জীবেরা বিভিন্ন কাজ সম্পাদন করে। বিপাক প্রক্রিয়া শক্তি অর্জনের উদ্দেশ্যে। এই ধরনের প্রক্রিয়ার দৃশ্যমান ফল হলো রুপান্তরএকে যৌগসমূহের অবস্থা ও বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। আপনি সম্ভবত আপনার চারপাশের অনেক কিছুতেই এই প্রক্রিয়াটি লক্ষ্য করেছেন, যদিও এটা সত্যি যে সব অবক্ষয় প্রক্রিয়া গাঁজন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে হয় না। যেমন সেই সময়টা যখন আপনি দুধের কার্টনটা ফ্রিজের বাইরে রেখেছিলেন, ব্যাকটেরিয়াগুলো... ল্যাকটোব্যাসিলাস এটা আপনার তাজা দুধকে টক করে দিয়েছে। প্রসঙ্গত, এই বিক্রিয়ার ফল সবসময় অনাকাঙ্ক্ষিত হয় না: রাতের খাবারের সাথে আপনি যে এক গ্লাস ওয়াইন পান করেছিলেন, তা আঙুরের রসের গাঁজন থেকেই তৈরি হয়েছিল।
গাঁজন রূপান্তর করে শর্করা ইথাইল গ্রুপের পণ্যগুলিতে (অ্যালকোহল) এটি ঘটে এবং সাধারণত এর সাথে অ্যাসিড তৈরি হয় যা এর বৈশিষ্ট্যপূর্ণ "টক" স্বাদ প্রদান করে। ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনের নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে, এই শর্করাগুলি প্রধানত রূপান্তরিত হয় ল্যাকটিক অ্যাসিড, যা অনেক গাঁজনকৃত খাবারের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ অম্লতার জন্য দায়ী।
গাঁজন থেকে ল্যাকটিক ফেরেন্টেশন পর্যন্ত
গাঁজন হল একটি অবায়বীয় রাসায়নিক বিক্রিয়া (অক্সিজেন ছাড়া ঘটে) এই প্রক্রিয়াটি অণুজীব (ব্যাকটেরিয়া ও ইস্ট) দ্বারা সম্পন্ন হয়। বিজ্ঞানী লুই পাস্তুরই প্রথম কিছু খাদ্যের এই পচন প্রক্রিয়াকে অণুজীবীয় ক্রিয়ার সাথে যুক্ত করেন। সময়ের সাথে সাথে অণুজীববিজ্ঞান দেখিয়েছে যে গাঁজনের ধরণ (চূড়ান্ত উৎপাদ দ্বারা সংজ্ঞায়িত) বিষয়টি সংশ্লিষ্ট অণুজীবের উপর নির্ভর করে।
মধ্যে ল্যাকটিক গাঁজন ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া জড়িত, যার মধ্যে বিভিন্ন প্রজাতির ব্যাকটেরিয়া অন্তর্ভুক্ত। Lactobacillusগ্লুকোজ ভাঙ্গনের প্রধান ফলাফল হলো ল্যাকটিক অ্যাসিড এবং, পথের উপর নির্ভর করে, এছাড়াও কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অন্যান্য গৌণ যৌগ, যেমন ইথানল বা জৈব অ্যাসিড।
জৈব রাসায়নিকভাবে, ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া শক্তি অর্জন করে গ্লাইকোলাইসিসফলস্বরূপ পাইরুভেট বিজারিত হয়ে ল্যাকটেট অথবা ল্যাকটেট ও অন্যান্য যৌগের মিশ্রণে পরিণত হয়, যা পুনরায় উৎপন্ন করে। একটি NAD + + অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে গ্লাইকোলাইসিস অব্যাহত রাখার জন্য প্রয়োজনীয়।
ল্যাকটিক গাঁজনে প্রধান প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটি হ'ল ক্রমাগত ডিহাইড্রোজেনেশন জৈব পদার্থ, যা সাধারণত শর্করা; কখনও কখনও অন্যান্য বিক্রিয়ক, যেমন ফ্যাটি অ্যাসিড, অংশগ্রহণ করতে পারে। ঐতিহাসিক সরলীকরণের জন্য, সাধারণ গাঁজন প্রক্রিয়াকে প্রায়শই নিম্নলিখিত সমীকরণের মাধ্যমে সংক্ষিপ্ত করা হয়:
চিনি = অ্যালকোহল + কার্বন ডাই অক্সাইড
তবে, ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনের একটি আরও ব্যাপক দৃষ্টিভঙ্গিতে অ্যালকোহল এবং CO₂ এর পাশাপাশি অ্যাসিডের গঠনকেও বিবেচনা করা হয়।2:
চিনি → অ্যালকোহল + কার্বন ডাই অক্সাইড + জৈব অ্যাসিড (প্রধানত ল্যাকটিক অ্যাসিড)
বাস্তবে বিভিন্ন ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনের প্রকারভেদ উৎপাদ এবং বিপাকীয় পথ অনুসারে:
- হোমোলেক্টিক: ল্যাকটোজ বা গ্লুকোজ প্রায় একচেটিয়াভাবে একটি একক প্রধান উৎপাদে ভেঙে যায়, যা হলো ল্যাকটিক অ্যাসিডউদাহরণস্বরূপ, কিছু প্রজাতির দ্বারা এটি করা হয়। Lactobacillus y Streptococcus দই উৎপাদনে জড়িত।
- ভিন্ন ভিন্ন: যেমন পণ্য ল্যাকটিক অ্যাসিড, ইথানল y CO2এবং কিছু ক্ষেত্রে অতিরিক্ত জৈব অ্যাসিড (যেমন, অ্যাসিটিক অ্যাসিড)। প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, উপজাত হিসেবে অল্প পরিমাণে জলও দেখা দিতে পারে। ব্যাকটেরিয়া যেমন লিউকোনোস্টক অথবা নির্দিষ্ট ধরণের Lactobacillus তারা হেটেরোল্যাকটিক ফারমেন্টেশন সম্পন্ন করে, যা আচার তৈরি এবং জটিল ফারমেন্টেশনে ব্যবহৃত হয়।
কার্যগতভাবে, ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া শুধু ল্যাকটিক অ্যাসিডই উৎপাদন করে না, তারা অন্যান্য পদার্থও তৈরি করে। জৈব অ্যাসিডএক্সোপলিস্যাকারাইড এবং অ্যারোমেটিক যৌগ যা পরিবর্তন করে গঠন, স্বাদ এবং গন্ধ গাঁজনকৃত খাদ্যের একটি অংশ, যে কারণে খাদ্য শিল্পে এর ব্যবহার এত ব্যাপক।
ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনের জন্য অনুকূল পরিস্থিতি
ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনের বিকাশের অনুকূল পরিস্থিতিগুলো সম্পর্কিত হলো শারীরবৃত্তীয় চাহিদা সংশ্লিষ্ট ব্যাকটেরিয়াগুলোর। শিল্পক্ষেত্রে এবং বাড়িতে রান্না, উভয় ক্ষেত্রেই এই বিষয়গুলো নিয়ন্ত্রণ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
স্ট্যান্ডার্ড পরিবেশগত অবস্থা: ঐতিহ্যগতভাবে উল্লেখ করা হয় যে কাছাকাছি পরিস্থিতি ২৫ ºC এবং ১ atm এগুলি অনেক ব্যাকটেরিয়ার জন্য অনুকূল; বাস্তবে, প্রজাতির উপর নির্ভর করে, সর্বোত্তম পরিসীমা হলো এর মধ্যে 25-40 ºCউদাহরণস্বরূপ, দই তৈরির ক্ষেত্রে মিশ্রণটি রাখা হয় 35-40 ºC কয়েক ঘন্টা ধরে রাখা হয় যাতে ব্যাকটেরিয়া ল্যাকটোজকে ল্যাকটিক অ্যাসিডে রূপান্তরিত করতে পারে। তাপমাত্রা খুব কম হলে (যেমন, ৪° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় রেফ্রিজারেটরে রাখলে) এই কার্যকলাপ ধীর হয়ে যায়; আবার খুব বেশি হলে ব্যাকটেরিয়া মারা যেতে পারে এবং গাঁজন প্রক্রিয়া থেমে যায়।
শর্করা ও জৈব উপাদানের উপস্থিতি: ব্যাকটেরিয়া সুযোগ নেয় গাঁজনযোগ্য শর্করা (দুধে ল্যাকটোজ; শাকসবজি ও শস্যে থাকা সরল শর্করা এবং শ্বেতসারজাত পদার্থ)। কথ্য ভাষায়, আমরা বলতে পারি যে ব্যাকটেরিয়া তারা চিনি ভালোবাসে.
আর্দ্রতা: অনেক জীবাণুনাশক প্রক্রিয়ার লক্ষ্য হলো আর্দ্রতা সীমিত রাখা, কারণ এটি গাঁজন এবং অন্যান্য অণুজীবের বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করে। খুব কম আর্দ্রতাযুক্ত পণ্যে ব্যাকটেরিয়ার আক্রমণ কম হয়; এ কারণেই খুব শুষ্ক মাংস বা ডিহাইড্রেশন করা পণ্য বেশি স্থিতিশীল হয়।
নিয়ন্ত্রিত গাঁজন প্রক্রিয়ায়, এ বিষয়েও যত্ন নেওয়া হয় অক্সিজেনের উপস্থিতি বা অনুপস্থিতিযদিও অনেক ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া অক্সিজেন সহ্য করতে পারে, গাঁজন প্রক্রিয়াটি মূলত অবায়বীয়: অক্সিজেনের পরিমাণ সীমিত রাখলে তা সবায়ু শ্বসনের চেয়ে গাঁজন প্রক্রিয়াকেই বেশি উৎসাহিত করে।
আরেকটি মূল ফ্যাক্টর হল pHগাঁজন প্রক্রিয়া অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে ল্যাকটিক অ্যাসিড pH কমিয়ে দেয়, যা ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়ার (LAB) জন্য অনুকূল এবং অনেক রোগজীবাণুর জন্য প্রতিকূল পরিবেশ তৈরি করে, এবং এটিই সংরক্ষণ পদ্ধতি হিসেবে এর কার্যকারিতা ব্যাখ্যা করে।
Lactobacillusল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া এবং ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনে তাদের ক্রিয়া
লিঙ্গ Lactobacillus এটি একটি বৃহত্তর গোষ্ঠীর অংশ যা পরিচিত ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া (ল্যাব)। এগুলি গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়া, যা দণ্ডের মতো লম্বাটে আকৃতির; এরা নির্দিষ্ট পরিবেশ পছন্দ করে। অ্যানারোবযদিও তারা অনেক ক্ষেত্রে অক্সিজেন সহ্য করতে পারে।
BAL-এর অন্তর্ভুক্ত ধারাগুলো হলো ল্যাকটোব্যাসিলাস, ল্যাকটোকক্কাস, স্ট্রেপ্টোকক্কাস, এন্টারোকক্কাস, লিউকোনোস্টক এবং পেডিওকক্কাসদই, কেফির, পনির, আচার এবং সাওয়ারডো রুটি সহ অন্যান্য গাঁজনকৃত খাবারে উপস্থিত থাকে।
যখন Lactobacillus এটি কেবল পুষ্টি উপাদান আহরণের জন্যই নয়, বরং অম্লীয় পরিবেশের প্রতি পছন্দ দেখানোর জন্যও ল্যাকটোজ গাঁজন ঘটায়। এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যবহৃত হয় খাদ্য সংরক্ষণকারণ অম্লীয় পরিবেশ অনেক রোগ সৃষ্টিকারী ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধি সীমিত করে।
সংশ্লিষ্ট প্রজাতিগুলোর মধ্যে কয়েকটি হলো:
- ল্যাকটোবিলিস বুলগেরিকাস (বর্তমানে জটিল কাঠামোর অংশ হিসেবে বিবেচিত) ল্যাকটোব্যাসিলাস ডেলব্রুকি সাবসিপ বুলগেরিকাস), যা ঐতিহ্যবাহী দইয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
- ল্যাকটোব্যাসিলাস ক্যাসেই, যা গাঁজানো দুধ এবং কিছু পনিরে সাধারণ, সম্ভাব্য probiotic.
- ল্যাকটোব্যাসিলাস ডেলব্রুকি, যা ল্যাকটিক ফারমেন্টেশন এবং ল্যাকটিক অ্যাসিডের শিল্প উৎপাদনে জড়িত।
- ল্যাক্টোব্যাসিলাস লাইকম্যানি, যা নির্দিষ্ট গাঁজন প্রক্রিয়ায় এবং বিপাকীয় গবেষণায় উপস্থিত থাকে।
ডাক্তার ও পুষ্টিবিদরা ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া (LAB) যুক্ত পণ্য গ্রহণের পরামর্শ দেন, কারণ এগুলো উপকারী হতে পারে। অন্ত্রের উদ্ভিদএর পুনরুজ্জীবন এবং ভারসাম্য রক্ষায় সাহায্য করে। অনেক ব্র্যান্ড তাদের লেবেলে [উপাদানগুলোর] উপস্থিতি উল্লেখ করে। probioticsএই ব্যাকটেরিয়াগুলো শর্করা ও প্রোটিনের এক ধরনের ‘প্রাক-পাচন’ করে, যা খাদ্যকে আরও সহজে হজমযোগ্য করে তোলে। হজম এবং ল্যাকটোজ সংবেদনশীল ব্যক্তিদের জন্য এটি আরও সহনীয়।
তবে, অনেক বাণিজ্যিক দুগ্ধজাত পণ্য তাপ প্রক্রিয়াজাতকরণের (পাস্তুরায়ন বা অন্যান্য) মধ্য দিয়ে যায়, যা জীবন্ত ফ্লোরাকে হ্রাস করে বা নির্মূল করে দেয়: এর রাসায়নিক গঠন (ল্যাকটিক অ্যাসিড, টেক্সচার এবং স্বাদ) হয়তো বজায় থাকে, কিন্তু জীবন্ত ব্যাকটেরিয়ার সাথে যুক্ত প্রোবায়োটিক প্রভাব কমে যায় বা অদৃশ্য হয়ে যায়।
মানবদেহে ল্যাকটিক ফারমেন্টেশন: পেশী এবং পেশীর ব্যথা
ল্যাকটিক ফারমেন্টেশন শুধুমাত্র ব্যাকটেরিয়ার মধ্যেই সীমাবদ্ধ নয়। পেশী কোষ যখন শক্তির চাহিদা অক্সিজেন সরবরাহকে ছাড়িয়ে যায়, তখন তারা ল্যাকটিক প্রক্রিয়াটিও অবলম্বন করে।
ক তীব্র প্রচেষ্টাপেশী গ্লাইকোলাইসিসের মাধ্যমে শক্তি লাভ করে; অক্সিজেনের অভাব হলে, পাইরুভেট রূপান্তরিত হয় ল্যাকটেটNAD পুনরুজ্জীবিত+ গ্লাইকোলাইসিস অব্যাহত রাখার জন্য:
পাইরুভেট + NADH + H++ → ল্যাকটেট + এনএডি+
এই প্রক্রিয়াটি ঘটে সাইটোপ্লাজম এবং কম অক্সিজেন পরিস্থিতিতেও এটিপি উৎপাদন অব্যাহত রাখতে সাহায্য করে। ল্যাকটেট জমা হওয়া এবং পিএইচ (pH) কমে যাওয়ার কারণে ক্লান্তি ও তাৎক্ষণিক পেশি ব্যথা অনুভূত হয়; তবে, দেরিতে শুরু হওয়া পেশি ব্যথা মূলত পেশিতন্তুর ক্ষুদ্র ছিঁড়ে যাওয়ার সাথে সম্পর্কিত। অক্সিজেনের সরবরাহ উন্নত হলে, ল্যাকটেট অন্যান্য কলায় (যেমন, যকৃত) পরিবাহিত হয়ে বিপাকের জন্য পুনরায় শক্তিতে রূপান্তরিত হতে পারে।
খাদ্য সংরক্ষণ ও উন্নয়নে ল্যাকটোজ গাঁজন
গাঁজন একটি প্রাচীন পদ্ধতি, যা বিকশিত হয়েছিল খাদ্যকে এমনভাবে রূপান্তর করা প্রয়োজন যাতে তা দীর্ঘস্থায়ী হয় এবং অ্যান্টিবায়োটিকের অপ্রাপ্যতার সময়ে পাকস্থলীর সংক্রমণ প্রতিরোধ করার জন্য। এর সাথে জড়িত কার্যপ্রণালী সম্পূর্ণরূপে না বুঝেই বিভিন্ন সংস্কৃতি গাঁজন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছে (উদাহরণস্বরূপ, এশিয়ায় শাকসবজি, শস্য এবং সয়াবিন দিয়ে)।
লুই পাস্তুর এই বিক্রিয়াগুলির বৈজ্ঞানিক ভিত্তি স্থাপন করেন, যা সংরক্ষণ কৌশলের পথ প্রশস্ত করে। আজ আমরা জানি যে ল্যাকটিক ফারমেন্টেশন কেবল সংরক্ষণই করে না, বরং আরও অনেক কিছু করতে পারে। গঠন, স্বাদ, গন্ধ এবং পুষ্টিগুণ উন্নত করুন খাদ্য.
শিল্পক্ষেত্রে, ল্যাকটিক ফারমেন্টেশন নিম্নলিখিত বিষয়গুলো সম্ভব করে তোলে:
- টেক্সচার উন্নত করুন দইয়ের মতো পণ্যে, ঘন করার উপাদানের অতিরিক্ত ব্যবহার পরিহার করা হয়। কিছু স্ট্রেইন এক্সোপলিস্যাকারাইড তৈরি করে যা স্বাভাবিকভাবেই একটি ক্রিমি এবং স্থিতিশীল টেক্সচার তৈরি করে।
- স্বাদ ও গন্ধ বৃদ্ধি করুন প্রোটিন, শর্করা এবং লিপিডের বিপাক থেকে উৎপন্ন সুগন্ধি যৌগের মাধ্যমে পনির এবং অন্যান্য গাঁজনকৃত খাবারে।
- অবাঞ্ছিত উপাদান হ্রাস করুন যেমন ল্যাকটোজ, যা অসহিষ্ণুতাযুক্ত ব্যক্তিদের হজমের অস্বস্তি কমায়।
উল্লেখযোগ্য ল্যাকটিক ফারমেন্টেশনের উদাহরণগুলো হলো:
- দুধের গাঁজন: বিএএলগুলি থেকে শক্তি সংগ্রহ করে ল্যাকটোজদুধকে অম্লীয় করা। ছানা দুধ pH কমে গেলে প্রোটিন (কেসিন) অধঃক্ষেপিত হওয়ার ফলে এটি তৈরি হয়; এটি থেকে দই, পনির, কেফির ও অন্যান্য পণ্য তৈরি করা হয়।
- সবজির গাঁজন: লবণ রোগজীবাণু দমনে ব্যবহৃত হয়; সঠিকভাবে ব্যবহার করা হলে, লবণ প্রতিরোধী ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়ার (LAB) বংশবৃদ্ধিতে সহায়তা করে এবং আচার তৈরির প্রক্রিয়াকে সহজতর করে, যেমন— সাওয়ারক্রাউট, আচার এবং কিমচিঅতিরিক্ত ব্যবহারে এটি বিকাশকেও সীমিত করতে পারে। Lactobacillus.
- মাংসে গাঁজন: গাঁজানো সসেজ এবং সংরক্ষিত মাংসে, গাঁজন প্রক্রিয়া কাজ করে গ্লাইকোজেন (অথবা উপস্থিত শর্করা) এটিকে ল্যাকটিক অ্যাসিডে রূপান্তরিত করে, যা সংরক্ষণ, স্বাদ এবং রঙে অবদান রাখে।
ল্যাকটিক ফারমেন্টেশন নিম্নলিখিত সাবস্ট্রেটের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য, যেমন কফি মিউসিলেজমণ্ডে উপস্থিত BAL (উদাহরণস্বরূপ, ল্যাকটোব্যাসিলাস প্লান্টারাম, এল. ফার্মেন্টাম, এল. অ্যাসিডোফিলাসফল থেকে শর্করা গ্রহণ করে এবং ল্যাকটিক অ্যাসিড, অ্যালকোহল, অ্যাসিটিক অ্যাসিড ও CO₂ উৎপন্ন করে।2তাপমাত্রা, পিএইচ, অক্সিজেন এবং সময় নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন কফি তৈরি করা হয়। মনোরম অম্লতামিষ্টতা এবং জটিল সুগন্ধ, যা বিশেষ ধরনের কফিতে সমাদৃত।
সংক্ষেপে, ল্যাকটিক গাঁজন অম্লীয় করে, সংরক্ষণ করে এবং উন্নত করে খাদ্যের সংবেদী বৈশিষ্ট্য এবং অনেক ক্ষেত্রে এর পুষ্টিগুণ ও হজমযোগ্যতা। এটি শক্তি উৎপাদন এবং আমাদের গ্রহণ করা খাদ্যের গভীর রূপান্তরের মধ্যে একটি সেতুবন্ধন হিসেবে কাজ করে, যা সুরক্ষা, স্বাদ প্রদান করে এবং আমাদের অন্ত্রের স্বাস্থ্যের সাথে এক জটিল মিথস্ক্রিয়া ঘটায়, যা নিয়ে গবেষণা অব্যাহত রয়েছে।