Agar

Agar (/ˈeɪɡɑːr/ hoặc /ˈɑːɡər/), hoặc agar-agar, là một loại thạch làm từ tảo đỏ.

Agar là sự kết hợp của hai thành phần chính: polysaccharide agarose dạng chuỗi thẳng và một hỗn hợp không đồng nhất của các phân tử nhỏ hơn được gọi là agaropectin. Nó tạo thành cấu trúc hỗ trợ trong thành tế bào của một số loại tảo và được giải phóng khi đun sôi. Những loại tảo này được gọi là agarophytes và thuộc vào lớp Rhodophyta (tảo đỏ).

Agar đã được sử dụng rộng rãi trong các món tráng miệng khắp châu Á và cũng được dùng như một chất nền vững chắc cho môi trường nuôi cấy trong vi sinh. Ngoài ra, agar còn có thể được dùng như một chất nhuận tràng, một chất ức chế cảm giác thèm ăn, thay thế gelatin cho người ăn chay, làm đặc xúp, bảo quản trái cây, kem lạnh và các món tráng miệng khác, đồng thời cũng được sử dụng trong sản xuất bia, giấy và vải.

Chất tạo gel trong agar là một polysaccharide không phân nhánh được chiết xuất từ thành tế bào của một số loài tảo đỏ, chủ yếu là tengusa (Gelidiaceae) và ogonori (Gracilaria). Đối với mục đích thương mại, nguồn gốc chủ yếu là từ ogonori. Về mặt hóa học, agar là một polymer được cấu thành từ các đơn vị đường galactose.

Lịch sử

Agar có thể đã được phát hiện ở Nhật Bản vào năm 1658 bởi Mino Tarōzaemon (美濃 太郎左衞門), một chủ quán trọ hiện nay tại Fushimi-ku, Kyoto. Theo truyền thuyết, ông đã vứt bỏ súp rong biển thừa và nhận thấy rằng nó đã đông lại sau một đêm lạnh. Trong các thế kỷ sau, agar đã trở thành một chất tạo gel phổ biến trong nhiều món ăn ở Đông Nam Á.

Agar lần đầu tiên được phân tích hóa học vào năm 1859 bởi nhà hóa học Pháp Anselme Payen, người đã chiết xuất agar từ tảo biển Gelidium corneum.

Cuối thế kỷ 19, agar bắt đầu được sử dụng rộng rãi như một môi trường rắn để nuôi cấy các loại vi khuẩn khác nhau. Sự ứng dụng của agar trong vi sinh được mô tả lần đầu vào năm 1882 bởi nhà vi sinh vật học Đức Walther Hesse, trợ lý của Robert Koch, nhờ gợi ý của vợ ông, Fannie Hesse. Agar nhanh chóng thay thế gelatin trong môi trường vi sinh nhờ điểm nóng chảy cao hơn, cho phép vi sinh vật phát triển ở nhiệt độ cao mà không làm lỏng môi trường.

Với sự mở rộng ứng dụng trong vi sinh, sản lượng agar tăng nhanh chóng. Nhật Bản trở thành trung tâm sản xuất chính của agar trên toàn thế giới cho đến khi xảy ra Thế chiến thứ hai. Khi chiến tranh bùng nổ, nhiều quốc gia bắt đầu phát triển ngành công nghiệp agar trong nước để duy trì nghiên cứu vi sinh. Vào thời kỳ chiến tranh, sản lượng hàng năm đạt khoảng 2.500 tấn. Đến giữa những năm 1970, sản lượng toàn cầu đã tăng vọt lên khoảng 10.000 tấn mỗi năm. Tuy nhiên, sản lượng agar đã biến động do sự không ổn định của quần thể rong biển và việc khai thác quá mức.

Nguyên gốc từ

Từ 'agar' bắt nguồn từ agar-agar, tên gọi trong tiếng Mã Lai của loại tảo đỏ (Gigartina, Gracilaria) mà từ đó thạch được chiết xuất. Nó còn được biết đến với tên gọi

Kanten (tiếng Nhật: 寒天) (từ cụm từ kan -zarashi tokoro ten (寒曬心太) hoặc 'agar lạnh'), cỏ Trung Quốc, rêu Tích Lan hoặc rêu Jaffna. Loại tảo Gracilaria lichenoides được gọi cụ thể là agal-agal hoặc Ceylon agar.

Thành phần cấu tạo

Agar bao gồm hai loại polysaccharid chính: agarose và agaropectin, trong đó agarose chiếm khoảng 70% tổng lượng. Agarose là một polyme mạch thẳng, được cấu tạo từ các đơn vị lặp lại của agarobiose, một disaccharide kết hợp từ D-galactose và 3,6-anhydro-L-galactopyranose. Ngược lại, agaropectin là một hỗn hợp không đồng nhất của các phân tử nhỏ hơn, ít phổ biến hơn, bao gồm các đơn vị xen kẽ của D-galactose và L-galactose với nhiều nhóm phụ có tính axit như sulfat và pyruvate.

Agar có tính chất hyteresis, nóng chảy ở 85°C (358 K, 185°F) và đông đặc trong khoảng từ 32–40°C (305–313 K, 90–104°F). Tính chất này giúp duy trì sự cân bằng giữa khả năng nóng chảy và độ ổn định của gel ở nhiệt độ khá cao. Đặc biệt, do nhiều ứng dụng khoa học yêu cầu ủ gần với nhiệt độ cơ thể con người (37°C), agar là lựa chọn ưu việt hơn các chất làm đông khác như gelatin, vì gelatin thường nóng chảy ở nhiệt độ này.

Ứng dụng

Ẩm thực

Agar-agar là loại gelatin thực vật tự nhiên, có màu trắng và nửa trong suốt. Khi được bán, nó thường ở dạng dải đã được rửa và sấy khô hoặc dạng bột. Agar có thể dùng để làm thạch, bánh pudding, và sữa trứng. Để làm thạch, agar được đun sôi trong nước cho đến khi tan hoàn toàn. Sau đó, thêm chất tạo ngọt, hương liệu, phẩm màu, trái cây, và rau quả, rồi đổ vào khuôn để tạo món tráng miệng hoặc kết hợp với các món khác như lớp thạch trong bánh.

Agar-agar chứa khoảng 80% chất xơ, giúp điều hòa đường ruột hiệu quả. Nó đã được áp dụng trong các chế độ ăn kiêng ở châu Á, như chế độ ăn kiêng kanten (từ tiếng Nhật có nghĩa là agar-agar). Khi vào cơ thể, kanten có khả năng nở gấp ba lần và hút nước, tạo cảm giác no lâu hơn. Chế độ ăn này gần đây cũng đã thu hút sự chú ý ở Hoa Kỳ và cho thấy hứa hẹn trong nghiên cứu chống béo phì.

Trong ẩm thực Nhật Bản, thạch được dùng trong nhiều món tráng miệng như anmitsu, nơi thạch agar dạng khối nhỏ được phục vụ cùng nhiều loại trái cây hoặc nguyên liệu khác. Nó cũng là thành phần chính trong mizu yōkan, một món ăn phổ biến khác. Tại Philippines, thạch được dùng để chế biến các món giải khát và tráng miệng như sago gulaman, buko pandan, agar flan, halo-halo, cũng như trong các món salad trái cây với thạch đen và đỏ. Ở Việt Nam, thạch có hương vị, gọi là thạch, là món tráng miệng phổ biến, thường được tạo hình công phu cho các dịp đặc biệt. Trong ẩm thực Ấn Độ, agar được gọi là 'cỏ Trung Quốc' và được sử dụng để làm món tráng miệng. Tại Myanmar, thạch ngọt kyauk kyaw (tiếng Miến Điện: ကျောက်ကျော, [tɕaʊʔtɕɔ́]) được chế biến từ agar.

Agar rất phổ biến trong trà trân châu Đài Loan. Các chuỗi trà trân châu như Gong Cha và Chatime hiện diện ở Úc, Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Trung Đông và nhiều quốc gia châu Á.

Ở Nga, agar thường được dùng thay thế pectin trong mứt và mứt cam, nhờ vào khả năng tạo gel vượt trội của nó. Nó cũng được sử dụng như một thành phần tăng cường trong súp và sữa trứng. Một ứng dụng khác là trong ptich'ye moloko (sữa chim), một loại sữa trứng pha trà phong phú được dùng làm nhân bánh hoặc phủ sô cô la như kẹo riêng lẻ. Agar cũng được sử dụng trong kỹ thuật làm rõ gel, giúp làm sáng các loại nước sốt và chất lỏng khác. Ở Mexico, có những món kẹo truyền thống từ gelatin Agar, thường có nhiều màu sắc và hình dạng giống như dưa hấu, thường được phủ đường, và được gọi là Dulce de Agar (kẹo Agar).

Agar-agar là một phụ gia thực phẩm tự nhiên không tổng hợp, được phép sử dụng như chất tạo gel, chất làm đặc, chất giữ ẩm, chất nhũ hóa, điều vị và hấp thụ trong thực phẩm hữu cơ đã được chứng nhận.

Vi sinh học

Đĩa agar hoặc đĩa Petri cung cấp môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn và nấm, thông qua việc sử dụng hỗn hợp thạch và các chất dinh dưỡng. Việc sử dụng agar giúp môi trường nuôi cấy không bị ảnh hưởng bởi sự phát triển của vi sinh vật, giữ cho gel ổn định. Agar thường được bán dưới dạng bột, cần trộn với nước và chuẩn bị giống như gelatin trước khi dùng. Để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật, các thành phần khác có thể được thêm vào. Có nhiều công thức khác nhau tùy theo yêu cầu môi trường của từng loại vi khuẩn, và agar thường được phân phối bằng phương pháp vô trùng.

Dưới dạng gel, môi trường agar hoặc agarose có tính xốp, cho phép đánh giá khả năng di động và vận động của vi sinh vật. Độ xốp của gel phụ thuộc vào nồng độ agarose, cho phép điều chỉnh mức độ nhớt của môi trường sao cho phù hợp với mục tiêu thí nghiệm.

Một phương pháp nhận diện phổ biến bao gồm việc nuôi cấy mẫu sinh vật trong khối thạch dinh dưỡng. Các tế bào sẽ phát triển trong cấu trúc gel, với các loài di động có khả năng di chuyển chậm rãi xuyên suốt gel, trong khi các loài không di động chỉ phát triển theo con đường trống rỗng từ việc lắng đọng mẫu ban đầu.

Một thiết lập thường được dùng để đo chemotaxis và chemokinesis là xét nghiệm di chuyển tế bào dưới lớp agarose. Trong phương pháp này, một lớp gel agarose được đặt giữa quần thể tế bào và chất hóa trị. Khi nồng độ chất hóa trị phát tán vào gel, các tế bào phản ứng theo các mức kích thích khác nhau và di chuyển ngược lại trọng lực dọc theo gradient, quá trình này có thể được quan sát qua vi ảnh theo thời gian.

Thực vật học

Khi sử dụng agar trong bất kỳ môi trường phát triển nào, cần lưu ý rằng độ đông đặc của thạch phụ thuộc vào độ pH của môi trường. Để đạt được độ đông đặc tối ưu, pH cần nằm trong khoảng từ 5,4 đến 5,7. Thường thì việc thêm KOH là cần thiết để điều chỉnh pH về mức này. Cụ thể, khoảng 600 µl KOH 0,1M cho mỗi 250 ml GM là một hướng dẫn chung. Hỗn hợp này có thể được khử trùng bằng chu trình lỏng trong nồi hấp.

Phương tiện này cho phép điều chỉnh các nồng độ phytohormone cụ thể để tạo ra các mô hình tăng trưởng đặc biệt. Bạn có thể chuẩn bị dung dịch chứa lượng hormone mong muốn, thêm vào khối lượng GM đã biết, và sau đó hấp tiệt trùng để khử trùng và loại bỏ bất kỳ dung môi nào có thể đã được sử dụng để hòa tan các hormone phân cực. Dung dịch hormone/GM này có thể được rải đều trên bề mặt đĩa Petri đã gieo cây con đã nảy mầm và/hoặc đã ra mầm.

Tuy nhiên, các thí nghiệm với rêu Physcomitrella patens đã cho thấy rằng việc chọn chất tạo gel, như agar hoặc Gelrite, không ảnh hưởng đến độ nhạy của nuôi cấy tế bào thực vật với phytohormone.

Ứng dụng khác

Agar được ứng dụng trong:

• Được sử dụng làm vật liệu lấy dấu trong lĩnh vực nha khoa.
• Giúp định hình chính xác mẫu mô và bảo vệ nó bằng cách nhúng thạch trước (đặc biệt có ích cho các mẫu sinh thiết nội soi nhỏ) nhằm xử lý mô bệnh học.
• Được dùng làm cầu nối muối và phích cắm gel trong điện hóa học.
• Là thành phần tự nhiên để chế tạo đất nặn cho trẻ em chơi.
• Là một thành phần phân bón sinh học được chấp nhận trong nông nghiệp hữu cơ.
• Đóng vai trò làm chất nền cho các phản ứng kết tủa trong miễn dịch học.
• Trước đây đã từng được sử dụng như một sự thay thế cho gelatin trong nhũ tương nhiếp ảnh, dong riềng trong chế tạo giấy bạc, và keo cá trong chống ăn mòn.

Thạch gelidium chủ yếu được áp dụng cho đĩa nuôi vi khuẩn, trong khi agar từ Gracilaria thường được dùng trong các ứng dụng thực phẩm.

Vào năm 2016, công ty AMAM từ Nhật Bản đã phát triển một mẫu đóng gói thương mại dựa trên Agar mang tên Agar Plasticity, với mục tiêu thay thế bao bì nhựa từ dầu mỏ.

Liên kết bên ngoài

• Định nghĩa về agar trên Wiktionary