Agar

El agar ( / ˈeɪɡɑːr / o / ˈɑːɡər / ), o agar - agar , es una sustancia gelatinosa que consiste en polisacáridos obtenidos de las paredes celulares de algunas especies de algas rojas , principalmente de "ogonori" ( Gracilaria ) y "tengusa" ( Gelidiaceae ). ^{[1] [2]} 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 llamadas agaropectina . ^[3] Forma la estructura de soporte en las paredes celulares de ciertas especies de algas y se libera al hervir. Estas algas se conocen como agarofitas , pertenecientes al filo Rhodophyta (algas rojas). ^{[4] [5]} 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 , supresor del apetito , sustituto vegano de la gelatina , espesante para sopas , en conservas de frutas , helados y otros postres, como agente clarificante en la elaboración de cerveza y para encolar papel y tejidos. ^{[6] [7]}

La palabra agar proviene de agar-agar , el nombre malayo de las algas rojas ( Gigartina , Eucheuma , ^[8] Gracilaria ) a partir de las cuales se produce la gelatina. ^{[9] [10]} También se conoce como Kanten ( japonés :寒天) (de la frase kan -zarashi tokoro ten (寒曬心太) o "agar expuesto al frío"), cola de pescado japonesa , hierba de China , musgo de Ceilán o musgo de Jaffna . ^[11] Gracilaria edulis o su sinónimo G. lichenoides se conoce específicamente como agal-agal o agar de Ceilán . ^[12]

Las macroalgas han sido ampliamente utilizadas como alimento por las culturas costeras, especialmente en el sudeste asiático . ^{[13] [14]} En Filipinas , la Gracilaria , conocida como gulaman (también guraman , gar-garao o gulaman dagat , entre otros nombres) en tagalo , se ha cosechado y utilizado como alimento durante siglos, consumida tanto fresca como secada al sol y convertida en gelatinas. La atestación histórica más antigua es del Vocabulario de la lengua tagala (1754) de los sacerdotes jesuitas Juan de Noceda y Pedro de Sanlúcar, donde golaman o gulaman se definía como "una yerva, de que se haze conserva a modo de Halea, naze en la mar" ("una hierba, de la que se hace una conserva parecida a una mermelada, crece en el mar"), con una entrada adicional para guinolaman para referirse a la comida hecha con la gelatina. ^{[15] [16] [14]}

La carragenina , derivada del gusô ( Eucheuma spp.), que también se congela en una textura similar a un gel, también se usa de manera similar entre los pueblos visayas y se ha registrado en el aún anterior Diccionario De La Lengua Bisaya, Hiligueina y Haraia de la isla de Panay. y Sugbu y para las demas islas (c.1637) del misionero agustino Alonso de Méntrida (en español) . En el libro, Méntrida describe el gusô como algo que se cocina hasta que se derrite y luego se deja congelar en un plato ácido. ^[17]

En la isla de Ambon, en las islas Molucas de Indonesia , se extrae agar de la graciliaria y se come como un tipo de encurtido o salsa. ^[14] Las algas gelatinosas también fueron las favoritas y las recolectaron las comunidades malayas que vivían en las costas del archipiélago de Riau y Singapur en el sudeste asiático durante siglos. Los registros del siglo XIX indican que la graciliaria seca era una de las exportaciones a granel de la Malasia británica a China. Las cataplasmas hechas de agar también se usaban para las articulaciones hinchadas de las rodillas y las llagas en Johore y Singapur. ^{[14] [18]}

Se dice que el uso de agar como aditivo alimentario en Japón fue descubierto en 1658 por Mino Tarōzaemon (美濃 太郎左衞門), un posadero del actual Fushimi-ku, Kioto , quien, según la leyenda, habría descartado el exceso de sopa de algas ( Tokoroten ) y se habría dado cuenta de que se gelificaba más tarde, después de una noche de invierno helada. ^[19]

El agar fue sometido por primera vez a análisis químico en 1859 por el químico francés Anselme Payen , quien había obtenido agar del alga marina Gelidium corneum . ^[20]

A finales del siglo XIX, el agar empezó a utilizarse como medio sólido para el cultivo de diversos 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 . ^{[21] [22]} El agar suplantó rápidamente a la gelatina como base de los medios microbiológicos, debido a su mayor temperatura de fusión, lo que permite que los microbios se cultiven a temperaturas más altas sin que el medio se licue. ^[23]

Con su uso recién descubierto 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. ^[24] 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. ^[24] Alrededor de la época de la Segunda Guerra Mundial, se producían aproximadamente 2.500 toneladas de agar al año. ^[24] A mediados de la década de 1970, la producción mundial había aumentado drásticamente a aproximadamente 10.000 toneladas cada año. ^[24] Desde entonces, la producción de agar ha fluctuado debido a las poblaciones de algas inestables y, a veces, sobreutilizadas. ^[25]

El agar consiste en una mezcla de dos polisacáridos : agarosa y agaropectina, con la agarosa constituyendo aproximadamente el 70% de la mezcla, mientras que la agaropectina constituye aproximadamente el 30%. ^[26] La agarosa es un polímero lineal, formado por unidades repetidas de agarobiosa , un disacárido formado por D-galactosa y 3,6-anhidro-L-galactopiranosa. ^[27] La ​​agaropectina es una mezcla heterogénea de moléculas más pequeñas que se producen en menores cantidades, y está formada por unidades alternas de D-galactosa y L-galactosa muy modificadas con grupos laterales ácidos, como sulfato , glucuronato y piruvato . ^{[28] [26] [27]}

El agar exhibe un fenómeno conocido como histéresis por el cual, cuando se mezcla con agua, se solidifica y forma un gel por debajo de aproximadamente 32–42 °C (305–315 K; 90–108 °F), que se llama punto de gel , y se funde por encima de 85 °C (358 K; 185 °F), que es el punto de fusión . ^[29] La histéresis es la propiedad de tener una diferencia entre las temperaturas del punto de gel y del punto de fusión. ^[30] Esta propiedad proporciona un equilibrio adecuado entre una fusión fácil y una buena estabilidad del gel a temperaturas relativamente altas. ^[31] Dado que muchas aplicaciones científicas requieren incubación a temperaturas cercanas a la temperatura corporal humana (37 °C), el agar es más apropiado que otros agentes solidificantes que se funden a esta temperatura, como la gelatina. ^[32]

El agar-agar es una contraparte vegetal natural de la gelatina . ^{[33] [34]} Es blanco y semitranslúcido cuando se vende en paquetes como tiras lavadas y secas o en forma de polvo. ^{[33] [35]} Se puede utilizar para hacer gelatinas, ^[36] pudines y natillas . ^[37] Al hacer gelatina, se hierve en agua hasta que los sólidos se disuelven. Luego se agrega edulcorante, saborizante, colorante, frutas y / o verduras, y el líquido se vierte en moldes para servir como postres y gelatinas de verduras o incorporarse con otros postres como una capa de gelatina en un pastel . ^[35]

El agar-agar contiene aproximadamente un 80% de fibra dietética , por lo que puede servir como regulador intestinal. ^[38] Su capacidad para dar volumen ha sido la base de dietas de moda en Asia, por ejemplo, la dieta kanten (la palabra japonesa para agar-agar ^[5] ). Una vez ingerido, el kanten triplica su tamaño y absorbe agua, lo que hace que los consumidores se sientan más llenos.

Un uso del agar en la cocina japonesa es en el anmitsu , un postre hecho con pequeños cubos de gelatina de agar y servido en un tazón con varias frutas u otros ingredientes. ^{[ cita requerida ]} También es el ingrediente principal del mizu yōkan , otra comida japonesa popular. ^{[ cita requerida ]} 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. ^{[ cita requerida ]} En la cocina vietnamita , las gelatinas hechas de capas aromatizadas de agar-agar, llamadas thạch , son un postre popular y, a menudo, se hacen en moldes ornamentados para ocasiones especiales. ^{[ cita requerida ]} En la cocina india , el agar se utiliza para hacer postres. ^{[ cita requerida ]} En la cocina birmana , se elabora a partir de agar una gelatina dulce conocida como kyauk kyaw . ^{[ cita requerida ]} La gelatina de agar se utiliza ampliamente en el té de burbujas taiwanés . ^{[ cita requerida ]}

Se puede utilizar como complemento (o como sustituto) de la pectina en mermeladas y confituras, como sustituto de la gelatina por sus propiedades gelificantes superiores y como ingrediente fortalecedor en suflés y natillas. Otro uso del agar-agar es en un plato ruso llamado ptich'ye moloko ( leche de pájaro ), una rica natilla gelatinizada (o merengue suave ) que se utiliza como relleno de tartas o glaseada con chocolate como dulces individuales.

El agar-agar también se puede utilizar como agente gelificante en la clarificación de geles, una técnica culinaria que se utiliza para clarificar caldos, salsas y otros líquidos. México tiene dulces tradicionales hechos con gelatina de agar, la mayoría de ellos en formas coloridas, semicirculares que se asemejan a una rodaja de melón o sandía , y comúnmente cubiertos con azúcar. Se conocen en español como Dulce de Agar .

El agar-agar es un aditivo no orgánico/no sintético permitido que se utiliza como espesante, agente gelificante, texturizante, humectante, emulsionante, potenciador del sabor y absorbente en alimentos orgánicos certificados. ^[39]

Una placa de agar o placa de Petri se utiliza para proporcionar un medio de crecimiento utilizando una mezcla de agar y otros nutrientes en los que los microorganismos, incluidas las bacterias y los hongos , se pueden cultivar y observar bajo el microscopio. El agar es indigerible para muchos organismos, por lo que el crecimiento microbiano no afecta al gel utilizado y permanece estable. El agar se vende normalmente en el comercio como un polvo que se puede mezclar con agua y preparar de forma similar a la gelatina antes de su uso como medio de crecimiento. Los nutrientes se añaden normalmente para satisfacer las necesidades nutricionales del organismo microbiano , cuyas formulaciones pueden ser "indefinidas" cuando se desconoce la composición precisa, o "definidas" cuando se conoce la composición química exacta. El agar se dispensa a menudo utilizando un dispensador de medios estériles .

Diferentes algas producen distintos 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 fundirse y luego solidificarse. Debido a esta propiedad, se los conoce como "geles físicos". En cambio, la polimerización de poliacrilamida es un proceso irreversible y los productos resultantes se conocen como geles químicos.

Hay una variedad de diferentes tipos de agar que apoyan el crecimiento de diferentes microorganismos. Un agar nutritivo puede ser permisivo, permitiendo el cultivo de cualquier microorganismo no fastidioso; un agar nutritivo comúnmente utilizado para bacterias es el agar Luria Bertani (LB) que contiene caldo de lisogenia , un medio rico en nutrientes utilizado para el crecimiento bacteriano. ^[40] Además, el agar 2216 Marine Broth (MB), con alto contenido de sal, está optimizado para el crecimiento de bacterias marinas heterotróficas como las del género Vibrio, mientras que el agar Terrific Broth (TB) se utiliza para cultivar de forma no selectiva altos rendimientos de la bacteria E. coli . De manera más general, los medios enriquecidos son una variedad de agar que se infunde con los nutrientes necesarios que requieren los organismos fastidiosos para crecer. A pesar de la gran diversidad de medios de agar, el extracto de levadura es un ingrediente común en todas las variedades, ya que es un macronutriente que proporciona una fuente de nitrógeno para todos los tipos de células bacterianas.

Otros organismos exigentes pueden requerir la adición de diferentes fluidos biológicos como sangre de caballo u oveja, suero, yema de huevo, etc. ^[41] Las placas de agar también pueden ser selectivas y pueden usarse para promover el crecimiento de bacterias de interés mientras se inhiben otras. Se puede agregar una variedad de productos químicos para crear un entorno favorable para tipos específicos de bacterias o bacterias con ciertas propiedades, pero no propicio para el crecimiento de otras. Por ejemplo, se pueden agregar antibióticos en experimentos de clonación mediante los cuales se seleccionan bacterias con plásmido resistente a antibióticos. ^[42] Además del agar tratado con antibióticos, otras placas de agar selectivas e indicadoras incluyen agar TCBS y agar MacConkey. El agar tiosulfato citrato sales biliares sacarosa (TCBS) se usa para diferenciar las especies de Vibrio en función de su metabolismo de sacarosa, ya que solo algunas metabolizarán la sacarosa en la placa y cambiarán su pH. Los colorantes indicadores incluidos en el gel mostrarán un cambio visual del pH al cambiar el color del gel de verde a amarillo. El agar MacConkey contiene sales biliares y cristal violeta para cultivar selectivamente bacterias gramnegativas y diferenciar entre especies utilizando colorantes indicadores de pH que demuestran las propiedades del metabolismo de la lactosa.

El medio de agar o agarosa, al ser un gel, es poroso y, por lo tanto, puede utilizarse para medir la movilidad y la motilidad de los microorganismos. La porosidad del gel está directamente relacionada con la concentración de agarosa en el medio, por lo que se pueden seleccionar distintos niveles de viscosidad efectiva (desde el "punto de vista" de la célula), en función de los objetivos experimentales.

Un ensayo de identificación común implica cultivar una muestra del organismo en el interior 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 que se utiliza habitualmente para medir la quimiotaxis y la quimiocinesis es el ensayo de migración celular bajo agarosa, en el que 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, se pueden visualizar a lo largo del tiempo varias poblaciones celulares que requieren distintos niveles de estimulación para migrar mediante microfotografía a medida que ascienden por el gel contra la gravedad a lo largo del gradiente.

El agar de grado de investigación se utiliza ampliamente en biología vegetal , ya que se complementa opcionalmente con una mezcla de nutrientes y/o vitaminas que permite la germinación de las plántulas en placas de Petri en condiciones estériles (siempre que las semillas también estén esterilizadas). La suplementación con nutrientes y/o vitaminas para Arabidopsis thaliana es estándar en la mayoría de las condiciones experimentales. Se utilizan la mezcla de nutrientes Murashige & Skoog (MS) y la mezcla de vitamina B5 de Gamborg en general. Una solución de 1,0 % de agar/0,44 % MS + vitamina dH ₂ O es adecuada para medios de crecimiento entre temperaturas de crecimiento normales.

Al utilizar agar, dentro de cualquier medio de crecimiento, es importante saber que la solidificación del agar depende del pH. El rango óptimo para la solidificación está entre 5,4 y 5,7. ^[43] 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. Esta mezcla completa 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, ya que se puede preparar fácilmente una solución que contenga la cantidad deseada de hormona, agregarla al volumen conocido de GM y esterilizarla en autoclave para esterilizar y evaporar cualquier solvente que se haya utilizado para disolver las hormonas, que suelen ser polares. Esta solución de hormonas/GM se puede esparcir sobre la superficie de placas de Petri sembradas con plántulas germinadas y/o etioladas.

Sin embargo, los experimentos con el musgo Physcomitrella patens han demostrado que la elección del agente gelificante (agar o Gelrite ) influye en la sensibilidad a las fitohormonas del cultivo de células vegetales . ^[44]

El agar se utiliza:

• Como material de impresión en odontología .
• Como medio para orientar con precisión la muestra de tejido y asegurarla mediante preincrustación en agar (especialmente útil para pequeñas muestras de biopsia por endoscopia) para el procesamiento histopatológico ^[45]
• Para hacer puentes salinos y tapones de gel para uso en electroquímica .
• En hormigueros como sustituto transparente de la arena y fuente de nutrición.
• Como ingrediente natural para formar arcilla de modelar con la que jueguen los niños pequeños.
• Como componente biofertilizante permitido en la agricultura orgánica. ^[46]
• Como sustrato para reacciones de precipitina en inmunología .
• En diferentes momentos como sustituto de la gelatina en emulsiones fotográficas , de la arrurruz en la preparación de papel de plata y como sustituto de la cola de pescado en el grabado por reserva. ^[47]
• Como un gel elástico fantasma para MRI para imitar las propiedades mecánicas del tejido en la elastografía por resonancia magnética ^[48]

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 de sistema de envasado comercial basado en agar llamado Agar Plasticity, pensado para reemplazar los envases de plástico a base de aceite. ^{[49] [50]}

• La definición del diccionario de agar en Wikcionario