В Колорадо изследователите се борят с гадни, смъртоносни, упорити бактерии с хитозан, материал, получен от черупки на черупчести мекотели като омари, раци и скариди. Новият материал помага да се предотврати образуването на биофилми на супергробни бактерии в около 85% от лабораторните им тестове.

бъдете

Хитозанът също се използва като съставка в биополимери, които образуват биопластмаси и биоразградими опаковки, но използването му надхвърля потребителските продукти и в множество други нови приложения като биомедицински изследвания, фураж за говеда и антибактериални повърхности.

Хитозан за храна

Омар, раци, скариди и други черупчести са възхитително вкусни, но някои поглъщащи могат да почувстват привкус на вина върху купчината черупки, изхвърлени след консумацията на вкусните ракообразни. Не се страхувайте повече - всеки ден има все повече и повече приложения за тези същества поради хитозана, скрит в тези черупки, често предназначени за сметища.

Както се съобщава в NUU през февруари, изследователи в Бразилия са изследвали въздействието на допълването на фуражите за говедо месо с хитозан. Работата оценява дали добавянето на променливи нива на хитозан в диетата на животните би повлияло на „пълната привидна смилаемост, ферментация на румина, микробен синтез на протеини, използване на азот и метаболизъм на урея и креатин в пасищните говежди бикове“ Резултатите са благоприятни, като изследователите препоръчват 900 mg хитозан на килограм концентрат за паша на бикове. „Ефектите на хитозана върху приема на [сухо вещество] вероятно са свързани както с по-голямо въздействие на [суровия протеин], така и с по-високото [сухо вещество], [естествените детергентни влакна] и усвояемостта на [суровия протеин]“, казаха те. Изследователите също така предположиха, че антибактериалната активност на хитозана произтича от неговия положителен заряд. Той се свързва с отрицателно заредените повърхности на бактериите, като променя пропускливостта и в крайна сметка води до клетъчна смърт.

Така че не само черупките са забавни за ядене за хората, но те също са доста здравословни и ценни за фуражите на говедата.

Хитозан за здраве

Неотдавнашното изследване на Държавния университет в Колорадо демонстрира полезността на хитозана за медицински цели, но има безброй други примери през последните няколко месеца по целия свят.

Както беше съобщено в NUU през май, изследователи в Индия определиха, че спреят, направен от хитозан от ракови черупки и сребърни наночастици, е ефективен за предотвратяване на разпространението на комари, пренасящи малария. Спреят, разработен от изследователи от университета Bharathiar в Тамил Наду и Националния университет на Тайванския океан, беше напръскан над водоеми в Коимбаторе. В допълнение към ефективното убиване на ларви на комари и какавида при ниски концентрации, беше установено, че е безопасно и за хищници на комари, като златни рибки. „Това изследване подчерта, че произведените от хитозан сребърни наночастици са лесни за производство, стабилни с течение на времето“, каза Джианг-Шиу Хван от Националния тайвански океански университет. „Следователно може да се използва при ниски дози за силно намаляване на популациите на вектора на маларията, комара Anopheles sundaicus, без вредни ефекти върху хищничеството на естествените врагове на комари, като златни рибки“, каза Хван.

Повече новини дойдоха от Индия през март, както се съобщава в NUU, когато д-р Субхасмита Суейн от университета SOA разработи биомедицински пластир с хитозан, който може да коагулира кръвния поток при пациентите. Нейният братовчед почина поради прекомерна загуба на кръв след инцидент, което накара този изследовател да намери начин да се възползва от хитозана и куркумата на прах. Куркумата, нещо, което може да имате във вашия шкаф за подправки, е известна със своите антибактериални и антибиотични свойства. Суейн открива, че куркумата работи ефективно с хитозан, който е силен, но биоразградим полимер, за да образува пластира от биоматериал, който подпомага коагулацията на кръвта на пациента в рамките на две минути, което води до по-малко загуба на кръв. Като се има предвид, че нараняването и свързаната с това загуба на кръв се смята за третата причина за смърт в Индия до 2020 г. от Световната здравна организация, този пластир може да спаси много животи.

Както се съобщава в NUU миналия ноември, учените от Бостън от Института за биологично вдъхновено инженерство от Университета Харвард установяват, че антимикробните и биоразградими свойства на хитозана могат да се използват в медицинската индустрия като вид лепило за подпомагане на възстановяването на тъканите или за закрепване на импланти на медицински устройства. . Най-готината част? След като си свърши работата, тя се разгражда и от пациента не остават и следи от нея, като лепенка, която автоматично се разтваря, след като раната е излекувана. Също така е подобен на превръзките, които познаваме по друг начин - тестването на пробити човешки черва и бели дробове показа, че биоматериалът на хитозана всъщност е по-силен от естествената човешка тъкан.

Нека не забравяме за изследователите в Португалия, които използваха хитозан в комбинация с наноматериали за регенерация на костите и присаждане на кости, както се съобщава в NUU през октомври миналата година. Те правят допълнителни изследвания, за да отговорят на въпроси като как се разгражда и как човешкото тяло приема или взаимодейства с биоматериала.

Хитозан за биополимери и биопластмаси

Хитозанът е полезен като фураж за говеда и е все по-целенасочен за биомедицината, но също така е ценена съставка за производство на биополимери и биопластмаси. Както се съобщава в NUU през април, изследователи от Московския физико-технологичен институт разработиха по-бърз, екологичен начин за деполимеризация на хитин и хитозан до нискомолекулни водоразтворими олигозахариди. Техният процес включва разграждане на хитин и хитозан чрез електронно-лъчева плазма в специално проектиран реактор, което намалява времето, необходимо за производството на водоразтворими олигозахариди, от дни до само минути. Конвенционалното производство е многоетапен, продължителен процес, който включва химическа деполимеризация при високи температури с водороден прекис, органични и неорганични киселини и други „агресивни агенти“. което води до големи количества промишлени отпадъчни води.

Хитозанът също може да реши проблема с боклука на Египет, както се съобщава в NUU през януари. В Обединеното кралство професорът по инженерство от Университета в Нотингам Никола Еверит превърна изхвърлените черупки от скариди в биоразградими найлонови торбички. Everitt е насочен специално към египетския пазар, тъй като страната разполага с голямо количество отпадъци от черупки от скариди, но липсва ефективна система за обезвреждане на отпадъци с едва около 60% от събраните боклуци в страната. „Хрумна ми, че можем да използваме хитозан, извлечен от черупки от скариди, и да направим биоразградими опаковки“, каза Еверит пред The ​​Week. "Така че поне ако лежеше отстрани на пътя, в крайна сметка щеше да се влоши." Черупките първо се варят в киселина, за да се отстрани калциевият карбонат, а след това се варят в алкално вещество, за да се отстранят протеините, оставяйки само останалия материал, хитозан, естествен полимер. Те открили, че 15 торбички за пазаруване могат да бъдат произведени от около 2 килограма отпадъци от скариди. Сега екипът работи по съкращаване на времето на процеса.

Запазете черупките!

Сега, когато черупките на черупчестите мекотели могат да се използват в толкова много приложения, включително фураж за говеда, биомедицински и здравни цели и биоразградими опаковки и биопластмаси, оставаме с много въпроси. Може ли хитозанът да бъде комерсиализиран и печеливш? Кога тези иновативни продукти, съдържащи хитозан, ще се предлагат на пазара? Как събираме големи обеми черупки?

Докато някои отпадъци от черупчести мекотели могат да идват директно от риболовната индустрия и преработвателите на риба, предизвикателството ще бъде да се съберат достатъчно изхвърлени черупки, за да продължи да се разширява производството и употребата на хитозан. Сега ни трябват сериозни инвестиции от компании, желаещи да издигнат изследванията на следващото ниво и да ги изнесат на брега и може би място, където да оставим напукани черупки, след като се наредим на вечерята ни със скариди.