Агар — полисахаридный гелеобразователь¶
Агар (агар-агар) — природный полисахарид, получаемый из клеточных стенок некоторых видов красных водорослей, используемый в пищевой промышленности, микробиологии и медицине как загуститель, стабилизатор и твёрдая питательная среда. Химически представляет собой смесь агарозы и агаропектина; в воде при нагревании до 85—100 °C образует гель, который сохраняет структуру при температурах до 40 °C, что отличает его от желатина и каррагинана.
¶Происхождение и история
Термин «агар» происходит от малайского слова agar-agar, обозначавшего водоросли, из которых его извлекали. Точное место и время изобретения неизвестны; по одной из версий, в XVI—XVII веках жители Японии заметили, что водоросли, прилипшие к одежде при стирке в морской воде, образуют желеобразный налёт, который стали использовать в кулинарии. В Японии агар веками входил в состав блюд вроде канто-фу и сладких желе.
В 1859 году французский химик Ансель Пайен впервые выделил агар в чистом виде и описал его свойства. В 1882 году немецкий микробиолог Вальтер Гессе предложил использовать агар как твёрдую основу для питательных сред — после того как его жена Ангелина Хессе предложила добавить в среду агар, привезённый из Азии. Это решение позволило выращивать колонии бактерий на поверхности, что стало основой современной микробиологии.
¶Химический состав и свойства
Агар состоит преимущественно из агарозы (до 70—80 %) и агаропектина. Агароза — линейный полисахарид, построенный из повторяющихся единиц D-галактозы и 3,6-ангидро-L-галактозы, связанных β-1,4- и α-1,3-гликозидными связями.
Основные свойства:
- Гелеобразование. Агар образует гель при концентрации 0,5—2 % в воде; прочность геля значительно выше, чем у желатина.
- Термостабильность. Гель плавится при 85—95 °C и застывает при 32—40 °C, что позволяет работать с ним в широком температурном диапазоне.
- Химическая инертность. В отличие от желатина, агар не вступает в реакцию с большинством солей и кислот, не содержит белков, что делает его пригодным для микробиологических сред.
- Низкая усвояемость. Человеческий организм не вырабатывает ферменты, расщепляющие агар, поэтому он не усваивается и служит пищевым волокном.
¶Получение
Промышленное производство агара сосредоточено в странах Азии — прежде всего в Японии, Китае, Индии, Индонезии и Малайзии. Сырьём служат преимущественно водоросли родов Gelidium, Gracilaria, Pterocladia и Gelidiella. Технология включает:
- Промывку и очистку водорослей.
- Экстракцию полисахарида горячей водой (при 90—100 °C).
- Фильтрацию и очистку экстракта.
- Замораживание или осаждение для разделения агарозы и агаропектина.
- Сушку и измельчение готового продукта.
Выход агара из сухого сырья составляет около 15—25 %.
¶Применение
¶Микробиология
Основная область применения — приготовление твёрдых питательных сред для культивирования бактерий, дрожжей и грибов. Агар вводят в концентрации 1,5—2 %; после стерилизации и остывания среда застывает, образуя поверхность, на которой высевают микроорганизмы. Колонии, выросшие на агаре, можно подсчитать, изолировать и идентифицировать.
¶Пищевая промышленность
В пищевой промышленности агар обозначается как добавка Е406. Он используется как загуститель и стабилизатор в желе, кондитерских изделиях, мороженом, молочных продуктах, консервах. В восточной кулинарии агар традиционно применяется для приготовления десертов.
¶Медицина и лабораторная практика
Агар применяется в микробиологической диагностике, в производстве капсул и таблеток, в иммунологических исследованиях (метод иммунного электрофореза в агаровом геле). В пищевых добавках используется как источник пищевых волокон.
¶Биотехнология
Агарозные гели применяют в электрофорезе для разделения нуклеиновых кислот и белков — базовой методике молекулярной биологии и генетики.
¶Агар и агароза
Часто апут путают с агарозой, однако это разные вещества. Агароза — очищенный полисахарид, выделенный из агара, применяется преимущественно в лабораторной практике (электрофорез, хроматография). Агар — неразделённая смесь агарозы и агаропектина, более доступная по цене и достаточная для большинства микробиологических задач.
¶Интересные факты
- Агар в 4—8 раз прочнее желатина при равной концентрации.
- В Японии агар традиционно считается диетическим продуктом — он не содержит калорий, усваиваемых организмом.
- Вегетарианцы и приверженцы растительного питания используют агар как замену желатину животного происхождения.
Источники:
- «Справочник по микробиологическим средам» (под ред. А. И. Брина).
- ГОСТ Р 56563-2015 «Пищевые добавки. Агар».
- «Химия натуральных продуктов» — учебное пособие по биополимерам.
- Научные статьи по применению агарозного электрофореза в молекулярной биологии.