La laminarine est un polysaccharide de réserve de type β-glucane principalement présent chez les algues brunes (Phaeophyceae), où elle constitue une source majeure d’énergie aux côtés du fucoïdane et de l’alginate. Sa variabilité structurale influence sa solubilité et sa bioactivité.
Structure moléculaire
La laminarine possède une ossature linéaire constituée d’unités de β-(1→3)-D-glucopyranose, avec des ramifications en glucose liées en β-(1→6) tous les 3 à 4 résidus (degré de ramification de 3 à 30 %), ce qui conduit à des masses moléculaires comprises entre environ 2 et 40 kDa (degré de polymérisation ≈ 15–200) selon l’espèce et les conditions de croissance. Deux variantes sont décrites : le type G (terminé par un résidu glucose) et le type M (terminé par un résidu mannitol à l’extrémité réductrice). Chez certaines diatomées, des esters sulfates ou phosphates peuvent être présents ; la spectroscopie RMN met en évidence des protons anomériques à δ 4,5–5,2 ppm correspondant aux liaisons β-1,3/1,6.
Biosynthèse et extraction
La laminarine est synthétisée via la β-1,3-glucane synthase dans les vacuoles ou les plastes d’algues brunes appartenant notamment aux genres Laminaria et Saccharina, ainsi que chez des diatomées telles que Phaeodactylum tricornutum. Son accumulation atteint un maximum en conditions de limitation nutritionnelle, avec des rendements pouvant atteindre jusqu’à 32 % de la biomasse sèche. L’extraction repose généralement sur un traitement à l’eau chaude ou en milieu acide (par exemple ~80 °C à pH ~2), suivi d’une précipitation à l’éthanol et d’étapes de purification. La coloration au bleu d’aniline est souvent utilisée pour visualiser les fractions de β-glucanes.
Propriétés
La laminarine présente une forte solubilité dans l’eau (le type M étant généralement plus soluble que le type G), une faible viscosité et une bonne stabilité thermique. Elle peut former des gels via des conformations en triple hélice, similaires à celles d’autres β-glucanes tels que le schizophyllane. Elle est biodégradable par des β-glucanases et manifeste des activités biologiques comprenant une immunostimulation par interaction avec le récepteur Dectin-1, une capacité antioxydante, ainsi qu’un comportement rhéologique non newtonien en solution.
Applications biomédicales et industrielles
Dans le domaine biomédical, la laminarine agit comme modificateur de la réponse biologique, en activant les macrophages et les cellules NK (natural killer), avec des effets potentiels antitumoraux et antiviraux. Elle est également utilisée dans les pansements pour la cicatrisation, et ses propriétés prébiotiques contribuent à la modulation du microbiote intestinal. Sur le plan industriel, la laminarine est employée comme biopesticide, comme précurseur pour la production de biocarburants et comme cryoprotecteur. Des dérivés fonctionnalisés de la laminarine sont actuellement étudiés pour la fabrication d’hydrogels et de systèmes de délivrance de médicaments.