ID#7152 HSC Chemistry 1st CQ (Barisal 2023)

ক) কিলেটিং এজেন্টের সংজ্ঞা দাও।

যেসব লিগ্যান্ড একই সাথে একাধিক দাতা পরমাণুর মাধ্যমে কেন্দ্রীয় ধাতব আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে বলয় বা আংটির মতো জটিল কাঠামো গঠন করে, তাদেরকে কিলেটিং এজেন্ট বলে।

খ) খাদ্য সংরক্ষণে এন্টিঅক্সিডেন্ট এর ভূমিকা লেখ।

খাদ্য সংরক্ষণে বিশেষ করে চর্বি ও তেলযুক্ত খাদ্যের পচন রোধে অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তেল বা চর্বি বাতাসে উপস্থিত মুক্ত অক্সিজেনের সংস্পর্শে এলে স্বতঃজারণ (Auto-oxidation) প্রক্রিয়ায় জারিত হয়ে দুর্গন্ধযুক্ত অ্যালডিহাইড ও কিটোন তৈরি করে, যা খাদ্যকে নষ্ট ও দুর্গন্ধযুক্ত (Rancid) করে তোলে।

অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট নিজে মুক্ত অক্সিজেনের সাথে সহজে বিক্রিয়া করে অথবা জারণ বিক্রিয়ার চেইন মেকানিজমে উৎপন্ন ক্ষতিকর ফ্রি-র‌্যাডিক্যালকে প্রশমিত করে।

উত্তর: অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট তেলের জারণ প্রক্রিয়াকে সম্পূর্ণ বাধাগ্রস্ত করার মাধ্যমে খাদ্যের স্বাদ, গন্ধ ও গুণগত মান দীর্ঘকাল অক্ষুণ্ন রাখে।

গ) খাদ্য সংরক্ষণে উদ্দীপকের 'C' এর ব্যবহার বর্ণনা করো।

উদ্দীপকের ৩নং প্রক্রিয়া অনুযায়ী, সরিষা বীজ পেষণ করে যে তেল পাওয়া যায়, তা হলো সরিষার তেল (Mustard Oil)। এটি একটি উৎকৃষ্ট প্রাকৃতিক খাদ্য প্রিজারভেটিভ যা আবহমানকাল থেকে ঐতিহ্যগতভাবে আচার, চাটনি ও বিভিন্ন খাদ্য সামগ্রী দীর্ঘকাল সংরক্ষণে বহুল ব্যবহৃত হয়ে আসছে।

খাদ্য সংরক্ষণে সরিষার তেলের বহুমুখী ব্যবহার ও মেকানিজম নিচে বিস্তারিত বর্ণনা করা হলো:

১. অ্যারোমেটিক আইসোথায়োসায়ানেটের ভূমিকা:
সরিষার তেলের একটি অন্যতম প্রধান রাসায়নিক উপাদান হলো 'অ্যালিল আইসোথায়োসায়ানেট' (Allyl isothiocyanate)। এই যৌগটির মধ্যে তীব্র অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল (Antimicrobial) বৈশিষ্ট্য বিদ্যমান। এটি খাদ্যে ক্ষতিকর ব্যাকটেরিয়া, মোল্ড এবং ছত্রাকের (Fungi) আক্রমণ ও বংশবৃদ্ধি অত্যন্ত কার্যকরভাবে দমন করে।

২. বায়ুনিরোধক প্রতিরক্ষামূলক আস্তরণ (Protective Barrier):
আচার বা অন্যান্য খাদ্যকে যখন সরিষার তেলের মধ্যে সম্পূর্ণ ডুবিয়ে রাখা হয়, তখন তেলের একটি ঘন স্তর বা আস্তরণ তৈরি হয়। তেল পানির চেয়ে হালকা হওয়ায় এটি খাদ্যের উপরিভাগে ভেসে থাকে। এই তৈলাক্ত আস্তরণটি বাতাস বা বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের সাথে খাদ্যের সরাসরি সংস্পর্শ সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্ন করে দেয়। ফলে জারণ ক্রিয়া এবং সবাত অণুজীবের (Aerobic microorganisms) বেঁচে থাকার পরিবেশ নষ্ট হয়।

৩. আর্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ:
সরিষার তেল হাইড্রোফোবিক (Hydrophobic) বা পানিবিকর্ষী হওয়ায় তা বাইরের পরিবেশ থেকে আর্দ্রতা বা পানিকে খাদ্যের ভেতরে প্রবেশ করতে বাধা দেয়। আর্দ্রতাহীন পরিবেশে অণুজীবের এনজাইমীয় কার্যকারিতা স্থবির হয়ে পড়ে।

উত্তর: আচার ও বিভিন্ন মৌসুমি সবজি-ফলকে ছত্রাক ও ব্যাকটেরিয়ার হাত থেকে রক্ষা করে গুণগত মান এবং স্বাদ অটুট রাখার জন্য উদ্দীপকের সি (সরিষার তেল) প্রিজারভেটিভ হিসেবে অনন্য ভূমিকা পালন করে।

---

ঘ) খাদ্য সংরক্ষণে উদ্দীপকের A ও B এর কৌশলের তুলনা করো।

উদ্দীপকের রাসায়নিক বিক্রিয়া ও প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ করে উপাদান দুটি শনাক্ত করি:
* (১) সমুদ্রের পানির বাষ্পীভবনে প্রাপ্ত সাদা দানা ($\text{A}$) হলো সোডিয়াম ক্লোরাইড বা খাবার লবণ ($\text{NaCl}$)।
* (২) আখের রসের বাষ্পীভবনে প্রাপ্ত সাদা দানা ($\text{B}$) হলো সুক্রোজ বা চিনি ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$)।

উভয় উপাদানই চমৎকার প্রাকৃতিক প্রিজারভেটিভ হলেও খাদ্য সংরক্ষণে এদের ক্রিয়াকৌশল এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রে কিছু তাত্ত্বিক সাদৃশ্য ও বৈসাদৃশ্য বিদ্যমান। নিচে এদের কৌশলের পুঙ্খানুপুঙ্খ তুলনা করা হলো:

১. প্রধান কার্যকারিতার মূল কৌশল (সাদৃশ্য):
লবণ ($\text{A}$) এবং চিনি ($\text{B}$) উভয়েরই খাদ্য সংরক্ষণের মূল মেকানিজম হলো পানির সক্রিয়তা ($\text{a}_w$) হ্রাস করা এবং বহিঃঅভিস্রবণ (Exosmosis) প্রক্রিয়া সম্পন্ন করা।
খাদ্যে উচ্চ ঘনত্বের লবণ বা চিনির দ্রবণ তৈরি করলে অণুজীবের কোষপ্রাচীর ভেদ করে ভেতরের তরল জলীয় অংশ বাইরে চলে আসে। ফলে প্লাজমোলাইসিস (Plasmolysis) ঘটে এবং কোষীয় শুষ্কতা বা জলশূন্যতার কারণে ব্যাকটেরিয়া ও ছত্রাক মারা যায়।

২. ক্রিয়াকৌশলের মৌলিক বৈসাদৃশ্য বা পার্থক্যসমূহ:

* আয়নিক বনাম আণবিক প্রভাব: সোডিয়াম ক্লোরাইড ($\text{NaCl}$) একটি তীব্র তড়িৎ-বিশ্লেষ্য আয়নিক যৌগ। এটি জলীয় মাধ্যমে বিয়োজিত হয়ে $\text{Na}^+$ ও $\text{Cl}^-$ আয়ন তৈরি করে, যা অণুজীবের কোষে উচ্চ অসমোটিক চাপ সৃষ্টি করে। পক্ষান্তরে, চিনি একটি অনড় সমযোজী আণবিক যৌগ, যা দ্রবণে আয়নিত হয় না; এটি কেবল অণুর উচ্চ ঘনত্বের মাধ্যমে অসমোটিক চাপ তৈরি করে।
* ঘনত্বের প্রয়োজনীয়তা: লবণের উচ্চ আয়নীয় কার্যকারিতার কারণে খাদ্য সংরক্ষণে মাত্র ১৫% - ২০% ঘনত্বের লবণ দ্রবণই যথেষ্ট। কিন্তু চিনির আণবিক ভর বেশি এবং আয়নিত না হওয়ায় সমপরিমাণ প্রভাব ফেলতে প্রায় ৬৫% - ৭০% এর অত্যন্ত উচ্চ ঘনত্বের চিনির গাঢ় সিরাপ (Syrup) প্রয়োজন হয়।
* বিষাক্ততার প্রভাব (Toxic effect): লবণের $\text{Cl}^-$ আয়নটি সরাসরি অনেক অণুজীবের এনজাইমের জন্য বিষাক্ত (Toxic) হিসেবে কাজ করে এবং প্রোটিনকে ডিনেচারড করে। চিনির ক্ষেত্রে এ ধরনের কোনো সরাসরি রাসায়নিক বিষাক্ততার প্রভাব নেই।
* প্রয়োগের ক্ষেত্র: লবণ প্রধানত অম্লীয় বা লবণাক্ত খাবার যেমন মাছ, মাংস, চালতা বা আমের আচার সংরক্ষণে ব্যবহৃত হয় (Curing প্রক্রিয়া)। অন্যদিকে চিনি জ্যাম, জেলি, মার্মালেড এবং মিষ্টি জাতীয় ফল সংরক্ষণে ব্যবহৃত হয়।

লবণ (A) ও চিনি (B) এর খাদ্য সংরক্ষণ কৌশলের তুলনামূলক টেবিল:

বৈশিষ্ট্য	সাদা দানা A (সোডিয়াম ক্লোরাইড / লবণ)	সাদা দানা B (সুক্রোজ / চিনি)
যৌগের প্রকৃতি	আয়নিক যৌগ ($\text{Na}^+$, $\text{Cl}^-$)	সমযোজী অণু ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$)
প্রয়োজনীয় নূন্যতম ঘনত্ব	15% - 20%	65% - 70%
কোষীয় বিষাক্ততা	ক্লোরাইড আয়ন সরাসরি এনজাইম ধ্বংস করে	সরাসরি বিষাক্ততা নেই, শুধু পানি শোষণ করে
বিশেষ নাম	লবণায়ন বা কিউরিং (Curing)	ক্যান্ডিং বা সুগারিং (Sugaring)

গাণিতিক ও তাত্ত্বিক সিদ্ধান্ত:
তাত্ত্বিক আলোচনার ভিত্তিতে বলা যায় যে, খাদ্য সংরক্ষণে $\text{A}$ (লবণ) এবং $\text{B}$ (চিনি) উভয়েরই মৌলিক শারীরিক কৌশল এক (বহিঃঅভিস্রবণ ও জলশোষণ); কিন্তু রাসায়নিক প্রকৃতি ও ক্ষমতার দিক থেকে এদের মধ্যে স্পষ্ট ব্যবধান রয়েছে। লবণ তার উচ্চ তড়িৎ-বিশ্লেষ্য আয়নীয় বৈশিষ্ট্যের কারণে কম ঘনত্বেই অণুজীবের বিরুদ্ধে তীব্র প্রতিরক্ষামূলক প্রাচীর গড়ে তোলে, যেখানে চিনিকে সমপরিমাণ সুস্থিতি নিশ্চিত করতে চারগুণ বেশি উচ্চ আণবিক ঘনত্বে ব্যবহার করতে হয়।