Thạch nuôi cấy vi sinh và thực vật agar
Ở trạng thái tự nhiên, agar xuất hiện như một loại carbonhydrate cấu trúc trong thành tế bào của tảo agarophytes algae. Nó có thể tồn tại ở dạng muối canxi hoặc hỗn hợp của muối canxi và magie. Agar là một hỗn hợp phức tạp của polysaccharide bao gồm hai phần chính – agarose, một polymer trung tính, và agaropectin một polymer sulfate tích điện.
Agarose, phần tạo keo, là một phân tử dạng thẳng trung tính về cơ bản không có sulfate, bao gồm các chuỗi lặp lại lần lượt của các đơn phân β-1,3-linked- D-galactose và α-1,4-linked 3,6-anhydro-L-galactose. Agaropectin, phần này không tạo gel, là một polysaccharide chứa sulfate (3% tới 10% sulfate), bao gồm agarose và ester sulfate, D-glucuronic acid với tỷ lệ khác nhau, và lượng nhỏ của pyruvic acid. Tỷ lệ của hai loại polymer này khác nhau giữa các loài rong biển. Agarose thường chiếm ít nhất hai phần ba agar-agar tự nhiên.
Quy trình sản xuất
Agar có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau: dạng bột, dạng mảnh, dạng thanh và dạng sợi. Khi ở dạng bột nó là một sản phẩm được sử dụng nhiều nhất trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như nghiên cứu. Agar dạng mảnh, thanh và sợi được sử dụng trong chế biến thực phẩm. Việc sản xuất agar dạng bột và mảnh có thể được thực hiện thông qua hai phương pháp là ép gel hoặc tủa trong dung môi. Phương pháp tủa trong dung môi hiện nay ít được sử dụng do hiệu quả thấp mà giá thành cao. Agar dạng thanh và sợi được sản xuất bằng các hệ thống truyền thống trước đây.
Đặc tính
1. Tính tan
Agar không tan trong nước lạnh, nó sẽ trương lên đáng kể và có khả năng hấp thụ nước gấp 20 lần trọng lượng của chính nó. Nó dễ tan trong nước sôi và có thể tạo thành một gel cứng ở nồng độ thấp (0.5%). Agar dạng bột không tan trong nước và các dung môi khác ở nhiệt độ từ 95º tới 100º C. Agar ẩm được tủa bởi ethanol, 2-propanol hoặc acetone, hoặc được tách muối ra bởi nồng độ chất điện giải cao, và tan trong nhiều loại dung môi khác nhau ở nhiệt độ phòng.
2. Keo hóa
Phần tạo gel của agar có cấu trúc xoắn kép. Phần xoắn kép này tập hợp để tạo khung cấu trúc ba chiều mà giữ phân tử nước trong các kẽ của chúng. Bởi vậy, sự tạo thành gel có thể đảo ngược bằng cách sử dụng nhiệt. Tính chất keo của agar là do ba nguyên tử hydro ở xích đạo trên phân tử 3,6-anhydro-L-galactose, nó nén phân tử để tạo một chuỗi xoắn. Sự tương tác của các chuỗi xoắn tạo thành trạng thái keo (gel).
Khả năng tạo gel của nó là tốt hơn nhiều so với các hydrocolloid khác. Agar có thể tạo gel ở nồng độ rất loãng, chỉ với nồng độ 0.5 tới 1% nó đã có thể tạo gel. Những gel này cứng, giòn và có hình dạng xác định. Sự gel hóa xuất hiện ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy. Với dung dịch agar 1.5% hình thành trạng thái gel ở nhiệt độ khoảng 32º tới 45º C nhưng không nóng chảy dưới 85º C. Đây là tính chất đặc biệt và nhờ vậy nó có nhiều ứng dụng khác nhau.
3. Độ nhớt
Độ nhớt của dung dịch agar rất khác nhau và phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu thô. Độ nhớt của dung dịch này ở nhiệt độ trên điểm hóa gel là tương đối ổn định ở pH từ 4.5 tới 9.0. Tuy nhiên, khi gel hóa bắt đầu độ nhớt ở nhiệt độ không đổi sẽ tăng theo thời gian.
4. Độ ổn định
Dung dịch agar tích điện âm nhẹ. Sự ổn định của nó phụ thuộc vào hai yếu tố: hydrat hóa và tích điện. Việc loại bỏ cả hai nhân tố này dẫn đến hiện tượng keo tụ của agar. Tiếp xúc với nhiệt độ cao kéo dài có thể làm biến tính dung dịch, dẫn tới độ khỏe của gel và sự hình thành gel kém hơn. Hiệu ứng này được tăng lên bởi giảm pH. Bởi vậy, nến tránh để dung dịch agar tiếp xúc với nhiệt độ cao và pH thấp hơn 6 trong một khoảng thời gian dài. Agar ở trạng thái không không phải là đối lượng lây nhiễm của vi sinh vật. Tuy nhiên, dung dịch và gel của nó là môi trường dinh dưỡng cho vi khuẩn và nấm và cần có biện pháp phòng ngừa để tránh sự phát triển của vi sinh vật.
Trên đây là bài viết tổng quan về thạch agar dùng trong nuôi cấy vi sinh. Chúng tôi hy vọng bài viết này hữu ích với Quí độc giả. Ngoài ra chúng tôi còn cung cấp nhiều thiết bị hóa chất khác như: K2HPO4, NaHCO3, Iodine, cell strainer, môi trường nuôi phôi… Chúng tôi rất mong nhận được sự hỗ trợ và góp ý của Quí độc giả.