La gomme gellane est un exopolysaccharide microbien produit par Sphingomonas elodea (anciennement Pseudomonas elodea). Elle est largement appréciée pour ses propriétés polyvalentes de gélification et de stabilisation dans les domaines alimentaire, pharmaceutique et biomédical.
Structure moléculaire
La gomme gellane est constituée d’une unité répétitive tétrasaccharidique linéaire de structure : →3)-β-D-Glc-(1→4)-β-D-GlcA-(1→4)-β-D-Glc-(1→4)-α-L-Rha-(1→. La composition monosaccharidique suit un rapport de 2:1:1 entre le glucose, l’acide glucuronique et le rhamnose.
La gellane native à haut degré d’acylation (high-acyl) contient des substituants acétyle (un par disaccharide) et glycéryle (un par tétrasaccharide) fixés sur le premier résidu de glucose. En revanche, la gellane à faible degré d’acylation (low-acyl) est dépourvue de ces substituants, avec des masses moléculaires généralement comprises entre 500 et 2 000 kDa. Le polymère adopte une conformation en double hélice stabilisée par la présence de cations.
Production et propriétés
La gomme gellane est produite par fermentation aérobie en utilisant le glucose ou des hydrolysats d’amidon comme sources de carbone, généralement à 30 °C et à un pH compris entre 6 et 7. Après fermentation, un traitement alcalin est appliqué afin d’obtenir la gellane low-acyl, puis le polymère est récupéré par précipitation alcoolique et séchage.
La gomme gellane présente une excellente stabilité thermique et une large tolérance au pH (environ pH 3,5–10). Elle est soluble dans l’eau au-dessus de 40 °C, tandis que la gellane high-acyl peut s’hydrater à froid en présence d’agents séquestrants. Le polymère présente un comportement rhéologique pseudoplastique et gélifie sous l’effet des cations : la gellane high-acyl forme des gels souples et élastiques en présence de cations monovalents (K⁺, Na⁺), tandis que la gellane low-acyl forme des gels fermes et cassants en présence de cations divalents (Ca2+, Mg2+). La gomme gellane est biodégradable et bénéficie du statut GRAS (Generally Recognized As Safe).
Applications biomédicales et pharmaceutiques
Dans les domaines biomédical et pharmaceutique, la gomme gellane est utilisée pour la formation d’hydrogels injectables destinés à l’administration de médicaments et à l’ingénierie tissulaire, en raison de sa biocompatibilité, de sa capacité à encapsuler des cellules et de son aptitude à assurer une libération contrôlée. Elle est également employée dans les enveloppes de gélules végétariennes en remplacement de la gélatine.
En outre, la gomme gellane est utilisée dans les formulations ophtalmiques et les matériaux de pansement pour plaies grâce à sa transparence optique, sa rigidité mécanique et ses excellentes propriétés de rétention d’humidité, ce qui en fait un polysaccharide de choix pour des applications thérapeutiques avancées.
