეაცეტილირების ხარისხი, მოლეკულური წონა მხოლოდ 1/3-ია კრევეტებისა და კიბორჩხალებისგან მიღებული მოლეკულური წონისა (დაახლოებით 8-66 კდდა), არ შეიცავს ალერგენულ ცილებს და უჯრედების თავსებადობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია7. ჩინეთის სოფლის მეურნეობის მეცნიერებათა აკადემიის გუნდმა დაადასტურა, რომ სოკო-ქიტოზანის ჰიბრიდული მოპოვების მეთოდით შესაძლებელია მოლეკულური წონის გადახრის კონტროლი ±5%-ის ფარგლებში, რაც წყვეტს ზღვის ნედლეულის სეზონური რყევების პრობლემას.

• რა სარგებელი მოაქვსქიტოზანი ?

ქიტოზანის ძირითადი კონკურენტუნარიანობა მის მოლეკულურ ჯაჭვზე არსებული თავისუფალი ამინო და ჰიდროქსილის ჯგუფებიდან მოდის, რაც უნიკალურ „მოლეკულურ ინსტრუმენტთა ნაკრებს“ ქმნის:

ინტელექტუალური რეაგირება:ამინოპროტონაცია ქიტოზანს მჟავე გარემოში გახსნის საშუალებას აძლევს, რაც pH-კონტროლირებად გამოთავისუფლებას უზრუნველყოფს (მაგალითად, სიმსივნის საწინააღმდეგო პრეპარატის, დოქსორუბიცინის, გამოთავისუფლების ეფექტურობა pH 5.0-ზე სიმსივნის მიკროგარემოში 7.3-ჯერ აღემატება ფიზიოლოგიურ გარემოს);

ბიოლოგიური ადჰეზია:დადებითი მუხტი ლორწოვანი გარსის უარყოფით მუხტთან ერთად ახანგრძლივებს პრეპარატის შეკავების დროს პირის ღრუსა და კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში, ხოლო ლორწოვანი გარსის ადჰეზია 3-ჯერ იზრდება თიოლაციის მოდიფიკაციის შემდეგ;

ეკოლოგიური სინერგია:ქიტოზანის სრული დაშლა ლიზოციმით შეიძლება (მაღალი დეაცეტილირების ნიმუში 72 საათში კარგავს წონის 78%-ს), ხოლო დაშლის პროდუქტები მონაწილეობს ნიადაგის ნახშირბადისა და აზოტის ციკლში.

ანტიბაქტერიული მექანიზმი განსაკუთრებით თვალსაჩინოა:დაბალი მოლეკულური წონის ქიტოზანი არღვევს ბაქტერიული მემბრანების მთლიანობას, ხოლო Escherichia coli-სა და Staphylococcus aureus-ის ინჰიბირების ზონის დიამეტრი 13.5 მმ-ია; მისი ანტიოქსიდანტური უნარი ასევე ანეიტრალებს პესტიციდების სტრესით გამომუშავებულ რეაქტიულ ჟანგბადს, რაც ქლორპირიფოსით დამუშავებულ ისპანახში მალონდიალდეჰიდის შემცველობას 40%-ით ამცირებს.

• რა გამოყენება აქვსქიტოზანი?

1. ბიომედიცინა: ნაკერებიდან MRNA-ს ვაქცინის მფარველებამდე

ინტელექტუალური მიწოდების სისტემა: CS/pDNA ნანოკომპლექსის ტრანსფექციის ეფექტურობა ლიპოსომებისაზე 2-ჯერ მეტია, რაც არავირუსული გენის მატარებლების ახალ ფავორიტად იქცევა;

ჭრილობის შეხორცება: Ganoderma lucidum-ის ქიტოზან-გლუკანის კომპოზიტური გელი 50%-ით ამცირებს კოაგულაციის დროს, ხოლო სამგანზომილებიანი ფოროვანი სტრუქტურა აჩქარებს გრანულაციური ქსოვილის რეგენერაციას;

ვაქცინის სტაბილურობა: ქიტოზანის ლიოფილიზებული დამცავი აგენტი mRNA ვაქცინის აქტივობის შენარჩუნების მაჩვენებელს ოთახის ტემპერატურაზე 90%-ზე მეტს ხდის, რაც ცივი ჯაჭვის ტრანსპორტირების პრობლემას წყვეტს.

2. მწვანე სოფლის მეურნეობა: სასუქის გამოყენების შემცირების ეკოლოგიური გასაღები

ქიტოზანი-დაფარული კონტროლირებადი გამოთავისუფლების სასუქები (CRF) ზრდის ეფექტურობას სამმაგი მექანიზმის მეშვეობით:

მიზნობრივი გამოყოფა: გრაფენის ოქსიდის/ქიტოზანის ნანოფილმები მჟავე ნიადაგში 60 დღის განმავლობაში უწყვეტად გამოყოფენ აზოტს და მისი გამოყენების მაჩვენებელი 40%-ით მეტია, ვიდრე გოგირდით დაფარული შარდოვანას;

კულტურის სტრესისადმი მდგრადობა: მცენარეების მიერ ქიტინაზას სინთეზირების წახალისების შედეგად, პომიდვრის მოსავლიანობა 22%-ით გაიზარდა, ამავდროულად შემცირდა O₂⁻-ის წარმოების სიჩქარე;

ნიადაგის გაუმჯობესება: ორგანული ნივთიერებების შემცველობის 1.8-ჯერ გაზრდა, აქტინომიცეტების თანასაზოგადოებების 3-ჯერ გაფართოება და სრული დაშლა 60 დღის განმავლობაში ნარჩენების გარეშე.

3. საკვების შეფუთვა: მწერების ცილოვანი კომპოზიტური ფირის შენარჩუნების რევოლუცია

ჩინეთის სოფლის მეურნეობის მეცნიერებათა აკადემიის ინოვაციების გუნდი გაერთიანებულიაქიტოზანიფქვილის ჭიის ცილით და პროპოლისის ეთანოლის ექსტრაქტით:

მექანიკური თვისებები: დაჭიმვის სიმტკიცე 200%-ით გაიზარდა, ხოლო წყლის ორთქლის ბარიერმა ნავთობზე დაფუძნებული ფირების 90%-ს მიაღწია;

ანტიბაქტერიული აქტივობა: მარწყვის გაფუჭების ბაქტერიების ანტიბაქტერიული მაჩვენებელი 99%-ს აღემატებოდა, შენახვის ვადა 14 დღემდე გაგრძელდა, ხოლო ბიოდეგრადაციის მაჩვენებელი 100%-ს შეადგენდა.

4. ტექსტილის ბეჭდვა და შეღებვა: ანტისტატიკური პოლიესტერის ბუნებრივი ხსნარი

ტუტეებით აღდგენის დამუშავების შედეგად, პოლიესტერის ზედაპირზე წარმოიქმნება ორმოები და კარბოქსილის ჯგუფები. ქიტოზანის ღვინის მჟავასთან ჯვარედინი შეკავშირების შემდეგ:

მუდმივი ანტისტატიკური: წინაღობა მცირდება 10¹²Ω-დან 10⁴Ω-მდე, ხოლო ტენიანობის აღდგენა 30 რეცხვის შემდეგ 6.56%-ზე რჩება;

მძიმე ლითონების ადსორბცია: ბეჭდვისა და შეღებვის ჩამდინარე წყლებში Cu²⁰ ქელაციის ეფექტურობა >90%-ია, ხოლო ღირებულება სინთეზური ფისის 1/3-ს შეადგენს.

• NEWGREEN-ის მაღალი ხარისხის მიწოდებაქიტოზანიფხვნილი