Agar
Agar (o), o agar-agar, es una sustancia gelatinosa formada por polisacáridos obtenidos de las paredes celulares de algunas especies de algas rojas, principalmente de ogonori (Gracilaria) y "tengusa" (Gelidiaceae). Tal como se encuentra en la naturaleza, el agar es una mezcla de dos componentes, el polisacárido lineal agarosa y una mezcla heterogénea de moléculas más pequeñas llamada agaropectina. Forma la estructura de soporte en las paredes celulares de ciertas especies de algas y se libera al hervir. Estas algas se conocen como agarófitas, pertenecientes al filo Rhodophyta (algas rojas). El procesamiento del agar de calidad alimentaria elimina la agaropectina y el producto comercial es esencialmente agarosa pura.
El agar se ha utilizado como ingrediente en postres en toda Asia y también como sustrato sólido para contener medios de cultivo para trabajos microbiológicos. El agar se puede utilizar como laxante; un supresor del apetito; un sustituto vegano de la gelatina; un espesante para sopas; en conservas de frutas, helados y otros postres; como agente clarificante en la elaboración de cerveza; y para encolar papel y telas.
Etimología
La palabra "agar" proviene de agar-agar, el nombre malayo de las algas rojas (Gigartina, Gracilaria) a partir de las cuales se produce la gelatina. También se conoce como Kanten (japonés: 寒天) (de la frase kan-zarashi tokoroten (寒曬心太) o “agar expuesto en frío”), cola de pescado japonesa, hierba china, musgo de Ceilán o musgo de Jaffna. Gracilaria lichenoides se conoce específicamente como agal-agal o agar de Ceilán.
Historia
El agar puede haber sido descubierto en Japón en 1658 por Mino Tarōzaemon (美濃 太郎左衞門), un posadero en el actual Fushimi-ku, Kioto que, según la leyenda, descartó el excedente de sopa de algas (Tokoroten) y notó que se gelificaba más tarde después de una noche de invierno congelada. Durante los siglos siguientes, el agar se convirtió en un agente gelificante común en varias cocinas del sudeste asiático.
El agar fue sometido por primera vez a análisis químicos en 1859 por el químico francés Anselme Payen, quien había obtenido agar del alga marina Gelidium corneum.
A partir de fines del siglo XIX, el agar comenzó a usarse como un medio sólido para cultivar varios microbios. El agar fue descrito por primera vez para su uso en microbiología en 1882 por el microbiólogo alemán Walther Hesse, un asistente que trabajaba en el laboratorio de Robert Koch, por sugerencia de su esposa Fanny Hesse. El agar reemplazó rápidamente a la gelatina como base de los medios microbiológicos, debido a su temperatura de fusión más alta, lo que permitió que los microbios crecieran a temperaturas más altas sin que los medios se licuaran.
Con su nuevo uso en microbiología, la producción de agar aumentó rápidamente. Esta producción se centró en Japón, que produjo la mayor parte del agar del mundo hasta la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, muchas naciones se vieron obligadas a establecer industrias nacionales de agar para continuar con la investigación microbiológica. Alrededor de la época de la Segunda Guerra Mundial, se producían anualmente aproximadamente 2500 toneladas de agar. A mediados de la década de 1970, la producción en todo el mundo se había incrementado drásticamente a aproximadamente 10.000 toneladas cada año. Desde entonces, la producción de agar ha fluctuado debido a poblaciones de algas marinas inestables y, en ocasiones, sobreutilizadas.
Composición
El agar consiste en una mezcla de dos polisacáridos: agarosa y agaropectina; la agarosa constituye aproximadamente el 70 % de la mezcla. La agarosa es un polímero lineal formado por unidades repetitivas de agarobiosa, un disacárido formado por D-galactosa y 3,6-anhidro-L-galactopiranosa. La agaropectina es una mezcla heterogénea de moléculas más pequeñas que se encuentran en cantidades menores y está formada por unidades alternas de D-galactosa y L-galactosa muy modificadas con grupos laterales ácidos, como sulfato y piruvato.
El agar exhibe histéresis, se solidifica a aproximadamente 32 - 40 °C (305 -313 K, 90-104 °F) pero se funde a 85 °C (358 K, 185 °F). Esta propiedad proporciona un equilibrio adecuado entre una fusión fácil y una buena estabilidad del gel a temperaturas relativamente altas. Dado que muchas aplicaciones científicas requieren incubación a temperaturas cercanas a la temperatura del cuerpo humano (37 °C), el agar es más apropiado que otros agentes solidificantes que se derriten a esta temperatura, como la gelatina.
Usos
Culinaria
(feminine)
El agar-agar es una contraparte de la gelatina vegetal natural. Es blanco y semitranslúcido cuando se vende en paquetes como tiras lavadas y secas o en forma de polvo. Se puede utilizar para hacer jaleas, budines y natillas. Al hacer gelatina, se hierve en agua hasta que los sólidos se disuelven. Luego se le agrega edulcorante, saborizante, colorante, frutas y/o vegetales, y el líquido se vierte en moldes para servir como postres y gelatinas vegetales o incorporarse a otros postres como una capa de gelatina en un pastel.
El agar-agar contiene aproximadamente un 80 % de fibra dietética, por lo que puede servir como regulador intestinal. Su calidad de volumen ha estado detrás de las dietas de moda en Asia, por ejemplo, la dieta kanten (la palabra japonesa para agar-agar). Una vez ingerido, kanten triplica su tamaño y absorbe agua. Esto hace que los consumidores se sientan más llenos.
Culinaria asiática
Un uso del agar en la cocina japonesa (Wagashi) es anmitsu, un postre hecho de pequeños cubos de gelatina de agar y servido en un bol con varias frutas u otros ingredientes. También es el ingrediente principal de mizu yōkan, otra comida japonesa popular. En la cocina filipina, se utiliza para hacer las barras de gelatina en los diversos refrescos gulaman como Sago't Gulaman, Samalamig o postres como buko pandan , flan de agar, halo-halo, gelatina de cóctel de frutas, y el gulaman negro y rojo utilizado en varias ensaladas de frutas. En la cocina vietnamita, las gelatinas hechas de capas de agar agar con sabor, llamadas thạch, son un postre popular y, a menudo, se hacen en moldes ornamentados para ocasiones especiales. En la cocina india, el agar se usa para hacer postres. En la cocina birmana, una jalea dulce conocida como kyauk kyaw está hecha de agar. La gelatina de agar se usa ampliamente en el té de burbujas taiwanés.
Otros culinarios
Se puede usar como complemento o como reemplazo de la pectina en confituras y mermeladas, como sustituto de la gelatina por sus propiedades gelificantes superiores y como ingrediente fortalecedor en soufflés y natillas. Otro uso del agar-agar es en un plato ruso ptich'ye moloko (leche de ave), un rico flan gelatinizado (o merengue suave) que se usa como relleno de pasteles o chocolate. glaseados como dulces individuales.
El agar-agar también se puede utilizar como agente gelificante en la clarificación de geles, una técnica culinaria utilizada para clarificar caldos, salsas y otros líquidos. México tiene dulces tradicionales hechos de gelatina de agar, la mayoría de ellos en formas coloridas de semicírculo que se asemejan a una rodaja de fruta de melón o sandía, y comúnmente cubiertos con azúcar. Son conocidos en español como Dulce de Agar (Dulces de Agar)
El agar-agar es un aditivo no orgánico/no sintético permitido que se usa como espesante, agente gelificante, texturizante, humectante, emulsionante, potenciador del sabor y absorbente en alimentos orgánicos certificados.
Microbiología
Placa de agar
Se utiliza una placa de agar o una placa de Petri para proporcionar un medio de crecimiento mediante una mezcla de agar y otros nutrientes en los que se pueden cultivar y observar al microscopio microorganismos, incluidas bacterias y hongos. El agar no es digerible para muchos organismos, por lo que el crecimiento microbiano no afecta el gel utilizado y se mantiene estable. El agar generalmente se vende comercialmente como un polvo que se puede mezclar con agua y preparar de manera similar a la gelatina antes de usarlo como medio de cultivo. Se agregan otros ingredientes al agar para satisfacer las necesidades nutricionales de los microbios. Muchas formulaciones específicas para microbios están disponibles porque algunos microbios prefieren ciertas condiciones ambientales sobre otras. El agar a menudo se dispensa utilizando un dispensador de medios estériles.
Tipos de agar en microbiología
Diferentes algas producen varios tipos de agar. Cada agar tiene propiedades únicas que se adaptan a diferentes propósitos. Debido al componente de agarosa, el agar se solidifica. Cuando se calienta, la agarosa tiene el potencial de derretirse y luego solidificarse. Debido a esta propiedad, se los conoce como "geles físicos". La polimerización de poliacrilamida es un proceso irreversible y los productos resultantes se conocen como geles químicos.
A continuación se incluye una lista de diferentes tipos de agar que soportan las diferentes cepas de crecimiento bacteriano:
- Agar de sangre: Un medio de crecimiento bacteriano es el agar de sangre. Se utiliza principalmente para cultivar bacterias patógenas como Streptococci. Los medios ordinarios de crecimiento no apoyan el desarrollo de tales organismos. Sólo pueden crecer en el agar de sangre porque contiene inhibidores para varias familias bacterianas
- Luria Bertani (LB) Agar: son platos ricos en nutrientes utilizados para el crecimiento bacteriano. Con frecuencia se utilizan en operaciones de clonación para aumentar el número de microorganismos resistentes a los antibióticos y competentes. Los mismos ingredientes, sin el agar, se pueden utilizar para hacer medio LB líquido.
- Chocolate Agar: Chocolate Agar (CAP o CHOC) es un medio mejorado no selectivo utilizado para detectar y aislar patógenos finitos. El agar de chocolate se crea mediante la calefacción de agar de sangre, que posteriormente divide el glóbulo rojo (RBC), liberando nutrientes que ayudan en el desarrollo de bacterias ayunos como las especies de Haemophilus y Neisseria. El término viene del hecho de que la ausencia de RBC resultados en el color marrón de chocolate hue. El agar de chocolate es muy idéntico al agar de sangre, excepto que los glóbulos rojos son destruidos durante el proceso de fabricación cuando se introducen en la fundición de agar molten. Esto provoca la lisis celular, que libera la nutrición intracelular como la hemoglobina, los factores Hemin ("X") y la coenzima nicotinamide-adenina dinucleótido (factor NAD y V) en el agar, que luego se utiliza por bacterias ayunos. El agar de chocolate es muy idéntico al agar de sangre, excepto que los glóbulos rojos son destruidos durante el proceso de fabricación cuando se introducen en la fundición de agar molten. Esto provoca la lisis celular, que libera la nutrición intracelular como la hemoglobina, los factores Hemin ("X") y la coenzima nicotinamide-adenina dinucleótido (factor NAD y V) en el agar, que luego se utiliza por bacterias ayunos
- MacConkey Agar: Alfred Theodore MacConkey produjo el primer medio diferencial sólido, (MAC), en el siglo XX. MacConkey agar es un medio selectivo y diferencial utilizado para el aislamiento y diferenciación de varillas gramnegativas no rígidas, especialmente miembros de los géneros Enterobacteriaceae y Pseudomonas. MacConkey Agar Aplicaciones: Las bacterias intestinales gramnegativas están aisladas usando agar MacConkey. Se utiliza para distinguir bacterias gramnegativas de fermentación de lactosa de bacterias gramnegativas no fermentarias de lactosa. Se utiliza para aislar coliformes y patógenos intestinales de agua, productos lácteos y muestras biológicas.
- Nutrient Agar: Nutrient Agar es un medio cultural básico que se utiliza a menudo para el cultivo de microorganismos no armoniosos, así como para el control de calidad y la verificación de pureza antes de pruebas bioquímicas o serológicas. Al complementar el médium con suero o sangre, los medios de nutrientes también pueden ser utilizados para cultivar microorganismos exigentes. Nutrient Agar es un excelente medio para la demostración y la enseñanza porque permite que las culturas sobrevivan a temperatura ambiente durante períodos más largos de tiempo sin el riesgo de hacinamiento que ocurre con medios más nutritivos. Este medio tiene una fórmula muy básica que se ha preservado y todavía se emplea comúnmente en la evaluación microbiológica de una amplia gama de materiales, así como se recomienda mediante procedimientos estándar. Nutrient agar es un medio de uso general que se utiliza principalmente para la cultura regular o para asegurar la supervivencia del microorganismo. Es uno de los medios no selectivos más esenciales y ampliamente utilizados para la cultura del microorganismo regular. Muchas bacterias que no son particularmente rápidas han crecido y cuentan con agar nutritivo. Añadiendo diferentes fluidos biológicos como la sangre de caballo o ovejas, suero, yema de huevo, y así sucesivamente, los medios pueden ser hechos adecuados para el cultivo de otros organismos ayunos.
- Neomycin Agar: Neomycin blood agar es un popular medio selectivo para aislar enterococci resistente a la vancomicina de heces; sin embargo, no todos los isolatos se recuperan usando este medio, tal vez debido a concentraciones excesivas de neomicina.
Ensayos de motilidad
Como gel, un medio de agar o agarosa es poroso y, por lo tanto, se puede utilizar para medir la motilidad y la movilidad de los microorganismos. La porosidad del gel está directamente relacionada con la concentración de agarosa en el medio, por lo que se pueden seleccionar varios niveles de viscosidad efectiva (desde el 'punto de vista' de la célula), dependiendo de los objetivos experimentales.
Un ensayo de identificación común consiste en cultivar una muestra del organismo en lo profundo de un bloque de agar nutritivo. Las células intentarán crecer dentro de la estructura del gel. Las especies móviles podrán migrar, aunque lentamente, a través del gel, y luego se podrán visualizar las tasas de infiltración, mientras que las especies inmóviles mostrarán crecimiento solo a lo largo del camino ahora vacío introducido por la deposición invasiva de la muestra inicial.
Otra configuración comúnmente utilizada para medir la quimiotaxis y la quimiocinesis utiliza el ensayo de migración celular bajo agarosa, mediante el cual se coloca una capa de gel de agarosa entre una población celular y un quimioatrayente. A medida que se desarrolla un gradiente de concentración a partir de la difusión del quimioatrayente en el gel, varias poblaciones de células que requieren diferentes niveles de estimulación para migrar pueden visualizarse con el tiempo usando microfotografía a medida que avanzan hacia arriba a través del gel contra la gravedad a lo largo del gradiente.
Biología vegetal
El agar de grado de investigación se usa ampliamente en biología vegetal, ya que se complementa opcionalmente con una mezcla de nutrientes o vitaminas que permite la germinación de plántulas en placas de Petri en condiciones estériles (dado que las semillas también están esterilizadas). La suplementación con nutrientes y/o vitaminas para Arabidopsis thaliana es estándar en la mayoría de las condiciones experimentales. Murashige &erio; En general, se utilizan la mezcla de nutrientes Skoog (MS) y la mezcla de vitaminas B5 de Gamborg. Una solución de agar al 1,0 %/MS al 0,44 % + vitamina dH2O es adecuada para los medios de crecimiento entre las temperaturas de crecimiento normales.
Al usar agar, dentro de cualquier medio de cultivo, es importante saber que la solidificación del agar depende del pH. El rango óptimo para la solidificación está entre 5,4 y 5,7. Por lo general, se necesita la aplicación de hidróxido de potasio para aumentar el pH a este rango. Una pauta general es de aproximadamente 600 µl de KOH 0,1 M por 250 ml de GM. Toda esta mezcla se puede esterilizar utilizando el ciclo líquido de un autoclave.
Este medio se presta muy bien a la aplicación de concentraciones específicas de fitohormonas, etc. para inducir patrones de crecimiento específicos en los que uno puede preparar fácilmente una solución que contiene la cantidad deseada de hormona, agregarla al volumen conocido de GM y esterilizar en autoclave para ambos esterilizan y evaporan cualquier solvente que pueda haber sido usado para disolver las hormonas a menudo polares. Esta solución de hormonas/GM se puede esparcir por la superficie de las placas de Petri sembradas con plántulas germinadas y/o etioladas.
Los experimentos con el musgo Physcomitrella patens, sin embargo, han demostrado que la elección del agente gelificante (agar o Gelrite) influye en la sensibilidad a las fitohormonas del cultivo de células vegetales.
Otros usos
El agar se utiliza:
- Como material de impresión en la odontología.
- Como medio para orientar con precisión el espécimen de tejido y asegurarlo por agar pre-embedding (especialmente útil para pequeños especímenes de biopsia de endoscopia) para el procesamiento de histopatología
- Para hacer puentes de sal y enchufes de gel para su uso en electroquímica.
- En formicariums como sustituto transparente de la arena y fuente de nutrición.
- Como ingrediente natural en la formación de arcilla modeladora para que los niños pequeños jueguen con.
- Como componente biofertilizante permitido en la agricultura orgánica.
- Como substrato para reacciones precipitinas en inmunología.
- En diferentes momentos como sustituto de la gelatina en emulsiones fotográficas, flecha en la preparación de papel plateado y como sustituto de cola de pescado en el grabado de resistencia.
- Como un fantasma de gel elástico de resonancia magnética para las propiedades mecánicas de tejido micro en la resonancia magnética
El agar Gelidium se utiliza principalmente para placas bacteriológicas. El agar Gracilaria se utiliza principalmente en aplicaciones alimentarias.
En 2016, AMAM, una empresa japonesa, desarrolló un prototipo para un sistema de envasado comercial a base de agar llamado Agar Plasticity, destinado a reemplazar los envases de plástico a base de aceite.
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