- Krabben-Schalen - ein wertvoller Rohstoff - Freiburgerin84
Chitosan ist ein Biopolymer, also eine aus vielen gleichen Molekülen aufgebaute Substanz, die natürlich als Bestandteil der Zellwandmatrix in lebenden Organismen anzutreffen ist. Es dient als Strukturbildner für die Form und kann auch Grundlage für die Einbettung funktioneller Elemente in die Zellwand sein. Chemisch gesehen handelt es sich dabei um ein Polyaminosaccharid (Vielfach-Aminozucker), das sich vom Chitin ableitet.
Natürliche Vorkommen von Chitin
Chitin findet man beispielsweise im „Außenpanzer“ von Insekten, Krebsen oder Spinnentieren, wo es nicht etwa für die Härte des Panzers, sondern für dessen Elastizität und Weichheit verantwortlich ist. Auch die Zellwand vieler Pilze enthält Chitin. Die Substanz hat ähnliche Funktionen wie Zellulose bei höheren Lebewesen. Chitosan und Zellulose weisen eine ähnliche Molekülstruktur auf.
Gewinnung aus Krabbenschalen und Schimmelpilzen
Chitosan wird technisch aus Chitin durch Deacetylierung gewonnen. Hierbei entstehen durch Einsatz von Natronlauge oder Enzymen Produkte mit unterschiedlicher Form, Gewicht und Eigenschaften. Chitosan als Naturprodukt enthält in geringen Mengen (anorganische und organische) Verunreinigungen, wobei die Krabbenprodukte reiner als Pilzprodukte sind.
Manche Pilze enthalten neben Chitin in ihrer Zellwand auch Chitosan; aus ihnen kann Chitosan direkt gewonnen werden. Mucor rouxii – ein Schimmelpilz, der pflanzliche Nahrung wie zum Beispiel Obst zersetzt – bildet das Enzym Chitin-Deacetylase, um die Anreicherung von Chitosan in der eigenen Zellwand zu fördern, damit sie der Erkennung durch die Wirtspflanze entgehen. Der Chitosan-Gehalt in der getrockneten Biomasse von M. rouxii beträgt fünf bis zehn Prozent, der der Zellwände 30 bis 40 %. Daher ist die direkte Chitosan-Gewinnung durchaus auch wirtschaftlich interessant.
Eigenschaften: Schadstoffbindend, antimikrobiell, ungiftig
Chitosan ist ein farbloser, zäher, säurelöslicher Stoff. Mit abnehmender molarer Masse ist auch Chitosan in Wasser und sogar in Laugen löslich.
Während der Herstellung von Chitosan aus Chitin entstehen zahlreiche freie Aminogruppen, die das Chitosan mit einer positiv geladenen Oberfläche (Polykation) versehen. Bei Kontakt mit negativ geladenen Oberflächen von Bakterien, Viren oder Pilzen werden diese zerstört. Es ist ungiftig, antibakteriell, antiviral und antiallergen. Chitosan besitzt je nach Deacetylierungsgrad und Kettenlänge (Molekulargewicht) unterschiedlich stark ausgeprägte Eigenschaften:
- hat eine hohe (positive) Ladungsträgerdichte
- ist biologisch abbaubar, ungiftig
- hemmt Bakterien und Pilze
- bildet Film und Fasern, vernetzend
- hemmt Entzündungen, heilt Wunden
- bindet Gerüche
- bindet Fett
- stimuliert Immunsystem und Stoffwechsel
- bindet Proteine, Schwermetalle, Schwebstoffe
- nicht thermoplastisch, wird bei 280°C zersetzt
- wirkt koagulierend, blutstillend (Blutgerinnung)
- wirkt abrasiv (in Zahnpasta)
Diese Eigenschaften von Chitosan werden auch heute schon vielfältig genutzt:
- In der (Ab-)Wasserbehandlung (Wassergewinnung, Kläranlagen) dient es als Filter zur Protein- und Schwermetallbindung
- Im Labor wird Chitosan biotechnologisch verwendet zur Enzym-, Zellmobilisierung, Proteinbindung, -separation, Chromatographie, sowie als Ionentauscher
- In der Medizin/Pharmazie dient es als Wirkstoff in Verbänden, Wundauflagen (zum Beispiel Chitoskin®), Schwämmen, künstliche Haut, zur Kariesprophylaxe und Arzneimittelfreisetzung
- In Kosmetika zugesetzt wirkt Chitosan als Filmbildner und Feuchtehalter
- In der Ernährungsindustrie bindet es Schwebstoffe (Getränke). Als Nahrungsergänzungmittel wird es als „Fettblocker“ gepriesen.
Derzeit wird auch untersucht, Chitosan in funktionelle Textilien einzubauen, um das antimikrobielle Abwehrsystem der Haut zu unterstützen. Auch als Imprägnierungslösung und für Stoffbeschichtungen wird der Einsatz von mikrokristallinem Chitosan diskutiert.
Das Multitalent kann fast alles - als Fettblocker im Körper ist es untauglich
Die technologischen Eigenschaften des Multitalents Chitosan werden heute schon ansatzweise industriell genutzt. Darüber hinaus steht möglicherweise im medizinischen Bereich in Zukunft eine Wirkstoff-Alternative mit breiten Anwendungsmöglichkeiten zur Vorbeugung und Behandlung von Infektionen zur Verfügung.
Im Gegensatz dazu muss die Hoffnung auf den „Fettmagneten“ ad acta gelegt werden. Das in Nahrungsergänzungsmitteln als Fettblocker gepriesene Chitosan soll nach Werbeaussagen eine Gewichtsreduktion durch Blockierung der Fettaufnahme im Darm bewirken. Dieser Effekt ist jedoch so gering, dass die Anwendung keinen Sinn macht. Außerdem ist die Verwendung als Nahrungszusatz strittig, denn Nahrungsergänzungsmittel sollten ja dem Körper Nähr- und Wirkstoffe zufügen und nicht entziehen!
Vertiefende Informationen:
Ilium L: Chitosan and its use as a pharmaceutical excipient. Pharmaceutical Research 15 9 (1998) 1326-31
Niederhofer A: Biotechnologische Herstellung von niedermolekularem Chitosan aus Mucor-Spezies als pharmazeutischer Hilfsstoff. Dissertation (Kiel 2003)
Pittler MH, Ernst E: Dietary supplements for body-weight reduction: a systematic review. Am J Clin Nutr 79 4 (2004) 529-36
Steneberg A: Chitosan - ein in Medizin und Industrie vielfältig einsetzbarer Stoff aus Krabbenschalen und Schimmelpilzen. UMWLELT & GESUNDHEIT 20 4 (2009) 137-8
Andreas Steneberg - Als ausgebildeter Ernährungswissenschaftler (Dipl. oec. troph.) hat der Autor langjährige Erfahrungen mit ...
