Structural Reorganisation and Reduced In Vitro Digestibility of Jackfruit Seed Starch Induced by Sequential Hydrogen Peroxide Oxidation and Heat–Moisture Treatment
हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अनुक्रमिक ऑक्सीकरण के बाद ऊष्मा-आर्द्रता उपचार जैकफ्रूट बीज स्टार्च में संरचनात्मक पुनर्गठन और कणों के एकत्रीकरण को प्रेरित करता है, जो तेजी से पचने योग्य स्टार्च को प्रतिरोधी स्टार्च में परिवर्तित करके इसकी इन विट्रो पाचन क्षमता और अनुमानित ग्लाइसेमिक इंडेक्स को महत्वपूर्ण रूप से कम कर देता है।
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स्टार्च दुनिया का सबसे सामान्य कार्बोहाइड्रेट है, जो चावल और आलू से लेकर उष्णकटिबंधीय फलों के बीजों तक सब कुछ में पाया जाने वाला एक मुख्य ऊर्जा स्रोत है। मानव शरीर के लिए, स्टार्च एक ईंधन है जो टूटकर शर्करा (शुगर) में बदल जाता है, लेकिन इसके टूटने की गति बहुत भिन्न होती है। कुछ स्टार्च जल्दी घुल जाते हैं, जिससे रक्त शर्करा में तेजी से उछाल आता है, जबकि अन्य पूरी तरह से पाचन का विरोध करते हैं, और छोटी आंत से होकर गुजरते हुए आंत में लाभकारी बैक्टीरिया को पोषण देते हैं। यह व्यवहार में अंतर यादृच्छिक नहीं है; यह स्वयं स्टार्च की सूक्ष्म संरचना द्वारा निर्धारित होता है। स्टार्च के अणु आपस में कैसे पैक होते हैं, वे कितने कसकर व्यवस्थित होते हैं, और एंजाइम उन तक कितनी आसानी से पहुँच सकते हैं, यह निर्धारित करता है कि कोई खाद्य पदार्थ ऊर्जा के त्वरित विस्फोट के रूप में कार्य करेगा या धीमी, निरंतर रिहाई के रूप में। इस संरचना को नया आकार देने का तरीका समझना उन खाद्य वैज्ञानिकों के लिए एक प्रमुख लक्ष्य है जो बेहतर मेटाबॉलिक स्वास्थ्य का समर्थन करने वाले अवयवों (इंग्रीडिएंट्स) को बनाने की तलाश में हैं।
हाल ही में एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने अपना ध्यान कटहल के बीजों की ओर लगाया, जो एक ऐसा फल है जो दक्षिण-पूर्व एशिया में प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है और जिसके बीज अक्सर फेंके जाते हैं बावजूद इसके कि वे स्टार्च से भरपूर होते हैं। वियतनाम स्थित इस टीम ने इस कम उपयोग किए गए संसाधन को इसकी आंतरिक संरचना को बदलकर एक अधिक स्वास्थ्यवर्धक सामग्री में बदलने का प्रयास किया। उन्होंने एक दो-चरणीय प्रक्रिया का उपयोग किया जिसे पहले स्टार्च के प्राकृतिक क्रम को ढीला करने और फिर इसे एक अधिक सघन, प्रतिरोधी रूप में खुद को फिर से बनाने के लिए मजबूर करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। पहले चरण में स्टार्च को हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ उपचारित किया गया, जो एक हल्का रासायनिक एजेंट है जो स्टार्च के अणुओं पर नए रासायनिक समूह पेश करता है। दूसरा चरण एक भौतिक उपचार था जिसे 'हीट-मॉइस्चर ट्रीटमेंट' (ऊष्मा-आर्द्रता उपचार) के रूप में जाना जाता है, जहाँ स्टार्च को पानी की एक नियंत्रित मात्रा के साथ एक विशिष्ट तापमान पर गर्म किया जाता है, लेकिन इतना नहीं कि इसे जेल में पका दिया जाए। लक्ष्य यह देखना था कि क्या यह क्रम मौलिक रूप से इस बात को बदल सकता है कि शरीर स्टार्च को कैसे पचाता है।
प्रयोग के परिणाम चौंकाने वाले थे। जब शोधकर्ताओं ने केवल रासायनिक उपचार के बाद कटहल के बीज के स्टार्च का विश्लेषण किया, तो उन्होंने पाया कि इस प्रक्रिया ने स्टार्च की प्राकृतिक संरचना को थोड़ा बाधित कर दिया था। स्टार्च के कणों (ग्रेन्यूल्स), जो कार्बोहाइड्रेट के छोटे भंडारण इकाइयाँ हैं, ने सतह के खुरदरेपन के संकेत दिखाए, और अणुओं का आंतरिक क्रम थोड़ा कम व्यवस्थित हो गया। यह परिवर्तन स्टार्च को पचाने में कठिन बनाने के लिए पर्याप्त था, लेकिन वास्तविक परिवर्तन दूसरे चरण के बाद हुआ। जब रासायनिक रूप से उपचारित स्टार्च को ऊष्मा और नमी के अधीन किया गया, तो अणुओं ने खुद को पुनर्गठित किया। एक ढीली, आसानी से सुलभ अवस्था में रहने के बजाय, वे एक बहुत ही सघन और व्यवस्थित संरचना में फिर से एकत्रित हो गए। कण आपस में जुड़ गए, और आंतरिक क्रिस्टलीय क्षेत्र काफी स्पष्ट हो गए, जिससे स्टारच प्रभावी रूप से एक ऐसे रूप में लॉक हो गया जिसे पचाने के लिए पाचन एंजाइम संघर्ष करते हैं।
इस संरचनात्मक पुनर्गठन का एक सिम्युलेटेड पाचन वातावरण में सीधा और नाटकीय प्रभाव पड़ा। अपनी प्राकृतिक अवस्था में, कटहल के बीज का स्टार्च अत्यधिक सुपाच्य था, जिसमें लगभग 69 प्रतिशत हिस्सा तेजी से शर्करा में टूट जाता था। क्रमिक उपचार के बाद, वह आंकड़ा गिरकर 19 प्रतिशत से भी कम रह गया। इसके विपरीत, स्टार्च का वह हिस्सा जिसने पाचन का पूरी तरह से विरोध किया—जिसे प्रतिरोधी स्टार्च (रेसिस्टेंट स्टार्च) के रूप में जाना जाता है—कच्चे बीज के लगभग 16 प्रतिशत से बढ़कर उपचारित नमूने में 55 प्रतिशत से अधिक हो गया। इस बदलाव का अर्थ था कि संशोधित स्टार्च अपनी ऊर्जा बहुत धीरे-धीरे छोड़ेगा, जिससे तेजी से पचने वाले कार्बोहाइड्रेट से जुड़े रक्त शर्करा के तीव्र उछाल से बचा जा सकेगा। शोधकर्ताओं ने गणना की कि रक्त शर्करा पर अनुमानित प्रभाव, जो एक माप है जिसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता है कि कोई खाद्य पदार्थ ग्लूकोज स्तर को कैसे प्रभावित करता है, कच्चे स्टार्च के 78.56 के उच्च स्तर से घटकर उपचारित संस्करण के 49.49 के निम्न स्तर पर आ गया।
अध्ययन सुझाव देता है कि इस परिवर्तन की कुंजी न तो कोई और रासायनिक परिवर्तन थी, बल्कि एक भौतिक परिवर्तन था। हीट और मॉइस्चर ट्रीटमेंट ने स्टार्च में अधिक रासायनिक समूह नहीं जोड़े; इसके बजाय, इसने उन अणुओं को प्रोत्साहित किया जिन्हें प्रारंभिक रासायनिक चरण द्वारा ढीला किया गया था, ताकि वे नई, अधिक सघन व्यवस्थाएं खोज सकें। इस नई व्यवस्था ने एक भौतिक बाधा बनाई जिसे एंजाइम आसानी से भेद नहीं सके। निष्कर्ष बताते हैं कि सावधानीपूर्वक एक हल्के रासायनिक संशोधन को एक विशिष्ट भौतिक उपचार के साथ जोड़कर, यह संभव है कि एक सामान्य, तेजी से पचने वाले स्टारच को एक धीमी गति से पचने वाले, स्वास्थ्य-प्रवर्तक अवयव में नया आकार दिया जाए। कटहल के बीजों के लिए, जो अक्सर बर्बाद हो जाते हैं, यह दृष्टिकोण इस उपोत्पाद (बायप्रोडक्ट) को प्रतिरोधी स्टार्च के एक मूल्यवान स्रोत में बदलने का एक तरीका प्रदान करता है, जो संभावित रूप से बेहतर रक्त शर्करा नियंत्रण के लिए आहार का समर्थन करने में योगदान दे सकता है।
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