RUDN University-chemici hebben een eenvoudige en handige methode ontwikkeld om derivaten van het natuurlijke polymeer chitosan te produceren. Deze derivaten zijn niet-toxisch en hebben een uitgesproken antibacteriële activiteit op het niveau van moderne antibiotica. Deze stoffen kunnen worden gebruikt bij de productie van antibacteriële beschermende films voor voedsel. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Voedsel scheikunde .

Conserveringsmiddelen worden veel gebruikt in de voedingsindustrie. Ze zijn nodig om de houdbaarheid van producten te verlengen. Anderzijds, conserveringsmiddelen verminderen de voedselkwaliteit. Sommige kunnen allergieën veroorzaken (benzoëzuur) of toxisch zijn (nitraten, nitrieten). Synthetische wasachtige stoffen die worden gebruikt om fruit te coaten, kunnen kankerverwekkend zijn (bifenyl is verboden in de VS en de EU). Dit verklaart het belang van het vinden van nieuwe conserveringsmiddelen die effectief en veilig zijn.

Chitosan is een natuurlijk polymeer afgeleid van chitine, het hoofdbestanddeel van schelpen van insecten en schaaldieren. Het heeft antibacteriële eigenschappen en wordt al gebruikt in de voedingsindustrie voor het verpakken en coaten van producten met een beschermende film. Echter, zijn activiteit is veel inferieur aan antibiotica.

Om niet-toxische en zeer actieve derivaten van chitosan te verkrijgen, RUDN University-chemici Andreii Kritchenkov en Margarita Kurasova en hun collega's hebben chitosan gemodificeerd met organische aziden door ze aan de polymeerketen te "naaien". Aziden zijn derivaten van hydrazoëzuur (HN ₃ ). Zowel organische als anorganische aziden zijn giftig, maar hun verbindingen met chitosan zijn niet giftig. Antibacteriële activiteit van de verkregen stoffen, azido-chitosan, was aanzienlijk hoger dan die van chitosan.

Het experiment toonde aan dat monsters van polymeren op basis van chitosan antibacteriële activiteit hadden op het niveau van antibiotica. De onderzoekers vergeleken deze parameter voor azido-chitosan met de twee meest voorkomende antibiotica:ampicilline en gentamicine.

Antibacteriële activiteit werd bepaald door diffusie in de agarlaag (voedingsstof). Een schijf filtreerpapier geïmpregneerd met de teststof (of vergelijkingsantibioticum) werd op de agarlaag geplaatst die was ingezaaid met een bacteriecultuur. De stof dringt de agar binnen, bacteriën doden of hun voortplanting vertragen. Als resultaat, er wordt een groeionderdrukkingszone gevormd rond de schijf, die visueel afwijkt van de rest van het agaroppervlak. De waarde van een antibacteriële activiteit wordt geschat door de diameter van de gevormde zones. Toxiciteit werd bepaald met een standaard colorimetrische test.

Een verkregen derivaat van chitosan - azido chitosan - verhinderde de groei van Staphylococcus aureus in een zone met een diameter van 26 mm (de indicator voor ampicilline was 30 mm), en van 18 mm voor Escherichia coli (in gentamycine was het 22 mm).

Dat is, het polymeer heeft bijna dezelfde antibacteriële activiteit als antibiotica. Dit is uiterst belangrijk, omdat het gebruik van antibiotica als componenten van antibacteriële films hoogst onaanvaardbaar is omdat het leidt tot het ontstaan ​​van resistente bacteriestammen. Chitosanverbindingen hebben dit nadeel niet.

Nieuwe chitosanderivaten kunnen worden gebruikt als onschadelijke en effectieve conserveermiddelen om op basis hiervan beschermende films voor voedsel te creëren.