•Wat is Chitosan?
Chitosan(CS) is de op één na grootste natuurlijke polysacharide in de natuur en wordt voornamelijk gewonnen uit de schalen van schaaldieren zoals garnalen en krabben. De basisgrondstof chitine is goed voor maar liefst 27% van het afval van de garnalen- en krabbenverwerking, en de wereldwijde jaarlijkse productie bedraagt meer dan 13 miljoen ton. Traditionele extractie vereist drie processen: ontkalking door middel van zuuruitloging (het oplossen van calciumcarbonaat), alkalisch koken om eiwitten te verwijderen en deacetylering met geconcentreerde alkali voor 40-50%. Uiteindelijk ontstaat een witte vaste stof met een deacetyleringsgraad van meer dan 70%.
Doorbraken in de afgelopen jaren zijn de ontwikkeling van schimmelchitosan: chitosan, gewonnen uit schimmels zoals Ganoderma lucidum door middel van enzymatische methoden, heeft een deacetyleringsgraad van meer dan 85%, een molecuulgewicht van slechts 1/3 van dat van garnalen en krabben (ongeveer 8-66 kDa), bevat geen allergene eiwitten en is de celcompatibiliteit aanzienlijk verbeterd. 7 Het team van de Chinese Academie voor Landbouwwetenschappen heeft vastgesteld dat de hybride extractiemethode van schimmel en chitosan de afwijking van het molecuulgewicht binnen ±5% kan houden, wat het probleem van seizoensgebonden schommelingen in mariene grondstoffen oplost.
•Wat zijn de voordelen vanChitosan ?
De kerncompetentie van chitosan komt voort uit de vrije amino- en hydroxylgroepen op de moleculaire keten, die een unieke ‘moleculaire gereedschapskist’ vormen:
Intelligente responsiviteit:aminoprotonering zorgt ervoor dat chitosan oplost in een zure omgeving, waardoor een pH-gecontroleerde afgifte wordt bereikt (de afgifte-efficiëntie van het antikankermedicijn doxorubicine bij pH 5,0 in de tumormicro-omgeving is 7,3 keer zo hoog als in de fysiologische omgeving);
Biologische hechting:positieve lading combineert met negatieve lading van het slijmvlies om de retentietijd van het geneesmiddel in de mondholte en het maag-darmkanaal te verlengen, en de mucosale adhesie wordt met een factor 3 verhoogd na thiolatiemodificatie;
Ecologische synergie:Chitosan kan volledig worden afgebroken door lysozyme (een monster met een hoge deacetylering verliest 78% van zijn gewicht in 72 uur) en de afbraakproducten nemen deel aan de koolstof- en stikstofcyclus in de bodem.
Het antibacteriële mechanisme is bijzonder prominent:chitosan met een laag moleculair gewicht vernietigt de integriteit van bacteriële membranen en de diameter van de inhibitiezone voor Escherichia coli en Staphylococcus aureus bedraagt 13,5 mm; de antioxiderende werking ervan kan ook de reactieve zuurstof neutraliseren die door pesticidestress wordt geproduceerd, waardoor het malondialdehydegehalte van spinazie die met chloorpyrifos is behandeld met 40% wordt verlaagd.
•Wat zijn de toepassingen vanChitosan?
1. Biomedicijnen: van hechtingen tot MRNA-vaccinbeschermers
Intelligent afgiftesysteem: De transfectie-efficiëntie van CS/pDNA-nanocomplex is twee ordes van grootte hoger dan die van liposomen, waardoor het een nieuwe favoriet wordt onder niet-virale gendragers;
Wondherstel: Ganoderma lucidum chitosan-glucan composietgel verkort de stollingstijd met 50% en de driedimensionale poreuze structuur versnelt de regeneratie van granulatieweefsel;
Stabiliteit van het vaccin: Het beschermende middel chitosan, gevriesdroogd, zorgt ervoor dat de activiteitsretentie van het mRNA-vaccin bij kamertemperatuur hoger wordt dan 90%, waardoor het probleem van koelketentransport wordt opgelost.
2. Groene landbouw: de ecologische sleutel tot het verminderen van het gebruik van kunstmest
Chitosan-gecoate meststoffen met gecontroleerde afgifte (CRF's) verhogen de efficiëntie door drievoudige mechanismen:
Gerichte afgifte: Grafeenoxide/chitosan nanofilms geven gedurende 60 dagen continu stikstof af in zure grond en het benuttingspercentage ligt 40% hoger dan dat van met zwavel bedekte ureum;
Weerstand tegen gewasstress: door planten aan te zetten tot de synthese van chitinase, steeg de tomatenopbrengst met 22%, terwijl de O₂⁻-productie werd verlaagd;
Bodemverbetering: Verhoog het gehalte aan organische stof met een factor 1,8, breid de actinomycetengemeenschappen met een factor 3 uit en degradeer volledig binnen 60 dagen zonder residu.
3. Voedselverpakkingen: de conserveringsrevolutie van composietfolie met insecteneiwitten
Het innovatieteam van de Chinese Academie voor Landbouwwetenschappen heeftchitosanmet meelwormeiwit en geladen propolis-ethanolextract:
Mechanische eigenschappen: de treksterkte nam met 200% toe en de waterdampbarrière bereikte 90% van de op aardolie gebaseerde films;
Antibacteriële werking: het antibacteriële percentage van de bacteriën die bederf in aardbeien veroorzaken bedroeg meer dan 99%, de houdbaarheid werd verlengd tot 14 dagen en het biologische afbraakpercentage bedroeg 100%.
4. Textiel bedrukken en verven: een natuurlijke oplossing voor antistatisch polyester
Door alkalireductiebehandeling worden putjes en carboxylgroepen gevormd op het polyesteroppervlak. Nadat chitosan is gecrosslinkt met wijnsteenzuur:
Permanent antistatisch: de soortelijke weerstand wordt verlaagd van 10¹²Ω naar 10⁴Ω en het vochtherstel blijft na 30 wasbeurten op 6,56%;
Adsorptie van zware metalen: de Cu²⁰-chelatie-efficiëntie in afvalwater van drukkerijen en verven bedraagt >90% en de kosten bedragen 1/3 van die van synthetische hars.
•NEWGREEN levert hoge kwaliteitChitosanPoeder
Plaatsingstijd: 3 juli 2025
