•O que é Quitosana?
Quitosana(CS) é o segundo maior polissacarídeo natural da natureza, extraído principalmente das cascas de crustáceos como camarão e caranguejo. Sua matéria-prima básica, a quitina, representa até 27% dos resíduos do processamento de camarão e caranguejo, e a produção anual global ultrapassa 13 milhões de toneladas. A extração tradicional requer três processos: lixiviação ácida, descalcificação (dissolução de carbonato de cálcio), fervura alcalina para remover proteínas e desacetilação alcalina concentrada de 40 a 50%, obtendo-se, por fim, um sólido branco com um grau de desacetilação superior a 70%.
Um avanço nos últimos anos é o desenvolvimento da quitosana fúngica: a quitosana extraída de fungos como Ganoderma lucidum por método enzimático apresenta um grau de desacetilação superior a 85%, um peso molecular de apenas 1/3 daquele encontrado em camarão e caranguejo (cerca de 8-66 kDa), não contém proteínas alergênicas e a compatibilidade celular é significativamente melhorada. A equipe da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas verificou que o método de extração híbrida de fungo-quitosana pode controlar o desvio do peso molecular em ± 5%, resolvendo o problema das flutuações sazonais em matérias-primas marinhas.
•Quais são os benefícios deQuitosana ?
A competitividade central da quitosana vem dos grupos amino e hidroxila livres em sua cadeia molecular, formando uma “caixa de ferramentas molecular” única:
Responsividade Inteligente:a aminoprotonação permite que a quitosana se dissolva em um ambiente ácido, alcançando liberação controlada por pH (como a eficiência de liberação do medicamento anticâncer doxorrubicina em pH 5,0 no microambiente tumoral é 7,3 vezes maior que a do ambiente fisiológico);
Adesão biológica:a carga positiva combina-se com a carga negativa da mucosa para prolongar o tempo de retenção do fármaco na cavidade oral e no trato gastrointestinal, e a adesão da mucosa é aumentada em 3 vezes após a modificação da tiolação;
Sinergia Ecológica:A quitosana pode ser completamente degradada pela lisozima (amostra com alta desacetilação perde 78% do peso em 72 horas), e os produtos de degradação participam do ciclo do carbono e nitrogênio do solo.
O mecanismo antibacteriano é particularmente proeminente:A quitosana de baixo peso molecular destrói a integridade das membranas bacterianas, e o diâmetro da zona de inibição para Escherichia coli e Staphylococcus aureus é de 13,5 mm; sua capacidade antioxidante também pode neutralizar o oxigênio reativo produzido pelo estresse de pesticidas, reduzindo o teor de malondialdeído do espinafre tratado com clorpirifós em 40%.
•Quais são as aplicações deQuitosana?
1. Biomedicina: das suturas aos guardiões da vacina mRNA
Sistema de entrega inteligente: A eficiência de transfecção do nanocomplexo CS/pDNA é 2 ordens de magnitude maior que a dos lipossomas, tornando-se um novo favorito dos portadores de genes não virais;
Reparo de feridas: o gel composto de quitosana-glucana de Ganoderma lucidum encurta o tempo de coagulação em 50%, e a estrutura porosa tridimensional acelera a regeneração do tecido de granulação;
Estabilidade da vacina: o agente protetor liofilizado de quitosana faz com que a taxa de retenção da atividade da vacina de mRNA exceda 90% em temperatura ambiente, resolvendo o problema do transporte na cadeia fria.
2. Agricultura Verde: A Chave Ecológica para Reduzir o Uso de Fertilizantes
Quitosana- fertilizantes de liberação controlada revestidos (CRFs) aumentam a eficiência por meio de mecanismos triplos:
Liberação direcionada: nanofilmes de óxido de grafeno/quitosana liberam nitrogênio continuamente por 60 dias em solo ácido, e a taxa de utilização é 40% maior que a da ureia revestida com enxofre;
Resistência ao estresse nas culturas: ao induzir as plantas a sintetizar quitinase, o rendimento do tomate aumentou em 22%, ao mesmo tempo que reduziu a taxa de produção de O₂⁻;
Melhoria do solo: aumenta o conteúdo de matéria orgânica em 1,8 vezes, expande as comunidades de actinomicetos em 3 vezes e degrada completamente em 60 dias sem deixar resíduos.
3. Embalagem de alimentos: a revolução da preservação do filme composto de proteína de insetos
A equipe de inovação da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas combinouquitosanacom proteína de bicho-da-farinha e extrato etanólico de própolis carregado:
Propriedades mecânicas: a resistência à tração aumentou em 200% e a barreira ao vapor de água atingiu 90% dos filmes à base de petróleo;
Atividade antibacteriana: a taxa antibacteriana de bactérias deteriorantes do morango excedeu 99%, a vida útil foi estendida para 14 dias e a taxa de biodegradação foi de 100%.
4. Estamparia e Tingimento Têxtil: Uma Solução Natural para o Poliéster Antiestático
Através do tratamento de redução alcalina, formam-se pites e grupos carboxílicos na superfície do poliéster. Após a reticulação da quitosana com ácido tartárico:
Antiestático permanente: a resistividade é reduzida de 10¹²Ω para 10⁴Ω, e a recuperação de umidade permanece em 6,56% após 30 lavagens;
Adsorção de metais pesados: a eficiência da quelação de Cu²⁰ em águas residuais de impressão e tingimento é >90%, e o custo é 1/3 da resina sintética.
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Horário da publicação: 03/07/2025
