Efeito da quitosana em diferentes pesos moleculares
A quitosana tem sido amplamente usada na produção agrícola devido à sua biocompatibilidade, biodegradabilidade, não toxicidade e capacidade de adsorção. Ela fornece um método eficaz para reduzir a poluição agrícola e desenvolver uma agricultura ecológica verde. A quitosana pode ser usada como reguladora do crescimento de plantas, condicionadora do solo, conservante de frutas e vegetais, revestimento de sementes, especialmente no manejo de doenças de culturas.
A quitosana tem propriedades antibacterianas de espectro relativamente amplo e pode inibir o crescimento e a reprodução de alguns fungos, bactérias e vírus, mas o efeito inibitório é afetado pelo peso molecular da quitosana, suas propriedades físicas e químicas e os tipos de bactérias patogênicas.
A Dora Agri testou três pesos moleculares diferentes de quitosana. ( C1=1.5k Da, C2=30k Da, C3=300k Da )
Para a quitosana de baixo peso molecular (C1) , quanto maior a concentração utilizada, mais moléculas pequenas de quitosana penetram nas células das bactérias patogênicas e mais moléculas de quitosana podem se combinar com o DNA das bactérias patogênicas e interferir na estrutura do DNA. Assim, inibem mais eficazmente o crescimento das bactérias patogênicas.
Para as quitosanas de alto peso molecular C2 e C3 , desde que a concentração atinja um nível suficiente para formar uma membrana densa o bastante na superfície das células bacterianas, é possível obter o melhor efeito inibitório. Constatamos que as concentrações antibacterianas mais eficazes e econômicas das quitosanas C2 e C3 foram de 0.5% e 1%, respectivamente.
Discussão sobre o mecanismo da quitosana
Os resultados dos testes da Doraagri mostraram que o peso molecular é o fator mais importante que afeta as propriedades antibacterianas da quitosana. O efeito antibacteriano da quitosana de baixo peso molecular é melhor do que o da quitosana de alto peso molecular.
A quitosana de baixo peso molecular possui certo efeito bactericida porque moléculas pequenas têm maior probabilidade de penetrar na estrutura oca da parede celular e interferir no metabolismo das células, atingindo assim o objetivo bactericida.
A quitosana de alto peso molecular possui fortes efeitos antibacterianos e bactericidas, e suas propriedades antibacterianas derivam do fator antibacteriano -NH+3. Além disso, a quitosana de alto peso molecular apresenta boas propriedades formadoras de filme, podendo formar uma película suficientemente densa na superfície celular para impedir a entrada de nutrientes pelas bactérias.
A capacidade antagônica da quitosana de baixo peso molecular é geralmente mais óbvia do que a da quitosana de alto peso molecular porque ela tem propriedades de formação de filme e é mais fácil de penetrar nas células bacterianas.
Isso indica que a regulação de moléculas de quitosana no nível transcricional e a inibição do crescimento de patógenos são os mecanismos mais eficazes para a quitosana inibir bactérias. Pode-se ver que o desenvolvimento e a utilização de quitosana de baixo peso molecular podem ser usados como uma das maneiras eficazes de desenvolver pesticidas biológicos de alta eficiência.
Aplicação de Quitosana de Pequeno Peso Molecular na Agricultura
O oligossacarídeo de quitosana (ou seja, quitosana de baixo peso molecular) possui melhor solubilidade em água do que a quitosana pura devido ao seu baixo grau de polimerização. Apresenta boa biocompatibilidade. A quitosana de alto peso molecular só pode ser dissolvida em solução ácida, o que limita consideravelmente sua aplicação.
O oligossacarídeo de quitosana tem as vantagens de baixa viscosidade, boa solubilidade em água e fácil absorção pelas culturas, por isso tem mais atividades biológicas e funções fisiológicas e é amplamente utilizado na produção agrícola.
Cos não só tem atividade antibacteriana de amplo espectro, mas também induz resistência a doenças de frutas e vegetais à infecção patogênica, inibindo assim doenças pós-colheita e reduzindo a perda de podridão. Cos também pode melhorar a qualidade do armazenamento ao inibir o metabolismo respiratório de frutas e vegetais, prevenindo a perda de água, mantendo a firmeza da fruta, retardando a mudança de cor e retardando o declínio de sólidos solúveis, ácido ascórbico e ácido titulável.
Todos os oligossacarídeos de quitosana utilizados no teste provêm do laboratório de Dora. O oligossacarídeo de quitosana foi preparado por hidrólise enzimática da quitosana com uma enzima de alta performance. As melhores condições de processo foram as seguintes: pH 4.5, temperatura de 50 °C, dosagem enzimática de 100 U/g e tempo de reação de 3 h. Nessas condições, a reação da quitosana é completa e o consumo de energia é mínimo.
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