Le pullulane est un polysaccharide linéaire hydrosoluble produit par le champignon Aureobasidium pullulans, constitué d’unités répétées de maltotriose reliées par des liaisons glycosidiques α-1,4 et α-1,6. Il est particulièrement apprécié pour son excellente capacité de formation de films, sa non-toxicité et sa biodégradabilité.

Structure moléculaire

Le pullulane est composé de chaînes linéaires d’unités de glucose organisées en sous-unités de maltotriose (Glc-α1,4-Glc-α1,4-Glc), interconnectées par des liaisons glycosidiques α-1,6 toutes les trois unités de glucose. Cette organisation spécifique confère au polymère une conformation flexible de type pelote aléatoire, avec un très faible degré de ramification. Les masses moléculaires se situent généralement entre 10⁴ et 10⁶ Da, influençant directement sa solubilité et sa viscosité. Sa charge neutre et sa masse moléculaire élevée contribuent à la formation de films solides, transparents et imperméables à l’oxygène après séchage.

Production et propriétés

La production industrielle du pullulane est réalisée par fermentation submergée de A. pullulans en utilisant des sources de carbone telles que le glucose, le saccharose ou des coproduits agro-industriels comme la mélasse. Les conditions de fermentation sont généralement optimisées à un pH compris entre 5 et 7 et à des températures de 25 à 30 °C. Après fermentation, le pullulane est récupéré par précipitation à l’éthanol puis purifié afin d’éliminer des pigments tels que la mélanine.

Ses principales propriétés physicochimiques incluent une excellente solubilité dans l’eau (>50 g/L), une faible viscosité en solution comparativement aux polysaccharides ramifiés, une résistance mécanique élevée, une bonne stabilité thermique, une biodégradabilité assurée par les enzymes pullulanases, ainsi qu’un statut GRAS (Generally Recognized As Safe) accordé par la FDA. Ces caractéristiques expliquent son utilisation étendue dans les secteurs alimentaire, pharmaceutique et biomédical.

Applications biomédicales et pharmaceutiques

Le pullulane est largement utilisé dans les systèmes d’administration de médicaments, notamment sous forme de nanoparticules, d’hydrogels et de conjugués polymère–médicament, permettant une libération contrôlée et ciblée des principes actifs. Sa biocompatibilité et ses propriétés mucoadhésives le rendent adapté aux formulations orales et ophtalmiques, ainsi qu’aux vecteurs de délivrance génique.

En ingénierie tissulaire, les matériaux à base de pullulane sont employés comme échafaudages pour la cicatrisation des plaies et comme matrices d’encapsulation cellulaire. Par ailleurs, le pullulane constitue un matériau de choix pour les enveloppes de gélules et les enrobages nutraceutiques, en raison de ses excellentes propriétés barrières à l’oxygène et de sa dissolution rapide.