Агар-агар и агароза. Строение, применение в медицине и пищевой промышленности
Агар-агар и агароза. Строение, применение в медицине и пищевой
промышленности
Введение
агар химический пищевой
Многие из нас любят мармелад,
пастилу, зефир, конфеты, различные десерты, кто-то обожает холодец, рыбное
заливное. Но мало кто знает, что для изготовления этих деликатесов используют
«волшебный» загуститель - агар-агар.
Агар-агар или просто агар, по праву
изобретения, - слово малайское. Именно на Востоке впервые заметили, что, если
выварить и высушить бурые морские водоросли, получится необычное прозрачное
вещество без запаха, вкуса и цвета. Если вещество снова смочить, образуется
густой, плотный студень. А если в этот студень добавить сахар или какой-нибудь
фруктовый сок, то получается… мармелад. По степени энергетической чистоты агар
невозможно сравнить с желатином, который получают из свиной кожи, копыт и
костей.
1. Состав агар-агара и
агарозы
.1 Химический состав
АГАР (агар-агар) и агароза - это
полисахариды, которые содержатся в некоторых морских водорослях, а именно в
анфельции, которые обитают в Белом море и Дальневосточном бассейне. Агароза
входит в состав агар-агара (50-80%), молекула которого имеет сложное химическое
строение. Агароза представляет собой линейный полисахарид, построенный из
строго чередующихся остатков 3-О-замещенной β-D-галактопиранозы (изредка 6-О-метил-β-D-галактопиранозы) и
4-О-замещенной 3,6 - ангидро -α - L - галактопиранозы.
Агар-агар не растворим в холодной
воде. Он полностью растворяется только при температурах от 95 до 100 градусов.
Горячий раствор является прозрачным и ограниченно вязким. При охлаждении до
температур 35-40° он становится чистым и крепким гелем, который является
термообратимым. При нагревании до 85-95° он опять становится жидким раствором, снова
превращающимся в гель при 35-40° градусах. Гелеобразование особенно характерно
для агарозы.
По качеству агар-агар подразделяется
на два сорта:
высший - цвет белый или
светло-жёлтый, допускается слегка сероватый оттенок;
первый - допускается цвет, начиная
от желтого, заканчивая темно-желтым.
Растения, дающие целебный студень,
обогащают агар-агар витаминами, полезными макро- и микроэлементами: витаминами
группы В (B1, В2, B12), витаминами А, Д и PP, I, Fe, Са, K, Zn, P, Mg.
1.2 Способ получения
Многие полезные свойства
определяются особенностями сырья, из которого выделяют этот замечательный
загуститель. Gracilaria, Gracilariopsis, Gelidium, Ceramium, Ahnfeltia - эти
виды водорослей чаще всего используются для изготовления агар-агара. Растут они
в Белом море и Тихом океане на глубине приблизительно 80 м. Данная морская
трава имеет вид красочных перышек, которые напоминают метелки или папоротник.
В водорослях агар осуществляет
прочное сцепление клеток друг с другом, обеспечивая целостность организма.
Будучи полианионом, агар, вероятно, служит также барьером для катионов морской
воды, а его высокая гидрофильность предохраняет от высыхания водоросли,
обнажающиеся при отливе.
Агар извлекают из растений
(гелидиум, анфельция) измельчают и кипятят в кислом водном 0,5% растворе
(используется уксусной или серной кислота), чтобы обеспечить более полную
экстракцию. Полученный горячий экстракт фильтруют через хлопчатобумажную ткань
для удаления остатков измельченной водоросли. Профильтрованный мукоид
нейтрализуют щелочью (5% раствором бикарбонатом натрия NaHCO3). Когда
температура падает ниже 40°С, мукоид начинает загустевать. В результате
получается неочищенный агар. Дальнейшую очистку проводят путем замораживания
массы в холодильнике, ее оттаивания и потом обезвоживания. Если это проделать
один-два раза, то получится бесцветный агар без запаха.
Практически все способы получения
агарозы основаны на ее выделении из готовых препаратов агара ионообменной
хроматографией или осаждением агаропектина в виде труднорастворимых солей.
Известен способ получения агарозы из
микробиологического агара путем его модификации борогидридом натрия в водной
гидроокиси натрия. Модифицированная агароза имеет пониженные точки желирования,
плавления и большую степень прозрачности
2. Применение
полисахаридов
.1 Использование
агар-агара и агарозы в промышленности
В настоящее время агар и агароза
находят применение в биохимических исследованиях. Очищенная от заряженных
примесей агароза в водной среде образует гель с большими порами, размер которых
определяется ее концентрацией.
В микробиологии эти полисахариды
используют для изготовления плотных и полужидких питательных сред. Для получения
плотных питательных сред агар-агар добавляют в конечной концентрации от 1,5 до
3%; полужидких - 0,3-0,7% (вес/объём). Агар не расщепляется большинством
микроорганизмов при культивировании. Полноценный продукт не ингибирует рост
микроорганизмов и не изменяет питательную ценность сред. Неочищенный агар может
привести к образованию неполноценного геля и даже ингибированию роста
микроорганизмов. Поэтому для иммунологических и бактериологических целей
используется вымороженный осветлённый агар ГОСТ 17206-96 высшего и первого
сорта с плотностью геля не ниже 3,20 г./см².
В фармакологии для изготовления
таблеток и медленно растворимых капсул используется физическое свойство агарозы
желироваться.
Агароза является основным материалом
в хроматографии и используется для выделения и очистки биологических
макромолекул - дорогостоящих препаратов - вакцин, гормонов, энзимов. Агар и
агароза применяются при электрофорезе, иммуноэлектрофорезе и иммунодиффузии,
генном картировании, выделении и изоляции фрагментов ДНК.
Новое направление использования
агара и агарозы - при меристемном выращивании декоративных растений и овощей,
которое быстро развивается в настоящее время.
Физические свойства этих
полисахаридов находят широкое применение в пищевой промышленности.
Первоначально они использовались для приготовления желе из фруктов и овощей. В
настоящее время широко используются при производстве консервов как консервант.
Агар зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е406.
В кондитерской промышленности
агар-агар используют при производстве мармелада, желе, при получении мясных и
рыбных студней, при изготовлении мороженого, где он предотвращает образование
кристалликов льда, а также при осветлении соков, при выпечке хлебо-булочных
изделий для предотвращения дегидратации. Студни, приготовленные на основе
агар-агара, в отличие от всех других студнеобразователей, характеризуются
стекловидным изломом. Применение агар-агара в пищевой промышленности не
лимитировано, а его количество, добавляемое в пищевые продукты, обусловлено
рецептурами и стандартами на эти продукты.
Агар и агарозу также применяют в
парфюмерии (дезодорантовые палочки, кремы от солнца, кремы для кожи, содержащие
двуокись цинка или пенициллин).
2.2 Применение
агар-агара и агарозы в медицине
Агар-агар и агароза широко применяется
в медицине во многих странах. Если регулярно употреблять водоросли, то можно
получить отличный эффект в качестве укрепляющей терапии.
Также агар применяется в качестве
средства против воспалений, которое устраняет такие токсины, как триглицериды и
холестирин, содержащиеся в кишечнике. Он делает более крепкими легкие и печень,
а также оказывает помощь при геморрое. Его использование благотворно
сказывается на состоянии ЖКТ: смягчается повышенная кислотность желудочного
сока, снижается газообразование, улучшается пищеварение.
Следует отметить, что агар-агар
идеально соответствует принципам здорового питания. Он не перегружает организм
трудными для усвоения компонентами, способствует избавлению от лишнего
холестерина и жиров.
В аптеках можно купить лекарственные
препараты, которые имеют вид эмульсий или драже, включающих агар-агар. Данное
целебное средство имеет небольшой слабительный эффект, при запорах его действие
заключается в том, что, когда агар-агар разбухает, он весьма увеличивает свои
параметры и занимает много места в кишечнике, и этим агар дает стимул его
перистальтике.
По результатам исследований было
выявлено, что у агар-агара есть еще одно очень полезное свойство, особенно это
касается лиц женского пола. В водоросли входит фукоидан. Он смягчает течение
болезни рака груди, а по последней полученной информации, водоросли даже не
просто замедляют, но и полностью останавливают размножению раковых клеток.
В медицине широко используются
ранозаживляющие, кровоостанавливающие, противомикробные свойства агар-агара для
лечения ран и ожогов. Агар входит в состав гидрогелей, которые представляют
собой густую, вязкую жидкость, которую наносят на поверхность раны в качестве
первичной повязки, что предотвращает образование пузырей (при поверхностных
ожогах), облегчает хирургическое удаление ожогового струпа при глубоких ожогах,
купирует болевой синдром, отеки, обеспечивает условия для нормального течения
репаративных процессов в ране, миграции эпителиальных клеток и профилактику
образования келлоидных рубцов.
Заключение
Таким образом, можно сказать, что
агар-агар и агароза являются ценными полисахаридные препаратами. Их
желеобразующие свойства нашли достойное применение в пищевой, кондитерской,
фармацевтической промышленностях, в медицине, биохимии и микробиологии.
Именно агар-агар идеально
удовлетворяет требованиям здорового питания. Он имеет значительно меньшую
калорийность, что делает этот ингредиент предпочтительным для людей, которые
следят за своей фигурой.
Список использованной
литературы
1. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: 82 т. - СПб.,
1890-1907.
2. Зимон А.Д. Коллоидная химия. М.: Агар, 2007.
. Зубов Л.А., Савельева Т.А. Целебный дар моря //
Архангельск: АОВК, 1997.
4. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/20.html