1. principios y procesos de degradación
Múltiples acciones mecánicas: el homogeneizador de alta presión se compone principalmente de una cavidad homogénea de alta presión y un mecanismo de sobrealimentación. Durante el proceso de homogeneización a alta presión, la solución de chitosan se empuja a alta velocidad a través de la cavidad homogénea. En este proceso, el material se verá afectado simultáneamente por fuerzas mecánicas como corte de alta velocidad, choque de alta frecuencia, fenómeno de agujero e impacto convectivo. Estas fuerzas mecánicas son capaces de destruir los enlaces químicos dentro e entre las moléculas de chitosan, como los enlaces glucosídeos, etc., rompiendo la estructura molecular de cadena larga de chitosan, logrando así la degradación y reduciendo su peso molecular.
Asistencia de efecto térmico: la fuerza mecánica produce un cierto efecto térmico durante la acción, lo que también ayuda a promover la reacción de degradación de las moléculas de chitosan. El efecto térmico puede intensificar el Movimiento de las moléculas de chitosan y debilitar la fuerza entre las moléculas, lo que hace que los enlaces químicos sean más fáciles de destruir.
2. factores que afectan la eficacia de la degradación
Presión homogénea: en general, cuanto mayor sea la presión homogénea, mejor será la degradación del chitosan. Una mayor presión puede someter la solución de chitosan a una fuerza mecánica más fuerte, el grado de ruptura de la cadena molecular es mayor y el peso molecular de los productos de degradación es menor.
Número de ciclos: los ciclos múltiples a través de un homogeneizador de alta presión pueden mejorar el grado de degradación del chitosan. A medida que aumenta el número de ciclos, las moléculas de chitosan se ven constantemente afectadas por fuerzas mecánicas, las cadenas moleculares se rompen gradualmente y el peso molecular de los productos de degradación disminuye constantemente.
Características de la materia prima: el peso molecular inicial del chitosan, el grado de deacetilación y otras características también afectarán el efecto de degradación de la tecnología de homogeneización a alta presión. El chitosan con mayor peso molecular inicial necesita una mayor presión o más ciclos para lograr un mejor efecto de degradación; Por su parte, el enlace de hidrógeno entre las moléculas de chitosan con un mayor grado de deacetilación es más débil y puede ser más fácil de degradar.
- naturaleza de la solución: la concentración de la solución de chitosan, el tipo de disolvente, etc., también pueden afectar el efecto de degradación. Por ejemplo, dentro de los límites de concentración adecuados, las concentraciones más altas de soluciones de chitosan pueden aumentar la interacción entre moléculas, lo que requiere una mayor presión para lograr la degradación; Diferentes disolventes pueden afectar la disolución y la estructura molecular de las moléculas de chitosan, lo que a su vez afectará el efecto de degradación.
3. análisis y caracterización de los productos de degradación:
Determinación del peso molecular: el peso molecular de los productos de degradación de chitosan y su distribución se pueden determinar mediante métodos como la cromatografía de penetración en gel (gpc). Este es un indicador importante para evaluar el efecto de degradación de la tecnología de homogeneización a alta presión, que puede reflejar intuitivamente el grado de ruptura de la cadena molecular de chitosan.
Análisis estructural: utilizando técnicas como la espectrometría infrarroja (ir) y la resonancia magnética nuclear (nmr), se puede analizar la estructura de los productos de degradación de chitosan para determinar los cambios en su estructura química, como la ruptura de los enlaces glucosídeos, los cambios en los grupos funcionales, etc.
Observación morfológica: la microscopía electrónica de barrido (sem), la microscopía electrónica de transmisión (tem), etc., se pueden utilizar para observar la morfología y microestructura de los productos de degradación de chitosan y comprender el efecto de la técnica de homogeneización a alta presión en la morfología de las partículas de chitosan.

4. Áreas de aplicación:

- biomedicina: los productos de degradación de chitosan de bajo peso molecular tienen una buena biocompatibilidad y biodegradabilidad, y son ampliamente utilizados en la transmisión de medicamentos, ingeniería de tejidos, etc. Por ejemplo, se puede utilizar como portador de medicamentos para mejorar la biodisponibilidad de los medicamentos; Se utiliza para preparar materiales de reparación de tejidos y promover el crecimiento y la diferenciación celular. - sector de la industria alimentaria: los productos de degradación del chitosan se pueden utilizar como aditivos alimentarios para la conservación de alimentos, la anticorrosión, el engrosamiento, etc. El chitosan degradado por la tecnología de homogeneización a alta presión tiene una mejor disolución y dispersión en el sistema alimentario y puede desempeñar mejor sus características funcionales. - ámbito agrícola: los productos de degradación del chitosan pueden servir como reguladores del crecimiento de las plantas y promover el crecimiento y desarrollo de las plantas; También se puede utilizar para preparar pesticidas biológicos, que tienen un cierto efecto de control sobre plagas y enfermedades. - en el campo de los cosméticos: en los cosméticos, los productos de degradación de chitosan se pueden utilizar para hidratar, antioxidantes, antibacterianos, etc., lo que puede mejorar el rendimiento y la calidad de los cosméticos.

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