Functional Evaluation and In Vitro Glucose-Lowering Activity of a Limosilactobacillus fermentum Fermented Probiotic Millet Malt Beverage using HepG2 Hepatocytes

लाखों लोगों के लिए, भोजन करने की सरल क्रिया शरीर द्वारा चीनी (शुगर) को प्रबंधित करने के संघर्ष के कारण जटिल हो जाती है। जब रक्त ग्लूकोज को नियंत्रित करने वाली प्रणाली विफल हो जाती है, तो इसका परिणाम मधुमेह (डायबिटीज) के रूप में सामने आता है, जो एक व्यापक स्वास्थ्य चुनौती है जो इस बात को प्रभावित करती है कि कोशिकाएं ऊर्जा को कैसे अवशोषित करती हैं। हाल के वर्षों में, वैज्ञानिकों ने अपनी दृष्टि आंत (गट) की ओर मोड़ दी है, जो एक विशाल आंतरिक पारिस्थितिकी तंत्र है जहाँ खरबों सूक्ष्म जीवित जीव निवास करते हैं। ये सूक्ष्मजीव, जिन्हें अक्सर प्रोबायोटिक्स कहा जाता है, केवल यात्री नहीं हैं; वे मानव स्वास्थ्य में सक्रिय भागीदार हैं, जो भोजन पचाने, प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रशिक्षित करने और यहाँ तक कि शरीर द्वारा चीनी को संभालने के तरीके को प्रभावित करने में मदद करते हैं। जबकि कई लोग प्रोबायोटिक्स को दही और अन्य डेयरी उत्पादों से जानते हैं, शोधकर्ता तेजी से विकल्पों के लिए वनस्पति जगत की ओर देख रहे हैं। बाजरा जैसे अनाज, जिन्होंने हजारों वर्षों से मानव आबादी का भरण-पोषण किया है, फाइबर और पोषक तत्वों से भरपूर होते हैं। जब इन अनाजों को अंकुरित होने दिया जाता है और फिर लाभकारी बैक्टीरिया द्वारा किण्वित (फरमेंट) किया जाता है, तो वे कुछ नया बन जाते हैं: एक ऐसा पेय जो प्यास बुझाने से कहीं अधिक कर सकता है। हाल ही में किए गए एक अन्वेषण को चलाने वाला प्रश्न यह था कि क्या एक विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया, जिसे पारंपरिक घोल (बैटर) से निकाला गया है, बाजरा को एक ऐसे पेय में बदल सकता है जो कोशिकाओं को ग्लूकोज को अधिक प्रभावी ढंग से अवशोषित करने में मदद करने में सक्षम हो।

शोधकर्ताओं ने अपना कार्य एक विशिष्ट बैक्टीरिया के स्ट्रेन की खोज करके शुरू किया, जो एक छड़ के आकार का सूक्ष्मजीव है जिसे लिमोसिलैक्टोबैसिलस फर्मेंटम (Limosilactobacillus fermentum) के रूप में जाना जाता है, जो मूंग दाल के घोल के मिश्रण में छिपा हुआ था। उन्होंने सफलतापूर्वक इस जीव को अलग किया और जेनेटिक सीक्वेंसिंग का उपयोग करके इसकी पहचान की, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जो बैक्टीरिया के डीएनए के अद्वितीय कोड को पढ़ती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह बिल्कुल वही है जो वे सोचते हैं। एक बार जब उनके पास अपना बैक्टीरियल स्टार्टर आ गया, तो उन्होंने दो प्रकार के बाजरे की ओर रुख किया: ज्वार (सोरघम) और पर्ल मिलेट (बाजरा)। इन अनाजों को पानी में तब तक भिगोया गया जब तक कि वे अंकुरित नहीं हो गए, एक ऐसी प्रक्रिया जो प्राकृतिक एंजाइमों को सक्रिय करती है, और फिर उन्हें सुखाकर बारीक आटा बनाया गया। पेय बनाने के लिए, वैज्ञानिकों ने इस बाजरे के आटे को पानी और ताजे अदरक के रस के साथ मिलाया, और फिर इस मिश्रण में अलग किए गए बैक्टीरिया को डाल दिया। उन्होंने इस मिश्रण को तीन दिनों तक एक गर्म वातावरण में रहने दिया, जिससे बैक्टीरिया को बाजरे की चीनी पर भोजन करने और अपनी संख्या बढ़ाने का अवसर मिला।

जैसे-जैसे बैक्टीरिया ने काम किया, उन्होंने पेय में मापने योग्य परिवर्तन किए। मिश्रण अधिक अम्लीय हो गया, जिसमें पीएच (pH) तटस्थ अवस्था से गिरकर एक खट्टे और तीखे स्तर पर पहुँच गया, जो इस बात का संकेत था कि बैक्टीरिया कार्बनिक अम्ल (ऑर्गेनिक एसिड) का उत्पादन कर रहे थे। साथ ही, तरल में चीनी की मात्रा कम हो गई क्योंकि बैक्टीरिया ने ऊर्जा के लिए इसका सेवन किया। किण्वन अवधि के अंत तक, यह पेय जीवन से भरपूर था, जिसमें प्रति मिलीलीटर करोड़ों बैक्टीरिया कोशिकाएं मौजूद थीं, जो एक संख्या इतनी अधिक थी कि इसे एक शक्तिशाली प्रोबायोटिक स्रोत माना जा सके। टीम ने यह भी पाया कि किण्वन प्रक्रिया ने छिपे हुए पोषक तत्वों को उजागर कर दिया। यह पेय फिनोलिक यौगिकों से समृद्ध हो गया, जो पौधों में पाए जाने वाले प्राकृतिक पदार्थ हैं जो एंटीऑक्सीडेंट के रूप में कार्य करते हैं और शरीर में हानिकारक अणुओं को बेअसर करने में मदद करते हैं। ज्वार-आधारित संस्करण ने विशेष रूप से इन लाभकारी यौगिकों के उच्च स्तर का प्रदर्शन किया।

यह देखने के लिए कि क्या यह नया पेय हानिकारक हमलावरों से लड़ सकता है, शोधकर्ताओं ने कई सामान्य बैक्टीरिया के खिलाफ इसका परीक्षण किया, जिनमें ई. कोलाई (E. coli) और बैसिलस सेरियस (Bacillus cereus) के स्ट्रेन शामिल हैं। जब उन्होंने इस किण्वित बाजरा के तरल को इन हानिकारक बैक्टीरिया के पास रखा, तो बुरे सूक्ष्मजीवों ने बढ़ना बंद कर दिया, जिससे स्पष्ट क्षेत्र बन गए जहाँ कुछ भी जीवित नहीं रह सका। इस पेय ने एक मानक एंटीबायोटिक के समान गतिविधि दिखाई, हालांकि निषेध के क्षेत्र (zones of inhibition) स्ट्रैप्टोमाइसिन द्वारा उत्पन्न क्षेत्रों की तुलना में कम थे, जो एक प्राकृतिक रोगाणुरोधी एजेंट के रूप में इसकी क्षमता की पुष्टि करते हैं। इस रोगाणुरोधी शक्ति ने, उच्च एंटीऑक्सीडेंट सामग्री के साथ, संकेत दिया कि यह पेय संक्रमण और ऑक्सीडेटिव तनाव के विरुद्ध सुरक्षा प्रदान कर सकता है।

वैज्ञानिकों ने फिर इस बात पर ध्यान केंद्रित किया कि इस पेय का स्वाद और गंध कैसी होगी, जो दो ऐसे कारक हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि क्या लोग वास्तव में एक कार्यात्मक खाद्य पदार्थ का सेवन करना पसंद करेंगे। उन्होंने पेय द्वारा छोड़ी गई वाष्पशील गैसों और रासायनिक यौगिकों का विश्लेषण करने के लिए उन्नत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग किया, जो अनिवार्य रूप से कृत्रिम नाक और जीभ हैं। इन मशीनों ने सुगंध और स्वाद के एक जटिल प्रोफाइल का पता लगाया जो बिना किण्वित सामग्री से भिन्न था। किण्वन ने कड़वे यौगिकों को तोड़ दिया और फल और हल्की अम्लता के नए, सुखद नोट्स उत्पन्न किए। जब मानव स्वयंसेवकों के एक पैनल ने इस पेय का स्वाद लिया, तो उन्होंने इसे उच्च रेटिंग दी, ज्वार वाले संस्करण को विशेष रूप से आकर्षक पाया। अदरक ने एक परिचित गर्माहट जोड़ी, जबकि किण्वन ने किसी भी कठोरता को कम कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप एक ऐसा पेय बना जो पौष्टिक और स्वादिष्ट दोनों था।

हालाँकि, सबसे महत्वपूर्ण परीक्षण एक प्रयोगशाला डिश में किया गया जिसमें मानव यकृत कोशिकाएं (liver cells), जिन्हें HepG2 कोशिकाएं कहा जाता है, मौजूद थीं। इन कोशिकाओं का उपयोग अक्सर यह अध्ययन करने के लिए किया जाता है कि शरीर ग्लूकोज को कैसे संसाधित करता है। शोधकर्ताओं ने इन कोशिकाओं को किण्वित बाजरे के पेय के संपर्क में रखा और देखा कि क्या होता है। उन्होंने पाया कि पेय से उपचारित कोशिकाओं ने बिना उपचार वाली कोशिकाओं की तुलना में अपने परिवेश से अधिक ग्लूकोज को अवशोषित करना शुरू कर दिया। यह प्रभाव बारह घंटों के संपर्क के बाद सबसे अधिक स्पष्ट था, एक ऐसा समय अंतराल जहाँ कोशिकाएं चीनी को लेने में अधिक कुशल प्रतीत हुईं। बाजरे के पेय का प्रदर्शन आशाजनक एंटी-डायबिटिक प्रभावों की ओर इशारा करता है, जो मानक मेटफॉर्मिन (Metformin) उपचार के तुलनीय है, जो प्रयोग में सकारात्मक नियंत्रण (positive control) के रूप la कार्य कर रहा था। हालाँकि चौबीस घंटों के बाद प्रभाव कम हो गया, लेकिन मध्य-बिंदु के परिणामों ने सुझाव दिया कि पेय में मौजूद बायोएक्टिव यौगिक कोशिकाओं को चीनी का अधिक प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए उत्तेजित कर सकते हैं।

पूरे परीक्षण के दौरान, शोधकर्ताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए भी जांच की कि पेय सुरक्षित है। उन्होंने पाया कि किण्वित पेय ने यकृत कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुँचाया; वास्तव में, कोशिकाएं स्वस्थ और सक्रिय बनी रहीं, और कुछ साक्ष्य यह भी सुझाव देते हैं कि पेय कोशिका वृद्धि में सहायता भी कर सकता है। इसने पुष्टि की कि लाभकारी सूक्ष्मजीव और उनके द्वारा उत्पादित यौगिक विषाक्त नहीं थे। अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि एक विशिष्ट प्रोबायोटिक बैक्टीरिया को अंकुरित बाजरा और अदरक के साथ मिलाकर, एक ऐसा गैर-डेयरी पेय बनाना संभव है जो एंटीऑक्सीडेंट से भरपूर है, हानिकारक बैक्टीरिया से लड़ने में सक्षम है, और कोशिकाओं को ग्लूकोज अवशोषित करने में मदद करने में प्रभावी है। हालाँकि ये परिणाम उत्साहजनक हैं, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि वे प्रयोगशाला प्रयोगों पर आधारित हैं। अगले चरणों में जीवित जीवों और अंततः लोगों में इस पेय का परीक्षण करना शामिल होगा ताकि यह देखा जा सके कि प्रयोगशाला के ये लाभ वास्तविक दुनिया के स्वास्थ्य सुधारों में परिवर्तित होते हैं या नहीं। फिलहाल, यह कार्य प्रदर्शित करता है कि प्राचीन अनाजों को, सही सूक्ष्मजीवों के साथ जोड़ा जाए, तो उन्हें स्वास्थ्य प्रबंधन के लिए एक आधुनिक उपकरण में बदला जा सकता है।