Pullulano: proprietà, reazioni, usi

Il pullulano è un polimero polisaccaridico costituito da unità di maltotriosio (tre unità di glucosio collegate da legami glicosidici α-1,4) collegate tra loro da un legame glicosidico α-1,6. Il pullulano differisce dalla maggior parte dei polisaccaridi in quanto è facilmente solubile in acqua , come risultato del basso grado di legami a idrogeno nella sua forma cristallina.

Bernier nel 1958 scoprì per la prima volta questa molecola come prodotto dall’amido del fungo Aureobasidium pullulanse e negli anni ’60 se ne comprese la struttura di base.  Successivamente si scoprì che l’enzima pullulanasi idrolizza i legami α (1–6) e li trasforma in maltotriosio.

È  prodotto dall’amido dal fungo Aureobasidium pullulans che può essere trovato in diversi ambienti.

Il pullulano è resistente a enzimi come glucosio ossidasi, invertasi, glucosidasi, amilasi , fruttosiltransferasi e alcuni enzimi proteolitici. Il pullulano sta rapidamente emergendo come una fonte di materiali polimerici di importanza industriale che sta gradualmente diventando economicamente competitiva con le gomme naturali ricavate da alghe marine e altre piante

Proprietà

Ha  proprietà fisiche distintive tra cui l’adesività e la capacità di costituire fibre e pellicole biodegradabili a basso spessore, lucide e isolate dall’ossigeno.

Si presenta sotto forma di polvere bianca inodore, insapore e incolore ed è impermeabile all’olio e all’ossigeno. Inoltre ha una  eccellente ritenzione di umidità e previene anche la crescita di funghi . Queste proprietà lo rendono un’ottima sostanza per la conservazione degli alimenti ed è ampiamente utilizzato nell’industria alimentare

Differisce dalla maggior parte dei polisaccaridi in quanto è facilmente solubile in acqua, a causa del basso grado di legame a  idrogeno nella sua forma cristallina.

È un composto stabile, che forma, in acqua fredda o calda, una soluzione viscosa. Non si dissolve in solventi organici ad eccezione della dimetilformammide e del dimetilsolfossido. Le sue soluzioni sono stabili in un ampio intervallo di valori di pH e resistenti al calore.

Reazioni del pullulano

Si trasforma in maltotriosio grazie all’azione dell’enzima pullulanasi che idrolizza i legami α (1–6)

Può  essere convertito chimicamente per creare un polimero parzialmente solubile o completamente insolubile in acqua.
Tramite reazioni di acetilazione dà luogo alla formazione di derivati

Il carbonio 6 dell’unità di maltotriosio può essere ossidata in ambiente basico a pH 10 utilizzando perossido di idrogeno quale ossidante e N-idrossiftalimmide quale catalizzatore

Usi

Grazie alla sua maggiore solubilità in acqua e alla bassa viscosità, il pullulano ha innumerevoli applicazioni industriali, tra cui l’uso come additivo alimentare , sostituto del plasma sanguigno, flocculante, adesivo e film.

Il pullulano è  utilizzato  per varie applicazioni biomediche come la guarigione delle ferite perché è biodegradabile, emocompatibile, non immunogenico e non cancerogeno. Tra le applicazioni biomediche, è studiato per l’uso in vari campi dell’ingegneria tissutale come il muscolo, l’osso, pelle e vescica. Inoltre è usato nei sistemi di somministrazione di farmaci e geni, come agente di rivestimento e come agente filmogeno e di formazione di fibre, grazie alle sue eccellenti proprietà fisico-chimiche.

In campo alimentare è usato come legante, addensante e agente di rivestimento negli alimenti. È usato in bevande istantanee, creme, glasse, salse di soia, altre salse, dessert, dolciumi e come additivo alimentare a basso contenuto calorico. È poco digeribile, insapore e inodore, da qui la sua applicazione come additivo alimentare ipocalorico che fornisce volume e consistenza. Il pullulano mostra proprietà di barriera all’ossigeno, eccellente ritenzione di umidità e previene anche la crescita fungina. Queste proprietà lo rendono un’ottima sostanza per la conservazione degli alimenti ed è ampiamente utilizzato nell’industria alimentare

In campo cosmetico è usato per donare morbidezza alla pelle e ai capelli. Per le sue proprietà filmogene, è usato nelle maschere per il viso che lo rendono un veicolo efficace e stabile per principi attivi, colori e fragranze.