Chitozanas: privalumai, pritaikymas ir daugiau

• Kas yra Chitozanas?

Chitozanas(CS) yra antras pagal dydį natūralus polisacharidas gamtoje, daugiausia išgaunamas iš vėžiagyvių, tokių kaip krevetės ir krabai, kriauklių. Pagrindinė jo žaliava chitinas sudaro iki 27 % krevečių ir krabų perdirbimo atliekų, o pasaulinė metinė produkcija viršija 13 milijonų tonų. Tradicinei ekstrakcijai reikalingi trys procesai: rūgštinis išplovimas, dekalcifikacija (kalcio karbonato ištirpinimas), šarminis virimas baltymams pašalinti ir 40–50 % koncentruoto šarmo deacetilinimas, ir galiausiai gaunama balta kieta medžiaga, kurios deacetilinimo laipsnis yra didesnis nei 70 %.

Pastarųjų metų proveržis yra grybelinio chitozano sukūrimas: iš tokių grybelių kaip Ganoderma lucidum fermentiniu metodu išgautas chitozanas turi daugiau nei 85 % deacetilinimo laipsnį, molekulinę masę, lygią tik 1/3 krevečių ir krabų molekulinės masės (apie 8–66 kDa), jame nėra alergenų baltymų, o ląstelių suderinamumas yra žymiai pagerėjęs7. Kinijos žemės ūkio mokslų akademijos komanda patvirtino, kad grybelio ir chitozano hibridinis ekstrahavimo metodas gali kontroliuoti molekulinės masės nuokrypį ±5 % tikslumu, išspręsdamas jūrinių žaliavų sezoninių svyravimų problemą.

• Kokie yra privalumaiChitozanas ?

Pagrindinį chitozano konkurencingumą lemia laisvos amino ir hidroksilo grupės jo molekulinėje grandinėje, sudarančios unikalią „molekulinę priemonių dėžę“:

Pažangus reagavimas:amino protonacija leidžia chitozanui ištirpti rūgštinėje aplinkoje, pasiekiant pH kontroliuojamą išsiskyrimą (pvz., priešvėžinio vaisto doksorubicino išsiskyrimo efektyvumas esant pH 5,0 naviko mikroaplinkoje yra 7,3 karto didesnis nei fiziologinėje aplinkoje);

Biologinis sukibimas:Teigiamas gleivinės krūvis susijungia su neigiamu krūviu, pailgindamas vaisto sulaikymo laiką burnos ertmėje ir virškinamajame trakte, o po tiolinimo modifikacijos gleivinės sukibimas padidėja 3 kartus;

Ekologinė sinergija:Chitozaną gali visiškai suskaidyti lizocimas (didelės deacetilinimo koncentracijos mėginys per 72 valandas praranda 78 % svorio), o skaidymosi produktai dalyvauja dirvožemio anglies ir azoto cikle.

Antibakterinis mechanizmas yra ypač ryškus:Mažos molekulinės masės chitozanas naikina bakterijų membranų vientisumą, o Escherichia coli ir Staphylococcus aureus slopinimo zonos skersmuo yra 13,5 mm; jo antioksidacinis pajėgumas taip pat gali neutralizuoti pesticidų streso metu susidarantį reaktyvųjį deguonį, 40 % sumažindamas malondialdehido kiekį chlorpirifosu apdorotuose špinatuose.

• Kokios yra taikymo sritys?Chitozanas?

1. Biomedicina: nuo siūlių iki MRNA vakcinos.

Pažangi pernašos sistema: CS/pDNR nanokomplekso transfekcijos efektyvumas yra 2 dydžio eilėmis didesnis nei liposomų, todėl jis tampa nauju nevirusinių genų nešiotojų favoritu;

Žaizdų taisymas: Ganoderma lucidum chitozano-gliukano kompozicinis gelis 50 % sutrumpina krešėjimo laiką, o trimatė porėta struktūra pagreitina granuliacinio audinio regeneraciją;

Vakcinos stabilumas: chitozano liofilizuota apsauginė medžiaga leidžia mRNR vakcinos aktyvumo išlaikymo greičiui kambario temperatūroje viršyti 90%, taip išsprendžiant šaltos grandinės transportavimo problemą.

2. Žalioji žemdirbystė: ekologinis raktas į trąšų naudojimo mažinimą

ChitozanasDengtos kontroliuojamo atpalaidavimo trąšos (CRF) padidina efektyvumą trimis mechanizmais:

Tikslinis išskyrimas: grafeno oksido / chitozano nanofilmai rūgščioje dirvoje 60 dienų nuolat išskiria azotą, o panaudojimo lygis yra 40 % didesnis nei siera padengto karbamido;

Atsparumas pasėlių stresui: paskatinus augalus sintetinti chitinazės kiekį, pomidorų derlius padidėjo 22 %, tuo pačiu sumažinant O₂⁻ gamybos greitį;

Dirvožemio gerinimas: 1,8 karto padidinti organinių medžiagų kiekį, 3 kartus išplėsti aktinomicetų bendrijas ir per 60 dienų visiškai suirti be likučių.

3. Maisto pakuotės: vabzdžių baltymų kompozicinės plėvelės išsaugojimo revoliucija

Kinijos žemės ūkio mokslų akademijos inovacijų komanda susibūrėchitozanassu miltinių kirmėlių baltymais ir praturtintu propolio etanolio ekstraktu:

Mechaninės savybės: tempiamasis stipris padidėjo 200 %, o vandens garų barjeras pasiekė 90 % naftos pagrindu pagamintų plėvelių;

Antibakterinis aktyvumas: braškių gedimą sukeliančių bakterijų antibakterinis greitis viršijo 99 %, galiojimo laikas pailgėjo iki 14 dienų, o biologinio skaidymo greitis siekė 100 %.

4. Tekstilės spausdinimas ir dažymas: natūralus antistatinio poliesterio sprendimas

Apdorojant šarmu, poliesterio paviršiuje susidaro duobės ir karboksilo grupės. Chitozanui susijungus su vyno rūgštimi:

Nuolatinis antistatinis poveikis: varža sumažėja nuo 10¹²Ω iki 10⁴Ω, o drėgmės atgavimo rodiklis išlieka 6,56 % po 30 skalbimų;

Sunkiųjų metalų adsorbcija: Cu²⁰ chelatacijos efektyvumas spausdinimo ir dažymo nuotekose yra >90%, o sąnaudos sudaro 1/3 sintetinės dervos sąnaudų.

• „NEWGREEN“ tiekia aukštos kokybės gaminiusChitozanasMilteliai