किण्वन की एक उन्नत तकनीक का उपयोग करके अब गन्ने के अवशेष यानी खोई से ज़ाइलिटोल नामक चीनी का विकल्प तैयार किया जा सकता है। आईआईटी गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने एक नई विधि विकसित की है – अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त किण्वन – जिसके बारे में उनका दावा है कि यह एक सुरक्षित विकल्प है।
मधुमेह रोगियों और कृषि उद्योग से जुड़े लोगों के लिए यह एक अच्छी खबर है।
किण्वन की उन्नत तकनीक का उपयोग करके अब गन्ने से निकलने वाले अपशिष्ट पदार्थ, खोई (बैगैस) से ज़ाइलिटोल नामक चीनी का विकल्प तैयार किया जा सकता है।
भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान (आईआईटी) गुवाहाटी के शोधकर्ताओं ने एक नई विधि विकसित की है – अल्ट्रासाउंड सहायता प्राप्त किण्वन – जिससे वे ज़ाइलिटोल नामक एक सुरक्षित चीनी विकल्प का उत्पादन करने का दावा करते हैं।
शोधकर्ताओं ने गन्ने की खोई का इस्तेमाल किया, जो गन्ने की पेराई के बाद बचा हुआ अवशेष है। उन्होंने कहा कि यह विधि संश्लेषण की रासायनिक विधियों की परिचालन सीमाओं और पारंपरिक किण्वन से जुड़ी समय की देरी को दूर करती है।
मधुमेह रोगियों के लिए लाभ
ज़ाइलिटोल, प्राकृतिक उत्पादों से प्राप्त एक शुगर अल्कोहल है, जिसमें संभावित एंटीडायबिटिक और एंटी-ओबेसोजेनिक (मोटापा) प्रभाव होते हैं। यह एक हल्का प्रीबायोटिक है और दांतों को क्षय से बचाता है।
पिछले दशक में सफ़ेद चीनी के विकल्प के रूप में मीठे पदार्थों की खपत में लगातार वृद्धि देखी गई है। यह मुख्य रूप से सफ़ेद चीनी (सुक्रोज) के न केवल मधुमेह रोगियों के लिए बल्कि सामान्य स्वास्थ्य के लिए भी प्रतिकूल प्रभावों के बारे में बढ़ती जागरूकता के कारण है।
इस शोध के निष्कर्ष बायोरिसोर्स टेक्नोलॉजी और अल्ट्रासोनिक्स सोनोकेमिस्ट्री नामक पत्रिकाओं में प्रकाशित हुए हैं। आईआईटी गुवाहाटी की शोध टीम का नेतृत्व केमिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर वी.एस. मोहोलकर ने किया और इसमें डॉ. बेलाचेव ज़ेगाले तिज़ाज़ू और डॉ. कुलदीप रॉय शामिल थे, जो इस शोध के सह-लेखक थे।
प्रौद्योगिकी लाभ
अनुसंधान के महत्व को समझाते हुए, प्रो. मोहोलकर ने एक बयान में कहा, “किण्वन प्रक्रिया के दौरान अल्ट्रासाउंड के उपयोग से न केवल समय 15 घंटे तक कम हो गया (पारंपरिक प्रक्रियाओं में लगभग 48 घंटे के मुकाबले) बल्कि उत्पाद की उपज में भी लगभग 20 प्रतिशत की वृद्धि हुई”।
शोधकर्ताओं ने किण्वन के दौरान केवल 1.5 घंटे का अल्ट्रासोनिकेशन इस्तेमाल किया, जिसका मतलब है कि इस प्रक्रिया में बहुत ज़्यादा अल्ट्रासाउंड पावर की खपत नहीं हुई। इस प्रकार, अल्ट्रासोनिक किण्वन का उपयोग करके गन्ने की खोई से ज़ाइलिटोल का उत्पादन भारत में गन्ना उद्योगों के आगे एकीकरण के लिए एक संभावित अवसर है, उन्होंने कहा।
सामान्य तौर पर, ज़ाइलिटोल का उत्पादन एक रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा किया जाता है जिसमें लकड़ी से प्राप्त डी-ज़ाइलोज़ नामक रसायन को निकेल उत्प्रेरक के साथ बहुत उच्च तापमान और दबाव पर संसाधित किया जाता है, जिससे यह प्रक्रिया अत्यधिक ऊर्जा-खपत वाली हो जाती है। ज़ाइलोज़ का केवल 8-15 प्रतिशत ही ज़ाइलिटोल में परिवर्तित होता है और इस विधि में व्यापक पृथक्करण और शुद्धिकरण चरणों की आवश्यकता होती है, जिसके कारण उपभोक्ता को इसकी बहुत अधिक कीमत चुकानी पड़ती है।
किण्वन एक जैव रासायनिक प्रक्रिया है जो इन मुद्दों से निपटने के लिए आकर्षक है। यह एक स्थापित प्रक्रिया है और इसे दूध को दही में बदलने के उदाहरण के माध्यम से सबसे अच्छी तरह से समझा जा सकता है। हालाँकि, किण्वन प्रक्रियाएँ धीमी होती हैं – उदाहरण के लिए, दूध को दही में बदलने में कई घंटे लगते हैं, और इस प्रकार वाणिज्यिक पैमाने पर इसकी सीमाएँ हैं। खमीर और बैक्टीरिया प्राकृतिक उत्प्रेरक हैं।
आईआईटी शोधकर्ताओं ने एक नए प्रकार की किण्वन प्रक्रिया का उपयोग किया, जिसमें अल्ट्रासाउंड तरंगों के उपयोग से सूक्ष्मजीव-प्रेरित ज़ाइलिटोल के संश्लेषण को तीव्र किया जाता है।
उन्होंने सबसे पहले खोई में मौजूद हेमीसेल्यूलोज को पांच-कार्बन (पेंटोज) शर्करा जैसे कि ज़ाइलोज़ और अरबीनोज़ में हाइड्रोलाइज़ किया। इसके लिए, उन्होंने खोई को छोटे-छोटे टुकड़ों में काटा और उन्हें तनु अम्ल से उपचारित किया। फिर चीनी के घोल को गाढ़ा किया गया और किण्वन लाने के लिए कैंडिडा ट्रॉपिकलिस नामक खमीर का एक रूप मिलाया गया।
सामान्य परिस्थितियों में, ज़ाइलोज़ से ज़ाइलिटोल में किण्वन में 48 घंटे लगते हैं। अल्ट्रासाउंड तरंगों का उपयोग करके, उन्होंने प्रक्रिया को तेज़ किया और आउटपुट में भी सुधार किया। जब माइक्रोबियल कोशिकाओं वाले घोल को कम तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों के संपर्क में लाया जाता है, तो माइक्रोबियल कोशिकाएँ तेज़ी से खाती हैं, पचती हैं और उत्सर्जित करती हैं।
लेकिन अभी तक सब कुछ आसान और हासिल नहीं हुआ है। इस तकनीक को व्यावसायिक स्तर तक बढ़ाया जाना है। “सोनिक किण्वन के व्यावसायिक कार्यान्वयन के लिए बड़े पैमाने पर किण्वकों के लिए अल्ट्रासाउंड के उच्च-शक्ति स्रोतों के डिजाइन की आवश्यकता होती है, जिसके लिए बड़े पैमाने पर ट्रांसड्यूसर और आरएफ एम्पलीफायरों की आवश्यकता होती है। ये एक बड़ी तकनीकी चुनौती बनी हुई है,” प्रो. मोहोलकर ने कहा।