درباره هیدروکلویید آگار
○ مواد اولیه، برداشت و تولید
آگار یک جزء سازنده دیواره سلولی جلبک قرمز (Rhodophyceae) است. گونه های Gelidium، Gracilaria و Pterocladia به ویژه به عنوان منبع مواد خام این صمغ شناخته می شود . کشورهای اصلی تولید کننده ژاپن، ایالات متحده آمریکا (کالیفرنیا)، شیلی و اسپانیا هستند که در سواحل صخره‌ای آنها وجود دارند. آگار در سال 1658 در ژاپن کشف شد. جلبک های قرمز تحت فشار با آب داغ (100 تا 130 درجه سانتیگراد (212-266 درجه فارنهایت) در pH 5-6 استخراج می شوند. عصاره با فیلتراسیون یا سانتریفیوژ خالص شده و سپس با هیپوکلریت کلسیم سفید می شود. برای جداسازی آگار، عصاره را منجمد کرده و پس از ذوب، باقیمانده ژلاتینی را خشک می کنند. اخیراً، آب به وسیله پرس فشار قوی خارج می شود و در نهایت نیز رطوبت باقیمانده با خشک کردن خارج می شود. تولید سالانه شامل حدود 55000 تن جلبک دریایی خشک برای تولید 7500 تن آگار است.
○ ساختار شیمیایی
آگار یک پلی ساکارید ناهمگن است که از مواد مونومر D-گالاکتوز و (3,6)-anhydro-L-galactose تشکیل شده است. جزء اصلی که توانایی ژل شدن را بر عهده دارد، به اصطلاح آگاروز نامیده می شود. علاوه بر این، مقدار کمی از یک پلی ساکارید کم اسیدی، بنام آگاروپکتین ( که غیر ژل شونده یا ژل شونده ضعیف است) وجود دارد. آگاروپکتین همچنین حاوی گروه های استر سولفات، گلوکورونیک و اسید پیروویک است. آگاروز یک گالاکتان خنثی و خطی است. مونومرهای D-galactose و 3،6-anhydro-L-galactose به طور متناوب توسط پیوندهای α-(1،3)- و β-(1،4) با یکدیگر مرتبط هستند. با توجه به بخش انیدروگالاکتوز بالا و عدم وجود گروه های استر سولفات که خاصیت آبگریز را تقویت می کند، آگار یک عامل ژل کننده خوب است که مستقل از کاتیون ها می باشد.
فرض بر این است که ژل شدن آگاروز از محلول‌های آبی ، به دلیل پیوند زنجیره‌های مولکولی به مارپیچ‌های دوتایی اتفاق می‌افتد که سپس برای تشکیل شبکه‌ای که قادر به تثبیت آب هستند ، جمع می‌شوند. محتوای سولفات آگار کمتر از 4.5٪ (بین 1.5-2.5٪) است که در مقایسه با کاراگینان بسیار کم است.
○ حلالیت، ویسکوزیته و ژل شوندگی
آگار در آب سرد نامحلول است. انحلال کامل در دمای بالاتر از 80 درجه سانتیگراد (176 درجه فارنهایت) رخ می دهد. پس از خنک شدن تا دمای 30 تا 40 درجه سانتیگراد (86 تا 104 درجه فارنهایت)، یک ژل برگشت پذیر حرارتی تشکیل می شود که بسته به گونه های جلبک دریایی و محتوای متیل استر، با گرم شدن بالای 76 تا 92 درجه سانتیگراد (169 تا 197 درجه فارنهایت)، دوباره ذوب می شود. این انتقال در دمای بالاتر با افزایش غلظت آگار و کاهش سرعت سرد شدن اتفاق می افتد. یکی دیگر از خواص بسیار مهم آگار، هیسترسیس ژل است ] تفاوت بین دمای ژل شدن و ذوب [ که حدود 50 تا 60 درجه سانتیگراد (90 تا 108 درجه فارنهایت) است. هیسترسیس انواع آگار با محتوای استر پایین، بسیار بزرگتر از از صمغ های ژل کننده دیگر است به عنوان مثال κ-کاراگینان با دمای 15 تا 20 درجه سانتیگراد (27 تا 36 درجه فارنهایت).
آگار یک هیدروکلوئید خنثی است که حلالیت و ژل شدن آن تحت تأثیر حضور الکترولیت ها قرار نمی گیرد. آگار برای ژل شدن نیازی به کاتیون ندارد. فرآیند ژل شدن آگار کاملاً برگشت پذیر است. ژل با گرم شدن ذوب می شود و با خنک شدن دوباره تنظیم می شود. این چرخه را می توان چندین بار بدون تغییر قابل توجهی در خواص مکانیکی ژل تکرار کرد، مشروط بر اینکه آگار در شرایط pH بسیار پایین (<4) یا با عوامل اکسید کننده استفاده نشود. آگار از یک شبکه ماکرومولکولی از مولکول‌های آگاروز تشکیل شده است که از طریق پیوندهای هیدروژنی مرتبط هستند. در نتیجه، وجود جذب‌کننده‌های پروتون مانند یدید پتاسیم، اوره، گوانیدین یا تیوسیانات سدیم، فرآیند ژل‌سازی را با ممانعت از تشکیل پیوندهای هیدروژنی مسدود می‌کند و در نتیجه از تشکیل ژل آگاروز جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، آگار در برابر آنزیم های مورد استفاده در صنایع غذایی مقاوم است.
○ خواص
توانایی تشکیل ژل های برگشت پذیر با خنک کردن ساده محلول های داغ و آبی مهم ترین ویژگی آگار است. بیشترین مزایای آگار در کاربردهای مختلف غذایی ناشی از بافت سفت ، قابلیت تحمل حرارت ، پایداری در شرایط اسیدی، حلالیت بالا در محلول های قند غلیظ و واکنش پذیری محدود با سایر اجزای غذایی است. آگار را می توان با اسید در دمای بالا هیدرولیز کرد، بنابراین برای مقادیر pH کمتر از 5 توصیه می شود که pH درست قبل از خنک شدن کاهش داده شود تا ژل تشکیل شود. دوز آن پایین و معمولاً بین 0.5 تا 2٪ است. آستانه ژل شدن 0.2٪ است. با صمغ لوبیا لوکاست (LBG) یا صمغ گوار، ژل‌های آگار سینرسیس کمتر و خاصیت ارتجاعی بیشتری از خود نشان می‌دهند. حداکثر استحکام ژل (+8%) آگار با 10% گالاکتومانان LBG یا 10% کنجاک گلوکومانان به دست می‌آید. قدرت ژل با غلظت بالای قند (بیش از 60٪) افزایش می یابد. صمغ کارایا قدرت ژل آگار را کاهش می دهد. وجود اسید تانیک یا گلوکز پنتادیاگالوئیل موجود در میوه هایی مانند به، شلیل و آلو می تواند به دلیل عملکرد آنها به عنوان جاذب پروتون، فرآیند ژل شدن را مهار کند. با افزودن سطوح پایین گلیسرول می توان بر این اثر غلبه کرد.
منابع:
Source: General Overview of Food Hydrocolloids