Агар — полисахарид из водорослей¶
Агар (агар-агар) — природный полисахарид, получаемый из клеточных стенок некоторых видов красных водорослей, используемый в пищевой промышленности, микробиологии и медицине как загуститель, желирующий агент и твёрдая питательная среда. Химически представляет собой смесь агарозы и агаропектина, полимеров остатков D-галактозы и 3,6-ангидро-L-галактозы. Агар в 3–4 раза превосходит желатин по желирующей способности: для получения плотного геля достаточно концентрации 1–1,5 %.
¶Происхождение и история
Технология получения агара возникла в Японии около 1658 года, когда, по преданию, повар Канзиро Миягисава случайно заметил, что отваренная и высушенная красная водоросль тэнгусо (Gelidium amansii) при повторном растворении образует упругий гель. Вплоть до XIX века производство агара оставалось монополией Японии и частично Китая; в Европе о нём узнали лишь в 1859 году, когда французский химик Ансель Пайен описал вещество, выделенное из Gelidium. Промышленное производство в Японии было налажено в конце XIX века, а в начале XX века агар вошёл в практику микробиологии — в 1882 году немецкий бактериолог Вальтер Гессе предложил использовать агар для твёрдых питательных сред, поскольку он не размягчается при температуре роста микроорганизмов и не усваивается большинством бактерий.
¶Сырьё и производство
Основное сырьё для агара — красные водоросли родов Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Acanthopeltis и некоторые другие. Наиболее ценным считается Gelidium, дающий прозрачные, прочные гели; Gracilaria используется чаще, но требует химической модификации (щелочная обработка), чтобы повысить желирующую способность.
Технология производства включает:
- Промывку и очистку свежих или высушенных водорослей.
- Отваривание в воде при 85–100 °C в течение нескольких часов — полисахарид переходит в раствор.
- Фильтрацию для отделания растительных остатков.
- Замораживание или сушку раствора с последующим отжимом воды (традиционный японский метод — многократное замораживание и оттаивание).
- Сушку и измельчение готового продукта.
Выход агара из сырья составляет 10–30 % в зависимости от вида водорослей и технологии.
¶Свойства
Агар малорастворим в холодной воде, но набухает в ней, образуя взвесь. Полное растворение происходит при нагревании выше 85–95 °C. При охлаждении ниже 35–42 °C раствор превращается в термореверсивный гель — при повторном нагревании он снова переходит в раствор. Этот диапазон перехода (гистерезис) — ключевое отличие агара от большинства других гидроколлоидов.
Основные характеристики:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Концентрация геля | 1–1,5 % |
| Температура плавления | 85–95 °C |
| Температура застывания | 35–42 °C |
| Желирующая способность | в 3–4 раза выше желатина |
| Калорийность | ~1,1 ккал/г |
| Химическая формула | (C₁₂H₁₈O₉)ₙ |
Агар не усевается большинством бактерий, что и делает его незаменимым в микробиологии: микроорганизмы растут на поверхности среды, образуя характерные колонии.
¶Применение
¶Микробиология и лабораторная практика
Агар — основа твёрдых и полутвёрдых питательных сред (МПА, агар Сабуро, кровяной агар, агар Эндо и десятки других). Он обеспечивает стабильную поверхность для выделения чистых культур, подсчёта колоний и изучения морфологии микроорганизмов. Полутвёрдые среды с концентрацией 0,2–0,5 % используют для подвижных бактерий и фаговых лизисов.
¶Пищевая промышленность
В пищевой индустрии агар известен под обозначением Е406. Он применяется как загуститель и стабилизатор в кондитерских изделиях (мармелад, зефир, пастила), мороженом, соусах, консервах, молочных продуктах. В восточной кухне агар — основа десерта канты, а также желе, приготовляемого из водорослей тэнгусо.
¶Медицина и биотехнология
В фармацевтике агар используется как основа капсул и как компонент слабительных средств. В микробиологии и молекулярной биологии агар применяют для электрофореза (агарозный гель) и культивирования клеточных линий. Агароза, очищенная фракция агара, — основа гелей для разделения ДНК и РНК.
¶Прочее
Агар находит применение в бактериологии ветеринарной практики, в фотографии (желатино-серебряный процесс заменяется агаровым в некоторых специальных технологиях), в производстве бумаги и текстиля.
¶Агар и агароза
Агароза — основной компонент агара (до 90 %), отличающийся от агаропектина отсутствием сульфатных и пирогалловых групп. Коммерческая агароза подразделяется на стандартную, низкоплавкую и для электрофореза высокой чистоты. Агаропектин, напротив, содержит больше замещений и снижает прозрачность и прочность геля, поэтому в лабораторной практике предпочтение отдаётся высокочистой агарозе.
¶Экологические и экономические аспекты
Мировое производство агара оценивается в несколько тысяч тонн в год; крупнейшие производители — Индонезия, Чили, Япония, Малайзия и Россия (Дальний Восток). Сбор водорослей ведётся преимущественно вручную, что делает агар одним из дорожих гидроколлоидов. В последние десятилетия растёт интерес к аквакультуре Gracilaria и Gelidium как альтернативе дикому сбору.
¶Источники
- «Пищевые добавки. Справочник» / под ред. Л. А. Троицкой. — М.: ДеЛи принт.
- Glicksman M. — «Gum Technology in the Food Industry». — Academic Press.
- McHugh D. J. — «A Guide to the Seaweed Industry». — FAO Fisheries Technical Paper.
- Steinbuchel A., Rhee S. I. — «Polysaccharides and Polyamides in the Food Industry». — Wiley-VCH.
- «Микробиология: учебник» / под ред. А. С. Лабинской. — М.: ГЭОТАР-Медиа.