चिटोसन: फायदे, अनुप्रयोग आणि बरेच काही

• काय आहे चिटोसन?

चिटोसन(CS) हे निसर्गातील दुसरे सर्वात मोठे नैसर्गिक पॉलिसेकेराइड आहे, जे प्रामुख्याने कोळंबी आणि खेकड्यांसारख्या क्रस्टेशियन्सच्या कवचांमधून काढले जाते. कोळंबी आणि खेकड्यांवर प्रक्रिया करण्याच्या कचऱ्याच्या 27% पर्यंत त्याच्या मूलभूत कच्च्या मालाचे चिटिन असते आणि जागतिक वार्षिक उत्पादन 13 दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त असते. पारंपारिक निष्कर्षणासाठी तीन प्रक्रिया आवश्यक असतात: आम्ल लीचिंग डिकॅल्सिफिकेशन (कॅल्शियम कार्बोनेट विरघळवणे), प्रथिने काढून टाकण्यासाठी अल्कधर्मी उकळणे आणि 40-50% केंद्रित अल्कधर्मी डिएसिटिलेशन, आणि शेवटी 70% पेक्षा जास्त डीएसिटिलेशन डिग्रीसह पांढरा घन पदार्थ प्राप्त होतो.

अलिकडच्या वर्षांत बुरशीजन्य चिटोसनचा विकास हा एक महत्त्वाचा टप्पा आहे: गॅनोडर्मा ल्युसिडम सारख्या बुरशीपासून एन्झाइमॅटिक पद्धतीने काढलेल्या चिटोसनचे डीएसिटिलेशन डिग्री 85% पेक्षा जास्त आहे, कोळंबी आणि खेकड्यांमधील आण्विक वजनाच्या फक्त 1/3 आहे (सुमारे 8-66kDa), आणि त्यात ऍलर्जीक प्रथिने नसतात आणि पेशींची सुसंगतता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे. चायनीज अकादमी ऑफ अॅग्रिकल्चरल सायन्सेसच्या टीमने पडताळणी केली की बुरशी-चिटोसन हायब्रिड निष्कर्षण पद्धत ±5% च्या आत आण्विक वजन विचलन नियंत्रित करू शकते, ज्यामुळे सागरी कच्च्या मालातील हंगामी चढउतारांची समस्या सोडवता येते.

• याचे फायदे काय आहेतचिटोसन ?

चिटोसनची मुख्य स्पर्धात्मकता त्याच्या आण्विक साखळीवरील मुक्त अमीनो आणि हायड्रॉक्सिल गटांमधून येते, ज्यामुळे एक अद्वितीय "आण्विक टूलबॉक्स" तयार होतो:

बुद्धिमान प्रतिसादक्षमता:अमिनो प्रोटोनेशनमुळे चिटोसन अम्लीय वातावरणात विरघळते, ज्यामुळे पीएच-नियंत्रित रिलीज होते (जसे की ट्यूमर सूक्ष्म वातावरणात पीएच 5.0 वर अँटीकॅन्सर औषध डॉक्सोरुबिसिनची रिलीज कार्यक्षमता शारीरिक वातावरणापेक्षा 7.3 पट असते);

जैविक आसंजन:मौखिक पोकळी आणि गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टमध्ये औषधाचा धारणा कालावधी वाढवण्यासाठी सकारात्मक चार्ज म्यूकोसल आसंजन 3 पट वाढवतो;

पर्यावरणीय समन्वय:लायसोझाइममुळे चिटोसन पूर्णपणे नष्ट होऊ शकते (उच्च डीएसिटिलेशन नमुना ७२ तासांत ७८% वजन कमी करतो), आणि विघटन उत्पादने माती कार्बन आणि नायट्रोजन चक्रात सहभागी होतात.

बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ यंत्रणा विशेषतः ठळक आहे:कमी आण्विक वजनाचे चिटोसन बॅक्टेरियाच्या पडद्याची अखंडता नष्ट करते आणि एस्चेरिचिया कोलाई आणि स्टॅफिलोकोकस ऑरियससाठी प्रतिबंधक क्षेत्राचा व्यास १३.५ मिमी आहे; त्याची अँटिऑक्सिडंट क्षमता कीटकनाशकांच्या ताणामुळे निर्माण होणाऱ्या प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजनला देखील निष्क्रिय करू शकते, ज्यामुळे क्लोरपायरीफॉसने उपचार केलेल्या पालकातील मॅलोंडियाल्डिहाइडचे प्रमाण ४०% कमी होते.

• याचा वापर काय आहे?चिटोसन?

१. बायोमेडिसिन: सिवनीपासून ते मृणा लसीकरणापर्यंत पालकांपर्यंत

बुद्धिमान वितरण प्रणाली: CS/pDNA नॅनोकॉम्प्लेक्सची ट्रान्सफेक्शन कार्यक्षमता लिपोसोम्सपेक्षा 2 ऑर्डर जास्त आहे, ज्यामुळे ते नॉन-व्हायरल जीन वाहकांचे नवीन आवडते बनले आहे;

जखमेची दुरुस्ती: गॅनोडर्मा ल्युसिडम चिटोसन-ग्लुकन कंपोझिट जेल रक्त गोठण्याचा वेळ ५०% कमी करते आणि त्रिमितीय सच्छिद्र रचना ग्रॅन्युलेशन टिश्यूच्या पुनरुत्पादनास गती देते;

लस स्थिरता: चिटोसन फ्रीझ-ड्राईड प्रोटेक्टिव्ह एजंटमुळे खोलीच्या तपमानावर mRNA लसीचा क्रियाकलाप धारणा दर 90% पेक्षा जास्त होतो, ज्यामुळे कोल्ड चेन वाहतुकीची समस्या सोडवली जाते.

२. हरित शेती: खतांचा वापर कमी करण्यासाठी पर्यावरणीय गुरुकिल्ली

चिटोसन-लेपित नियंत्रित-रिलीज खते (CRFs) तिहेरी यंत्रणेद्वारे कार्यक्षमता वाढवतात:

लक्ष्यित प्रकाशन: ग्राफीन ऑक्साईड/कायटोसन नॅनोफिल्म्स अम्लीय मातीत ६० दिवस सतत नायट्रोजन सोडतात आणि वापर दर सल्फर-लेपित युरियापेक्षा ४०% जास्त असतो;

पिकांच्या ताणाचा प्रतिकार: वनस्पतींना चिटिनेज संश्लेषित करण्यास प्रवृत्त केल्याने, टोमॅटोचे उत्पादन २२% वाढले, तर O₂⁻ उत्पादनाचा दर कमी झाला;

माती सुधारणा: सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण १.८ पट वाढवा, अ‍ॅक्टिनोमायसीट समुदाय ३ पट वाढवा आणि अवशेषांशिवाय ६० दिवसांत पूर्णपणे नष्ट व्हा.

३. अन्न पॅकेजिंग: कीटक प्रथिने संमिश्र फिल्मची संवर्धन क्रांती

चायनीज अकादमी ऑफ अ‍ॅग्रिकल्चरल सायन्सेसच्या इनोव्हेशन टीमने एकत्रितपणेचिटोसनमीलवर्म प्रथिने आणि लोडेड प्रोपोलिस इथेनॉल अर्कसह:

यांत्रिक गुणधर्म: तन्य शक्ती २००% ने वाढली आणि पेट्रोलियम-आधारित फिल्म्समध्ये पाण्याची वाफ अडथळा ९०% पर्यंत पोहोचला;

बॅक्टेरियाविरोधी क्रिया: स्ट्रॉबेरी खराब होणार्‍या बॅक्टेरियाचा बॅक्टेरियाविरोधी दर ९९% पेक्षा जास्त झाला, शेल्फ लाइफ १४ दिवसांपर्यंत वाढवला गेला आणि बायोडिग्रेडेशन दर १००% होता.

४. टेक्सटाइल प्रिंटिंग आणि डाईंग: अँटीस्टॅटिक पॉलिस्टरसाठी एक नैसर्गिक उपाय

अल्कली रिडक्शन ट्रीटमेंटद्वारे, पॉलिस्टर पृष्ठभागावर खड्डे आणि कार्बोक्सिल गट तयार होतात. चिटोसन टार्टरिक ऍसिडशी क्रॉस-लिंक झाल्यानंतर:

कायमस्वरूपी अँटीस्टॅटिक: प्रतिरोधकता 10¹²Ω वरून 10⁴Ω पर्यंत कमी होते आणि 30 वॉशिंगनंतर ओलावा परत मिळणे 6.56% वर राहते;

जड धातूंचे शोषण: सांडपाण्यातील छपाई आणि रंगकामात Cu²⁰ चेलेशन कार्यक्षमता >९०% आहे आणि त्याची किंमत सिंथेटिक रेझिनच्या १/३ आहे.

•न्यूग्रीन पुरवठा उच्च दर्जाचाचिटोसनपावडर