آگار از جلبک دریایی قرمز (Rhodophyceae) استخراج می شود و بیش از 350 سال است که در غذاها استفاده می شود.
آگار از جلبک دریایی قرمز (Rhodophyceae) استخراج می شود و بیش از 350 سال است که در غذاها استفاده می شود. در آب سرد نامحلول است و هنگام جوشاندن هیدراته می شود. خنک کردن محلول ها به زیر حدود 40 درجه سانتیگراد ژل های شکننده بسیار سفت تولید می کنند که با حرارت دادن بالای 85 درجه سانتیگراد می توان آنها را ذوب کرد. کاربردهای غذایی شامل ژل های دسر آب، آسپیکس، ژله شیرینی پزی، کنسرو گوشت، آیسینگ، ژل پایپینگ و دسر فلن می باشد.
تولید آگار در ژاپن در اواسط قرن هفدهم آغاز شد. در فرآیند تولید سنتی، عصارههای آگاروفیت که در ژاپن توکوروتن نامیده میشوند، در سینیها ریخته میشوند و با سرد شدن ژل میشوند. بسته به حجم ژل، می توان آن را قبل از استفاده از فرآیند انجماد طبیعی برای تولید آنچه که معمولاً به عنوان آگار طبیعی شناخته می شود، به شکل "نوار" یا "مربع" برش داد (آرمیسن، 1997). ژل های شکننده سفت پایداری یخ-ذوب ندارند زیرا شبکه ژل سفت و سخت از نظر فیزیکی توسط رشد کریستال های یخ مختل می شود و بنابراین فرآیند انجماد-ذوب ژل را قادر می سازد تا قبل از خشک شدن آبگیری و غلیظ شود. قبل از جنگ جهانی دوم، تولید تجاری آگار در ژاپن بر اساس کارخانههای کوچک متعددی بود که از فرآیند تولید سنتی استفاده میکردند. این نگرانیهای کوچک خانواده، کار فشرده بود، فرآیند مکانیزه نبود، و کیفیت محصول ناسازگار و غیراستاندارد بود. فقط اخیراً است که از کارخانه های صنعتی بزرگ استفاده شده است.
در ایالات متحده آمریکا، تولید آگار در سال 1922 در گلندیل، کالیفرنیا، با استفاده از فریزرهای صنعتی برای انجماد و آبگیری ژل آغاز شد (Matsuoka، 1921). این فرآیند با حمایت دولت ایالات متحده که میخواست ایالات متحده در آگار برای استفاده در حوزه میکروبیولوژیکی خود کافی باشد، توسعه یافت.
در اصل، جلبک های دریایی Gracilaria برای تولید آگار نامناسب در نظر گرفته می شدند زیرا عصاره ها ژل های بسیار نرمی می دادند. با این حال، در دهه 1950، مشخص شد که پیش تیمار با قلیایی می تواند عصاره را اصلاح کند و مواد ژل سفت را تولید کند که برای استفاده غذایی مناسب است (McHugh, 2002). همچنین در این زمان، استفاده از syneresis در ژاپن برای آگار تولید شده از Gracilaria معرفی شد و متعاقباً توسط سازندگان ایبری برای استفاده با Gelidium، Pterocladia و سایر جلبکهای دریایی سازگار و مکانیزه شد.
فرآیند استخراج از سینرزیس استفاده می کند، پدیده ای که در آن آب میان بافتی آزاد از شبکه ژل خارج می شود. این ممکن است به عنوان یک نتیجه از زنجیره های پلیمری مرتبط در طول ذخیره سازی و یا توسط فشار مکانیکی به دست آورد. سینرزیس در ژل های آلژینات به طور طبیعی توسط یون های کلسیم اضافی ایجاد می شود که به تدریج زنجیره های آلژینات مجاور را به هم متصل می کنند و افزایش تعداد مناطق اتصال باعث سفت شدن شبکه و بیان آب آزاد می شود. با اعمال فشار خارجی آغاز می شود: موثرترین روش برای تغلیظ پلی ساکاریدها در ژل با کمترین مصرف انرژی است. این روش همچنین خلوص عصاره را بهبود می بخشد زیرا آب بینابینی که حاوی ناخالصی هایی مانند نمک های معدنی و سایر مواد محلول است، در حجم های بیشتری نسبت به فرآیند انجماد- ذوب طبیعی با فشار بیان می شود.
جلبک دریایی شسته و خشک شده به کارخانه تولیدی ارسال می شود که با جزئیات گونه و تاریخ و مکان جمع آوری مشخص شده است. جلبک های دریایی ژلیدیم از فرانسه، ایبریا و شمال آفریقا را می توان برای ماه ها و حتی چندین سال، در صورت خشک شدن خوب، بدون از دست دادن خواص مورد نیاز برای تولید آگار، مانند عملکرد بالا و قدرت ژل، نگهداری کرد. با این حال، اگر جلبک دریایی مرطوب باشد، کیفیت آگار بدتر می شود. مطالعات اخیر نشان داده است که آگار استخراج شده از جلبک دریایی Gracilaria ذخیره شده تا 3 ماه دارای خواص فیزیکی و بافتی مناسب برای مصارف غذایی است. با این حال، دورههای نگهداری طولانیتر توصیه نمیشود زیرا قدرت ژل به شدت کاهش مییابد، به احتمال زیاد در هیدرولیز آگاراز و دپلیمریزاسیون (رومرو و همکاران، 2008). بنابراین، مواد خام به دقت کنترل می شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها عصاره هایی با ویژگی های محصول مورد نیاز می دهند.
فرآیند تولید را می توان به مراحل کلیدی پیش تصفیه، استخراج، فیلتراسیون، تغلیظ، آبگیری و آسیاب تقسیم کرد (آرمیسن و گالاتاس، 1987). پیش تیمار جلبکهای دریایی Gracilaria شامل شستشو و سپس تیمار قلیایی در هیدروکسید سدیم 2 تا 5 درصد در دمای 90-85 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت برای تبدیل گروههای سولفات به 3،6-آنهیدروگالاکتوز است. بدون این پیش درمان، استحکام ژل عصاره برای اکثر کاربردهای غذایی نامناسب است. علف های هرز ژلیدیوم نسبت به استخراج مقاوم تر هستند و ممکن است برای بهبود کارایی استخراج، با اسید پیش تیمار شوند.
آگار به عنوان محلول رقیق حدود 1-2٪ در آب با تیمار علف های هرز خرد شده با آب داغ تحت فشار به مدت 2-4 ساعت در دمای 105-110 درجه سانتیگراد برای گونه های Gelidium استخراج می شود. و 95-100◦C برای مواد Gracilaria. عصاره به صورت گرم فیلتر می شود تا مواد نامحلول حذف شود و سپس سرد می شود تا به شکل ژل درآید.
در فرآیند انجماد-ذوب، ژل به آرامی منجمد میشود تا کریستالهای یخ بزرگ ایجاد شود. از آنجایی که ژل سفت و انعطاف ناپذیر است، نمی تواند کریستال های یخ بزرگ را در خود جای دهد، بنابراین پلی ساکارید در بسته هایی متمرکز شده و ساختاری اسفنج مانند را تشکیل می دهد. هنگامی که بلوک ذوب می شود، آب تخلیه می شود. فشار ممکن است برای افزایش حجم آب بیان شده، تغلیظ آگار به 10-12٪ استفاده شود (McHugh, 2003). در فرآیند ژل پرس از سینرزیس برای آبگیری ژل استفاده می شود. فشار مکانیکی 5 تا 10 کیلوگرم بر سانتی متر مربع به تدریج به ژل اعمال می شود (Setexam، 2009). زنجیره های پلیمری به هم پیوسته و آب آزاد بیان می شود و غلظت آگار را تا حدود 20 درصد افزایش می دهد. فرآیند پرس ژل نسبت به فرآیند انجماد-ذوب انرژی کارآمدتر است و خمیر غلیظ تری به دست می دهد که می تواند به طور موثرتری خشک شود.
پس از تغلیظ، نوارها یا تکههای آگار با هوای گرم خشک میشوند و روی آن آسیاب میشوند اندازه مش مناسب، معمولاً 80-100 مش (100-150 میکرومتر).
مهمترین مزایای آگار در کاربردهای مختلف غذایی ناشی از بافت سفت مشخصه و تحمل حرارت ژل ها، پایداری در شرایط اسیدی و واکنش محدود به سایر اجزای غذایی است. خواص کلیدی در زیر فهرست شده است (آرمیسن، 1991، 1995):
هیسترزیس ژل وسیع، تفاوت بین دمای محیط و ذوب، بسیار بیشتر از هر عامل ژل برگشت پذیر دیگری است، به طوری که محلول های مایع ممکن است قبل از دمای محیط در دمای 40 درجه سانتیگراد نگه داشته شوند و پس از ژل شدن، محصولات تا دمای 80 درجه پایدار بمانند.
آگار در محدوده وسیعی از pH ، ژل تشکیل می دهد. زنجیره پلیمری خنثی مقاومت خوبی در برابر هیدرولیز اسید در مقادیر pH معمولی موجود در غذاها مانند محصولات میوه ای ایجاد می کند. با این حال، آگار را می توان با اسید در دماهای بالا هیدرولیز کرد، بنابراین برای مقادیر pH کمتر از 5، توصیه می شود که pH محصول درست قبل از سرد شدن کاهش یابد تا ژل تشکیل شود.
هیچ تعداد یونی برای ژل شدن مورد نیاز نیست و از این رو، طعم فلزی مشخصی در محصولات نهایی مانند آلژینات ها یا کاراگینان وجود ندارد، که باعث می شود آگار محصول بسیار خوبی برای غذاهای با طعم ظریف باشد. همچنین، تغییرات در سطوح کاتیون ها در محصول غذایی تغییری در خواص بافتی ژل ایجاد نمی کند.
در غذاهای کشت شده مانند ماست، آگار از رشد باکتری های تلقیح شده جلوگیری نمی کند.
سازگاری خوبی با سایر پلی ساکاریدها و پروتئین ها در سطوح استفاده معمول دارد. این امر آگار را قادر میسازد تا دسرهای لبنی ژلهای ثابتی بدهد و از تغییرات بافتی که میتواند ناشی از تفاوت در کیفیت شیر باشد، جلوگیری کند.
برای ژل شدن به حداقل سطح قند جامد نیاز ندارد و بنابراین می توان از آن برای مرباها و ژله های کم قند که در آن سطوح قند کاهش یافته و یا شیرین کننده های با شدت بالا استفاده می شود استفاده کرد. در برخی موارد، غلظت بالای قند به ارتباط شبکه آگار کمک می کند و قدرت ژل افزایش می یابد.
آگار اکنون 350 سال استفاده ایمن در مواد غذایی دارد. محتوای فیبر محلول بالایی دارد که در انسان متابولیزه نمی شود و بنابراین به غذاها کالری اضافه نمی کند.
این ترکیب از فواید باعث می شود که آگار موقعیت خود را به عنوان هیدروکلوئید انتخابی در تعدادی از کاربردهای غذایی خاص حفظ کند، به ویژه در مواردی که ژل های سفت و بافت کوتاه با پایداری حرارتی خوب و تثبیت رطوبت خوب مورد نیاز است (Hispanagar, 2009):