I polisaccaridi sono polimeri complessi composti da monosaccaridi legati da legami glicosidici che formano grandi strutture molecolari ramificate o lineari. Si trovano in ogni organismo vivente, dalle piante agli animali ai microrganismi.
Per quanto riguarda i batteri, a seconda della localizzazione cellulare si identificano due principali tipologie di polisaccaridi: polisaccaridi intracellulari e polisaccaridi extracellulari. Questi ultimi, a loro volta, includono: polisaccaridi capsulari (CPS), strettamente associati alla superficie cellulare e capaci di formare uno strato melmoso detto capsula, vagamente associato alla superficie cellulare; esopolisaccaridi (EPS), escreti dai microrganismi nell’ambiente circostante.
I batteri sono dunque in grado di sintetizzare polisaccaridi ad alto peso molecolare che vengono espulsi nel dominio extracellulare. Quest’ultimo si delinea, di conseguenza, come un microambiente protettivo.
I microrganismi capaci di dare luogo ad esopolisaccaridi sono molteplici, inclusi batteri Gram-positivi e Gram-negativi, archea, funghi e microalghe.
In virtù delle caratteristiche strutturali uniche che conferiscono loro preziose proprietà biologiche, svariati esopolisaccaridi batterici sono disponibili in commercio per applicazione in prodotti beauty come attivi e ingredienti funzionali.
Esopolisaccaridi batterici: la review
La presente revisione, pubblicata su Marine Drugs, fornisce una panoramica sugli esopolisaccaridi batterici. A questo scopo, sono dapprima descritte le principali caratteristiche chimiche delle macromolecole in questione, seguite dalle nozioni base sullo sviluppo degli ingredienti cosmetici. Successivamente, il focus è incentrato sulla produzione di esopolisaccaridi batterici, compresi i processi a monte e a valle.
La review sottolinea la diversità degli esopolisaccaridi batterici utilizzati in ambito beauty, con particolare riferimento a quelli di derivazione marina. I batteri marini isolati da ambienti estremi generano infatti esopolisaccaridi. I processi produttivi coinvolti risultano, tuttavia, molto impegnativi a causa delle alte o basse temperature.
Per ottenere ingredienti economicamente sostenibili la resa deve essere migliorata. Vengono pertanto indagate le proprietà biologiche degli esopolisaccaridi di derivazione marina, evidenziando le sfide e le opportunità future in campo cosmetico.
Conclusioni e sfide future
Gli esopolisaccaridi batterici si configurano come composti rinnovabili, biodegradabili e biocompatibili che vantano caratteristiche funzionali e bioattive uniche per la cura della pelle e che possono essere quindi ampiamente sfruttati dal settore cosmetico.
Gli esopolisaccaridi originati da batteri non marini sono impiegati per le peculiarità reologiche e per alcune bioattività, mentre quelli di derivazione marina sono preferiti soprattutto per le proprietà bioattive.
Le principali problematiche per lo sviluppo di esopolisaccaridi su scala industriale sono associate ai costi di produzione. È auspicabile concentrarsi su processi più economici e riproducibili, che conducano al contempo ad un prodotto finale dall’elevata purezza e qualità.
Colli di bottiglia simili si riscontrano per quanto riguarda gli esopolisaccaridi batterici, indipendentemente dalla loro origine. La coltura dei microrganismi marini implica l’uso di sali, la cui concentrazione dovrebbe essere ridotta per limitare la corrosione delle apparecchiature.
In merito alla questione sicurezza, è necessario prestare attenzione alla produzione e alla purezza degli esopolisaccaridi: i composti potenzialmente coestratti, quali proteine o lipopolisaccaridi, potrebbero infatti indurre effetti tossici. Eseguire analisi tossicologiche appropriate si rivela fondamentale per valutare la sicurezza del prodotto.
In aggiunta, è essenziale determinare lo status della proprietà intellettuale e definire i requisiti normativi tra i diversi Paesi per garantire lo sviluppo degli esopolisaccaridi come ingredienti cosmetici innovativi.
In virtù dei dati raccolti, gli esopolisaccaridi di derivazione marina rappresentano una reale opportunità per l’industria cosmetica. L’analisi SWOT (punti di forza, debolezza, opportunità e minacce) degli esopolisaccaridi batterici nei cosmetici dimostra il loro enorme potenziale e sottolinea gli ostacoli prioritari che restano da superare.
Benhadda F, Zykwinska A, Colliec-Jouault S, Sinquin C, Thollas B, Courtois A, Fuzzati N, Toribio A, Delbarre-Ladrat C. Marine versus Non-Marine Bacterial Exopolysaccharides and Their Skincare Applications. Marine Drugs. 2023; 21(11):582. https://doi.org/10.3390/md21110582
