Gellangom is een microbiële exopolysaccharide geproduceerd door Sphingomonas elodea (voorheen Pseudomonas elodea). Het wordt zeer gewaardeerd om zijn veelzijdige geleer- en stabilisatie-eigenschappen in voedingsmiddelen, farmaceutische en biomedische toepassingen.
Moleculaire structuur
Gellangom bestaat uit een lineaire tetrasacharide herhalingseenheid met de structuur: →3)-β-D-Glc-(1→4)-β-D-GlcA-(1→4)-β-D-Glc-(1→4)-α-L-Rha-(1→. De monosacharide-samenstelling volgt een verhouding van 2:1:1 voor glucose, glucuronzuur en rhamnose.
Native hoog-acylerede gellan bevat acetaat (één per disacharide) en glyceraat (één per tetrasacharide) substituenten gehecht aan de eerste glucose-residu. In tegenstelling daarmee ontbreken deze substituenten bij laag-acylerede gellan, met molecuulgewichten typisch tussen 500 en 2000 kDa. Het polymeer neemt een dubbele-helix-conformatie aan die wordt gestabiliseerd door kationen.
Productie en eigenschappen
Gellangom wordt geproduceerd door aerobe fermentatie met glucose of zetmeelhydrolysaten als koolstofbronnen, meestal bij 30 °C en pH 6–7. Na fermentatie wordt een alkalische behandeling toegepast om laag-acylerede gellan te verkrijgen, waarna het polymeer wordt teruggewonnen door alcoholprecipitatie en drogen.
Gellangom vertoont hoge thermische stabiliteit en brede pH-tolerantie (ongeveer pH 3,5–10). Het is wateroplosbaar boven 40 °C, terwijl hoog-acylerede gellan kan hydrateren in koud water in aanwezigheid van chelaterende middelen. Het polymeer vertoont shear-thinning reologisch gedrag en ondergaat kation-geïnduceerde gelvorming: hoog-acylerede gellan vormt zachte en elastische gelen met monovalente kationen (K⁺, Na⁺), terwijl laag-acylerede gellan stevige en brosse gelen vormt met divalente kationen (Ca²⁺, Mg²⁺). Gellangom is biologisch afbreekbaar en heeft GRAS-status (Generally Recognized As Safe).
Biomedische en farmaceutische toepassingen
In biomedische en farmaceutische toepassingen wordt gellangom gebruikt om injecteerbare hydrogelen te vormen voor medicijnafgifte en weefseltechniek, dankzij zijn biocompatibiliteit, vermogen om cellen in te kapselen en gecontroleerde afgifte. Het wordt ook gebruikt in vegetarische capsulehulzen als vervanging voor gelatine.
Daarnaast ondersteunt gellangom oftalmische formuleringen en wondverbandmaterialen vanwege zijn optische transparantie, mechanische brosheid en uitstekende vochtretentie-eigenschappen, waardoor het een waardevol polysaccharide is voor geavanceerde therapeutische toepassingen.
