Levan è un polisaccaride fruttano naturalmente presente prodotto da alcuni batteri, caratterizzato da una catena principale di D-fruttofuranosio legata da legami β-2,6 con ramificazioni β-2,1. Questa struttura unica conferisce elevata solubilità e ottime capacità filmogene. Il levan ha attirato un'attenzione crescente come polisaccaride microbico con potenziale biomedico, paragonabile ad alginato e destrano per versatilità e funzionalità.

Struttura Molecolare

Il levan è composto principalmente da catene lineari di unità di D-fruttofuranosio legate da legami glicosidici β-(2→6), con ramificazioni in posizione β-(2→1). Questa architettura favorisce una conformazione compatta e sferica in soluzione acquosa. Il peso molecolare varia tipicamente da 10 a 100 milioni di Da, a seconda del ceppo microbico produttore e delle condizioni di fermentazione. Un grado di ramificazione di circa il 10–15 % migliora la flessibilità molecolare e la capacità di ritenzione idrica rispetto ai fruttani lineari come l’inulina.

Produzione e Proprietà

Il levan viene biosintetizzato da enzimi levansucrasi prodotti da microrganismi come Bacillus subtilis, Gluconobacter e Zymomonas mobilis, utilizzando saccarosio come fonte di carbonio e primer di polimerizzazione. Presenta solubilità in acqua eccezionale (>100 g/L a temperatura ambiente), stabilità termica fino a 60 °C, biodegradabilità, non tossicità e attività prebiotica attraverso la fermentazione selettiva da parte della microbiota intestinale. Forma soluzioni viscose e può autoassemblarsi in nanoparticelle. Tuttavia, le sue applicazioni possono essere limitate dalla ridotta stabilità chimica in condizioni acide e dalla complessità dei processi di purificazione downstream.

Applicazioni Biomediche

Nei settori biomedico e cosmetico, il levan funge da efficace idratante cutaneo e anti-irritante grazie alle sue proprietà umettanti. Derivati chimicamente modificati, come il levan solfatato, mostrano attività antivirali (inclusa anti-HIV), anticoagulanti e antinfiammatorie. Nei sistemi di rilascio di farmaci, viene impiegato nello sviluppo di nanovettori, idrogeli ed emulsioni a rilascio controllato. Inoltre, la sua capacità di favorire la proliferazione cellulare lo rende adatto per applicazioni nella guarigione delle ferite, formulazioni nutraceutiche, scaffold per ingegneria tissutale e terapie immunomodulanti.