Chitin und Chitosan der Schritt zur Nachhaltigkeit. Vom Abfall zum Wertstoff.
Kaum eine natürliche Substanz ist so vielseitig wie die aus Kokons von Fliegen, Panzern von Käfern oder Schalen von Krebstieren.

strong>Fischerei und Insekten Chitin der nachwachsende Rohstoff

Größtenteils aus fossilen nicht erneuerbaren Quellen werden weltweit mehr als 100 Millionen Tonnen Rohstoffe zur Herstellung von Massenprodukten oder Energieerzeugung verbraucht.
Dass diese Verschwendung so nicht weitergeht ist klar. Besonders interessant sind deshalb natürliche Substanzen, die vielseitig verwendbar sind. Das Chitin ist ein Biopolymer das unzählige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.

Chitin gilt als ein nahezu unerschöpflicher, nachwachsender Rohstoff.
Es ist ein Polysacharid (langkettige Moleküle aus verknüpften Zuckereinheiten).
Chitin, das in der Natur vor allem in den Panzern und Schalen von Krebstieren und Insekten sowie in Pilzen als Gerüststoff weit verbreitet ist, wird permanent tonnenweise in der Natur hergestellt. Die globalen Ressourcen werden auf etwa 1O6 bis 107 Tonnen geschätzt. Es ist das zweithäufigste Polysaccharid nach der Cellulose, der es als Polymer von N-Acetylglucosamin strukturell ähnelt.

Chitosan ebenso ein Polysacharid wird chemisch oder enzymatisch aus Chitin gewonnen.

Der Wertstoff Chitin und Chitosan kommt aus Fischereiabfällen und Insektenzucht

Nach aktuellen Schätzungen (Stand 2017) fallen jährlich weltweit 6 bis10 Mio. Tonnen, in den 28 EU Staaten alleine circa 280.000 Tonnen chitinhaltige Fischereiabfälle aus der Krustentierverarbeitung an. Diese immense Menge muss rechtlich verankert innerhalb der EU entsorgt werden.
Die Prozesse werden ständig optimiert, künftig dürfte eine grüne und wirtschaftliche Variante zur chemischen Chitinspaltung bereitstehen. Das Chitin aus europäischen Schalenabfällen kann rein enzymatisch zu diversen Zuckerderivaten abgebaut werden.
Der Wertstoff Chitin und Chitosan kommt aus Insektenzucht

Man mag es kaum glauben, die schwarzen Soldatenfliegen (Hermetia illucens) ist als Proteinnahrungslieferant  erkannt.  Die schwarzen Soldatenfliegen (Hermetia illucens) werden auf pflanzlichen Gmp+ zertifizierten Reststoffen aus der Nahrungs- und Futtermittelindustrie kultiviert. Aus 1 kg Essensresten werden ca. 2 kg Insekten gewonnen. Aus ihnen wiederum wird Protein für Tierfutter hergestellt. Diese Herstellung von Proteinen als Nahrung ist preiswert. Das stark preisorientierte Verbraucherverhalten  wird in Kürze dafür sorgen, dass sich diese Proteinnahrung  auch für die menschliche Ernährung am Markt etabliert wird. Diese Entwicklung kann abgesehen vom Preisargument auch von mir als bekennender Veganer durch die zunehmende Sensibilisierung Tierleid wahrzunehmen unterstützt werden. Die Herstellung von Insektenprotein ist auch wesentlich nachhaltiger als die von Rind oder Schwein.
Aus der Tierfutterproduktion fallen bereits heute Insektenreste an, die eine weitere lukrative Chitinquelle bieten.

In Spanien wird der Mehlkäfer Tenebrio molitor zur Chitin und Chitosangewinnung gezüchtet. Das Unternehmen MealFood Europe lobt die deutlich geringere Schwermetallbelastung aus.

Chitin und Chitosan für unzählige nachhaltige Produktanwendungen

Beide Polymere Chitin und Chitosan sind biokompatibel und im menschlichen und tierischen Körper durch das Enzym Lysozym abbaubar. Die biologische Abbaubarkeit eröffnet in Medizin, Pharmazie und Kosmetik ein breites Anwendungsspektrum. Zur  kontrollierten Freisetzung von Arzneimitteln, wird Chitosan als nicht permanent im Körper verbleibendes Material eingesetzt. Chitosanmembrane wirken als Wundverschlüsse nach chirurgischen oder zahnmedizinischen Eingriffen.
Chitosan wirkt gegen Bakterien und Pilze, dient als Wundverband, chirurgisches Nahtmaterial und bildet mit der Haut eine Matrix. Chitosanderivate mit Sulfatgruppen verzögern die Blutgerinnung.
Chitosan in der Zahnpasta wirkt antibakteriell, keimtötend.

In der Landwirtschaftlichen Tier- wie in der Haustierfütterung tragen beide Polysacharide als Zusatz zum Futter zu einer ausgewogenen Ernährung bei.
Bei Fibl ist Chitosan seit 2016 als Grundstoff für den biologischen Landbau registriert. Werden Pflanzen, Saatgut mit Chitosan behandelt und wird Chitosan in den Boden eingebracht sinkt die Infektionsrate bei den Pflanzen durch schädliche Viren und Bakterien Nematoden Fadenwürmern werden reduziert.
Aus Chitosan sind Ionenaustauscher entwickelt, mit denen selektiv Schwermetallionen aus der Umwelt absorbiert werden können.
Beide Polymere Chitin und Chitosan bilden kristalline Mikrofibrillen und lassen sich zu Fasern, Filmen, Membranen und Kolloiden verarbeiten. ChitoTex umfaßt umweltfreundliche Produkte für die Textilindustrie aus Chitin als auch Funktionstextilien mit Chitosan.

Die biotechnologischen Verfahren und Prozesse zur Nutzbarmachung von Chitin werden ständig optimiert. Es gibt immer mehr grüne und wirtschaftliche Varianten zur thermochemischen Chitinspaltung. Sowohl das Chitin aus europäischen Schalenabfällen kann rein enzymatisch zu diversen Zuckerderivaten abgebaut werden. Auch das Insektenchitin wird zukünftig vielfältige, nachhaltige Anwendung finden.
Chitosan ChitoTex Helmuth Focken Biotechnik e.K
Helmuth Focken Biotechnik e. K. entwickelt und produziert seit 2005 Anwendungen und Produkte aus Chitosan.
Chitodent® die homöopathieverträgliche Zahnpasta mit Chitosan als Wirkstoff. Chitosan wirkt antibakteriell, keimtötend. Chitodent® war die erste Zahnpasta mit Chitosan in Europa und ist die einzige Rezeptur weltweit mit Chitosan die als biologisches Naturkosmetikum zertifiziert ist (BDIH). Chitosan unterstutzt die Filmbindung auf dem geputzten Zahnschmelz. Untersuchungen zeigen, dass das Chitosan in der Zahnpasta die Zahnhartsubstanz oder das Pellikel adsorbieren und dabei protektive Effekte entfalten kann. Zum Schutz der Mundschleimhaut ist diese mit einem zähflussigen Schleim überzogen. Wichtige strukturgebende Bestandteile dieses Schleims sind die Muzine. Chitosan verstärkt die Wasserbindungskapazitat der Muzine und unterstutzen damit die Vitalisierung der Mundschleimhaut.

ChitoPlant® für die Landwirtschaft. Das Produkt aus wasserlöslichem Chitosan ist seit August 2016 bei Fibl als ein Basismittel registriert.Es ist anwendbar vom Sähen bis zur Ernte und eignet sich sowohl für den konventionellen als auch für den biologischen Anbau.
Chitotex antibakterielle Mikrofaserfingerzahnbürste mit Chitosangarn
ChitoTex Funktionstextilien mit Chitosan. Chitotex Mikrofaserfingerzahnbürste von Helmuth Focken Biotechnik e.K. wirkt antibakteriell ohne toxisch zu sein. Das Chitosan überträgt seine antimikrobielle Wirkung auf das Textil

Chitotex Chitosan im Textil und Chitosan in der Zahnpasta Chitotex

Wird Chitosan im Textil wie bei ChitoTex verwendet, können die positiven Eigenschaften des Chitosans, z. B.seine antimikrobielle Wirkung auch auf Textilien übertragen werden. Wie bei der Zahnpasta Chitodent® wechselwirkt das Polykation Chitosan auch am Textil mit den polyanionischen Partnern.

 

Chitosan im Textil

Der Grundstoff  für Chitosangarn ist Chitin. Chitin wird unter anderem aus Meerestieren Krabben und Krebsen gewonnen. In der Nahrungsmittelindustrie fallen riesige Mengen davon an.
Das Bewußtsein Chitin ist kein Abfall sondern Wertstoff nimmt zu wie die Unzahl an Patenten zeigt.

Am Dresdner ITM findet große Beachtung bei Kassen, Institutionen, wie Ärzten, Garn, das aus Chitosan im Nassspinnverfahren hergestellt wird. Dieses rein biologische Garn kann sich im menschlichen Körper abbauen.  Ein solches Garn eröffnet  in der regenerativen Medizin ganz neue Methoden in der Therapie.

Chitosan im Textil z.B als Medizintextil oder als Beigarn zu andern Fasern

Wegen der blutstillenden und antibakteriellen Eigenschaften eignen sich Textilien aus Chitosan etwa für Pflaster, Verbände, chirurgisches Füllmaterial, OP-Materialien oder wenn Chitosan im Textil verwendet wird auch für Kleidung für Neurodermitispatienten oder für antibakteriell wirkende Fingerzahnbürsten  von Helmuth Focken Biotechnik e.K.
Chitosan im Textil. Mikrofaserfingerzahnbürste mit Chitosan

ChitoTex Mikrofaserfingerzahnbürste mit antibakteriell wirkender Chitosanfaser

ChitoTex als antibakteriell wirkende Chitosanfasern in der Mikrofaserfingerzahnbürste. Die ChitoTex Mikrofaserfingerzahnbürste von Helmuth Focken Biotechnik e.K. wirkt Dank der Chitosanfasern antibakteriell ohne toxikologisch zu sein. 1000e Schlingen der Mikrofaser halten  Plaque und Bakterien und sorgen für glänzende, belagfreie Zähne.

Was ist Chitin / Chitosan?

Chitin ist mit der Cellulose verwandt. Beide sind ß-1,4-verknüpfte gluco-konfigurierte Homopolymere. Das Chitin enthält eine Acetamido-Gruppe anstelle der Hydroxy-Gruppe bei der Cellulose.

Chitosan unterscheidet sich vom Chitin durch das Vorhandensein freier Aminogruppen. Die Umwandlung des chemisch nahezu inerten Chitins zum löslichen Chitosan erfolgt durch die Deacetylierung der Acetamido-Gruppe. Vollständig deacetyliertes Chitosan besitzt keine N-Acetylgruppen

Vorkommen

Chitin ist ein Hauptbestandteil der Hüllsubstanz der Gliederfüßer (Arthropoda), das heißt der Spinnenartigen (Chelicerata), Insekten (Insectacea) und Krebstiere (Crustacea). Es kommt auch in Pilzen vor und bei einigen Arten der Wirbellosen.

– Krabben, Shrimps, Krill enthalten bis 80% der Gesamtmasse im Exoskelett

– Insekten 30 – 60% im Exoskelett

– Pilze bis 40% in den Zellwänden

– Zooplankton bis 80%

Herstellung

Die Umwandlung zum Chitosan erfolgt chemisch oder enzymatisch.

Eigenschaften von Chitin und Chitosan,
die für die Verwendung von Chitosanfasern und für Chitosangewebe sprechen:

    • hohe Sorptionskapazität
    • antibakterielle Eigenschaften
    • geruchsbindend
    • nicht allergen
    • nicht toxisch. Diese Eigenschaften sind in besonderem Maße geeignet, den Tragekomfort von allgemeiner und vor allem auch von funktioneller Kleidung zu erhöhen.

Wichtig ist die Quelle des Ausgangsmaterials: Chitin aus Pandalus borealis ist ein guter Rohstoff für die Herstellung von Chitosan mit niedrigem DD (Deacetylierung)und gleichzeitig hoher mittlerer viscosimetrischen Molmasse (Mv), während Krill-Chitin (Euphausia superba) ein gutes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Chitosan mit hohem DD und niedrigem Mv ist.
Chitosan, das aus Insekten (Calliphora erythrocephala), unter milden Bedingungen (Temperatur: 100°C, NaOH-Konzentration: 40 %, Zeit: 1-2h ) hergestellt wurde, hatte die gleichen Eigenschaften hinsichtlich DD und Mv wie das aus Krill hergestellte Chitosan. Der Bedarf an Zeit, Energie und NaOH ist für die Herstellung von Insekten-Chitosan geringer als für crabshell-Chitosan vergleichbare Resultaten für DD.

ChitoTex: Biologisch reine Chitosanfasern für Chitosangewebe in Medizintextilien.

Reine, biokompatible Chitosanfasern für Garne aus dem Naturmaterial Chitosan können bereits hergestellt werden. Diese sind in der Lage, sich im Körper selbstständig abzubauen.
Im Nassspinnverfahren werden die Chitosangarne erzeugt um anschließend im Web- oder Wirkverfahren zu Chitosangeweben weiterverarbeitet zu werden. Da dies unter Verzicht chemischer Zusatzstoffe geschieht, entsteht im Ergebnis ein biologisch reines Chitosangewebe, das in der Regenerationsmedizin eingestzt als resorbierbares Gewebe von großem Interesse sein kann.

ChitoTex: Chitin und Chitosan in der Textilindustrie beim Schlichten.

Im stark chemisch geprägten Textilumfeld läßt sich durch den Einsatz von Chitosan beim Schlichten eine große Nachhaltigkeit erzielen. Ziel ist dabei die petrochemische Ausgangsstoffe durch die nicht toxischen und biologisch abbaubaren Chitinprodukte zu ersetzen.
In der Textilindustrie wird die Schlichte eine Imprägnierflüssigkeit auf textile Filamente aufgebracht. Dieser Vorgang führt dazu, dass beschichtete Fäden geschmeidiger und widerstandsfähiger gegen mechanische Belastungen sind. Setzt man Chitinprodukte als Schlichte ein, dann wird das Material durch die Chitosanbschichtung geschützt. Es wird auch bei sehr schneller Verarbeitung nicht beschädigt.Das so behandelte Material wird dadurch nicht zu Chitosanfasern.
Entwicklung von neuen Schlichtemitteln für die Gewebeherstellung auf Basis von Chitosan unter technologischen und ökologischen Gesichtspunkten. Von der Fakultät Maschinenbau der Universität Stuttgartzur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung vorgelegt von Abu Bakr Siddique aus Joypurhat, Bangladesch

 

 

ChitoTex antibakteriell wirkende Mikrofaserfingerzahnbürste mit Chitosangarn

Chitotex Helmuth Focken Biotechnik e. K. Die Mikrofaserfingerzahnbürste wirkt antibakteriell ohne toxisch zu sein. Helmuth Focken Biotechnik e.K. stellt eine Mikrofaserfingerzahnbürste bereit, die mit Chitosangarn dotiert ist. Die positiven Eigenschaften des Chitosans, seine antimikrobielle Wirkung können so auf das Textil übertragen werden.

Mikrofasern nehmen besonders viel Plaque auf. Da die Mikrofaserfingerzahnbürste ganz weich ist, kann keine Abrasion am Zahnschmelz auftreten. Im Gegensatz zu Borstenzahnbürsten kann die Mikrofaserfingerzahnbürste gleich nach dem Essen verwendet werden (Zahnschmelz ist säurelöslich) was sie auch als Zahnbürsten bei MIH betroffenen Kindern besonders geeignet macht.

ChitoTex antibakteriell wirkende Mikrofaserfingerzahnbürste mit Chitosan wirken wie alle Chitodent® Mikrofaserfingerzahnbürsten antibakteriell.

Die positiven Eigenschaften des Chitosans, seine antimikrobielle Wirkung werden auf das Textil übertragen Chitosan ist im Gegensatz zu Silber nicht toxisch und biologisch abbaubar.