वैज्ञानिकों ने पहली बार यह खोज निकाला है कि प्रिजर्वेटिव द्वारा बैक्टीरिया को नष्‍ट किया जाता है। उन्नत इमेजिंग और रासायनिक विश्लेषण के इस्‍तेमाल से टीम ने खुलासा किया कि कैसे प्रिजर्वेटिव जीवाणु कोशिकाओं को भीतर से बाधित करते हैं। यह सफलता घरों और व्यक्तिगत देखभाल श्रेणियों में स्मार्ट और सुरक्षित प्रिजर्वेशन प्रौद्योगिकियों को डिजाइन करने का द्वार खोलती है।

सोडियम बेंजोएट (एसबी) और फेनोक्सीएथेनॉल (पीओई) दोनों प्रभावी प्रिजर्वेटिव हैं। सोडियम बेंजोएट (एसबी) 1900 के दशक की शुरुआत से अचार, केचप और फ़िज़ी पेय जैसे खाद्य पदार्थों को सुरक्षित रख रहा है, जो 1908 में यूएस एफडीए द्वारा अनुमोदित पहला खाद्य प्रिजर्वेटिव है। फेनोक्सीएथेनॉल (पीओई) नया जोड़ है, जिसका उपयोग दशकों से शैम्पू, मॉइस्चराइज़र, सनस्क्रीन और यहां तक कि कुछ टीकों में भी किया जा रहा है। एक सदी से अधिक के व्यापक उपयोग के बावजूद, इन दो प्रमुख प्रिजर्वेटिव, एसबी और पीओई की जीवाणुरोधी गतिविधि में अंतर्निहित आणविक तंत्र को कम समझा जाता है।

विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग के एक स्वायत्त संस्थान, नैनो विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान (आईएनएसटी) मोहाली के अनुसंधानकर्ताओं ने यूनिलीवर आर एंड डी बैंगलोर के सहयोग से प्रिजर्वेटिव प्रणालियों की कार्रवाई के रोगाणुरोधी मोड को स्पष्ट करने के लिए पूरक जैव रासायनिक विश्लेषण के साथ ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम) को एकीकृत करके इस संबंध में जानकारी की कमी को दूर किया। अध्ययन ने दो प्रतिनिधि जीवाणु रोगजनकों: ग्राम-पॉजिटिव स्टैफिलोकोकस ऑरियस और ग्राम-नेगेटिव स्यूडोमोनास एरुगिनोसा में प्रिजर्वेटिव से प्रेरित सेलुलर और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की जांच की।

चित्र 1: अध्ययन से कार्रवाई के दोहरे तरीके का पता चला: प्रिजर्वेटिव आंतरिक जैव रासायनिक क्षति को ट्रिगर करते हुए जीवाणु कोशिका आवरण से समझौता करते हैं, जिससे कई सेलुलर लक्ष्यों पर समन्वित हमला होता है।

अनुसंधानकर्ताओं ने पाया कि प्रिजर्वेटिव कई मोर्चों पर बैक्टीरिया पर हमला करते हैं। माइक्रोबियल सेल लिफाफा शारीरिक रूप से समझौता हो जाता है, जबकि प्रतिक्रियाशील एल्डिहाइड और ऑक्सीजन-व्युत्पन्न प्रजातियां कोशिका के अंदर जमा हो जाती हैं, आवश्यक प्रोटीन, आनुवंशिक सामग्री और अन्य महत्वपूर्ण सेलुलर कार्यों को बाधित करती हैं। कार्रवाई के एक ही तरीके के बजाय, प्रिजर्वेटिव एक समन्वित बहु-लक्ष्य हमला करते हैं, जो अभी तक के सबसे स्पष्ट विचारों में से एक प्रदान करते हैं कि जीवाणु कोशिकाएं कैसे निष्क्रिय होती हैं।

उन्नत इमेजिंग से पता चला कि सोडियम बेंजोएट और फेनोक्सीथेनॉल बैक्टीरिया की निष्क्रियता के लिए अलग-अलग मार्गों का पालन करते हैं। सोडियम बेंजोएट ने सेलुलर संकोचन और पतन को प्रेरित किया, जबकि फेनोक्सीएथेनॉल झिल्ली के विस्तार और अंततः टूटने का कारण बना। अनुसंधानकर्ताओं ने आगे दिखाया कि सोडियम बेंजोएट अम्लीय वातावरण में काफी अधिक शक्तिशाली हो जाता है, गतिविधि में लगभग सोलह गुना वृद्धि का प्रदर्शन करता है, जबकि फेनोक्सीएथेनॉल ने एक विस्तृत पीएच रेंज में लगातार प्रभावकारिता प्रदर्शित की। ये निष्कर्ष इस बात में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं कि फॉर्मूलेशन की विभिन्न स्थितियों के लिए प्रिजर्वेटिव के प्रदर्शन को कैसे अनुकूलित किया जा सकता है।

ईशानी शर्मा, एसएम रोज, मधु लता, सोमनाथ दास, नागराज आईएस आचार्य, महेश्वर नाइक, समीरन महापात्रा और शर्मिष्ठा सिन्हा की टीम ने निषेध क्षेत्र और एमआईसी परख जैसे परीक्षणों के माध्यम से बैक्टीरिया को चलाया ताकि कोशिका के आकार को सचमुच गिरते हुए देखने के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, झिल्ली के रिसाव को पकड़ने के लिए एक डाई रिसाव परीक्षण, और दो जैव रासायनिक परख (एमबीटीएच और डीसीएफडीए) आंतरिक रासायनिक अराजकता को मापने के लिए, दो बहुत अलग बैक्टीरिया, और तटस्थ और अम्लीय दोनों स्थितियों में यह देखा जा सके कि विकास को कम करने के लिए कितना प्रिजर्वेटिव लगता है। साथ ही, इन विधियों ने अनुसंधानकर्ताओं को एक ही समय में एक जीवाणु को बाहर की तरफ कैसा दिखता है, उससे जोड़ने में मदद की कि वास्तव में अंदर क्या गलत हो रहा है। यह जर्नल : लेटर्स इन एप्लाइड माइक्रोबायोलॉजी में प्रकाशित हुआ था।

चित्र 2: टीईएम छवियां: गैर-उपचारित कोशिकाएं (पी. एरुगिनोसा-टॉप और एस. ऑरियस-बॉटम) बनाम एसबी या पीओई के साथ इलाज की गई कोशिकाएं, झिल्ली टूटना और साइटोप्लाज्मिक रिसाव (लाल तीर के साथ संकेतित) दिखाती हैं।

यह जानने से कि ये प्रिजर्वेटिव कैसे काम करते हैं, उद्योग को किसी विशेष उत्पाद प्रारूप के लिए सही चुनने में मदद मिल सकती है, (सोडियम बेंजोएट किसी भी अम्लीय चीज के लिए उपयुक्त है और फेनोक्सीथेनॉल उन मामलों के लिए उपयुक्त है जहां पीएच का उतार-चढ़ाव मायने नहीं रखता), अनुमान लगाने के बजाय सही मात्रा का उपयोग करें, खराब होने और कचरे में कटौती करें, और बैक्टीरिया से एक कदम आगे रहें जो अन्यथा प्रतिरोध विकसित कर सकते हैं।

Publication link: 10.1093/lambio/ovag022

***

पीके/केसी/आरटी/एसकेएस/पीके

(रिलीज़ आईडी: 2313912) आगंतुक पटल : 103