Physicochemical and Rheological properties of fortified cocoa milk containing prebiotic lactulose and stevia for individuals with Dysphagia

एक ऐसी दुनिया की कल्पना करें जहाँ अपनी पसंदीदा ड्रिंक का एक घूँट लेना भी एक उच्च-जोखिम वाले बाधा दौड़ (obstacle course) जैसा महसूस होता है। लाखों लोगों के लिए, विशेष रूप से जैसे-जैसे उनकी उम्र बढ़ती है या वे कुछ स्वास्थ्य स्थितियों से जूझते हैं, निगलना "किस्मत या दम घुटने" का एक खतरनाक खेल बन सकता है। यह 'डिस्फेजिया' (dysphagia) नामक एक स्थिति है, जहाँ निगलने के लिए आवश्यक मांसपेशियां और तंत्रिकाएं ठीक से काम नहीं करती हैं। यदि तरल बहुत अधिक पतला है, तो यह गलत पाइप में जा सकता है, जिससे गंभीर संक्रमण या दम घुटने जैसी समस्याएं हो सकती हैं। इसे ठीक करने के लिए, वैज्ञानिक और डॉक्टर ड्रिंक्स को गाढ़ा करने के लिए एक विशेष टूलकिट का उपयोग करते हैं, जिससे वे एक तेज़ बहती नदी से बदलकर धीरे बहने वाले शहद में बदल जाते हैं। लक्ष्य "गोल्डिलॉक्स" (Goldilocks) स्थिरता खोजना है: इतना गाढ़ा कि सुरक्षित रहे, लेकिन इतना भी नहीं कि वह गोंद खाने जैसा महसूस हो।

खाद्य विज्ञान की दुनिया में प्रवेश करें, जहाँ शोधकर्ता पाक वास्तुकारों (culinary architects) की तरह काम करते हैं। वे हाइड्रोकॉलाइड्स (hydrocolloids) नामक विशेष सामग्रियों का उपयोग करते हैं—इन्हें सूक्ष्म निर्माण ब्लॉकों के रूप में समझें जो पानी को थाम सकते हैं और पेय के भीतर एक कोमल, लचीला जाल बना सकते हैं। उन्हें तापमान की भी चिंता करनी होती है; एक ड्रिंक फ्रिज में गाढ़ा हो सकता है लेकिन आपके मुँह की गर्माहट मिलते ही वह एक पानी जैसा पतला मिश्रण बन सकता है। बड़ा सवाल यह है: क्या हम एक स्वादिष्ट, स्वस्थ ड्रिंक बना सकते हैं जो गर्म होने पर भी गाढ़ा और सुरक्षित रहे, बिना बहुत अधिक चीनी का उपयोग किए? यहीं से एक नए "सुपर कोको मिल्क" की कहानी शुरू होती है।

मिशन: एक कोको मिल्क जो नियमों का पालन करता है

इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों की एक टीम ने विशेष रूप से निगलने की कठिनाई वाले लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक फोर्टिफाइड कोको मिल्क बनाने का लक्ष्य रखा। वे एक ऐसा पेय बनाना चाहते थे जो न केवल निगलने में सुरक्षित हो, बल्कि स्वास्थ्य लाभों से भी भरपूर हो। उनका लक्ष्य इंटरनेशनल डिस्फेजिया डाइट स्टैंडर्डाइजेशन इनिशिएटिव (IDDSI) द्वारा परिभाषित विशिष्ट "गाढ़ापन स्तरों" (thickening levels) को प्राप्त करना था, जो पेय की निरंतरता के लिए ट्रैफिक लाइट की तरह काम करते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि तरल एक सुरक्षित गति से बहे।

इसे साकार करने के लिए, उन्होंने कुछ प्रमुख सामग्रियों के साथ प्रयोग किया। सबसे पहले, उन्होंने कैरैजीनन (carrageenan) का उपयोग किया, जो समुद्री शैवाल से प्राप्त एक गम है जो एक स्ट्रक्चरल इंजीनियर की तरह कार्य करता है, तरल को थामे रखने के लिए एक ढांचा बनाता है। उन्होंने यह देखने के लिए कि सही बनावट पाने के लिए कितनी मात्रा आवश्यक है, 0.03% से 0.25% तक के विभिन्न स्तरों का परीक्षण किया। फिर, उन्हें "चीनी की समस्या" को हल करना था। इन स्थितियों वाले कई लोगों को अपनी चीनी की मात्रा पर भी ध्यान देने या लैक्टोज से बचने की आवश्यकता होती है। इसलिए, केवल नियमित चीनी का उपयोग करने के बजाय, उन्होंने इसे स्टीविया (stevia) (एक प्राकृतिक, शून्य-कैलोरी स्वीटनर) और माल्टोडेक्सट्रिन (maltodextrin) (एक स्टार्च-आधारित फिलर) के साथ बदलने की कोशिश की, और साथ ही लैक्टुलोज (lactulose) भी जोड़ा, जो गट हेल्थ (आंत के स्वास्थ्य) में मदद करने वाला एक प्रीबायोटिक है।

प्रयोग: मिश्रण, ऊष्मा और परीक्षण

शोधकर्ताओं ने कोको मिल्क के बैच तैयार किए, उन्हें 75°C तक गर्म किया ताकि कैरैजीनन पानी को सोख सके और अपना नेटवर्क बना सके। उन्होंने अपने स्वीटनर्स और प्रीबायोटिक्स मिलाए, फिर मिश्रण को ठंडा किया। लेकिन असली परीक्षण तापमान का बदलाव था। उन्होंने ड्रिंक्स के गाढ़ेपन को 10°C (ठंडा सर्विंग) और 35°C (मानव मुँह का तापमान) पर मापा।

उन्होंने पाया कि जैसे-जैसे उन्होंने अधिक कैरैजीनन डाला, ड्रिंक गाढ़ा होता गया, ठीक वैसे ही जैसे अधिक आटा डालने से आटा सख्त हो जाता है। हालाँकि, एक पेच था: जब उन्होंने ड्रिंक्स को 35°C तक गर्म किया, तो गाढ़े तरल पदार्थ पतले होने लगे, जिससे उनकी सुरक्षात्मक "शहद जैसी" गुणवत्ता खो गई। यह एक आम समस्या है; गर्मी उन कमजोर बंधनों को तोड़ सकती है जो गाढ़ेपन को थामे रखते हैं।

यहीं पर जादू हुआ। टीम ने पाया कि माल्टोडेक्सट्रिन जोड़ने से यह एक थर्मल शील्ड (तापमान ढाल) की तरह काम करता है। जब उन्होंने कैरैजीनन को माल्टोडेक्सट्रिन और स्टीविया के साथ मिलाया, तो ड्रिंक नियमित चीनी वाले संस्करणों की तुलना में मुँह के तापमान पर बहुत अधिक गाढ़ा रहा। उदाहरण के लिए, 0.10% कैरजीनन स्तर पर, माल्टोडेक्सट्रिन-स्टीविया संस्करण ने 35°C पर 0.066 Pa·s की विस्कोसिटी (viscosity) बनाए रखी, जबकि चीनी वाला संस्करण घटकर केवल 0.033 Pa·s रह गया। यह सुरक्षा के मामले में एक बहुत बड़ा अंतर है! माल्टोडेक्सट्रिन ने कैरैजीनन नेटवर्क को गर्म होने पर भी अपनी पकड़ बनाए रखने में मदद की।

प्रवाह: केवल एक तरल नहीं, बल्कि एक स्मार्ट फ्लूइड

वैज्ञानिकों ने यह भी देखा कि तरल कैसे बहता है। उन्होंने पाया कि उनके सभी कोको मिल्क सैंपल "शियर-थिनिंग" (shear-thinning) फ्लूइड की तरह व्यवहार करते हैं। कल्पना करें कि आप टूथपेस्ट की ट्यूब को दबा रहे हैं: यह ट्यूब में गाढ़ा और सख्त होता है, लेकिन जब आप इसे दबाते हैं (बल लगाते हैं), तो यह अचानक आसानी से बहने लगता है। ये ड्रिंक्स भी वैसा ही करते थे। कप में रखे होने पर ये गाढ़े और धीमे थे, लेकिन जब जीभ ने इन्हें गले की ओर धकेला, तो ये निगलने में आसान हो गए। डिस्फेजिया रोगियों को ठीक इसी चीज़ की आवश्यकता होती है। डेटा ने दिखाया कि प्रवाह एक अनुमानित पैटर्न का पालन करता था, जिसमें एक गणितीय "फिट" (fit) बहुत मजबूत (R² = 0.94–0.98) था, जिसका अर्थ है कि वैज्ञानिक विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी कर सकते थे कि ड्रिंक कैसा व्यवहार करेगा।

स्वाद परीक्षण: क्या यह वास्तव में स्वादिष्ट है?

एक सुरक्षित ड्रिंक बेकार है यदि कोई उसे पीना ही न चाहे। टीम ने 1 से 5 तक की रेटिंग देने के लिए 15 प्रशिक्षित टेस्टर्स को आमंत्रित किया। परिणाम स्पष्ट थे: 0.10% कैरैजीनन और स्टीविया वाला फॉर्मूलेशन भीड़ का पसंदीदा था। इसने स्वाद और समग्र आनंद के लिए उच्चतम स्कोर किया। दिलचस्प बात यह है कि पैनलिस्टों ने स्टीविया से होने वाले कड़वे आफ्टरटेस्ट (aftertaste) की शिकायत नहीं की, और बनावट मलाईदार और चिकनी महसूस हुई। दूसरी ओर, चीनी वाले संस्करणों ने उतना अच्छा स्कोर नहीं किया, विशेष रूप से जब कैरैजीनन का स्तर कम था। कैरैजीनन जितना अधिक था, बनावट के स्कोर उतने ही बेहतर थे, क्योंकि ड्रिंक मुँह में अधिक ठोस और "सुरक्षित" महसूस हुआ।

स्थिरता: न तलछट, न खराबी

अंत में, टीम ने जांचा कि क्या ड्रिंक्स समय के साथ टूट जाएंगे या खराब हो जाएंगे। उन्होंने नमूनों को 5 दिनों तक फ्रिज में रखा।

• तलछट (Sediment): कैरैजीनन वाले ड्रिंक्स पूरी तरह से मिश्रित रहे। कोको पाउडर नीचे नहीं बैठा। केवल कंट्रोल ग्रुप (जिसमें कोई थिकनर नहीं था) में दृश्यमान तलछट देखी गई, जो साबित करता है कि कैरैजीनन अपना काम सस्पेंशन एजेंट के रूप में कर रहा था।
• अम्लता और pH: स्टीविया वाले ड्रिंक्स एसिडिटी के मामले में चीनी वाले संस्करणों की तुलना में अधिक स्थिर रहे। चीनी वाले ड्रिंक्स समय के साथ थोड़े अधिक अम्लीय हो गए, संभवतः इसलिए क्योंकि बैक्टीरिया ने चीनी का सेवन किया और एसिड बनाया। स्टीविया वाले ड्रिंक्स ने बैक्टीरिया को दावत नहीं दी, इसलिए वे अधिक ताज़ा रहे।
• सूक्ष्मजीव (Microbes): 5 दिनों के बाद, सभी ड्रिंक्स पीने के लिए सुरक्षित थे, जिसमें बैक्टीरिया की संख्या पाश्चुरीकृत दूध उत्पादों की सीमाओं के भीतर थी। स्टीविया वाले नमूनों में चीनी वाले नमूनों की तुलना में बैक्टीरिया की संख्या वास्तव में थोड़ी कम थी, जिससे पता चलता है कि स्टीविया का एक छोटा सा प्राकृतिक संरक्षक प्रभाव (preservative effect) भी हो सकता है।

निष्कर्ष

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि एक ऐसा कोको मिल्क बनाना बिल्कुल संभव है जो निगलने की सुरक्षा के लिए एक कार्यात्मक औषधि और एक स्वादिष्ट ट्रीट दोनों हो। कैरैजीनन को माल्टोडेक्सट्रिन और स्टीविया के साथ मिलाकर, शोधकर्ताओं ने एक ऐसा पेय बनाया जो मुँह की गर्माहट मिलते ही भी गाढ़ा और सुरक्षित रहता है। यह डिस्फेजिया के लिए सही "ट्रैफिक लाइट" स्तरों को पूरा करता है, स्वादिष्ट है, और न तो अलग होता है और न ही जल्दी खराब होता है। हालांकि प्रीबायोटिक लैक्टुलोज और स्वीटनर स्टीविया ने ड्रिंक के गाढ़ेपन को नाटकीय रूप से नहीं बदला, लेकिन उन्होंने बनावट या स्वाद को बिगाड़े बिना स्वास्थ्य लाभ सफलतापूर्वक जोड़े। यह एक जीत-जीत की स्थिति है: एक ऐसा पेय जो लोगों को दम घुटने से बचाने के साथ-साथ उनके गट हेल्थ को पोषण देता है और उनकी मीठे की इच्छा को भी शांत करता है।