Characterization of lactic and acetic acid bacteria and their phages from a California winery
यह अध्ययन कैलिफोर्निया के एक वाइनरी में निरंतर बने रहने वाले लैक्टिक और एसिटिक एसिड बैक्टीरिया का लक्षण वर्णन करता है और इन स्पॉइलेज जीवों को रोकने में सक्षम नवीन फेजों को अलग करता है, जो वाइन उत्पादन के दौरान लक्षित सूक्ष्मजीव नियंत्रण एजेंटों के रूप में उनकी क्षमता का सुझाव देते हैं।
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वाइन एक जीवित चीज़ है, एक तरल पारिस्थितिकी तंत्र जहाँ यीस्ट अंगूर के रस को अल्कोहल में बदल देता है। लेकिन यह परिवर्तन एक नाजुक संतुलन है, जो अदृश्य आक्रमणकारियों द्वारा आसानी से बिगड़ सकता है। बैक्टीरिया के दो समूह, जिन्हें लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया और एसिटिक एसिड बैक्टीरिया के रूप में जाना जाता है, तब मुख्य संदिग्ध होते हैं जब वाइन खराब हो जाती है। पहला समूह एक ताज़ा रेड वाइन को खट्टा कर सकता है या उसे सिरके जैसी चुभन दे सकता है, जबकि दूसरा समूह स्वयं सिरके के उस तीखे, अम्लीय स्वाद के पीछे का प्राथमिक इंजन है। वाइनमेकर्स इन बैक्टीरिया को नियंत्रण में रखने के लिए लंबे समय से रासायनिक योजकों (additives) पर भरोसा करते आए हैं, लेकिन ये तरीके अपरिष्कृत उपकरण हैं; वे उन सहायक बैक्टीरिया को मार सकते हैं जो वाइन के अंतिम स्वाद प्रोफाइल के लिए आवश्यक होते हैं और अक्सर पीछे एक रासायनिक अवशेष छोड़ देते हैं जिससे आधुनिक उपभोक्ता बचना पसंद करते हैं। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह रहा है कि प्रकृति एक अधिक सटीक समाधान प्रदान करती है: ऐसे वायरस जो केवल विशिष्ट बैक्टीरिया का शिकार करते हैं। ये वायरस, जिन्हें बैक्टीरियोफेज कहा जाता है, जैविक स्नाइपर की तरह कार्य करते हैं, जो शेष सूक्ष्मजीव समुदाय को अछूता छोड़ते हुए केवल बैक्टीरिया की एक एकल प्रजाति को लक्षित करते हैं।
हाल ही में एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए काम शुरू किया कि क्या इन वायरल शिकारियों को पाया जा सकता है और वाइन को भीतर से सुरक्षित करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है। कैलिफोर्निया के लिवरमोर में एक वाइनरी के साथ काम करते हुए, टीम ने अंगूरों के शुरुआती रिंसिंग (धुलाई) से लेकर अंतिम किण्वन (fermentation) तक, वाइन बनाने की प्रक्रिया के हर प्रमुख चरण में नमूने एकत्र किए। वे उन विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया की तलाश कर रहे थे जो वाइन के बैरल के कठोर, अम्लीय और अल्कोहलयुक्त वातावरण में जीवित रहने में सक्षम होते हैं। जेनेटिक सीक्वेंसिंग का उपयोग करते हुए, उन्होंने बैक्टीरियल परिदृश्य का मानचित्रण किया और पाया कि जबकि कई प्रजातियां वाइन के परिपक्व होने के साथ मर गईं, लैक्टिक और एसिटिक एसिड बैक्टीरिया के कुछ जिद्दी स्ट्रेन पहले अंगूर के रिंस से लेकर तैयार उत्पाद तक बने रहे। इन जीवित बचे हुए स्ट्रेन में विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया शामिल थे जिन्हें स्पॉइलेज (खराबी) का कारण माना जाता है, जो इस बात की पुष्टि करता है कि खतरा वाइन की पूरी यात्रा के दौरान मौजूद है।
इन निरंतर बने रहने वाले बैक्टीरियल दोषियों की पहचान करने के बाद, शोधकर्ताओं ने अपना ध्यान उनके प्राकृतिक शिकारियों को खोजने की ओर लगाया। उन्होंने अपशिष्ट जल (wastewater) और किण्वित खाद्य पदार्थों में खोज की, ऐसे वायरस की तलाश में जो इन विशिष्ट वाइन-जनित बैक्टीरिया पर हमला कर सकें। उन्होंने सफलतापूर्वक कई नए वायरस अलग किए, जिनमें दो ऐसे वायरस शामिल थे जो एक सामान्य स्पॉइलेज बैक्टीरिया का शिकार करते हैं और अन्य दो जो एसिटिक एसिड बैक्टीरिया को लक्षित करते हैं। इनमें से एक खोज विशेष रूप से आश्चर्यजनक थी: एक विशाल वायरस, जो इतना बड़ा है कि इसे "जंबो" फेज के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जो सिरका बनाने वाले बैक्टीरिया को संक्रमित करता है। यह विशाल वायरस अपने मेजबान से लगभग चार गुना बड़े जीनोम को वहन करता है और एक अद्वितीय आनुवंशिक संरचना रखता है, जिसमें आणविक कैंची जैसे दिखने वाले जीन की कई प्रतियां शामिल हैं, जो अपने मेजबान की रक्षा प्रणाली के खिलाफ लड़ने के जटिल विकासवादी इतिहास का सुझाव देती है। अध्ययन में पाए गए एक अन्य वायरस में ऐसे जीन थे जो उसके अपने आनुवंशिक पदार्थ को संशोधित करने में मदद करते हैं, एक ऐसी चाल जो शायद उसे बैक्टीरिया की प्रतिरक्षा प्रणाली से बचने में मदद करती है।
इसके बाद शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया कि क्या ये वायरस वास्तव में वास्तविक वाइनमेकिंग जैसी स्थितियों में बैक्टीरिया को बढ़ने से रोक सकते हैं। उन्होंने अंगूर के रस और वाइन में इन वायरसों को बैक्टीरिया के साथ मिलाया, जिससे एक ऐसा वातावरण बनाया गया जिसमें एक वाइनरी में पाए जाने वाले समान अम्लता और अल्कोहल स्तर थे। परिणाम उत्साहजनक थे। अंगूर के रस में, वायरसों ने स्पॉइलेज बैक्टीरिया की वृद्धि को एक सप्ताह तक रोक दिया, जिससे जूस बिना किसी बाधा के स्थिर रहा और बैक्टीरियल आबादी कम रही। खुद वाइन के भीतर, उच्च अल्कोहल सामग्री के कारण बैक्टीरिया को बढ़ने में कठिनाई हुई, लेकिन जहाँ भी वे प्रकट होने में सफल रहे, वायरसों ने उनकी संख्या को अनट्रीटेड नमूनों की तुलना में काफी कम रखा। अध्ययन सुझाव देता है कि ये वायरस वाइनमेकर्स के लिए एक सटीक उपकरण के रूप में काम कर सकते हैं, जिससे उन्हें लाभकारी बैक्टीरिया को नुकसान पहुंचाए बिना या कठोर रसायनों के साथ वाइन की केमिस्ट्री को बदले बिना अवांछित बैक्टीरिया को दबाने की अनुमति मिलती है। हालांकि यह शोध अभी अपने शुरुआती चरणों में है और यह एक पूर्ण व्यावसायिक उत्पाद के बजाय एक 'प्रूफ ऑफ कॉन्सेप्ट' का प्रतिनिधित्व करता है, यह प्रदर्शित करता है कि प्रकृति के अपने वायरल शिकारी वाइन को साफ, स्पष्ट और उसके इच्छित स्वाद के अनुरूप बनाए रखने की कुंजी हो सकते हैं।
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