Агар-агар и его заменители

«Агар» в переводе с малайского обозначает красные водорос­ли рода Eusheuma. Начало его использованию в бактериологии приписывают жене немецкого врача Fannie Hesse (Hitchens, Leikind, 1939). Более правдоподобной все же следует считать вер­сию о том, что впервые агар ввел в практику микробиологии Ро­берт Кох. Агаровые среды сделали возможными многие откры­тия в микробиологии, например колонизация микроорганизмов для их дальнейшей изоляции и идентификации и т. д. На сегодня этот гелеобразующий агент общепризнан во всем мире и превос-

ходит по данному показателю в 8 раз животный желатин. Будучи расплавленным агар остается жидкостью при температурах выше точки застывания (36°С), что позволяет смешивать с культураль-ной средой, например, кровь при проведении гемолитических тестов. В то же время, застывший агар остается в твердом состо­янии до температуры 85°С (точка плавления), позволяя исследо­вать термостабильные микроорганизмы, инкубированные при 60°С и выше. Различают американский и европейский подходы к использованию агара в микробиологических средах. В 1-ом слу­чае к нему, как источнику, хоть и неизвестных, но необходимых, для роста многих бактерий и грибов микроэлементов, относятся положительно и допускается относительно низкая прочность ге­ля (550—850 г/см²), а, следовательно, более высокая концентра­ция агара и зольность менее 6,5%. Европейский подход рассмат­ривает поступление, благодаря агару, неизвестных веществ в культуральную среду как крайне отрицательный фактор и, в свя­зи с этим, возрастают требования к прочности геля (она должна составлять 800—1100 г/см²), а, следовательно, допустимо сниже­ние концентрации агара в среде и содержание золы менее 4,5%. Отечественный порошковый агар высшего сорта имеет проч­ность геля 350—500 г/см² (Семенов СМ., 1990). Разнообразие свойств агара различных серий влияет на ростовые свойства сред, например среды для выделения возбудителя чумы (Бурдо Л. И., 1979). Агар-агар подавляет активность у-гемолизина у St. aureus (Carlson E., 1986).

Как уже отмечалось выше, рецептуры полужидких сред со­держат агар в качестве ингредиента в концентрациях 0,3—0,7%, а полуплотных и плотных сред—от 1 до 2%. Небольшие количест­ва агара (0,05—0,3%) используются для определения подвижно­сти и роста анаэробов и микроаэрофилов. Наличие незначитель­ных количеств агара в бульонной среде ограничивает конвекци­онные потоки, позволяет варьировать степенью кислородного напряжения и способствует росту многих привередливых аэроб­ных или анаэробных микроорганизмов. Добавление небольших количеств агара в среды для определения стерильности рекомен­довалось Falk et al. (1939) и в дальнейшем эта идея была реализо­вана в жидкой тиогликолятной среде для теста стерильности биологических объектов и антибиотиков в официальных проце­дурах. Известно более 20 видов микроорганизмов усваивающих агар (Семенов С. М., 1990).

Агар—это полисахарид и получается он из красных водорос­лей (Rhodophyceae). Агар обрабатывается для удаления химиче­ских и механических примесей, пигментированных кусочков и уменьшения солей до оптимальных концентраций. Наиболее высокоочищенным считается агар сорта Noble (США). Качест­во агара значительно влияет на чувствительность микроорганиз­мов к антибиотикам (Семенов С. М., 1990) и зависит как от ви­да водорослей, так и от выбранного технологического режима

выделения (Шаповалова Н. И. и соавт., 1990). Используются во­доросли родов Ceelidium, Gracilaria, Pterociadia, Anthopeltis и др. Поскольку в СССР (России) все виды агаров получают из крас­ных водорослей p. Ahnfeltia, на качество их влияет только техно­логия получения. Агар порошковый (ГОСТ 16280-70, сорт выс­ший, рыбокомбината им. Набаидзе Приморрыбпрома) получа­ют тепловым методом, а белый, вымороженный чешуйчатый (ГОСТ 6470-53) или микробиологический (ГОСТ 17206-84, сорт высший Корсаковского рыбоконсервного завода Сахалинрыб-прома)—фростационным, при котором используется вымора­живание и мягче условия экстракции. Фростационный метод применяется в СССР (России) на заводах Южного Сахалина и обеспечивает получение бесцветного агара более высокого каче­ства (Промысловые водоросли СССР: Справочник. М., 1971). В зависимости от качества и предъявляемых к нему требований, различают агар микробиологический и пищевой (промышлен­ный).

Отмечается отрицательный, и даже токсический, эффект агара на микроорганизмы (Андреева 3. М., Бобровникова А. Я., 1984; Ковалев Г. К., 1988) нейтрализуемый введением в пита­тельные среды 1%-ой лошадиной сыворотки крови. В присутст­вии агар-агара в плотных средах увеличивается токсичность Sn. Из агара ингибиторные жирные кислоты можно адсорбировать древесным углем или крахмалом (Семенов С. М., 1990). Кроме того, агар-агар является достаточно дорогим и дефицитным компонентом. В качестве его заменителей предложены различ­ные вещества, образующие гели, желирующее вещество Gelrite (Lin С, Casida L., 1984), сополимер полиол F 127 (Gardener S., Jones J., 1984; Ко М., Van Gundy S., 1988), полимеры Separan NP-10 и нейрогель, а также различные целлюлозные продукты (карбоксиметилцеллюлозы). Гашинский В. В. и соавт. (1987), Пивоваревич Л. П. и соавт. (1989) разработали плотные пита­тельные среды где агар-агар заменяется синтетическим поли­мерным материалом—модифицированным полиакриламид-ным гелем (пластагаром), обладающим постоянством состава, высокими прозрачностью (>97% светопропускания) и прочно­стью (> 1200 г/см²)- Worsham P., Goldman W. (1988) при разработ­ке двух плотных синтетических сред для культивирования дрожжевых форм Н, capsulatum использовали вместо агара ага-розу. Предлагаются методы получения безагаровых плотных питательных сред с использованием криогелей на основе при­родных и синтетических полимеров (Лозинский В. И., 1994). Для уплотнения среды Пименов Е. В. и соавт. (1997) рекоменду­ют комбинировать агар-агар с растительным полимером лихне-ином из лишайника Cetraria islandica, что позволяет снизить се­бестоимость среды и расширить ее сырьевую базу. Если предпо­лагается гидролиз агар-агара, как его заменитель и уплотнитель среды используется силикагель.

В НИИ эпидемиологии и микробиологии (г. Владивосток) раз­работан новый эффективный метод изготовления высокоочищен-ного агара для микробиологических, вирусологических и иммуно­логических исследований, который по физико-химическим свой­ствам значительно превосходит отечественный и сопоставим с зарубежными («Difco», «Serva», «Ferak»). На созданном при инсти­туте предприятии «Медбиоагар» этот препарат выпускается под названием «Примагар» (Глазырина Т. А. и соавт., 1997).

Гриднева Н. И. и соавт. (1998) изучили образцы агар-агаров различных зарубежных фирм в плане использования в производ­стве питательных сред. По их данным, агары из Испании («His-panagar»), Марокко («Selexam») и Чили отвечают требованиям, предъявляемым к микробиологическим агарам (рН 7,0—7,4; прочность студня 340—560; влажность 4,2—13,2%; температура затвердевания не выше 36°С). Итальянский агар фирмы «Blanco» можно использовать ограниченно для производства сред не тре­бующих введения ex temporae каких-либо добавок (среды Леви­на, Гисса). Агар вьетнамского производства не годился для изго­товления сухих сред, т. к. не отвечал требованиям ГОСТ по рН (6,2), температуре затвердевания (40°С) и биологическим свой­ствам (рост колоний тест-штаммов в R-форме).

Горобец О. Б. и соавт. (1998) сравнили пищевые агары зару­бежных фирм. Наиболее мутные суспензии образовывали неко­торые сорта агара из Марокко, Китая, Италии (фирма «Blanco») и Чили. Наиболее прозрачными оказались растворы агаров фирм «Copenhagen Pectin», «Blanco» (марки СК), «Franko», a также 1 сорт из Вьетнама. По культурально-морфологическим и биологическим свойствам выращенных бактерий наиболее близким к микробиологическому агару оказался сорт 800 А1 фирмы «Copenhagen Pectin» (Дания).