细菌琼脂的性质和用途

琼脂(琼脂)是从较小的海藻(红藻)的细胞壁中提取的一种热可逆性胶凝剂。琼脂是从属于该属的红藻中获得的Gracilaria Ahnfeltia,石花菜，而且Pterocladiella。

琼脂没有味道和气味，常与其他配料一起添加到食品中。大约90%的琼脂用于食品应用，如烘焙面包、冰淇淋、蛋白酥皮、水果布丁、果酱和果酱。在微生物实验室中，琼脂常用来固化培养基。

细菌学的琼脂

细菌琼脂是一种亲水性胶体物质，由水母和红藻科(海藻)的细胞壁成分制成．琼脂因其胶凝强度高而被用于固化培养基;设定温度为32-39°C，熔化温度为90-95°C.低胶凝温度(34-36°C)允许在45-50安全添加全血等热敏性营养物质°C具有最低的热损伤风险。

大多数用于细菌学工作的琼脂在1.5% w/v的琼脂浓度下产生坚固的凝胶。在0.4-0.5% w/v的浓度下，琼脂产生半固态凝胶，用于制作生化培养基和运输介质，如Amies培养基。

由于琼脂培养基是用来培养细菌的，“Bacto”琼脂不能含有微量金属和其他可能抑制细菌或真菌生长的物质。凝胶必须坚固，有良好的清晰度。

细菌琼脂是从海藻类仅在少数采收地点进行，并需要严格的处理，以去除自然产生的色素、盐、各种抑制物质和细菌孢子。细菌琼脂制造商对所有加工细节保密。越来越多的琼脂使用推高了它的成本，而且，琼脂也有短缺。因此，公司正在寻找更便宜的琼脂替代品来固化培养基。

使用历史

安吉丽娜·范妮·赫塞(1850-1934)是第一个提出琼脂用于文化媒体。她是罗伯特·科赫的一位同事瓦尔特·赫塞的妻子。具有讽刺意味的是，Lina和Walter Hesse都没有在微生物学中使用琼脂。

范妮·黑塞建议罗伯特•科赫向他的细菌培养基中加入琼脂。琼脂的使用创造了一个坚固的表面，微生物可以在上面非常薄地传播，薄到一些个体生物与其他生物分开。罗伯特·科赫使用琼脂进行分离结核分枝杆菌．

化学性质

琼脂(也称为琼脂)是多糖的混合物，其基本单体是半乳糖。琼脂由两部分组成，琼脂糖和琼脂胶．琼脂糖是一种线性多糖和成胶成分;琼脂胶是琼脂的一种分枝性、非灵性成分。

琼脂是一种乳白色粉末，可溶于热水，但不溶于冷水。

琼脂糖

琼脂糖是一种中性的长链多糖，由d -半乳糖和3,6-无水- α -l -半乳糖吡喃糖残基通过α -(1->3)-和β -(1->4)-连接形成。这种电中性多糖适用于电泳而且色谱法．

使用

琼脂因其形成凝胶的能力而被广泛应用于许多行业。凝胶形成温度和熔化温度之间的巨大差异赋予了琼脂独特的性质。

1. 细菌琼脂是诊断实验室和研究项目中不可缺少的成分，例如培养和AST，组织培养，细胞分析等。由于琼脂易于运输(干燥、溶解和凝胶化)，它在现代实验室中无处不在。在微生物实验室中，琼脂是最常用的微生物生长培养基。琼脂培养基对于从各种样品中分离和鉴定微生物/病原体是必不可少的。
2. 琼脂是凝胶电泳、凝胶珠层析和尺寸排除层析最常用的基本介质之一。由于其多孔的三维框架，琼脂经常被用于生物分子分离纯化．
3. 琼脂已制成不同形式(如微球和薄膜)胶囊分子持续药物输送或者固定蛋白质用于组织工程。由于琼脂的凝胶性质，它最常被用作水凝胶。琼脂的其他应用是；制药和化妆品工业中的乳化剂、载体、润滑剂、稳定剂和泻药崩解剂。
4. 食品工业的应用
   1. 精制等级的琼脂用于食品应用，琼脂比许多其他物质更容易用于食品凝胶。琼脂常见的食品应用包括布丁、奶油冻和软糖。在亚洲国家，水母由琼脂和天然果汁制成的果汁非常受欢迎。琼脂可以改善加工过的奶酪和冷冻甜点的口感。
   2. 在烘焙工业中，琼脂被用于糖霜和糖霜，因为它与大量的糖相容。它的产品在高温下不会融化，也不会粘在包装材料上。
   3. 琼脂在食品加工中用作防腐剂，用于烘焙食品以防止变质。
   4. 琼脂也用于肉类罐头和鱼制品的制备。它也用于腌制肉类产品，如罐装咸牛肉。
   5. 琼脂含有丰富的膳食纤维(每100克含80克)。琼脂不能在胃肠道消化，因此常用于低热量菜肴。
   6. 琼脂的性质类似于明胶。它是素食中动物性明胶的很好的替代品。
   7. 琼脂对发酵过程很有用。
5. 在农业中，琼脂是营养物质和生长物质的中性载体。从分生组织中萌发的草本植物用琼脂作为营养物质。
6. 琼脂的其他用途是;用于照相乳剂、发酵工艺、制作牙印模等。

选择

除琼脂外，培养基可以通过加入凝胶剂如明胶来固化。研究正在进行中，以寻找更新的和具有成本效益的细菌琼脂替代品。

一些可能的候选人是;低成本的食品级琼脂，由工程细菌生产的纤维素，以及较少的替代胶凝剂。

参考文献和进一步阅读

1. 琼脂。联合国粮食及农业组织。检索自https://www.fao.org/3/y4765e/y4765e06.htm，于2022年11月1日。
2. 琼脂的生产、性质和用途。联合国粮食及农业组织。检索自https://www.fao.org/3/x5822e/x5822e03.htm，于2022年11月1日。
3. Vanesa Ayala-Nunez。有琼脂吗?向安吉丽娜·赫塞说声谢谢!欧洲微生物学会联合会。检索自https://fems-microbiology.org/femsmicroblog-got-agar-say-thanks-to-angelina-hesse/，于2022年11月1日。