Gomma Welan è un esosaccaride microbico extracellulare ad alto peso molecolare prodotto da specie di Alcaligenes (ora classificate nel genere Sphingomonas) attraverso fermentazione aerobica. È apprezzata per la sua eccezionale stabilità reologica in condizioni ambientali difficili.
Struttura Molecolare
La gomma welan è composta da un'unità ripetitiva tetrasaccaridica lineare →4)-β-D-Glcp-(1→4)-β-D-GlcpA-(1→4)-β-D-Glcp-(1→4)-α-L-Rhap-(1→, con una singola catena laterale di residui α-L-ramnopiranosilici o α-L-mannopiranosilici (in rapporto approssimativo di 2:1) attaccata alla posizione C-3 della quarta unità di glucosio. Inoltre, sono presenti gruppi O-acetilici con una frequenza media di uno per unità ripetitiva. Il polimero risultante presenta un peso molecolare nell'intervallo di circa 1–10 × 106 Da e assume in soluzione una conformazione a doppia elica tripla, stabilizzata da estesi legami a idrogeno. Rispetto alla gomma gellana, la gomma welan mostra una maggiore rigidità della catena, attribuita alla schermatura sterica dei gruppi carbossilato da parte delle catene laterali.
Produzione e Proprietà
La gomma welan viene prodotta mediante fermentazione di glucosio o melassa utilizzando Alcaligenes sp. ATCC 31555 a circa 30 °C e pH 6,5–7,0 in condizioni di elevata aerazione, seguita dal recupero mediante precipitazione con alcol per ottenere una polvere color crema. Grazie al contenuto di acido glucuronico, il polimero si comporta come un polielettrolita anionico ed esibisce una viscosità fortemente shear-thinning, tensione di snervamento, tixotropia e comportamento viscoelastico. Queste proprietà sono superiori a quelle della gomma xantana in mezzi ad alta salinità come salamoie e acqua di mare. Le soluzioni acquose rimangono stabili a temperature fino a 120 °C, in un ampio intervallo di pH (2–12) e a concentrazioni di cloruro di sodio fino al 20 %. Le varianti arricchite in catene laterali di mannosio mostrano moduli di conservazione e perdita più elevati.
Applicazioni Biomediche
La favorevole biocompatibilità della gomma welan ne consente l'uso in formulazioni di idrogel per sistemi di rilascio controllato di farmaci e in materiali di scaffold per l'ingegneria tissutale. La bassa immunogenicità permette inoltre l'applicazione come eccipiente modificatore di viscosità farmaceutico. Tuttavia, la disponibilità limitata di dati clinici limita attualmente un'implementazione terapeutica più ampia.