بررسي تأثير درجه استحصال آرد بر تركيب آرد، خواص رئولوژي خمير و كيفيت نان

چكيده
اطلاعات موجود مبتني بر دانش امروزي، قدمت نان را تا ۶۰۰۰ سال قبل تأیيد نموده و در بررسيهاي باستان شناسي دلايل غير قابل ترديدي در اين زمينه بدست آمده است. نان يكي از ارزانترين و مهمترين مواد غذايي مورد استفاده انسان مي باشد، گرچه با ارتقاء سطح زندگي در كشورهاي پيشرفته از ميزان مصرف نان كاسته شده است، ليكن نان هنوز هم بخش عمده اي

تركيب آرد و كيفيت نان همواره تحت تاثير عوامل مختلف محيطي، توارثي و نوع فرآيندهاي عمل آوري مي باشند. از مهمترين فاكتورهاي مؤثر بر تركيب و ويژگيهاي آرد و متعاقباً كيفيت نان حاصل، درجه استحصال آرد مي باشد. در اين مقاله ابتدا به تعريف واژه درجه استحصال آرد و روشهاي محاسبه و تعيين آن پرداخته و سپس تأثير درجه استحصال آرد بر تركيب و ويژگيهاي آرد (خاكستر، رنگ، رطوبت، پروتئين، فيبر خام، چربي، گلوتن مرطوب، عدد رسوبي، عدد فالينگ و اندازه ذرات آرد)، خواص رئولوژي خمير وخواص كيفي نان مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته است.

مقدمه
بر اساس تحقيقات و بررسيهاي بعمل آمده، عمده ترين گروه غذايي در تأمين انرژي و پروتئين دريافتي در رژيم غذايي افراد كشور، نان مي باشد (۱). بويژه اين امر در مورد اقشار كم درآمد جامعه كه غذاي اصلي آنها نان مي باشد، حائز اهميت است. با توجه به اينكه در كشور ما اكثريت مردم در سطح متوسط و كم درآمد جامعه قرار دارند، لذا هر گونه تحقيقي در رابطه با بهبود كيفيت نان در كشور ما كاربردي و مثمرثمر خواهد بود.
كيفيت نان تا حدود زيادي وابسته به تركيب آرد بوده و عوامل متعددي در اين رابطه تاثير گذار مي باشند. در رابطه با ويژگيهاي آرد، يكي از فاكتورهايي كه روي كيفيت نان مي تواند تاثير داشته باشد، درجه استحصال آرد مي باشد. با توجه به اينكه اختلاف قابل ملاحظه اي در تركيب آندوسپرم و پوسته دانه گندم وجود دارد، آردهايي كه درجه استحصال مختلف دارند، از لحاظ تركيب و ميزان پروتئين يكسان نخواهند بود و امروزه ثابت شده كه تركيب آرد و بويژه مقدار و كيفيت پروتئين آن از فاكتورهاي عمده در تعيين كيفيت نان مي باشند.
از عمده ترين نانهاي مسطح كه در سطح وسيع در ايران پخت و به مصرف

مردم مي رسد، مي توان نانهاي لواش، بربري، سنگك و تافتون را نام برد. در تهيه نان سنگك از آرد تقريبا كامل (با درجه استحصال ۹۸%) استفاده مي شود. درصد استحصال آرد مورد استفاده براي تهيه نانهاي بربري، تافتون و لواش به ترتيب در حدود ۸۱%، ۵/۸۶% و ۵/۸۶% مي باشد كه اين ارقام صرفاً بر اساس معيارهاي اقتصادي توسط واحدهاي توليد كننده آرد در نظر گرفته شده است (۱، ۵ و ۶).

درجه استحصال آرد
هر چند كه تعريف واژه درجه استحصال آرد در خود كلمه نهفته است، اما اگر در كاربرد اين واژه دقت نشود ممكن است مفهوم آن مبهم باشد. دو نوع اشتباه عمده كه

در تعريف اين واژه اغلب مشاهده مي شود، انتخاب روش مورد استفاده جهت محاسبه آن و استفاده از واژه بازدهي آرد بجاي استحصال آرد مي باشد (۳).
نسبت گندم بازيابي شده به ‌شكل آرد توسط فرايند آسياب كردن، درجه استحصال آرد ناميده مي‌شود (۳). در تعريف ديگر، تعداد قسمتهاي وزني آرد حاصل از آسياب كردن يكصد كيلوگرم گندم ‌را در صد استحصال ‌آرد ناميده‌اند (۲).
درجه استحصال آرد ممكن است بوسيله يكي از روابط پنجگانه ذيل محاسبه گردد (۳).
الف) بر اساس گندم دريافت شده (گندم پاك نشده).
۱۰۰ × وزن آرد = درصد استحصال
وزن گندم پاك نشده
ب) بر اساس گندم خشك تميز كه براي عمليات نم زدن و متعادل كردن مورد استفاده قرار مي گيرد.
۱۰۰ × وزن آرد = درصد استحصال
وزن گندم خشك تميز
ج ) بر اساس گندم تميز حالت داده شده كه وارد اولين غلتك خرد كننده مي شود.
۱۰۰ × وزن آرد = درصد استحصال
وزن گندم تميز حالت داده شده
د ) بر اساس كل محصول بدست آمده از فرآيند آسياب كردن گندم.
۱۰۰ × وزن آرد = درصد استحصال
وزن آرد + وزن محصولات جانبي فرآيند آسياباني (خوراك دام)
و ) بر اساس مجموع فرآيندهاي آسياب.
۱۰۰× وزن آرد = درصد استحصال
وزن آرد + وزن خوراك دام + وزن مواد باقيمانده روي الكهاي آسياب
از مهمترين روشها براي بيان كردن درصد استحصال مي توان به روابط (الف) و (ج) اشاره نمود. رابطه (الف) يك ارزيابي از ارتباط هزينه مواد اوليه و آرد حاصل شده مي باشد و رابطه (ج) كارايي فرايند آسياباني را نشان مي دهد.
بازدهي آرد بر خلاف مفهوم متداول واژه بازده، بي

انگر مقدار آرد حاصل از يك مقدار معيني از گندم نيست، بلكه بصورت مقدار گندم مورد نياز براي توليد مقدار معيني آرد (معمولا يكصد پوند) تعريف مي شود (۳).

تأثير درجه استحصال بر تركيب و ويژگيهاي آرد
۱-۴- درصد استحصال و خاكستر آرد

با افزايش درصد استحصال آرد مقدار خاكستر آن نيز افزايش مي يابد. زيرا مقدار املاح معدني كه ناشي از حضور لايه هاي بيروني تر دانه گندم است، در آردهاي با درصد استحصال بالا، زيادتر مي باشد (۷).
۲-۴- درصد استحصال و رنگ آرد
با افزايش درصد استحصال، رنگ آرد افزايش پيدا مي كند. با توجه به اينكه در آردهاي با درصد استحصال بالا، حضور مواد غير آندوسپرمي بيشتر مي باشد، لذا حضور اين اجزاء باعث تيره رنگ شدن آرد مي شوند. تغييرات رنگ آرد تا استخراج ۶۵% اندك است. مابين ۶۵ تا ۷۰ درصد، رنگ آرد افزايش مي يابد و در استخراج بالاي ۷۵% رنگ آرد بطور فزاينده زياد مي شود (۷).
۳-۴- درصد استحصال و رطوبت آرد
با افزايش درصد استحصال آرد، رطوبت آن كاهش مي يابد. علت اين كاهش مربوط به حضور لايه هاي بيروني دانه گندم در آردهاي با درصد استخراج بالا مي باشد، كه اين اجزا به دليل داشتن مقدار رطوبت كمتر نسبت به قسمتهاي داخلي تر دانه، باعث كاهش مختواي رطوبت اين آردها مي شوند، كه اين امر در قابليت ماندگاري و ميزان جذب آب بعدي اين آردها مؤثر مي باشد (۵).
۴-۴- درصد استحصال و ميزان پروتئين آرد
با افزايش درصد استحصال، ميزان پروتئين آرد افزايش مي يابد. اين امر از يكسان نبودن توزيع پروتئين در آندوسپرم و لايه هاي مختلف دانه گندم ناشي مي شود. ميزان پروتئين در لايه هاي خارجي تر دانه گندم يعني لايه آلرون و لايه هاي مجاور آن بيشتر از قسمتهاي داخلي تر دانه، يعني آندوسپرم مي باشد. حتي توزيع پروتئين در آندوسپرم نيز يكسان نيست و ميزان پروتئين از قسمتهاي داخلي تر به طرف پيرامون دانه، افزايش مي يابد. اما كيفيت پروتئين از قسمتهاي مركزي دانه بطرف لايه هاي خارجي تنزل مي نمايد (۷).
۵-۴- درصد استحصال و ميزان فيبر خام
توزيع مواد فيبري نظير سلولز، همي سلولز، ليگنين، پكتين و پنتوزانها همانند پروتئين، در داخل دانه گندم يكسان نبوده و بيشتر در لايه هاي خارجي يعني سبوس و لايه آلرون ظاهر مي شوند. لذا با افزايش درصد استحصال، درصد سبوس و متعاقبا ميزان فيبر خام افزايش خواهد يافت (۶).
۶-۴- درصد استحصال و ميزان چربي
با افزايش درصد استحصال آرد، ميزان چربي آن افزايش مي يابد. توزيع چربي نيز همانند پروتئين و مواد فيبري يكسان نبوده و در لايه هاي خارجي مقدار آن بيشتر است. ميزان چربي در آندوسپرم ۹۹/۰%، در پوسته ۵۸/۳% و در جوانه ۷۲/۶% گزارش شده است (۳).
۷-۴- درصد استحصال و ميزان گلوتن مرطوب
افزايش درجه استحصال تا

يك حد معيني، ميزان گلوتن مرطوب اندازه گيري شده را افزايـــش مي دهد. اما بالاتر از آن حد باعث كاهش ميزان گلوتن مرطوب مي شود. (۵).
۸-۴- درصد استحصال و ميزان عدد رسوبي (عدد زلني)
با افزايش درجه استخراج آرد، عدد رسوبي كاهش مي يابد. چون با وجود اينكه ميزان پروتئين در لايه هاي بيروني تر دانه گندبي كه معياري از كيفيت پروتئين مي باشد، كاهش مي يابد (۸).
۹-۴- درصد استحصال و ميزان عدد فالينگ
عدد فالينگ معياري از فعاليت آنزيمي آرد مي باشد. بطوريكه هر چه فعاليت آنزيم آلفا آميلاز در آرد بالاتر باشد، عدد فالينگ كاهش بيشتري مي يابد. توزيع آنزيم ها و بويژه آلفا آميلاز در دانه غلات بگونه‌اي است كه عمدتا در لاي

ه هاي خارجي دانه گندم، مخصوصا در قسمت جوانه متمركز مي باشد. از اينرو با افزايش درصداستحصال آرد، عدد فالينگ كاهش مي يابد (۸).
۱۰-۴- درصد استحصال و ميزان اندازه ذرات آرد
با افزايش درصد استخراج آرد، اندازه ذرات آن افزايش مي يابد. اين امر ناشي از حضور ذرات سبوس در آردهاي با درصد استخراج بالا مي باشد، كه باعث زبري اين آردها مي شود. درشت بودن اندازه ذرات آرد، روي خصوصيات رئولوژي خمير و كيفيت شبكه گلوتني و در نتيجه حجم نان تأثير منفي دارد (۷).

تأثير درجه استحصال آرد بر خواص رئولوژي خمير
در ارتباط با تاثير درجه استحصال روي خواص رئولوژيكي خمير وكيفيت پخت نان تحقيقات زيادي انجام گرفته است. موتو و همكاران (Moto, 1973) در روماني و ارث و همكاران (Orth, 1974) در استراليا، تاثير درصد استحصال روي خواص رئولوژيك خمير وكيفيت پخت نانهاي محلي خود را مورد بررسي قرار دادند. با افزايش درصد استحصال آرد، مقاومت خمير كاهش مي يابد. از شاخص هاي مهمي كه مقاومت خمير را نشان مي دهند، مي توان به درجه سست شدن خمير كه با دستگاه فارينوگراف و مقاومت ماكزيمم كه با دستگاه اكستنسوگراف تعيين مي شود، اشاره كرد. با افزايش درصد استحصال، ميزان سست شدن خمير افزايش و مقاومت ماكزيمم آن كاهش مي يابد (شكل ۱ و ۲) (۶، ۷ و ۸).

با وجود اينكه ميزان پروتئين با افزايش درصد استحصال افزايش مي يابد، اما مقاومت و استحكام گلوتن كاهش مي يابد. آردهاي با درصد استخراج بالا، خميرهايي توليد مي كنند كه شبكه گلوتني آنها به راحتي توسط عمليات مداوم بهم زدن و مخلوط كردن از

هم فرو مي پاشد و اين خميرها مقاومت كمي در مقابل كشش از خود نشان مي دهند كه اين امر نشان دهنده اين است كه با افزايش درصد استخراج، كيفيت پروتئين آرد بر عكس كميت آن، تنزل مي كند. از طرفي حضور ذرات سبوس به ساختمان يكنواخت و منسجم شبكه گلوتني لطمه وارد كرده و مقاومت خمير در برابر عوامل مكانيكي و قابليت نگهداري گاز توسط شبكه كاهش مي يابد. رابطه بين درصد استحصال آرد و ميزان جذب آب آرد، يك رابطه خطي و مستقيم مي باشد (شكل ۳). اين امر از آنجا ناشي مي شود كه با افزايش درصد استحصا

ل آرد، ميزان آسيب ديدگ

ي نشاسته زياد شده و متعاقباً ميزان پنتوزان بالا رفته، كه در نتيجه باعث بالا رفتن ميزان جذب آب آرد خواهد شد. لذا مدت زمان لازم براي شكل گيري خمير (زمان گسترش خمير) افزايش مي يابد.
بنابراين تضعيف خصوصيات رئولوژيكي، بعلت تضعيف شبكه گلوتني خمير وكاهش كيفيت گلوتن در نتيجه حضور ذرات سبوس مي باشد. البته با افزايش زمان تخمير، خواص رئولوژيكي خمير بهبود مي يابد. چون با افزايش زمان تخمير، توزيع گازهاي ناشي از تخمير د

ر شبكه گلوتني بهبود يافته وخمير خواص ويسكوالاستيك بهتري از خود ظاهر مي كند و درنتيجه مقاومت آن در مقابل عوامل مكانيكي نظير كشش بيشتر مي گردد (۸ و ۹).

تأثير درجه استحصال آرد بر خواص كيفي نان
از بين خصوصيات مهم نان كه بيشتر از همه تحت تاثير درصد ا

ستحصال آرد مي باشد، حجم آن است. با افزايش درصد استحصال حجم نان كاهش پيدا مي كند و اين عمدتا بدليل حضور سبوس و تضعيف شبكه گلوتني خميرهاي تهيه شده از آردهاي با درصد استخراج بالا مي باشد كه گاز كربنيك توليد شده در جريان تخمير را نمي توانند بخوبي نگهداري نمايند. لذا حجم اين نانها در مقايسه با نانهاي تهيه شده از آردهاي سفيدتر، كمتر مي باشد. نتايج تحقيقات انجام گرفته در اين زمينه نشان داده اند كه هر چه اندازه ذرات سبوس افزوده شده به آرد ريزتر باشد، به همان اندازه تأثير منفي سبوس روي حجم نان كمتر مي گردد (۴).
از خصوصيات ديگر نان كه تحت تاثير درصد استحصال آرد هستند، مي توان رنگ پوسته، رنگ مغز نان، خصوصيات بافتي و ارگانولپتيك آن را نام برد. با افزايش درصد استخراج آرد، رنگ مغز نان از سفيد به سفيد شيري رنگ و در درصدهاي استحصال بالا به قهوه اي كم رنگ تغيير مي نمايد. اما رنگ پوسته با افزايش درصد استخراج بهبود مي يابد. در عين حال كه تاثير سبوس روي بافت، دانه بندي وحجم نان، يك تاثير منفي مي باشد، اما عطر و بوي نان بسته به ميزان سبوس مورد استفاده بهبود نشان مي دهد (۵).
حداكثر مقدار قابل قبول سبوس در تهيه نان ۱۵ درصد مي باشد، اما اين مقدار متغير بوده و
بستگي به ماهيت اصلي نان در مناطق مختلف جهان دارد (۵). افزايش درصد استحصال آرد بر برخي خصوصيات بافتي تاثير منفي دارد. با افزايش درصد استحصال آرد، پوكي و تخلخل نان كاهش مي يابد كه بدليل تأثير نامطلوب سبوس روي شبكه گلوتني و تضعيف قابليت نگهداري گاز توسط آن مي باشد.
اما سفتي و نرمي بافت و ساختار نان بهبود يافته و قابليت جويدن نان بهتر مي شود (۶). افزايش درصد استحصال آرد روي خصوصيات حسي نان تاثير مثبت دارد و عطر و بوي مخصوص نان را تشديد مي كند.
تحقيقات مختلف نشان داده اند كه با افزايش درصد استحصال آرد، بياتي نانهاي تهيه شده از اين آردها به تعويق مي افتد. بافت نانهاي تهيه شده از آردهاي با درصد استحصال بالا نسبت به نانهاي حاصل از آردهاي با درصد استحصال پائين، داراي مقدار رطوبت بيشتري بوده كه به علت جذب آب بيشتر اين آردها مي باشد. ميزان رطوبت مغز نان يكي از عوامل مؤثر در پديده بياتي نان مي باشد، بطوريكه هر چه بافت داخلي نان مرطوب تر باشد، پديده بياتي در مغز نان به تعويق خواهد افتاد (۱، ۵ و ۶).

نتيجه گيري

درصد استحصال آرد بر روي تركيب آرد، خواص رئولوژيكي خمير و خواص كيفي نان تاثير گذار مي باشد. مهمترين تاثير درصد استحصال آرد بر خواص كيفي نان،

كاهش حجم نان، تشديد عطر و بوي مخصوص نان، بهبود ساختار نان و به تعويق انداختن بياتي مي باشد. افزايش درصد استحصال آرد موجب بهبود كيفيت نان و افزايش ارزش تعذيه اي نان مي شود. همچنين از لحاظ اقتصادي به صرفه خواهد بود، زيرا از يكصد كيلوگرم گندم، آرد بيشتري استحصال خواهد شد. تضعيف خواص رئولوژيكي خمير در نتيجه افزايش درصداستحصال آرد را مي توان با افزودن گلوتن حياتي به آرد و يا افزايش زمان تخمير تا حدودي جبران نمود (۲، ۴، ۶، ۷، ۸ و ۹).

منابع