वाइन की तलछट से बने पेप्टाइड मिश्रणों ने प्रयोगशाला में अंगूर की बेलों के प्रमुख रोगकारी कवकों को रोका

12 अगस्त को Systems Microbiology and Biomanufacturing में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, शोधकर्ताओं ने वाइन की लीस—किण्वन टैंकों और बैरल के तल में जमा होने वाली तलछट—से पेप्टाइड-समृद्ध मिश्रण तैयार किए, जिनमें अंगूर की बेलों के तने के रोगों से जुड़े दो प्रमुख रोगजनकों के खिलाफ कवकरोधी गतिविधि दिखी।

यह काम अंगूर की खेती की दो लगातार बनी रहने वाली समस्याओं से एक साथ निपटता है। बेलों के तने के रोग अंगूर के बागों में सबसे अधिक नुकसान पहुंचाने वाले रोगों में शामिल हैं, खासकर युवा पौधों में; वहीं वाइन लीस वाइनरी का एक बड़ा उप-उत्पाद है, जिसका अक्सर पूरा उपयोग नहीं हो पाता। अध्ययन से संकेत मिलता है कि आम तौर पर कचरे के रूप में देखी जाने वाली सामग्री जैविक नियंत्रण उत्पादों का स्रोत बन सकती है। हालांकि, निष्कर्ष अभी प्रयोगात्मक परीक्षणों तक सीमित हैं और इन्हें अंगूर के बागों के लिए प्रमाणित व्यावसायिक उपचार नहीं माना जा सकता।

अध्ययन में Phaeomoniella chlamydospora और Phaeoacremonium minimum रोगजनकों की जांच की गई। ये दो कवक पेट्री रोग से गहराई से जुड़े हैं। ये जीव युवा अंगूर की बेलों के काष्ठ ऊतक को संक्रमित करते हैं और लकड़ी का रंग बदलने, ऊतक मरने, पत्तियों पर धारियां पड़ने, वृद्धि घटने, मुरझाने और गंभीर मामलों में पौधे की मौत का कारण बन सकते हैं। शोधकर्ताओं ने कहा कि मानव स्वास्थ्य के जोखिमों के कारण सोडियम आर्सेनाइट पर प्रतिबंध लगने के बाद से प्रभावी रासायनिक नियंत्रण के विकल्प सीमित रहे हैं, जिससे जैविक विकल्पों में दिलचस्पी बढ़ी है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, लीस वाइनरी का दूसरा सबसे बड़ा उप-उत्पाद है और कुल मात्रा का लगभग 25% बनाता है। इसमें मृत और जीवित यीस्ट कोशिकाओं के साथ प्रोटीन, पेप्टाइड, पॉलीसैकराइड, लिपिड और पॉलीफेनॉल होते हैं। लेकिन इस्तेमाल की गई अंगूर की किस्म, यीस्ट स्ट्रेन और किण्वन प्रक्रिया के आधार पर इसकी संरचना में काफी अंतर हो सकता है। इसी वजह से शोधकर्ताओं ने संरचना पर नियंत्रण को काम का केंद्रीय पहलू माना, न कि कोई गौण मुद्दा।

कवकरोधी मिश्रण तैयार करने के लिए टीम ने कई चरणों वाली जैव-प्रक्रिया तैयार की। इसकी शुरुआत Saccharomyces के एकल कल्चर और गैर-Saccharomyces स्ट्रेन के क्रमिक इनोक्युलेशन से नियंत्रित किण्वन के साथ हुई। इसके बाद बनी लीस पर अल्ट्रासाउंड-सहायित ऑटोलिसिस, एंजाइमी हाइड्रोलिसिस और 3 kilodaltons पर अल्ट्राफिल्ट्रेशन किया गया। उद्देश्य यीस्ट से प्राप्त सामग्री को छोटे अंशों में तोड़ना था, ताकि उनकी जैविक गतिविधि की जांच की जा सके।

नतीजों में अनुपचारित और संसाधित अंशों के बीच स्पष्ट अंतर दिखा। उच्च आणविक भार वाले ऑटोलाइसेट्स ने कवक की वृद्धि नहीं रोकी। इसके विपरीत, हाइड्रोलिसिस के बाद प्राप्त अंशों ने Phaeoacremonium minimum की मायसीलियल वृद्धि 45% से 75% तक और Phaeomoniella chlamydospora की 40% से 57% तक घटाई। एक रोगजनक में इन अंशों ने कोनिडिया का उत्पादन 92% तक और दूसरे में 61% तक कम किया। इससे संकेत मिलता है कि असर केवल वृद्धि पर ही नहीं, बल्कि कवकों की प्रजनन क्षमता पर भी पड़ा।

पौधों पर किए गए परीक्षणों में भी सकारात्मक नतीजे मिले। इन परीक्षणों में अंशों ने एक मापन-समूह में लकड़ी का रंग बदलने के लक्षण 47% से 52% तक और दूसरे में 35% से 73% तक घटाए। रोगजनक और जांचे गए अंश के आधार पर, उन्होंने अंतःस्थ कवकों की वृद्धि भी 63% से 84% तक और 80% से 91% तक कम की। शोधकर्ताओं ने कहा कि यह रुझान हाइड्रोलिसिस के अहम चरण होने की ओर इशारा करता है—यानी यीस्ट प्रोटीन के छोटे पेप्टाइड में टूटने पर कवकरोधी गतिविधि पैदा हो सकती है।

अध्ययन में इन अंतरों के पीछे की रासायनिक संरचना की भी जांच की गई। UHPLC-ESI-TIMS-QTOF के साथ अनटार्गेटेड मेटाबोलॉमिक्स का इस्तेमाल करके टीम ने स्ट्रेन और किण्वन के अनुसार अलग-अलग रासायनिक संकेत पाए; किण्वन की स्थितियों के बीच अंतर दिखाने वाले 448 फीचर की पहचान की गई। गतिविधि-आधारित सहसंबंध फिंगरप्रिंटिंग नाम के दूसरे तरीके से 49 संभावित बायोमार्कर पहचाने गए, जिनका रोगजनक की वृद्धि से नकारात्मक संबंध था। शोधकर्ताओं ने कहा कि ये यौगिक यह समझने में मदद कर सकते हैं कि कवकरोधी असर किन अणुओं से पैदा होता है और भविष्य में प्रक्रिया तैयार करने का मार्गदर्शन कर सकते हैं।

मुख्य निष्कर्षों में से एक यह था कि प्रक्रिया के शुरुआती चरण में किण्वन स्वयं गुणवत्ता नियंत्रण का काम करता दिखाई दिया। यीस्ट स्ट्रेन और इनोक्युलेशन का क्रम सावधानी से चुनकर उत्पादक लीस से प्राप्त अंशों की संरचना को प्रभावित कर सकते हैं और संभवतः उन्हें अधिक कवकरोधी गतिविधि की ओर ले जा सकते हैं। व्यावहारिक रूप से, इसका अर्थ है कि वाइन उत्पादन को प्रभावित करने वाले वही किण्वन-संबंधी फैसले पीछे बचने वाले उप-उत्पादों का मूल्य भी तय कर सकते हैं।

यह संबंध पादप रोग विज्ञान से आगे भी मायने रखता है। वाइनरी और व्यापक पेय क्षेत्र के लिए यह शोध कचरे के निपटान की समस्या को उपयोगी कृषि इनपुट में बदलने का संभावित तरीका दिखाता है। यदि यह तरीका बड़े परीक्षणों में कारगर साबित होता है, तो इससे वाइन उत्पादन में अपशिष्ट के मूल्यवर्धन को अंगूर के बागों की सुरक्षा के नए उपायों से जोड़ने में मदद मिल सकती है। इस तरह बड़े पैमाने पर पहले से बनने वाले उप-उत्पाद का परिपत्र अर्थव्यवस्था में संभावित उपयोग सामने आता है।

शोधकर्ताओं ने स्पष्ट किया कि निष्कर्षों का दावा उपलब्ध आंकड़ों से आगे नहीं जाना चाहिए। नतीजे प्रयोगशाला परीक्षणों और पौधों पर आधारित प्रयोगात्मक जांचों से मिले हैं, व्यावसायिक अंगूर के बागों में बड़े पैमाने पर किए गए खेत-परीक्षणों से नहीं। इसलिए निरंतरता, लागत, इस्तेमाल के तरीके, नियामकीय मंजूरी और वास्तविक उगाई परिस्थितियों में प्रदर्शन को लेकर अहम सवाल बाकी हैं। वहां मौसम, बेलों की उम्र, मिट्टी और मिले-जुले संक्रमण—सभी रोग के दबाव को प्रभावित कर सकते हैं।

फिर भी, अध्ययन आगे विकास के लिए एक स्पष्ट रास्ता सुझाता है। लीस को कम मूल्य वाले, अनियमित अवशेष के रूप में देखने के बजाय, इसमें उन्हें ऐसा कच्चा माल बताया गया है जिसे संसाधित किया जा सकता है और जिसकी जैविक गतिविधि को किण्वन की रूपरेखा, एंजाइमी उपचार और पृथक्करण के चरणों के जरिए बदला जा सकता है। अंगूर के बागों में रोग और उप-उत्पाद प्रबंधन—दोनों से जूझ रहे उद्योग के लिए यह मेल वाइन लीस को भविष्य के फसल-सुरक्षा अनुसंधान में पहले से अधिक अहम बना सकता है।