Pertanian dan menggunakan hortikultura[Sunting] biokontrol Alam dan elisitor

Di bidang pertanian, kitosan digunakan terutama sebagai pengobatan benih alam dan peningkat pertumbuhan tanaman, dan sebagai zat biopestisida ekologis ramah yang meningkatkan kemampuan bawaan tanaman untuk mempertahankan diri terhadap infeksi jamur. [3] biokontrol alami bahan aktif, chitin / chitosan , ditemukan pada kulit krustasea, seperti lobster, kepiting, dan udang, dan organisme lain, termasuk serangga dan jamur. Ini adalah salah satu bahan biodegradable yang paling banyak di dunia. Terdegradasi molekul chitin / chitosan yang ada di tanah dan air. Aplikasi Chitosan untuk tanaman dan tanaman diatur oleh EPA, dan USDA National Organic Program mengatur penggunaannya pada pertanian bersertifikat organik dan tanaman. [4] EPA menyetujui produk kitosan biodegradable yang diperbolehkan untuk digunakan di luar ruangan dan dalam ruangan pada tanaman dan tanaman ditanam secara komersial dan oleh konsumen [5] Kemampuan biokontrol alami dari kitosan tidak. harus bingung dengan efek pupuk atau pestisida pada tanaman atau lingkungan. biopestisida Kitosan aktif merupakan kontrol biologis baru tingkat biaya yang efektif tanaman untuk pertanian dan hortikultura. [6]Modus biokontrol tindakan kitosan diperoleh respon alami pertahanan bawaan di dalam pabrik untuk menolak serangga, patogen, dan penyakit yang ditularkan tanah bila diterapkan pada dedaunan atau tanah. [7] Kitosan fotosintesis meningkat, mendorong dan meningkatkan pertumbuhan tanaman, merangsang serapan hara, meningkatkan perkecambahan dan tunas, dan meningkatkan semangat tanaman. Ketika digunakan sebagai perlakuan benih atau lapisan biji kapas, jagung, benih kentang, kedelai, bit gula, tomat, gandum dan biji-bijian lainnya, mentol respon kekebalan pada akar berkembang yang menghancurkan kista nematoda parasit nematoda menguntungkan tanpa merugikan dan organisme. [8] [9] Pertanian aplikasi kitosan dapat mengurangi stres lingkungan akibat kekurangan kekeringan dan tanah, memperkuat vitalitas benih, meningkatkan kualitas berdiri, hasil meningkat, dan mengurangi pembusukan buah sayuran, buah-buahan dan tanaman jeruk (lihat foto kanan). [ 10] Hortikultura aplikasi meningkat kitosan mekar dan memperpanjang umur bunga potong dan pohon Natal. [11] AS Dinas Kehutanan telah melakukan penelitian tentang kitosan untuk mengendalikan patogen di pohon-pohon pinus. [12] [13] dan kemampuan kitosan untuk meningkatkan pinus pohon damar pitch keluar sebesar 40% untuk melawan infestasi kumbang pinus. [14]

chitosan memiliki sejarah yang kaya yang diteliti untuk aplikasi dalam bidang pertanian dan hortikultura dating kembali ke 1980-an. [16] Pada tahun 1989, Bentech Labs dipatenkan larutan garam kitosan diterapkan untuk tanaman untuk perlindungan membekukan meningkatkan atau untuk tanaman bibit untuk priming benih. [17] Tak lama kemudian, garam kitosan Bentech yang diterima label biopestisida pertama dari EPA. paten kitosan Berbagai lain untuk tanaman segera diikuti. aplikasi Chitosan untuk melindungi tanaman telah digunakan di ruang juga. NASA pertama terbang percobaan kitosan untuk melindungi kacang Adzuki tumbuh di atas kapal pesawat ulang-alik dan stasiun ruang angkasa Mir pada tahun 1997 (lihat foto kiri). [18] NASA mengungkapkan hasil kitosan mendorong peningkatan pertumbuhan (biomassa) dan resistensi patogen akibat peningkatan kadar 1 beta -3 glukanase enzim dalam sel tanaman. NASA dikonfirmasi kitosan memunculkan efek yang sama pada tumbuhan di bumi [19] Lebih dari 20 tahun R & D oleh DuPont ConAgra / Ventures (DCV) dan AgriHouse Inc telah pergi ke berkembang tidak beracun rendah solusi molekul berat kitosan polimer cukup aman untuk spektrum

luas pertanian. dan menggunakan hortikultura [20] [21] Pada tahun 2008, AgriHouse Inc, Denver (Berthoud), Colorado, EPA diberi status spektrum elisitor alam luas untuk YEA.! Meningkatkan hasil Agen, solusi cair yang mengandung bahan aktif ultra molekul rendah kitosan 0,25%. [22] YEA! merupakan generasi alami kitosan solusi elisitor berikutnya untuk pertanian dan menggunakan hortikultura, dan telah diberikan label diubah untuk aplikasi daun dan irigasi oleh EPA pada bulan Juni, 2009. Sebuah mililiter YEA! berisi lebih dari 14,4 X 10 ¹ ³ molekul bioaktif kitosan berat molekul rendah, dan ini 600 kali lebih efektif dibandingkan kitosan umum. [23] Mengingat potensial rendah untuk toksisitas dan kelimpahan dalam lingkungan alam, kitosan tidak merugikan orang, hewan peliharaan, satwa liar, atau lingkungan bila digunakan sesuai dengan petunjuk label. [24] Pertanian fakta kitosan terletak di USDA dan situs web EPA. [25] [26] [Sunting] Air Filtrasi

Kitosan juga dapat digunakan dalam rekayasa pengolahan air sebagai bagian dari proses filtrasi. Chitosan menyebabkan partikel sedimen halus untuk mengikat bersama-sama, dan kemudian dihapus dengan sedimen selama penyaringan pasir. Kitosan juga menghilangkan fosfor, mineral berat, dan minyak dari air. Kitosan merupakan aditif penting dalam proses filtrasi. Pasir filtrasi tampaknya dapat menghilangkan sampai 50% dari kekeruhan saja, sedangkan kitosan dengan filtrasi pasir menghilangkan hingga kekeruhan 99%. [27] Chitosan telah digunakan untuk mengendapkan kasein dari susu sapi dan membuat keju. [1] [2]

Kitosan juga berguna dalam situasi filtrasi lainnya, dimana seseorang mungkin perlu untuk menghilangkan partikel tersuspensi dari cairan. Kitosan, dalam kombinasi dengan bentonit, gelatin, gel silika, isinglass, atau agen menghalus lainnya digunakan untuk mengklarifikasi anggur, madu, dan bir. Ditambahkan akhir dalam proses pembuatan bir, kitosan meningkatkan flokulasi, dan menghilangkan sel-sel ragi, partikel buah, dan detritus lainnya yang menyebabkan anggur kabur. Chitosan dikombinasikan dengan silika koloid menjadi agen menghalus populer untuk anggur putih, karena chitosan tidak memerlukan asam tanin (ditemukan terutama di anggur merah) yang dapat digunakan untuk flocculate. [28] [Sunting] gunakan Industri

Para ilmuwan baru-baru ini mengembangkan sebuah lapisan poliuretan yang menyembuhkan goresan sendiri saat terkena sinar matahari, menawarkan janji mobil goresan-bebas dan produk lainnya. Lapisan penyembuhan diri menggunakan kitosan dimasukkan ke dalam bahan polimer tradisional, seperti yang digunakan dalam lapisan pada mobil untuk melindungi cat. Ketika kerusakan goresan struktur kimia, kitosan merespon cahaya ultraviolet dengan membentuk rantai ikatan kimia yang dimulai dengan bahan lain dalam substansi, akhirnya smoothing awal. Proses ini bisa memakan waktu kurang dari satu jam. [29]

Marek W. Urban, seorang ilmuwan yang bekerja pada proyek ini, kata polimer hanya dapat memperbaiki dirinya sendiri di tempat yang sama sekali, dan tidak akan bekerja setelah goresan berulang. [30] [Sunting] menggunakan Biomedis

sifat Chitosan's memungkinkan untuk cepat darah menggumpal, dan baru-baru ini mendapatkan persetujuan di Amerika Serikat dan Eropa untuk digunakan dalam perban dan agen hemostatik lainnya. produk Chitosan hemostatik telah ditunjukkan dalam pengujian oleh Korps Marinir AS untuk segera menghentikan pendarahan, dan mengakibatkan 100 kelangsungan hidup% dari luka arteri dinyatakan mematikan pada babi dan mengurangi kehilangan darah. [31] Chitosan produk hemostatik mengurangi kehilangan darah dibandingkan dengan kasa dressing dan meningkatkan kelangsungan hidup pasien [32] Chitosan produk hemostatik miliki. telah dijual kepada Angkatan Darat AS dan saat ini digunakan oleh militer Inggris. Baik AS dan Inggris telah menggunakan perban di medan perang di Irak dan Afghanistan [33]. Kitosan merupakan hypoallergenic dan memiliki sifat antibakteri alami, yang selanjutnya mendukung penggunaannya dalam bidang perban. [34] [Sunting] manfaat Diklaim kesehatan

Chitosan sering dijual dalam bentuk tablet di toko kesehatan sebagai "pengikat lemak": Hal ini seharusnya memiliki kemampuan untuk berinteraksi dengan lipid (lemak) dari sistem pencernaan dan penyerapan membatasi mereka dalam tubuh. Oleh karena itu, kitosan dapat menjadi pelengkap yang efektif untuk membantu menurunkan berat badan selama periode diet atau untuk menstabilkan berat badan seseorang. Pada 2007 meta-analisis Cochrane [35] yang dievaluasi semua uji klinis yang tersedia dilakukan dengan kitosan tentang masalah berat badan, dapat disimpulkan bahwa berat badan dan semua parameter yang berhubungan dengan kolesterol diubah dalam mendukung kitosan dibandingkan dengan plasebo. Perbedaan berarti dalam berat badan -1,7 kg (kisaran: -2,1 sampai -1,3) mendukung kitosan. Perubahan berat badan secara statistik signifikan. Tidak ada perbedaan antara kitosan dan plasebo tentang efek samping. Berbagai kualitas (dalam hal durasi, ukuran sampel, dosis, karakteristik subyek, jenis makanan, kualitas kitosan dan karakteristik, dll) dari uji klinis dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh kitosan pada berat badan mungkin account untuk beberapa perbedaan diamati dalam hasil uji coba klinis [36] dan kritik selanjutnya tentang kemanjuran nyata kitosan. Dalam model eksperimen lambung dan saluran duodenum, kitosan telah menunjukkan untuk berinteraksi dengan minyak, yang menghambat penyerapan duodenum dan ekskresi lemak ditingkatkan [37] Namun, mekanisme interaksi antara kitosan dan lemak tidak. Sangat dipahami dengan baik dan belum benar-benar terbukti secara klinis belum. [38] Hal ini tentu alasan mengapa FDA telah dikeluarkan pada tahun 2004 Surat Peringatan untuk 2 perusahaan yang membuat klaim tepat menurut regulator [39] Walaupun pencela klaim. yang menggunakan kitosan dapat memiliki efek buruk dari rendering mineral tertentu tidak efektif ditemukan dalam bahan makanan, beberapa studi hewan pernyataan ini bertentangan dengan menunjukkan tidak ada atau efek sedikit. Pada tikus, menelan makanan kitosan tidak menekan tingkat zat besi, seng atau tembaga [40] Selain itu,. Ada ada bukti dari setiap kejadian yang merugikan, dalam penyerapan hara khususnya mengenai, pada manusia. [Sunting] Medical Research

Chitosan saat ini fokus penelitian medis banyak, karena ini adalah polyglucosamine (serat makanan kedua-paling-umum, setelah selulosa) [41] Studi menunjukkan kitosan memiliki sifat-sifat sebagai berikut.:

* Sebagai serat makanan larut, ia meningkatkan viskositas lumen gastrointestinal dan memperlambat pengosongan lambung. * Ini mengubah komposisi asam empedu, meningkatkan ekskresi sterol dan mengurangi kecernaan lemak ileum [42]. [43] [44] Tidak jelas bagaimana kitosan hal ini, tetapi hipotesis yang disukai saat ini melibatkan peningkatan viskositas usus atau empedu asam-mengikat kapasitas. [45] Chitosan o relatif tidak larut dalam air, tetapi bisa dibubarkan oleh encer asam, yang akan membuatnya menjadi serat makanan yang sangat-kental [45] serat. Tersebut dapat menghambat penyerapan lipid diet dengan meningkatkan ketebalan lapisan batas dari usus lumen, yang telah diamati pada hewan percobaan. [46] o Memiliki kelompok asetil sangat sedikit, kitosan berisi kelompok kationik. Hal ini dapat menyebabkan kitosan memiliki kapasitas mengikat asam empedu, yang menyebabkan misel diramu untuk terjebak atau hancur dalam duodenum dan ileum [45] Hal ini akan mengganggu sirkulasi asam empedu, menyebabkan penyerapan lemak berkurang dan. Meningkat ekskresi sterol, yang juga telah diamati pada hewan percobaan. [44] [45] [46]

Apakah Chitosan Benar-benar Bekerja? Studi menguji efek menurunkan kolesterol dari kitosan telah dicampur; beberapa studi menunjukkan kitosan yang memiliki kemampuan untuk menurunkan kadar kolesterol, sedangkan penelitian lain mengungkapkan kitosan yang mungkin tidak efektif dalam menurunkan kolesterol sama sekali. Diperkirakan bahwa kitosan bekerja dengan mencegah penyerapan lemak ke dalam aliran darah dengan cara mengikat kolesterol dan lipid lain di saluran pencernaan. Studi mengkaji efektivitas kitosan terhadap kadar kolesterol telah dilakukan pada hewan, penderita obesitas, penderita diabetes tipe II, orang dengan kolesterol tinggi, dan orang dewasa yang sehat.

Meskipun penelitian yang melibatkan kitosan bertentangan, tampak kitosan yang mungkin memiliki manfaat menurunkan kolesterol pada beberapa individu. Dalam studi yang mengungkapkan menurunkan kadar kolesterol, tampak kitosan yang sederhana mempengaruhi semua aspek panel lipid, meskipun hasil ini sangat bervariasi. Kebanyakan penelitian yang melibatkan orang sehat dengan tidak ada perubahan signifikan dalam modifikasi gaya hidup tidak mengungkapkan menurunkan kadar kolesterol, dengan pengecualian satu penelitian yang mengakibatkan penurunan 6% kadar kolesterol total dan peningkatan 7% di HDL, atau "baik", kolesterol tingkat.

Manfaat yang paling kolesterol-menurunkan kitosan tampaknya berada dalam penderita obesitas yang ditempatkan pada diet rendah kalori (sekitar 1.000 sampai 1.200 kalori / hari). Dalam sebuah penelitian, orang-orang ini menurunkan kadar kolesterol total sebesar 25% setelah kombinasi dari diet rendah kalori dan kitosan. Karena berat badan merupakan komponen penting dalam menurunkan kolesterol, tidak diketahui apakah atau tidak itu adalah kitosan atau penurunan berat badan yang benar-benar menurunkan kolesterol.

Kitosan dosis yang diberikan dalam studi ini juga banyak bervariasi, mulai dari 1.000 menjadi 6.000 mg

sehari, biasanya diberikan dalam dosis terbagi dengan makanan. Haruskah Anda Ambil Kitosan Untuk Menurunkan Kadar Kolesterol Anda? Karena studi tentang kitosan kemampuan untuk menurunkan kolesterol dicampur, Anda mungkin harus mencari langkah-langkah lain untuk menurunkan kadar kolesterol Anda - seperti serat larut, penurunan berat badan, dan olahraga - sebelum mencoba menurunkan kolesterol Anda dengan kitosan. Chitosan tampaknya tidak memiliki efek samping yang keras, tetapi bisa menyebabkan perut kembung, sembelit, dan mual. Seperti halnya produk alami, pastikan bahwa Anda berbicara dengan dokter Anda tentang mengambil kitosan sebelum mencoba itu dalam rangka untuk memastikan bahwa suplemen ini tidak berinteraksi dengan kondisi kesehatan atau obat Anda mungkin akan mengambil.

Kitosan merupakan biopolimer alami akibat kationik sejak hidrolisis kitin. Salah satu perbaikan yang jelas zat ini adalah bahwa hal itu dapat diperoleh dari sumber alami yang ramah lingkungan, yaitu kepiting dan udang limbah shell. Bersama dengan kitin, Chitosan baik pemikiran-out polisakarida kedua yang paling berlimpah setelah selulosa. Namun kontras selulosa, dipekerjakan di Chitosan sebagai eksipien dalam rumus farmasi merupakan pengembangan cukup baru. Tapi Chitosan telah banyak direncanakan di bidang biomedis dan telah ditemukan sangat biokompatibel. Selain biokompabilitas baik Chitosan dan kelimpahan sumber alam materi, Chitosan memiliki sejumlah sifat iri yang menyusun studi itu perhatian-grabbing.Antisipasi dari Polymer: -

The Polimer, yang umumnya, digunakan dalam hal perumusan farmasi, memiliki beberapa sifat umum. Properti-properti harus memiliki tercermin pada polimer untuk mendapatkan tempat yang baik dalam ilmu polimer untuk pengiriman obat.

Secara umum, sebuah sistem drug delivery polimer yang ideal harus memiliki karakteristik sebagai berikut. 1, 2, 3

§ Itu harus biokompatibel dan terdegradasi (misalnya, harus menurunkan in vivo untuk fragmen yang lebih kecil yang kemudian dapat dikeluarkan dari tubuh)

§ Produk degradasi harus tidak beracun dan tidak harus menciptakan suatu respon inflamasi.

§ Degradasi harus terjadi dalam periode waktu yang wajar yang diperlukan oleh aplikasi.

§ Mudah dan murah untuk memproduksi

§ interaksi seluler khusus yang dapat digunakan untuk menargetkan obat untuk jenis sel tertentu.

§ Mampu lampiran dengan molekul lain.Waktu berlalu Chitosan: -

Henri Braconnot, direktur kebun raya di Nancy, Perancis, Chitosan pertama kali ditemukan pada tahun 1811. Bracannot pragmatis bahwa zat tertentu (chitin) didirikan pada jamur tidak larut dalam asam sulfat. Sekitar 20 tahun kemudian, ada orang yang menulis sebuah artikel tentang serangga di mana ia terkenal bahwa zat analog hadir dalam struktur serangga serta struktur tanaman. Dia kemudian menyebut zat menakjubkan sebagai "kitin". Pada dasarnya, chitin namanya berasal dari bahasa Yunani, konotasi "tunik" "amplop" atau. Persepsi ini selanjutnya dikenal pada tahun 1843 ketika Lassaigne menunjukkan adanya nitrogen dalam kitin.

Setelah penemuan kitin, nama "kitosan" muncul dalam adegan. Rouget sementara bereksperimen dengan kitin pertama kali ditemukan itu. Oleh karena itu, Rouget mengamati bahwa senyawa kitin bisa dimanipulasi melalui perlakuan kimia dan suhu untuk itu untuk menjadi larut. Kemudian, itu pada tahun 1878 ketika Ledderhose diidentifikasi kitin harus terbuat dari glukosamin dan asam asetat.

Itu bukan yang sebenarnya oleh awal abad 20, cukup banyak penelitian mengambil kitosan sebagai subjek studi mereka. Mereka kemudian terlibat sumber chitin, termasuk cangkang kepiting dan jamur. Selama 200 tahun terakhir, perjalanan sekitar kitosan telah mengambil berbagai bentuk. Beberapa peneliti lain terus membangun temuan asli Bracannot, menemukan penggunaan baru untuk chitin ketika mereka menemukan berbagai bentuk di alam. 4, 5Asal Chitosan: -

Chemist selalu memainkan molekul. Kitin tidak luput dari itu. Chemist tidak kitin cadang, polimer baik dan membuat Chitosan. Kitin merupakan komponen struktural utama dari kerangka luar krustasea, dan spesies lainnya seperti moluska, serangga dan jamur. Kitosan ini paling sering mendapatkan dari kitin krustasea, dari limbah cangkang kepiting dan udang. Kitin menyumbang sekitar 70% dari komponen organik dalam kerang tersebut. Ini adalah bahan penguat, yang terjadi dalam tiga bentuk polimorfik, a-, b-dan g-kitin. Dimana kekerasan dalam membutuhkan kitin-ditemukan, di mana fleksibilitas diperlukan b-dan g-kitin terjadi. [25] Kitin adalah inert di lingkungan berair. Kitosan dibuat dari kitin untuk mendapatkan polimer lebih reaktif. Istilah ini Kitosan digunakan ketika kitin bisa dilarutkan dalam asam lemah. Ketika kitin dipanaskan dalam larutan kuat hidroklorida natrium (> 40%) pada suhu tinggi (90-120o),, 6 7

Kimia: -

Chitosan (Poli [- (1, 4)-2-amino-2-deoksi-D-glucopiranose]) memiliki struktur seperti yang ditunjukkan pada gambar-2.Chitin diisolasi dari cangkang krustasea (misalnya udang, kepiting dan lobster) dengan memperlakukan kerang dengan 2,5 N NaOH pada 75 oC dan dengan 1,7 N

HCl pada suhu kamar selama 6 jam. 8

Deasetilasi dapat dilakukan dengan perlakuan alkali atau dengan reaksi enzimatik. The deasetilasi basa dilakukan dengan memperlakukan kitin dengan NaOH pada suhu tinggi. Tingkat deasetilasi meningkat dengan meningkatnya suhu atau konsentrasi NaOH. Chang dkk Tentukan optimum deasetilasi dilakukan dengan mencampur 23 ml NaOH 60% per gram kitin 170 oC. 9

Deasetilasi kitin dengan reaksi enzimatik digambarkan oleh Martinou dkk Deacetylase kitin yang diisolasi dari rouxii Mucor telah berhasil digunakan untuk deacetylate kitin hampir sepenuhnya (98%). 10

polimer yang berbeda dari kitin dalam mayoritas kelompok N-asetil Chitosan dihidrolisis. Tingkat hidrolisis memiliki dampak yang signifikan terhadap kelarutan dan sifat reologi polimer. Gugus amino pada polimer memiliki pKa di kisaran 5,5-6,5, tergantung pada sumber polimer. Pada pH rendah, polimer larut, dengan transisi sol-gel terjadi pada pH mendekati 7. Sensitivitas pH ditambah dengan reaktivitas kelompok amino utama membuat chitosan polimer dan aplikasi unik untuk pemberian obat. Chitosan sekarang tersedia secara komersial di berbagai molekul berat (50 kDa - 2.000 kDa) dan derajat yang berbeda deasetilasi (40% sampai 90%). 11

gambar

Figure2. Struktur kimia kitosan, polimer yang diperoleh oleh deasetilasi parsial alami polimer, kitin. PR kitosan: -

Produksi kitosan dilakukan dengan menggunakan dua strain Mucoralean, racemosus Mucor dan elegans Cunninghamella. Chitosan diekstraksi dari miselia dari racemosus M. dan C. elegans pada fase pertumbuhan yang berbeda pada media YPD. Dalam kedua jamur, kitosan dengan cepat diproduksi, sementara hasil tertinggi kitosan terekstrakkan ditemukan dalam 24jam budidaya dalam budaya terendam. Hasil kitosan yang diisolasi dari miselia kering racemosus M. adalah sekitar 40% lebih tinggi dibandingkan dari C. elegans. Tingkat N-asetilasi kitosan adalah 49% di racemosus M. dan 20% pada C. elegans, dan isi D-glukosamin adalah sekitar 48% dan 90%, masing-masing.

Diungkapkan adalah proses lain untuk memproduksi partikel dari polimer kitosan modifikasi karbohidrat. kitosan partikel seperti ini "aktif" karena langkah-langkah khusus yang digunakan dalam proses. Proses ini melibatkan presipitasi kitosan terlarut dari suatu larutan asam daripadanya dengan penambahan langkah-bijaksana menetralisir agen untuk solusi. Sebuah netralisasi parsial dilakukan di

bawah agitasi geser untuk membentuk fase gel kontinyu memiliki pH dalam kisaran 5,0-6,9. Fase gel kitosan sebagian dinetralkan kemudian lebih lanjut dikenakan geser agitasi selama minimal 10 detik untuk menghomogenkan fase gel. Tahap gel homogen ini kemudian dinetralkan lebih lanjut di bawah agitasi geser ke pH di atas 6,9 untuk membentuk seperti gel suspensi partikel kitosan diskrit