Ágar
Agar (ou), ou agar-agar, é uma substância gelatinosa composta por polissacarídeos obtidos das paredes celulares de algumas espécies de algas vermelhas, principalmente de "ogonori" (Gracilaria) e "tengusa" (Gelidiaceae). Como encontrado na natureza, o ágar é uma mistura de dois componentes, o polissacarídeo linear agarose e uma mistura heterogênea de moléculas menores chamada agaropectina. Ele forma a estrutura de suporte nas paredes celulares de certas espécies de algas e é liberado na fervura. Essas algas são conhecidas como agarófitas, pertencentes ao filo Rhodophyta (algas vermelhas). O processamento do ágar de qualidade alimentar remove a agaropectina, e o produto comercial é essencialmente agarose pura.
O ágar tem sido usado como ingrediente em sobremesas em toda a Ásia e também como substrato sólido para conter meios de cultura para trabalhos microbiológicos. Agar pode ser usado como laxante; um inibidor de apetite; um substituto vegano da gelatina; um espessante para sopas; em conservas de frutas, sorvetes e outras sobremesas; como agente clarificante na fabricação de cerveja; e para dimensionamento de papel e tecidos.
Etimologia
A palavra "agar" vem de agar-agar, nome malaio para algas vermelhas (Gigartina, Eucheuma, Gracilaria) de onde geléia é produzida. Também é conhecido como Kanten (japonês: 寒天) (da frase kan-zarashi tokoroten (寒曬心太) ou “ágar exposto ao frio”), isinglass japonês, grama da China, musgo de Ceilão ou musgo de Jaffna. Gracilaria liquenoides é especificamente referido como agal-agal ou ágar Ceilão.
História
As algas marinhas foram favorecidas e forrageadas por comunidades malaias que vivem nas costas do arquipélago de Riau e Cingapura no Sudeste Asiático por séculos.
A aplicação do agar como aditivo alimentar pode ter sido descoberta no Japão em 1658 por Mino Tarōzaemon (美濃 太郎左衞門), um estalajadeiro na atual Fushimi-ku, Kyoto que, segundo a lenda, disse ter descartado o excesso de sopa de algas marinhas (Tokoroten) e notado que ela gelificou mais tarde, após o congelamento de uma noite de inverno. Ao longo dos séculos seguintes, o ágar-ágar tornou-se um agente gelificante comum em várias cozinhas asiáticas.
O ágar foi submetido a análises químicas pela primeira vez em 1859 pelo químico francês Anselme Payen, que obteve o ágar da alga marinha Gelidium corneum.
A partir do final do século 19, o ágar começou a ser usado como um meio sólido para o cultivo de vários micróbios. O ágar foi descrito pela primeira vez para uso em microbiologia em 1882 pelo microbiologista alemão Walther Hesse, um assistente que trabalhava no laboratório de Robert Koch, por sugestão de sua esposa Fanny Hesse. O ágar suplantou rapidamente a gelatina como base do meio microbiológico, devido à sua temperatura de fusão mais alta, permitindo que os micróbios crescessem em temperaturas mais altas sem que o meio se liquefase.
Com seu novo uso em microbiologia, a produção de ágar aumentou rapidamente. Esta produção centrou-se no Japão, que produziu a maior parte do ágar do mundo até a Segunda Guerra Mundial. No entanto, com a eclosão da Segunda Guerra Mundial, muitas nações foram forçadas a estabelecer indústrias domésticas de ágar para continuar a pesquisa microbiológica. Na época da Segunda Guerra Mundial, aproximadamente 2.500 toneladas de ágar eram produzidas anualmente. Em meados da década de 1970, a produção mundial aumentou dramaticamente para aproximadamente 10.000 toneladas por ano. Desde então, a produção de ágar tem flutuado devido a populações instáveis e às vezes superutilizadas de algas marinhas.
Composição
Agar consiste em uma mistura de dois polissacarídeos: agarose e agaropectina, com agarose perfazendo cerca de 70% da mistura. A agarose é um polímero linear, formado por unidades repetidas de agarobiose, um dissacarídeo formado por D-galactose e 3,6-anidro-L-galactopiranose. A agaropectina é uma mistura heterogênea de moléculas menores que ocorrem em quantidades menores e é composta de unidades alternadas de D-galactose e L-galactose altamente modificadas com grupos laterais ácidos, como sulfato e piruvato.
O ágar exibe histerese, solidificando a cerca de 32–40 °C (305–313 K, 90–104 °F), mas derretendo a 85 °C (358 K, 185 °F). Esta propriedade oferece um equilíbrio adequado entre fusão fácil e boa estabilidade do gel em temperaturas relativamente altas. Como muitas aplicações científicas requerem incubação em temperaturas próximas à temperatura do corpo humano (37°C), o ágar é mais apropriado do que outros agentes solidificantes que derretem nessa temperatura, como a gelatina.
Usos
Culinária
Agar-agar é uma contrapartida de gelatina vegetal natural. É branco e semitranslúcido quando vendido em embalagens em tiras lavadas e secas ou em pó. Pode ser usado para fazer geléias, pudins e cremes. Ao fazer geleia, ela é fervida em água até que os sólidos se dissolvam. Adoçantes, aromatizantes, corantes, frutas e/ou vegetais são então adicionados, e o líquido é despejado em moldes para servir como sobremesas e geléias de vegetais ou incorporado a outras sobremesas, como uma camada de geléia em um bolo.
O ágar-ágar contém aproximadamente 80% de fibra dietética, portanto pode servir como regulador intestinal. Sua qualidade de volume está por trás das dietas da moda na Ásia, por exemplo, a dieta kanten (a palavra japonesa para ágar-ágar). Uma vez ingerido, kanten triplica de tamanho e absorve água. Isso faz com que os consumidores se sintam mais satisfeitos.
Culinária asiática
Um uso de ágar na culinária japonesa (Wagashi) é anmitsu, uma sobremesa feita de pequenos cubos de geléia de ágar e servida em uma tigela com várias frutas ou outros ingredientes. É também o ingrediente principal do mizu yōkan, outra comida japonesa popular. Na culinária filipina, é usado para fazer as barras de geléia nos vários refrescos gulaman como Sago't Gulaman, Samalamig ou sobremesas como buko pandan , agar flan, halo-halo, geléia de coquetel de frutas e o gulaman preto e vermelho usado em várias saladas de frutas. Na culinária vietnamita, as geléias feitas de camadas aromatizadas de ágar-ágar, chamadas thạch, são uma sobremesa popular e geralmente são feitas em moldes ornamentados para ocasiões especiais. Na culinária indiana, o ágar-ágar é usado para fazer sobremesas. Na culinária birmanesa, uma geleia doce conhecida como kyauk kyaw é feita de ágar-ágar. A geléia de ágar é amplamente utilizada no chá de bolhas taiwanês.
Outra culinária
Pode ser usado como adição ou substituição da pectina em compotas e marmeladas, como substituto da gelatina por suas propriedades gelificantes superiores e como ingrediente fortalecedor em suflês e cremes. Outro uso de ágar-ágar é em um prato russo ptich'ye moloko (leite de pássaro), um rico creme gelatinoso (ou merengue macio) usado como recheio de bolo ou chocolate vidrados como doces individuais.
O ágar-ágar também pode ser usado como agente gelificante na clarificação de gel, uma técnica culinária usada para clarificar caldos, molhos e outros líquidos. O México tem doces tradicionais feitos de gelatina Agar, a maioria deles em formas coloridas de semicírculo que lembram uma fatia de fruta de melão ou melancia e geralmente cobertos com açúcar. Eles são conhecidos em espanhol como Dulce de Agar (Doces de Agar)
Agar-agar é um aditivo não orgânico/não sintético permitido usado como espessante, agente gelificante, texturizante, hidratante, emulsificante, intensificador de sabor e absorvente em alimentos orgânicos certificados.
Microbiologia
Placa de ágar
Uma placa de ágar ou placa de Petri é usada para fornecer um meio de crescimento usando uma mistura de ágar e outros nutrientes nos quais microorganismos, incluindo bactérias e fungos, podem ser cultivados e observados ao microscópio. O ágar é indigerível para muitos organismos, de modo que o crescimento microbiano não afeta o gel usado e permanece estável. O ágar é normalmente vendido comercialmente como um pó que pode ser misturado com água e preparado de forma semelhante à gelatina antes de ser usado como meio de crescimento. Os nutrientes são normalmente adicionados para atender às necessidades nutricionais do organismo dos micróbios, cujas formulações podem ser "indefinidas" onde a composição precisa é desconhecida ou "definida" onde a composição química exata é conhecida. O ágar geralmente é dispensado usando um dispensador de mídia estéril.
Diferentes algas produzem vários tipos de ágar. Cada ágar tem propriedades únicas que atendem a diferentes propósitos. Por causa do componente agarose, o agar solidifica. Quando aquecida, a agarose tem o potencial de derreter e depois solidificar. Devido a esta propriedade, eles são referidos como "géis físicos." Em contraste, a polimerização da poliacrilamida é um processo irreversível e os produtos resultantes são conhecidos como géis químicos.
Existe uma variedade de tipos diferentes de ágar que suportam o crescimento de diferentes microorganismos. Um ágar nutriente pode ser permissivo, permitindo o cultivo de qualquer microrganismo não fastidioso; um ágar nutriente comumente usado para bactérias é o ágar Luria Bertani (LB) que contém caldo de lisogenia, um meio rico em nutrientes usado para crescimento bacteriano. Outros organismos exigentes podem exigir a adição de diferentes fluidos biológicos, como sangue de cavalo ou ovelha, soro, gema de ovo e assim por diante. As placas de ágar também podem ser seletivas e podem ser usadas para promover o crescimento de bactérias de interesse enquanto inibem outras. Uma variedade de produtos químicos pode ser adicionada para criar um ambiente favorável para tipos específicos de bactérias ou bactérias com certas propriedades, mas não propícias ao crescimento de outras. Por exemplo, antibióticos podem ser adicionados em experimentos de clonagem em que bactérias com plasmídeo resistente a antibióticos são selecionadas.
Ensaios de motilidade
Como um gel, um meio de ágar ou agarose é poroso e, portanto, pode ser usado para medir a motilidade e mobilidade do microrganismo. A porosidade do gel está diretamente relacionada com a concentração de agarose no meio, então vários níveis de viscosidade efetiva (do "ponto de vista" da célula) podem ser selecionados, dependendo os objetivos experimentais.
Um ensaio de identificação comum envolve a cultura de uma amostra do organismo no fundo de um bloco de ágar nutriente. As células tentarão crescer dentro da estrutura do gel. As espécies móveis serão capazes de migrar, embora lentamente, ao longo do gel, e as taxas de infiltração podem ser visualizadas, enquanto as espécies não móveis mostrarão crescimento apenas ao longo do caminho agora vazio introduzido pela deposição inicial invasiva da amostra.
Outra configuração comumente usada para medir quimiotaxia e quimiocinese utiliza o ensaio de migração celular sob agarose, em que uma camada de gel de agarose é colocada entre uma população de células e um quimioatraente. À medida que um gradiente de concentração se desenvolve a partir da difusão do quimioatraente para o gel, várias populações de células que requerem diferentes níveis de estimulação para migrar podem ser visualizadas ao longo do tempo usando microfotografia à medida que escavam o túnel para cima através do gel contra a gravidade ao longo do gradiente.
Biologia vegetal
O ágar de grau de pesquisa é amplamente utilizado em biologia vegetal, pois é opcionalmente suplementado com uma mistura de nutrientes e/ou vitaminas que permite a germinação de mudas em placas de Petri em condições estéreis (dado que as sementes também são esterilizadas). A suplementação de nutrientes e/ou vitaminas para Arabidopsis thaliana é padrão na maioria das condições experimentais. Murashige & A mistura de nutrientes Skoog (MS) e a mistura de vitaminas B5 de Gamborg em geral são usadas. Uma solução de 1,0% de ágar/0,44% de MS+vitamina dH2O é adequada para meios de crescimento entre temperaturas de crescimento normais.
Ao usar ágar, em qualquer meio de crescimento, é importante saber que a solidificação do ágar depende do pH. A faixa ideal para solidificação é entre 5,4 e 5,7. Normalmente, a aplicação de hidróxido de potássio é necessária para aumentar o pH para esta faixa. Uma diretriz geral é de cerca de 600 µl de 0,1M KOH por 250 ml de GM. Toda essa mistura pode ser esterilizada usando o ciclo líquido de uma autoclave.
Este meio se presta muito bem à aplicação de concentrações específicas de fitohormônios etc. ambos esterilizam e evaporam qualquer solvente que possa ter sido usado para dissolver os hormônios frequentemente polares. Essa solução de hormônio/GM pode ser espalhada na superfície de placas de Petri semeadas com mudas germinadas e/ou estioladas.
Experiências com o musgo Physcomitrella patens, no entanto, mostraram que a escolha do agente gelificante - ágar ou Gelrite - influencia a sensibilidade do fitormônio da cultura de células vegetais.
Outros usos
Agar é usado:
- Como material de impressão em odontologia.
- Como um meio para orientar precisamente o espécime do tecido e protegê-lo por pre-embedding agar (especialmente útil para pequenos espécimes de biopsia de endoscopia) para processamento de histopatologia
- Fazer pontes de sal e plugues de gel para uso em eletroquímica.
- Em formicariums como um substituto transparente para a areia e uma fonte de nutrição.
- Como ingrediente natural na formação de barro de modelagem para crianças jovens brincar com.
- Como componente biofertilizador permitido na agricultura orgânica.
- Como substrato para reações precipitinas em imunologia.
- Em tempos diferentes como um substituto para a gelatina em emulsões fotográficas, araruta na preparação de papel de prata e como um substituto para a cola de peixe na resistência à gravação.
- Como um simulador de gel elástico MRI para imitar propriedades mecânicas do tecido em Elastografia de ressonância magnética
Gelidium agar é usado principalmente para placas bacteriológicas. O ágar Gracilaria é usado principalmente em aplicações alimentícias.
Em 2016, a AMAM, uma empresa japonesa, desenvolveu um protótipo de sistema de embalagem comercial à base de Agar denominado Agar Plasticity, destinado a substituir as embalagens plásticas à base de óleo.