دانلود مقاله بررسی تأثیر درجه استحصال آرد بر ترکیب آرد، خواص رئولوژی خمیر و کیفیت نان

چکیده

اطلاعات موجود مبتنی بر دانش امروزی، قدمت نان را تا 6000 سال قبل تأیید نموده  و در بررسیهای باستان شناسی دلایل غیر قابل تردیدی در این زمینه بدست آمده است. نان یکی از ارزانترین و مهمترین مواد غذایی مورد استفاده انسان می باشد، گرچه با ارتقاء سطح زندگی در کشورهای پیشرفته از میزان مصرف نان کاسته شده است، لیکن نان هنوز هم بخش عمده ای از انرژی روزانه مردم کشورهای مختلف و بویژه اقشار کم درآمد جامعه را تأمین می کند (1).

ترکیب آرد و کیفیت نان همواره تحت تاثیر عوامل مختلف محیطی، توارثی و نوع فرآیندهای عمل آوری می باشند. از مهمترین فاکتورهای مؤثر بر ترکیب و ویژگیهای آرد و متعاقباً کیفیت نان حاصل، درجه استحصال آرد می باشد. در این مقاله ابتدا به تعریف واژه درجه استحصال آرد و روشهای محاسبه و تعیین آن پرداخته و سپس تأثیر درجه استحصال آرد بر ترکیب و ویژگیهای آرد (خاکستر، رنگ، رطوبت، پروتئین، فیبر خام، چربی، گلوتن مرطوب، عدد رسوبی، عدد فالینگ و اندازه ذرات آرد)، خواص رئولوژی خمیر وخواص کیفی نان مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.

مقدمه

بر اساس تحقیقات و بررسیهای بعمل آمده، عمده ترین گروه غذایی در تأمین انرژی و پروتئین دریافتی در رژیم غذایی افراد کشور، نان می باشد (1). بویژه این امر در مورد اقشار کم درآمد جامعه که غذای اصلی آنها نان می باشد، حائز اهمیت است. با توجه به اینکه در کشور ما اکثریت مردم در سطح متوسط و کم درآمد جامعه قرار دارند، لذا هر گونه تحقیقی در رابطه با بهبود کیفیت نان در کشور ما کاربردی و مثمرثمر خواهد بود.

کیفیت نان تا حدود زیادی وابسته به ترکیب آرد بوده و عوامل متعددی در این رابطه تاثیر گذار می باشند. در رابطه با ویژگیهای آرد، یکی از فاکتورهایی که روی کیفیت نان می تواند تاثیر داشته باشد، درجه استحصال آرد می باشد. با توجه به اینکه اختلاف قابل ملاحظه ای در ترکیب آندوسپرم و پوسته دانه گندم وجود دارد، آردهایی که درجه استحصال مختلف دارند، از لحاظ ترکیب و میزان پروتئین یکسان نخواهند بود و امروزه ثابت شده که ترکیب آرد و بویژه مقدار و کیفیت پروتئین آن از فاکتورهای عمده در تعیین کیفیت نان می باشند.

از عمده ترین نانهای مسطح که در سطح وسیع در ایران پخت و به مصرف مردم می رسد،       می توان نانهای لواش، بربری، سنگک و تافتون را نام برد. در تهیه نان سنگک از آرد تقریبا کامل (با درجه استحصال 98%) استفاده می شود. درصد استحصال آرد مورد استفاده برای تهیه نانهای بربری، تافتون و لواش به ترتیب در حدود 81%، 5/86% و 5/86% می باشد که این ارقام صرفاً بر اساس معیارهای اقتصادی توسط واحدهای تولید کننده آرد در نظر گرفته شده است (1، 5 و 6).

درجه استحصال آرد[1]

هر چند که تعریف واژه درجه استحصال آرد در خود کلمه نهفته است، اما اگر در کاربرد این واژه دقت نشود ممکن است مفهوم آن مبهم باشد. دو نوع اشتباه عمده که در تعریف این واژه اغلب مشاهده می شود، انتخاب روش مورد استفاده جهت محاسبه آن و استفاده از واژه بازدهی آرد[2] بجای استحصال آرد می باشد (3).

نسبت گندم بازیابی شده به ‌شکل آرد توسط فرایند آسیاب کردن، درجه استحصال آرد نامیده می‌شود (3). در تعریف دیگر، تعداد قسمتهای وزنی آرد حاصل از آسیاب کردن یکصد کیلوگرم گندم ‌را در صد استحصال ‌آرد نامیده‌اند (2).

درجه استحصال آرد ممکن است بوسیله یکی از روابط پنجگانه ذیل محاسبه گردد (3).

الف) بر اساس گندم دریافت شده (گندم پاک نشده).

100 ×                 وزن آرد            = درصد استحصال

                                                                     وزن گندم پاک نشده

ب) بر اساس گندم خشک تمیز که برای عملیات نم زدن و متعادل کردن[3]  مورد استفاده قرار         می گیرد.

100 ×               وزن آرد                  = درصد استحصال

                                                                    وزن گندم خشک تمیز 

ج ) بر اساس گندم تمیز حالت داده شده که وارد اولین غلتک خرد کننده می شود.

                                      100 ×                   وزن آرد                     = درصد استحصال

                                                                 وزن گندم تمیز حالت داده شده

د ) بر اساس کل محصول بدست آمده از فرآیند آسیاب کردن گندم.

         100 ×                                       وزن آرد                                   = درصد استحصال

                          وزن آرد + وزن محصولات جانبی فرآیند آسیابانی (خوراک دام)

و ) بر اساس مجموع فرآیند های آسیاب.

  100×                                           وزن آرد                                       = درصد استحصال

                   وزن آرد + وزن خوراک دام + وزن مواد باقیمانده روی الکهای آسیاب

از مهمترین روشها برای بیان کردن درصد استحصال می توان به روابط (الف) و (ج) اشاره نمود. رابطه (الف) یک ارزیابی از ارتباط هزینه مواد اولیه و آرد حاصل شده می باشد و رابطه (ج) کارایی فرایند آسیابانی را نشان می دهد.

بازدهی آرد بر خلاف مفهوم متداول واژه بازده، بیانگر مقدار آرد حاصل از یک مقدار معینی از گندم نیست، بلکه بصورت مقدار گندم مورد نیاز برای تولید مقدار معینی آرد (معمولا یکصد پوند) تعریف می شود (3).

تأثیر درجه استحصال بر ترکیب و ویژگیهای آرد

1-4- درصد استحصال و خاکستر آرد

با افزایش درصد استحصال آرد مقدار خاکستر آن نیز افزایش می یابد. زیرا مقدار املاح معدنی که ناشی از حضور لایه های بیرونی تر دانه گندم است، در آردهای با درصد استحصال بالا، زیادتر         می باشد (7).

2-4- درصد استحصال و رنگ آرد

با افزایش درصد استحصال، رنگ آرد افزایش پیدا می کند. با توجه به اینکه در آردهای با درصد استحصال بالا، حضور مواد غیر آندوسپرمی بیشتر می باشد، لذا حضور این اجزاء باعث تیره رنگ شدن آرد می شوند. تغییرات رنگ آرد تا استخراج 65% اندک است. مابین 65 تا 70 درصد، رنگ آرد افزایش می یابد و در استخراج بالای 75% رنگ آرد بطور فزاینده زیاد می شود (7).

3-4- درصد استحصال و رطوبت آرد

با افزایش درصد استحصال آرد، رطوبت آن کاهش می یابد. علت این کاهش مربوط به حضور لایه های بیرونی دانه گندم در آردهای با درصد استخراج بالا می باشد، که این اجزا به دلیل داشتن مقدار رطوبت کمتر نسبت به قسمتهای داخلی تر دانه، باعث کاهش مختوای رطوبت این آردها            می شوند، که این امر در قابلیت ماندگاری و میزان جذب آب بعدی این آردها مؤثر می باشد (5).

4-4- درصد استحصال و میزان پروتئین آرد

با افزایش درصد استحصال، میزان پروتئین آرد افزایش می یابد. این امر از یکسان نبودن توزیع پروتئین در آندوسپرم و لایه های مختلف دانه گندم ناشی می شود. میزان پروتئین در لایه های خارجی تر دانه گندم یعنی لایه آلرون و لایه های مجاور آن بیشتر از قسمتهای داخلی تر دانه، یعنی آندوسپرم می باشد. حتی توزیع پروتئین در آندوسپرم نیز یکسان نیست و میزان پروتئین از قسمتهای داخلی تر به طرف پیرامون دانه، افزایش می یابد. اما کیفیت پروتئین از قسمتهای مرکزی دانه بطرف لایه های خارجی تنزل می نماید (7).

5-4- درصد استحصال و میزان فیبر خام

توزیع مواد فیبری نظیر سلولز، همی سلولز، لیگنین، پکتین و پنتوزانها همانند پروتئین، در داخل دانه گندم یکسان نبوده و بیشتر در لایه های خارجی یعنی سبوس و لایه آلرون ظاهر می شوند. لذا با افزایش درصد استحصال، درصد سبوس و متعاقبا میزان فیبر خام افزایش خواهد یافت (6).

6-4- درصد استحصال و میزان چربی

با افزایش درصد استحصال آرد، میزان چربی آن افزایش می یابد. توزیع چربی نیز همانند پروتئین و مواد فیبری یکسان نبوده و در لایه های خارجی مقدار آن بیشتر است. میزان چربی در آندوسپرم 99/0%، در پوسته 58/3% و در جوانه 72/6% گزارش شده است (3).

7-4- درصد استحصال و میزان گلوتن مرطوب

افزایش درجه استحصال تا یک حد معینی، میزان گلوتن مرطوب اندازه گیری شده را افزایش    می دهد. اما بالاتر از آن حد باعث کاهش میزان گلوتن مرطوب می شود. (5).

8-4- درصد استحصال و میزان عدد رسوبی (عدد زلنی)[4]

با افزایش درجه استخراج آرد، عدد رسوبی کاهش می یابد. چون با وجود اینکه میزان پروتئین در لایه های بیرونی تر دانه گندم بیشتر از آندوسپرم می باشد، اما کیفیت آن در لایه های خارجی افت می کند و بنابراین عدد رسوبی که معیاری از کیفیت پروتئین می باشد، کاهش می یابد (8).

9-4- درصد استحصال و میزان عدد فالینگ[5]

عدد فالینگ معیاری از فعالیت آنزیمی آرد می باشد. بطوریکه هر چه فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز[6] در آرد بالاتر باشد، عدد فالینگ کاهش بیشتری می یابد. توزیع آنزیم ها و بویژه آلفا آمیلاز در دانه غلات بگونه‌ای است که عمدتا در لایه های خارجی دانه گندم، مخصوصا در قسمت جوانه متمرکز    می باشد. از اینرو با افزایش درصداستحصال آرد، عدد فالینگ کاهش می یابد (8).

10-4- درصد استحصال و میزان اندازه ذرات آرد

با افزایش درصد استخراج آرد، اندازه ذرات آن افزایش می یابد. این امر ناشی از حضور ذرات سبوس در آردهای با درصد استخراج بالا می باشد، که باعث زبری این آردها می شود. درشت بودن اندازه ذرات آرد، روی خصوصیات رئولوژی خمیر و کیفیت شبکه گلوتنی و در نتیجه حجم نان تأثیر منفی دارد (7).

تأثیر درجه استحصال آرد بر خواص رئولوژی خمیر

در ارتباط با تاثیر درجه استحصال روی خواص رئولوژیکی خمیر وکیفیت پخت نان تحقیقات زیادی انجام گرفته است. موتو و همکاران (Moto, 1973) در رومانی و ارث و همکاران (Orth, 1974) در استرالیا، تاثیر درصد استحصال روی خواص رئولوژیک خمیر وکیفیت پخت نانهای محلی خود را مورد بررسی قرار دادند. با افزایش درصد استحصال آرد، مقاومت خمیر[7] کاهش می یابد. از       شاخص های مهمی که مقاومت خمیر را نشان می دهند، می توان به درجه سست شدن خمیر[8] که با دستگاه فارینوگراف[9] و مقاومت ماکزیمم[10] که با دستگاه اکستنسوگراف[11] تعیین می شود، اشاره کرد. با افزایش درصد استحصال، میزان سست شدن خمیر افزایش و مقاومت ماکزیمم آن کاهش می یابد (شکل 1 و 2) (6، 7 و 8).

با وجود اینکه میزان پروتئین با افزایش درصد استحصال افزایش می یابد، اما مقاومت و استحکام گلوتن کاهش می یابد. آردهای با درصد استخراج بالا، خمیرهایی تولید می کنند که شبکه گلوتنی آنها به راحتی توسط عملیات مداوم بهم زدن و مخلوط کردن از هم فرو می پاشد و این خمیرها مقاومت کمی در مقابل کشش از خود نشان می دهند که این امر نشان دهنده این است که با افزایش درصد استخراج، کیفیت پروتئین آرد بر عکس کمیت آن، تنزل می کند. از طرفی حضور ذرات سبوس به ساختمان یکنواخت و منسجم شبکه گلوتنی لطمه وارد کرده و مقاومت خمیر در برابر عوامل مکانیکی و قابلیت نگهداری گاز توسط شبکه کاهش می یابد. رابطه بین درصد استحصال آرد و میزان جذب آب آرد، یک رابطه خطی و مستقیم می باشد (شکل 3). این امر از آنجا ناشی می شود که با افزایش درصد استحصال آرد، میزان آسیب دیدگی نشاسته زیاد شده و متعاقباً میزان پنتوزان بالا رفته، که در نتیجه باعث بالا رفتن میزان جذب آب آرد خواهد شد. لذا مدت زمان لازم برای        شکل گیری خمیر (زمان گسترش خمیر)[12] افزایش می یابد.