Efecto del quitosano en diferentes pesos moleculares
El quitosano se ha utilizado ampliamente en la producción agrícola gracias a su biocompatibilidad, biodegradabilidad, no toxicidad y capacidad de adsorción. Proporciona un método eficaz para reducir la contaminación agrícola y desarrollar la agricultura ecológica. El quitosano se puede utilizar como regulador del crecimiento vegetal, acondicionador de suelos, conservante de frutas y hortalizas, recubrimiento de semillas, especialmente en el control de enfermedades de los cultivos.
El quitosano tiene propiedades antibacterianas de espectro relativamente amplio y puede inhibir el crecimiento y la reproducción de algunos hongos, bacterias y virus, pero el efecto inhibidor se ve afectado por el peso molecular del quitosano, sus propiedades físicas y químicas y los tipos de bacterias patógenas.
Dora Agri probó tres pesos moleculares diferentes de quitosano. ( C1=1.5k Da, C2=30k Da, C3=300k Da )
En el caso del quitosano de bajo peso molecular (C1) , cuanto mayor sea la concentración utilizada, mayor será la cantidad de moléculas pequeñas de quitosano que penetran en las células de las bacterias patógenas y que pueden unirse al ADN de estas bacterias, interfiriendo así con su estructura. De esta forma, se logra una inhibición más eficaz del crecimiento de las bacterias patógenas.
Para los quitosanos C2 y C3 de alto peso molecular , siempre que la concentración sea suficiente para formar una membrana densa en la superficie de las células bacterianas, se obtiene el mejor efecto inhibidor. Determinamos que las concentraciones antibacterianas más efectivas y económicas de los quitosanos C2 y C3 fueron del 0.5 % y del 1 %, respectivamente.
Discusión sobre el mecanismo del quitosano
Los resultados de las pruebas de Doraagri demostraron que el peso molecular es el factor más importante que influye en las propiedades antibacterianas del quitosano. El efecto antibacteriano del quitosano de bajo peso molecular es superior al del quitosano de alto peso molecular.
El quitosano de bajo peso molecular tiene cierto efecto bactericida porque las moléculas pequeñas tienen más probabilidades de entrar en la estructura porosa de la pared celular e interferir con el metabolismo de las células para lograr el propósito bactericida.
El quitosano de alto peso molecular tiene fuertes efectos antibacterianos y bactericidas, y sus propiedades antibacterianas se derivan del factor antibacteriano -NH+3. Además, el quitosano de alto peso molecular tiene buenas propiedades filmógenas, que pueden formar una película suficientemente densa en la superficie celular para evitar la entrada de nutrientes por parte de las bacterias.
La capacidad antagónica del quitosano de bajo peso molecular es generalmente más obvia que la del quitosano de alto peso molecular porque tiene propiedades formadoras de película y es más fácil de ingresar a las células bacterianas.
Esto indica que la regulación de las moléculas de quitosano a nivel transcripcional y la inhibición del crecimiento de patógenos son los mecanismos más eficaces para que el quitosano inhiba las bacterias. Se puede observar que el desarrollo y la utilización de quitosano de bajo peso molecular pueden ser una de las maneras más efectivas de desarrollar pesticidas biológicos de alta eficiencia.
Aplicación del quitosano de bajo peso molecular en la agricultura
El oligosacárido de quitosano (es decir, el quitosano de bajo peso molecular) tiene mejor solubilidad en agua que el quitosano debido a su bajo grado de polimerización. Además, presenta buena biocompatibilidad. El quitosano de alto peso molecular solo se disuelve en soluciones ácidas, lo que limita considerablemente su aplicación.
El oligosacárido de quitosano tiene las ventajas de baja viscosidad, buena solubilidad en agua y fácil absorción por los cultivos, por lo que tiene más actividades biológicas y funciones fisiológicas y se utiliza ampliamente en la producción agrícola.
El cos no solo posee una actividad antibacteriana de amplio espectro, sino que también induce resistencia de frutas y hortalizas a infecciones patógenas, inhibiendo así las enfermedades poscosecha y reduciendo las pérdidas por podredumbre. El cos también puede mejorar la calidad del almacenamiento al inhibir el metabolismo respiratorio de las frutas y hortalizas, prevenir la pérdida de agua, mantener la firmeza de la fruta, retrasar el cambio de color y la disminución de sólidos solubles, ácido ascórbico y ácido titulable.
Todos los oligosacáridos de quitosano utilizados en el ensayo proceden del laboratorio de Dora. El oligosacárido de quitosano se preparó mediante hidrólisis enzimática de quitosano con una enzima de alto rendimiento. Las condiciones óptimas del proceso fueron: pH 4.5, temperatura 50 °C, dosis de enzima 100 U/g y tiempo de reacción 3 h. En estas condiciones, la reacción del quitosano se completa y el consumo energético es mínimo.
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