उन्हाळ्यात फार काळ बाहेर ठेवलेला भात, आमटी, व भाजी यासारखे अन्नपदार्थ बुळबुळीत होतात, तर कधी दह्याला तार सुटते. जर बाथरूम काही कारणांमुळे एक दोन दिवस धुतले गेले नाही तर त्याची फरशी आणि फरशीजवळील उभ्या भिंतींवरील टाईल्स चिकट व बुळबुळीत भासू लागतात. या नकारात्मक उदाहरणानंतर काही सकारात्मक उदाहरणे पाहू. दुकानातून खरेदी केलेले योगर्ट, चीज किंवा दही अतिशय समान पोत असलेले व मऊसूत असतात. पण हेच पदार्थ घरी बनविले तर तो मऊसूतपणा येत नाही. तसेच जेलीटॉफी खाताना अथवा काही पल्पयुक्त ज्युस पिताना फळांच्या मधुर रसाबरोबर त्यांचा गर ही खाल्याचे समाधान मिळते. अर्थातच या दोन्ही प्रकारच्या उदाहरणांमध्ये प्रमुख भूमिका असते विशिष्ट जेली सदृश पदार्थ स्रवणाऱ्या जीवाणूंची. अर्थातच वरील नकारात्मक आणि सकारात्मक उदाहरणांमध्ये जीवाणू वेगवेगळे असतात. या गुळगुळीत अथवा जेली सदृश द्रव्यास जीवाणू निर्मित गोंद (डिंक) असे देखील म्हणता येईल. वनस्पतीजन्य डिंक आपल्या बरेच ओळखीचे आहेत. कारण डिंकाचे पौष्टिक लाडू आणि इतर मिठाई खूप प्रसिद्ध आहेत. परंतु १ ते ५ मायक्रोमीटर लांबीच्या इटुकल्या जीवाणूंची विविध भौतिक गुणधर्म आणि रासायनिक संयोजन असलेल्या डिंक संश्लेषणाची क्षमता विस्मयकारक आहे.
आणखी वाचा: Health Special: सतत वेदना आणि थकवा देणारा ‘हा’ आजार कोणता?
शास्त्रीय पद्धतीत या डिंकाना सूक्ष्मजीवजन्य हायड्रोकोलॉइड किंवा पॉलीसॅकराईड असे संबोधतात. यांच्या वैविध्यपूर्ण औद्योगिक (अन्नोद्योग आणि औषधनिर्माण उद्योगापासून ते सौंदर्य प्रसाधने आणि जैवतंत्रज्ञानापर्यंत) उपाययोजनांमुळे यांचे बाजरी मूल्य तर अफाट आहे. हे अनन्यसाधारण पदार्थ, द्रव्याचे घनीभवन करणे, जेलिंग करणे, द्रव्य स्थिर करणे आणि पायसन करणे यासारखे उल्लेखनीय गुणवैशिष्ट्य प्रदर्शित करतात, ज्यामुळे ते विविध उपाययोजनांमध्ये अत्यंत मौल्यवान ठरतात. २०२२ मध्ये जागतिक हायड्रोकोलॉइड बाजाराचा आकार सुमारे ९२४ अब्ज रुपये इतका होता आणि २०२३ ते २०३० पर्यंत साधारण ६% च्या चक्रवाढ वार्षिक वाढ दराने विस्तारण्याची अपेक्षा आहे. हायड्रोकोलॉइड्स पारंपारिकपणे वनस्पती आणि प्राणी स्रोतांमधून काढले जात असत. परंतु अधिक वैविध्यपूर्ण भौतिक आणि रासायनिक गुणवैशिष्ट्यांची गरज, मापप्रमाण वर्धन करण्याची सुलभता, हवामानावर व लागवडयोग्य भूमि अवलंबित्व नसणे, प्राणिजन्य रोग प्रसाराचा धोका नसणे, प्राणीमुक्त द्रव्यांची जागतिक गरज, इत्यादी आवशक्यतांमुळे जीवाणू हे वनस्पती आणि प्राणी यांच्या तुलनेत हायड्रोकोलॉइड्सचा सरस पर्याय मानले जातात.
आणखी वाचा: Health Special: लेप्टोस्पायरॉसिस कसा होतो, कसा टाळावा?
जीवाणू डिंकाची रासायनिक घटना आणि त्याचे प्रकार
हायड्रोकोलॉइड किंवा पॉलीसॅकराईड हे शर्करेचॆ उच्च रेणुभार असलेले बहुवारिके होत. म्हणजेच जसे अनेक फुले गुंफून एक वेणी अथवा हार तयार होतो, तसेच ग्लुकोज किंवा लॅक्टोज या सारख्या लहान शर्करा रेणू एकत्र येऊन मोठे रेणू म्हणजेच बहुवारिके बनतात. यातील शर्करा सदृश्य फुले एकाच प्रकारची असू शकतात अथवा विविध फुले असू शकतात.
बहुतांशी सूक्ष्मजैविक डिंक अखंड शृंखलायुक्त व विविध शर्करायुक्त आहेत ज्यात तीन ते सात वेगवेगळ्या शर्करा असतात, ज्यांचे पुनरावृत्ती एकक तयार करण्यासाठी दहा किंवा त्यापेक्षा कमी शर्करेचे रेणू लागतात. शर्करा हे पेंटोज (५ कार्बनयुक्त शर्करा), हेक्झोज (६ कार्बनयुक्त शर्करा), अमिनो शर्करा किंवा युरोनिक आम्ल इत्यादी असू शकतात. अल्जीनेट, हे डिंक गुलुरोनिक आम्ल आणि मॅन्यूरॉनिक आम्ल यांच्या पुनरावृत्ती एककांपासून बनलेले असते.
डेक्सट्रन हे ग्लुकोज रेणूंच्या एककांपासून तर लेव्हन हे फ्रुक्टोज शर्करेच्या एककांपासून तयार होते. यातील बहुतेक हायड्रोकोलॉइड पाण्यात सहज विरघळतात व वैशिष्ट्यपूर्ण भौतिक गुणधर्म असलेले असतात. तसेच पाण्यातील द्रावण चिकट किंवा विष्यन्दि असते. सूक्ष्मजैविक डिंकाचे वर्गीकरण त्यांनी संश्लेषित केलेले डिंक पेशीबाहेर स्रवतात, पेशीभित्तिकेच्या थरांमध्ये संचयित करतात अथवा पेशींच्या आत जमा करत जातात त्यानुसार अनुक्रमे एक्झोसेल्युलर (बहिःपेशीय), पेशीभित्तिका-समावेष्टी, आणि इंटरसेल्युलर (आंतरपेशीय ) अशा तीन गटांमध्ये करितात.
बहिःपेशीय डिंकाचे जीवाणूच्या पेशीतून बाहेरील पोषण माध्यमात विसरण होते. पेशीभित्तिका म्हणजेच पेशींच्या रचनात्मक आणि आंतरपेशीय कर्बोदक हे पेशींच्या बाह्यआवेष्टणांचे किंवा संपुटिक द्रव्याचे अविभाज्य अंग आहे. हे डिंक जीवाणूंना अनेक प्रकारे उपयुक्त असते. हि हायड्रोकोलॉइड पेशीतील ऊर्जा स्रोतांचे नियंत्रण,पाण्याची कमतरता अथवा ताण दूर करणे आणि संरक्षणात्मक अशा महत्वपूर्ण भूमिका पेशीअंतर्गत बजावतात.
यातील अनन्यसाधारण जेलींग व विष्यन्दि गुणधर्म आणि निष्क्रियतेमुळे आपल्या दैनंदिन जीवनात ते अत्यंत उपयुक्त ठरतात. झॅथॅन डिंक, स्कलेरोग्लुकन, जेलन डिंक, कर्डलान डिंक, जीवाणूजन्य आल्जिनेट, डेक्सट्रॉन, पुल्यूलन, जीवाणूजन्य सेल्युलोज इत्यादी हायड्रोकोलॉइडचा औषध निर्मिती (कॅप्सूल कोटिंग आणि कफ सिरप उत्पादन),व अन्न उत्पादन (मांस आणि दुग्धजन्य पदार्थांमध्ये चरबीचा पर्याय, मिठाई आणि तळलेले पदार्थांमध्ये कोटिंग एजंट म्हणून, पेयांच्या निर्मलीकरणा करिता), सौंदर्य प्रसाधने (लिपस्टिक, टूथपेस्) किंवा तेल शुद्धीकरण उद्योगात केला जातो.
जीवाणूजन्य डिंकाचा इतिहास व उदाहरणे
१९व्या शतकाच्या मध्यावर मद्यातील एक्झोसेल्युलर डिंकाच्या शोधामुळे जीवाणूजन्य डिंकाचा इतिहास सुरु झाला. त्या बहुवारिकी द्रव्यास आज डेक्सट्रॉन म्हणून ओळखले जाते आणि हे ल्युकोनॉस्टोक मेसेंटेरॉईडस या जीवाणू द्वारे संश्लेषित केले गेले होते. सेल्युलोज, आल्जिनेट आणि झॅथॅन डिंक यासारख्या बहिःपेशीय डिंकाचा शोध काळाच्या ओघात लागला.
मोठ्या प्रमाणात क्षमता असलेल्या किण्वकांद्वारे डिंक तयार करणे अनेक कारणांमुळे आव्हानात्मक आहे. स्त्रोतशास्त्रीय गुणधर्म (उदा. विष्यन्दिता) सुधारण्यासाठी प्ररित यंत्र (इम्पेलर) आणि वायू विखुरक यंत्राच्या (स्पार्जिंग) रचनात्मक योजनासह बायोरियाक्टर क्षेत्रांतील प्रगतीमुळे कोणत्याही जीवाणूच्या डिंकाच्या प्रमाण-श्रेणी वाढीमध्ये सुलभता येईल.
जनुकीय पद्धतीचा अवलंब करून व जैवप्रक्रियांच्या निर्देशांकमूल्यांत बदल करून एखाद्या जीवाणूची डिंक संश्लेषण क्षमता वाढवून एकूणच त्या डिंकाचे उत्पादन मूल्य वाढवणे आणि हि डींके मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध करून देणे हि काळाची गरज बनली आहे. त्यामुळेच अन्नद्रव्य घटकांत या प्रकारच्या मौल्यवान डिंकाचा सढळ वापर करता येईल.
काही प्रातिनिधिक आणि महत्वाची डिंक आणि त्यांचे संश्लेषण करणाऱ्या तत्सम जीवाणूंची उदाहरणे पुढील प्रमाणे होत. अल्जीनेट (अझोटोबॅक्टर विनेलँडी), कार्डलन (अल्कलीजेनेस फिकाली), जेलन (स्फीन्गोमोनास पौवसिमोबिलिस), हॅलुरोनान (सुडोमोनास एरुजीनोसा), लेव्हन (झायमोमोनास मोबिली), झॅन्थन (झॅन्थोमोनास कँपेस्ट्रीस).
हे डिंक कुठे वापरले जातात?
आजच्या अनेक अन्नपदार्थांना आणि औषधना विशिष्ट पोत, योग्य विष्यन्दिता, स्वाद मुक्त करणारी द्रव्ये, आवश्यक भौतिक स्वरूप, जल नियंत्रक गुणधर्म यांची गरज असते. अन्नपदार्थ व औषध यांना दाटपणा आणण्यास, जेलींग घटक आणि गोठवलेल्या पदार्थांमध्ये बर्फाच्या स्फटिक निर्मितीचे नियंत्रण करण्यासाठी त्यात जीवाणूजन्य डिंकाचा समावेश केला जातो.
काही जीवाणूंच्या डिंकाची वैविध्यपूर्ण आणि अनन्य उपयोजने दर्शविली आहेत. अल्जिनेट: मिठाई आणि दुग्धजन्य पदार्थ, पेय आणि जॅम, सूप, सॉस, वैद्यकीय शस्त्रकिया मलमपट्टी; डेक्सट्रन: गोठविलेल्या पदार्थाचा घटक, रक्ताचे आकारमान वाढवणे, औषध उत्पादन, क्रोमॅटोग्राफिक मिडिया; जेलन: तेल पाणी मिश्रित जेल, पाळीव प्राण्यांचे खाद्य, जेल इलेकट्रोफोरेसिस; झॅन्थन: गोठविलेल्या पदार्थाचा घटक, सॅलेड ड्रेसिंग, सिरप, पेय, बेकरी उत्पादने, पेट्रोलियम उद्योग, औषध निर्मिती आणि सौंदर्य प्रसाधने.
खाद्यपदार्थ तंत्रज्ञानामध्ये जीवाणुजन्य खाद्य डिंकाचे उपयोजन जैव-अपघटनी अन्न वेष्टण निर्मितीसाठी होत आहे. जो प्लास्टिकला एक चांगला पर्याय बानू पाहत आहे. त्यामुळे जागतिक स्तरावर प्लास्टिक प्रदूषणाला आळा बसेल. हायड्रोकोलॉइड्सचे भवितव्य या सूक्ष्मजीवजन्य जेलची पूर्ण क्षमता विकसित करण्यात आणि आधुनिक उद्योगांच्या सतत विकसित होत असलेल्या गरजा पूर्ण करण्यात आहे. याव्यतिरिक्त, ते ग्लूटेन-मुक्त आणि शाकाहारी-अनुकूल अन्न निर्वचन तयार करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात.
