•Co to jest Chitozan?
Chitozan(CS) to drugi co do wielkości naturalny polisacharyd występujący w przyrodzie, pozyskiwany głównie z muszli skorupiaków, takich jak krewetki i kraby. Jego podstawowy surowiec, chityna, stanowi do 27% odpadów z przetwórstwa krewetek i krabów, a globalna roczna produkcja przekracza 13 milionów ton. Tradycyjna ekstrakcja wymaga trzech procesów: odwapnienia (rozpuszczenia węglanu wapnia) za pomocą ługowania kwasowego, gotowania w środowisku alkalicznym w celu usunięcia białka oraz deacetylacji stężonym roztworem alkalicznym o stężeniu 40-50%, co ostatecznie prowadzi do uzyskania białej substancji stałej o stopniu deacetylacji przekraczającym 70%.
Przełomem ostatnich lat jest rozwój chitozanu grzybowego: chitozan ekstrahowany z grzybów, takich jak Ganoderma lucidum, metodą enzymatyczną charakteryzuje się stopniem deacetylacji przekraczającym 85%, ma masę cząsteczkową stanowiącą zaledwie 1/3 masy cząsteczkowej krewetek i krabów (około 8–66 kDa), nie zawiera białek alergizujących, a jego zgodność komórkowa ulega znacznej poprawie. Zespół Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych potwierdził, że hybrydowa metoda ekstrakcji chitozanu z grzybów pozwala kontrolować odchylenia masy cząsteczkowej w granicach ±5%, rozwiązując problem sezonowych wahań w surowcach morskich.
•Jakie są korzyściChitozan ?
Podstawową zaletą chitozanu są wolne grupy aminowe i hydroksylowe w jego łańcuchu cząsteczkowym, tworzące unikalny „molekularny zestaw narzędzi”:
Inteligentna reakcja:protonowanie amin pozwala chitozanowi rozpuścić się w środowisku kwaśnym, uzyskując uwalnianie kontrolowane przez pH (np. wydajność uwalniania leku przeciwnowotworowego doksorubicyny przy pH 5,0 w mikrośrodowisku guza jest 7,3 razy większa niż w środowisku fizjologicznym);
Adhezja biologiczna:ładunek dodatni łączy się z ładunkiem ujemnym błony śluzowej, co wydłuża czas retencji leku w jamie ustnej i przewodzie pokarmowym, a przyczepność do błony śluzowej zwiększa się 3-krotnie po modyfikacji tiolowej;
Synergia ekologiczna:Chitozan może zostać całkowicie rozłożony przez lizozym (próbka poddana silnej deacetylacji traci 78% masy w ciągu 72 godzin), a produkty degradacji uczestniczą w cyklu węgla i azotu w glebie.
Mechanizm antybakteryjny jest szczególnie widoczny:Chitozan o małej masie cząsteczkowej niszczy integralność błon bakteryjnych, a średnica strefy zahamowania dla Escherichia coli i Staphylococcus aureus wynosi 13,5 mm; jego właściwości antyoksydacyjne mogą również neutralizować reaktywny tlen wytwarzany w wyniku stresu pestycydowego, co pozwala na zmniejszenie zawartości malondialdehydu w szpinaku traktowanym chloropiryfosem o 40%.
•Jakie są zastosowaniaChitozan?
1. Biomedycyna: od szwów do strażników szczepionek Mrna
Inteligentny system dostarczania: wydajność transfeccji nanokompleksu CS/pDNA jest o 2 rzędy wielkości wyższa niż w przypadku liposomów, co czyni go nowym ulubionym nośnikiem genów niewirusowych;
Gojenie ran: kompozytowy żel chitozanowo-glukanowy Ganoderma lucidum skraca czas koagulacji o 50%, a trójwymiarowa struktura porowata przyspiesza regenerację tkanki ziarninowej;
Stabilność szczepionki: liofilizowany środek ochronny chitozan sprawia, że wskaźnik retencji aktywności szczepionki mRNA przekracza 90% w temperaturze pokojowej, rozwiązując problem transportu w ramach łańcucha chłodniczego.
2. Zielone rolnictwo: ekologiczny klucz do ograniczenia stosowania nawozów
Chitozan-nawozy o kontrolowanym uwalnianiu w otoczce (CRF) zwiększają wydajność poprzez potrójny mechanizm:
Celowane uwalnianie: Nanofilmy z tlenku grafenu/chitozanu uwalniają azot w sposób ciągły przez 60 dni w kwaśnej glebie, a wskaźnik wykorzystania jest o 40% wyższy niż w przypadku mocznika powlekanego siarką;
Odporność upraw na stres: pobudzanie roślin do syntezy chitynazy, zwiększenie plonu pomidorów o 22% przy jednoczesnym zmniejszeniu tempa produkcji O₂⁻;
Poprawa jakości gleby: zwiększenie zawartości materii organicznej o 1,8 raza, rozszerzenie zbiorowisk promieniowców o 3 razy i całkowita degradacja bez pozostałości w ciągu 60 dni.
3. Opakowania żywności: rewolucja w konserwacji dzięki kompozytowej folii z białka owadów
Zespół innowacyjny Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych połączył siłychitozanz białkiem mącznika i ekstraktem etanolowym z propolisu:
Właściwości mechaniczne: wytrzymałość na rozciąganie wzrosła o 200%, a bariera pary wodnej osiągnęła poziom 90% w porównaniu z foliami na bazie ropy naftowej;
Aktywność antybakteryjna: wskaźnik antybakteryjny bakterii powodujących psucie się truskawek przekroczył 99%, okres przydatności do spożycia wydłużył się do 14 dni, a wskaźnik biodegradacji wyniósł 100%.
4. Drukowanie i barwienie tekstyliów: naturalne rozwiązanie dla poliestru antystatycznego
W wyniku redukcji alkalicznej na powierzchni poliestru tworzą się wżery i grupy karboksylowe. Po usieciowaniu chitozanu kwasem winowym:
Trwałe właściwości antystatyczne: rezystywność zmniejsza się z 10¹²Ω do 10⁴Ω, a stopień odzyskania wilgoci po 30 praniach pozostaje na poziomie 6,56%;
Adsorpcja metali ciężkich: wydajność chelatowania Cu²⁰ w ściekach z drukowania i farbowania wynosi >90%, a koszt stanowi 1/3 kosztu żywicy syntetycznej.
• NEWGREEN dostarcza wysoką jakośćChitozanProszek
Czas publikacji: 03-07-2025
