जिंक गम

जिंक गम एक पॉलीसेकेराइड है जिसका कई औद्योगिक उपयोग होता है,जिसमें एक सामान्य खाद्य योज्य  भी शामिल है। यह एक प्रभावी गाढ़ा करने वाला एजेंट,  पायसीकारकों  और स्टेबलाइजर (भोजन) है जो सामग्री को अलग होने से रोकता है। इसे किण्वन प्रक्रिया का उपयोग करके सरल शर्करा से उत्पादित किया जा सकता है और इसका नाम इस्तेमाल किए गए  जीवाणु  की प्रजाति, ज़ैंथोमोनास कैंपेस्ट्रिस से लिया गया है।

इतिहास
जिंक गम की खोज संयुक्त राज्य अमेरिका के कृषि विभाग में एलेन रोज़ालिंड जीन्स और उनकी शोध टीम द्वारा की गई थी, और 1960 के दशक की शुरुआत में इसे सीपी केल्को द्वारा व्यापार नाम केलज़न के तहत व्यावसायिक उत्पादन में लाया गया था। इसे 1968 में खाद्य पदार्थों में उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया था और इसे ई नंबर E415 और CAS नंबर 11138-66-2 के साथ अमेरिका, कनाडा, यूरोपीय देशों और कई अन्य देशों में एक सुरक्षित खाद्य योज्य के रूप में स्वीकार किया गया है।

ज़ैंथन गम का नाम किण्वन प्रक्रिया के दौरान उपयोग किए जाने वाले बैक्टीरिया की प्रजाति, ज़ैंथोमोनस कैंपेस्ट्रिस से लिया गया है।

उपयोग
ज़ैंथन गम, 1%, किसी तरल की चिपचिपाहट में उल्लेखनीय वृद्धि पैदा कर सकता है।

खाद्य पदार्थों में, ज़ैंथन गम सलाद ड्रेसिंग और सॉस में आम है। यह पायस को स्थिर करके तेल पृथक्करण को रोकने में मदद करता है, हालाँकि यह एक पायसीकारक नहीं है। ज़ैंथन गम मसालों जैसे ठोस कणों को निलंबित करने में भी मदद करता है। ज़ैंथन गम मसाले जैसे ठोस कणों को निलंबित करने में भी मदद करता है। ज़ैंथन गम कई आइसक्रीमों में वांछित बनावट बनाने में मदद करता है। उत्पाद को एक समान बनाए रखने के लिए टूथपेस्ट में अक्सर बाइंडर के रूप में ज़ैंथन गम होता है। ज़ैंथन गम जर्दी में पाए जाने वाले वसा और इमल्सीफायर को बदलने के लिए, अंडे की सफेदी से बने वाणिज्यिक अंडे के विकल्प को गाढ़ा करने में भी मदद करता है।निगलने में परेशानी वाले लोगों के लिए यह तरल पदार्थों को गाढ़ा करने का एक पसंदीदा तरीका है, क्योंकि यह सामान्य उपयोग के स्तर पर खाद्य पदार्थों या पेय पदार्थों के रंग या स्वाद को नहीं बदलता है। ग्लूटेन-मुक्त बेकिंग में, आटे या बैटर को चिपचिपाहट देने के लिए ज़ैंथन गम का उपयोग किया जाता है जो अन्यथा ग्लूटेन के साथ प्राप्त होता है। अधिकांश खाद्य पदार्थों में इसका उपयोग 0.5% या उससे कम सांद्रता में किया जाता है। ज़ैंथन गम का उपयोग खाद्य उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है, जैसे सॉस, ड्रेसिंग, मांस और पोल्ट्री उत्पाद, बेकरी उत्पाद, कन्फेक्शनरी उत्पाद, पेय पदार्थ, डेयरी उत्पाद और अन्य।

तेल उद्योग में, ड्रिलिंग मिट्टी को गाढ़ा करने के लिए ज़ैंथन गम का उपयोग बड़ी मात्रा में किया जाता है। ये तरल पदार्थ ड्रिलिंग बिट द्वारा काटे गए ठोस पदार्थों को सतह पर ले जाते हैं। ज़ैंथन गम बेहतरीन "निम्न स्तर" रियोलॉजी प्रदान करता है। जब परिसंचरण बंद हो जाता है, तो ठोस पदार्थ ड्रिलिंग द्रव में निलंबित रहते हैं। क्षैतिज ड्रिलिंग के व्यापक उपयोग और ड्रिल किए गए ठोस पदार्थों के अच्छे नियंत्रण की मांग के कारण इसका उपयोग बढ़ गया है। इसकी चिपचिपाहट बढ़ाने और प्रक्षाल वाहिका  को रोकने के लिए इसे पानी के नीचे डाले गए कंक्रीट में मिलाया गया है।

सौंदर्य प्रसाधनों में, ज़ैंथन गम का उपयोग जल जैल तैयार करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग बूंदों के सहसंयोजन को बढ़ाने के लिए तेल-में-पानी के इमल्शन में भी किया जाता है। त्रि-आयामी ऊतक निर्माण का समर्थन करने वाले हाइड्रोजेल और ऊतक इंजीनियरिंग के निर्माण के लिए ऊतक इंजीनियरिंग में इसके संभावित उपयोग के लिए ज़ैंथन गम प्रारंभिक अनुसंधान के अधीन है। इसके अलावा, थिओलेटेड ज़ैंथन गम (थियोमर्स देखें) ने दवा वितरण के लिए क्षमता दिखाई है, चूंकि इस पॉलीसेकेराइड में थायोल समूहों के सहसंयोजक लगाव से उच्च म्यूकोएडहेसिव और पारगमन बढ़ाने वाले गुण पेश किए जा सकते हैं।

अपरुपण विरलन
ज़ैंथन गम समाधान की चिपचिपाहट उच्च अपरूपण दर के साथ कम हो जाती है। इसे शियर थिनिंग या स्यूडोप्लास्टिकिटी कहा जाता है। इसका मतलब यह है कि मिश्रण, हिलाने या चबाने से कतरने वाला उत्पाद पतला हो जाएगा। जब अपरूपण बल हटा दिए जाते हैं, तो भोजन फिर से गाढ़ा हो जाएगा। सलाद ड्रेसिंग में, ज़ैंथन गम मिलाने से यह मिश्रण को काफी सजातीय बनाए रखने के लिए बोतल में आराम से पर्याप्त गाढ़ा हो जाता है, लेकिन हिलाने और डालने से उत्पन्न कतरनी बल इसे पतला कर देता है, इसलिए इसे आसानी से डाला जा सकता है। जब यह बोतल से बाहर निकलता है, तो कतरनी बल हटा दिए जाते हैं और यह फिर से गाढ़ा हो जाता है, इसलिए यह सलाद से चिपक जाता है।

प्रयुक्त मात्रा
किसी तरल में ज़ैंथन गम का अनुपात जितना अधिक होगा, तरल उतना ही गाढ़ा हो जाएगा। एक पायसकम से कम 0.1% (वजन के अनुसार) से बनाया जा सकता है। गोंद की मात्रा बढ़ाने से 1% ज़ैंथन गम तक गाढ़ा, अधिक स्थिर पायस मिलता है। एक चम्मच ज़ैंथन गम का वजन लगभग 2.5 ग्राम होता है और यह एक कप (250 मिली) पानी को 1% सांद्रता में लाता है।

फोम बनाने के लिए आमतौर पर 0.2-0.8% ज़ैंथन गम का उपयोग किया जाता है। अंडे का सफेद पाउडर (0.2-2.0%) 0.1-0.4% ज़ैंथन गम के साथ साबुन के बुलबुले के समान बुलबुले पैदा करता है।

स्वास्थ्य
ज़ैंथन गम के कुछ स्वास्थ्य लाभ हो सकते हैं। इसने त्वचा कैंसर से पीड़ित चूहों में ट्यूमर के विकास को धीमा कर दिया है, रक्त शर्करा को स्थिर कर दिया है, कोलेस्ट्रॉल को कम कर दिया है और डिस्पैगिया के लक्षणों में सुधार किया है। ज़ैंथन गम एक रेचक के रूप में भी कार्य कर सकता है।

सुरक्षा
यूरोपीय खाद्य सुरक्षा प्राधिकरण (ईएफएसए) के एक वैज्ञानिक पैनल द्वारा 2017 की सुरक्षा समीक्षा के अनुसार, ज़ैंथन गम (यूरोपीय खाद्य योज्य संख्या ई 415) आंतों के किण्वन के दौरान बड़े पैमाने पर पच जाता है, और उच्च मात्रा में सेवन पर भी कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं डालता है। ईएफएसए पैनल ने दीर्घकालिक उपभोग से जीनोटॉक्सिसिटी के बारे में कोई चिंता नहीं मिली। ईएफएसए ने निष्कर्ष निकाला कि जब ज़ैंथन गम को खाद्य योज्य के रूप में सेवन किया जाता है तो सामान्य आबादी के लिए कोई सुरक्षा चिंता नहीं होती है।

माइक्रोबायोम द्वारा प्रसंस्करण
2022 में, वैज्ञानिकों ने पाया कि मानव मल के नमूनों में मौजूद रुमिनोकोकेसी परिवार का एक सूक्ष्म जीव, ज़ैंथन गम को नष्ट करने में सक्षम था, और ऐसा प्रतीत होता है कि यह औद्योगिक देशों के लोगों के माइक्रोबायोम से आया है।

तैयारी
ज़ैंथन गम ग्लूकोज और सुक्रोज के किण्वन (जैव रसायन) द्वारा निर्मित होता है।माध्यम अच्छी तरह से वातित और उत्तेजित होता है, और ज़ैंथन पॉलिमर माध्यम में बाह्यकोशिकीय रूप से उत्पन्न होता है। एक से चार दिनों के बाद, आइसोप्रोपाइल एल्कोहल को मिलाकर माध्यम से पॉलिमर को अवक्षेपित किया जाता है, और अवक्षेप को सुखाकर पीसकर एक पाउडर बनाया जाता है जो पानी या नमकीन पानी में आसानी से घुलनशील होता है।

यह पेंटासेकेराइड रिपीट इकाइयों से बना है, जिसमें मोलर सांद्रता 2:2:1 में ग्लूकोज, मैनोज़ और ग्लुकुरोनिक एसिड शामिल हैं।

क्स कैम्पेस्ट्रिस का एक प्रकार विकसित किया गया है जो लैक्टोज पर विकसित होगा - जो इसे पनीर उत्पादन के अपशिष्ट उत्पाद, मट्ठा को संसाधित करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। यह प्रत्येक 40 ग्राम/लीटर मट्ठा पाउडर के लिए 30 ग्राम/लीटर ज़ैंथन गम का उत्पादन कर सकता है। मट्ठा-व्युत्पन्न ज़ैंथन गम का उपयोग आमतौर पर शैंपू और सलाद ड्रेसिंग जैसे कई वाणिज्यिक उत्पादों में किया जाता है।

जैवसंश्लेषण का विवरण
संश्लेषण चीनी न्यूक्लियोटाइड अग्रदूतों यूडीपी ग्लूकोज, यूडीपी-ग्लुकुरोनेट और सकल घरेलू उत्पाद-मैनोज के संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट के रूप में ग्लूकोज से उत्पन्न होता है जो पेंटासैकेराइड रिपीट यूनिट के निर्माण के लिए आवश्यक होते हैं। यह ज़ैंथन के संश्लेषण को कार्बोहाइड्रेट चयापचय से जोड़ता है। दोहराई जाने वाली इकाइयाँ अनकेप्रेनिलफॉस्फेट लिपिड वाहकों पर निर्मित होती हैं जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में लगी होती हैं।

विशिष्ट ग्लाइकोसिलट्रांसफेरेज़ क्रमिक रूप से न्यूक्लियोटाइड चीनी ज़ैंथन अग्रदूतों के चीनी अंशों को लिपिड वाहकों में स्थानांतरित करते हैं। एसिटाइल और पाइरुविल अवशेषों को गैर-कार्बोहाइड्रेट सजावट के रूप में जोड़ा जाता है।परिपक्व रिपीट इकाइयों को एंटरोबैक्टीरियासी के वेज़ी-निर्भर पॉलीसेकेराइड संश्लेषण तंत्र के समान पॉलिमराइज़ और निर्यात किया जाता है।