گندم و ارزش غذایی آن
مهمترین موادی که در ترکیبات شیمیائی دانه گندم وجود دارد:
الف)سلولز
این
ماده بیشتر در پوسته دانه و قسمت آلرون وجود داردوغیرقابل هضم می باشد.
عمل
سلولزدرتغذیه عبارتست از:
1-تحریک انقباض و انبساط ماهیچه های معده و
روده
2-جذب ونگهداری آب مواد موجود در روده
3-وجود سلولز در معده سبب
ازدیاد حرکات دودی معده شده و موادبدون مصرف را حذف ویا دفع می نماید.
ب)مواد معدني
در تمام قسمتهای دانه به طور برابرو
یکسان پراکنده نبوده بلکه در سبوس و گیاهک زیادتر از آندوسپرم است.مهمترین
موادمعدنی در دانه گندم عبارتند از:
پتاسیم،فسفر،کلسیم،آهن،گوگرد،منیزیم،کلر،سدیم،مس،منگنز،ید.
Ca کلسیم
بیشترین املاح موجود در بدن که حدود
2-5/1درصد کل وزن بدن می باشد.99درصدآن در استخوانهاو دندانهاست.
%1
باقیمانده کلسیم در خون و مایعات خارج سلولی است.کمبودآن منجربه نرمی
استخوان میشود.
عامل مهم در بروز سرطان کولون و بالا رفتن فشارخون می
باشد.دریافت بالای آن(mgr 2000)به همراه ویتامین Dمنجربه هیپرگلسیمی می
شودکه منجربه رسوب Ca دربافتهای نرم مثل عروق قلب و کلیه می شود.
(p فسفر)
عنصر دوم از نظر فراوانی دربافتهای انسان
میباشد.حدود%80 آن دراسکلت و دندانها به صورت کریستالهای فسفات و%20
باقیمانده دراستخرمتابولیکی فعال هرسلول بدن وجود دارد.درجداره خارجی غلات
(به خصوص گندم)فسفات به صورت ترکیب با اسید فیتیک(fitic Acid) که غیر قابل
جذب است وجوددارد.درنانهای پخته شده معمولی ،اسیدفیتیک درمراحل تخمیرخمیربه
فرم محلول تبدیل می شود.درنانهای تخمیر نشده جذب کلیه املاح کاهش می یابد.
(Mg منیزیم)
بعداز پتاسیم دومین کاتیون فراوان
درون سلول است.بدن انسان28-20گرم منیزیم دارد.
کمبودآن باعث عوارضی مثل
لرز،اسپاسم عضلانی،تغیرشخصیتی،بی اشتهائی،تهوع،استفراغ می شود.
S سولفور(گوگرد)سولفورجزئی از هپارین،ماده ضد انعقادکبدوسایربافتهاست.
Fe آهن
به عنوان یک ماده مغذی اساسی می باشد.کم
خونی ناشی از فقر آهن شایع ترین بیماری کمبود تغذیه ای دنیاست.اهن فعال به
صورت هموگلوبین و میوگلوبین می باشدو آهن ذخیره ای به فرم فریتین و
هموسیدرین و ترانسفرین است.
اضافه دریافت آهن نقش موثردر ایجاد بیماری
قلبی ،عروقی و سرطان دارد.
Zn روی
روی به طور وسیعی در بدن توزیع شده و دومین
trace element فراوان بدن میباشد.بیشترین مقدارآن درکبد
پانکراس،کلیه،استخوان و ماهیچه میباشد.
فیتات موجود دردانه کامل گندم
جذب روی را کاهش میدهد.روی در واکنشهای سنتزو تخریب بسیاری از متابولیسها
نظیرکربوهیدرات،پروتئین،چربی دخالت دارد.
Cu مسبه عنوان بخش طبیعی از خون می باشد.یکی از
اجزاء بسیاری از آنزیمهاست که کمبودآن موجب نقص در فعالیت آنزیم می شود.در
رهائی انرژی در میتو کندری از طریق پروتون انتقال الکترون نقش داردو بدن را
در مقابل رادیکالهای آزاد و اکسیدانها محافظت می کند.
ویتامین تيامین:
در متابولیسم بدن انسان فعالیت دارد و کمبود آن سبب اختلالات دستگاه گوارشی
،قلب و رگها می گردد.فقدان آن موجب بیماری بری بری شده و نیاز روزانه
انسان به آن حدود6/1 میلی گرم است.
ویتامین B2 (ریبوفلاوین):دراعمال متابولیسمی
کربوهیدرات ها و اعمال تنفس به کار میرود.کمبودآن عوارض مختلفی از قبیل
توقف رشد و عوارض جلدی و افزایش عروق خونی در سطح قرینه در انسان به وجود
می آورد.
ویتامین B6 (پیردوکسین)
این ویتامین
سبب برقراری تعادل بین اسیدآمینه ها خواهد شد.کمبودآن باعث تشنج در بدن می
شودو نیاز روزانه انسان به حدود 8/1-5/1 میلی گرم است.
ویتامین B3 (نياسین)این ماده در متابولیسم کربوهیدرات نقش دارد و کمبود آن باعث بیماری پلاکر می شود.نیاز روزانه انسان حدود15-9 میلی گرم می باشد.
ویتامین B5 (اسید pantotenic )
بخشی از کوآنزیم A
است که در ایجاد رنگ موثر است و کمبود آن سبب تغییر رنگ و خاکستری شدن مو
می شود.همچنین سبب اختلالات دستگاه گوارش و غدد فوق کلیوی می گردد.
ویتامین E
یکی از ویتامینهای مهم و مفید برای بدن
انسان میباشد به طوری که کمبود آن سبب کاهش مقاومت گلبول های قرمز ،کاهش
بافتهای عضلانی و فلج شدن ماهیچه ها و عضلات می گردد.
کربوهیدرات :
نشاسته نوعی پلی ساکارید است که در
شرایط عادی درآب نامحلول است اما در آب داغ آب جذب کرده و متورم می شود و
می ترکد.این پدیده را ژلاتینه شدن Gelatinization می نامند.نشاسته از
ترکیب گلوکز با خارج شدن مولکول آب حاصل می شود و در واقع نوعی ماکرومولکول
است که طی مراحل رشد گندم به صورت ذرات ریز یا گرانول در دانه ذخیره می
شود و ممکن است تا حدود 65 درصد وزن آن را تشکیل دهد.گرانول های نشاسته از
دو قسمت آمیلوز که خطی است و 23 تا 27 درصد وزن نشاسته را تشکیل می دهد و
مرکب از حدود5000 واحد گلوکز است و آمیلو پکتین که به صورت زنجیر انشعابی
به میزان حدود 73 تا 77 درصد وزن نشاسته را تشکیل می دهد و مرکب از حدود یک
میلیون واحد گلوکز است ترکیب شده است.
آمیلوز به صورت خالص به مقدار کم در آب داغ حل میشود و اگر محلول را در
جای آرام قرار دهیم دوباره رسوب می کند . آمیلوز به آسانی در محلول رقیق
هیدراکسیدسدیم پخش می گردد.به عکس آمیلوپکتین در اب داغ به آسانی حل می
شودو اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم به صورت ژل در نیامده و رسوب نمی
کند. رنگ آبی که در اثراضافه کردن ید به نشاسته حاصل می شود مربوط به
آمیلوز است که حدود 30 درصد وزنش ید جذب می کند.آمیلو پکتین به تنهائی با
،ید رنگ قرمز میدهد و مقدار جذب ید آن خیلی کم و حدود5/0 تا 8/0 درصد
است.نسبت آمیلوز و آمیلوپکتین در انواع نشاسته یکسان نیست و برای تعيین
مقادیر هر یک می توان نشاسته را با روش پتانسیومتریک با ید تيتر کرد.اساس
این روش این است که هر گرم امیلوز حدود200 میلی گرم ید جذب می کند در حالی
که مقدار جذب ید آمیلو پکتین ناچیز است .برای این منظور روشهای دیگری مانند
اسپکتروفتومتری رسوب دادن آمیلوز با موادی مانند ستن ها،برخی از مشتقات
بنزن الکلهای الیفاتیک ،اسیدهای چرنیترو پارافین ها ،استرها،مرکاپتانها
پیریدین و اسید کربو کسیلیک هم وجود دارد.آمیلوزو آمیلوپکتین در اثر
هیدرولیز بوسیله اسیدهاو انزیم ها به گلوکز تبدیل میشوند.
عکس العمل
آمیلوز و آمیلوپکتین در برابر آنزیم های آلفا و بتا آمیلاز متفاوت است.بتا
امیلاز بر روی آمیلوز اثر کرده و آنرا تبدیل به مالتوز می کند و بر روی
آمیلو پکتین اثری ندارد مگر اثر مختصری به روی زنجیرهای انشعابی آن،در حالی
که آلفا آمیلاز بر روی پیوندهای آلفا انشعابی امیلو پکتین اثر کرده و آنرا
به صورت خطی در آورده و تبدیل به دکسترین ها می کند و مقدار کمی هم مالتوز
حاصل می شودو اگر عمل هیدرولیز ادامه یابد دکسترین ها هم تبدیل به مالتوز
می شوند.در این حالت آنزیم بتا آمیلاز هم وارد عمل می شود و واکنش های
مربوطه به خود را انجام می دهد.
اگر تنها آنزیم بتا آمیلاز در محیط
موجود باشد آمیلوز و زنجیرهای انشعابی آمیلوپکتین شکسته می شوند و بنابراین
مالتوز و آمیلوپکتین ناقص به دست می آید که نوعی کمپلکس دکسترین با وزن
مولکولی بالا است و بوسیله ید رنگ ارغوانی می دهد.
اگر آنزیم آلفا
آمیلاز در محیط موجود باشد دکسترین با وزن مولکولی پایین از تجزیه
آمیلوپکتین به دست می آید وجود این ترکیبات در نان مطلوب نیست زیرا پوسته
آنرا به حالتی در می آورند که اصطلاحا Sticky clammy نامیده می شود ،ضمنا
این ترکیبات با ، ید رنگ نمی شوند و بدین ترتیب قابل تشخیص نیستند.
نشاسته
دارای گرانول های ریزی هستند که اندازه و شکل آنها متفاوت است .قطر
گرانولها از 0/002
Mm تا 0/05 mm متغیر است. گرانولهای نشاسته در اثر
عوامل فیزیکی دچار شکستگی می شوند.
نشاسته گندم در حدود 3/1 وزن خود آب
جذب می کند و در اثر جذب آب متورم شده و مقداری دما از آن حاصل می شود که
حدود cal 78/28 به ازاء هر گرم است و به همین جهت هنگام مخلوط کردن آرد و
آب خمیر بالا می رود.
تورم نشاسته موجب تغییر شکل وچسبندگی آن می
شود.این عمل از دمای c 55 شروع می شود و ژلا تینه شدن نام دارد .نشاسته
آردهای کهنه و یا درشت ذره در دمای بالاتر ژلاتینه می شود علاوه بر آن دما
،رطوبت محیط،زمان و آسیب دیدگی گرانولها نیز تاثیر دارد.
اگر مقدار آب
موجود در محیط کم باشد نشاسته تبدیل به انواع دکسترین می گردد مثل آمیلو
دکسترین،اریترودکسترین که این مواد خود به مالتوز و گلوکز تبدیل می
شوند.دکسترین باعث تردی و بهبود رنگ پوسته نان می شود.
پروتئین (Proteins )
شامل گلوتن (متشکل از گلوتنین و
گلیادین) و آلبومین و گلوبولین است .
از دو بخش نا محلول در الکل
(گلوتنین) و محلول در الکل (گلیادین) تشکیل شده است.
مقدار 80 در صد از
پروتئین شامل گلوتنین و گلیادین و 20 در صد شامل آلبومین و گلوبولین است.
مقدار گلوتنین و گلیادین کم و بیش برابر است اما هر چه گلوتنین بیشتر باشد
کیفیت گلوتن بالاتر است .گلوتن عامل یکنواختی حجم و بافت ،بازدهی و جذب آب و
قابلیت نگهداری گاز ،طعم و مزه است.
گلوتنین بخش الاستیک و چسبنده شبکه
گلوتن در خمیر است و به خمیر حالت سفتی و قوام می دهد.
گلوتن شامل
40درصد گلیادین،38درصد گلوتنین،42/4 درصد سایر پروتئین ها ،2/4درصد چربی4
درصد نشاسته،5/6 درصد خاکستر و 1/2 درصد قند است.
گلوتنین دارای بارهای
الکتریکی داخلی و خارجی است و قدرت تشکیل پیوند بیشتری دارد.
چربی
مقدار چربی موجود در جوانه11-6 درصد است که 84
در صد آن غیر اشباع است.مقدار چربی پوسته 6-3 در صد و آندوسپرم 5/1-8/0 و
مجموع کل دانه 2 درصد است.
هنگام آرد کردن گندم چربی های موجود در آن به
دلیل غیر اشباع بودن در برابر فساد به وسیله دو عامل مختلف قرار میگیرند.
یکی هیدرولیز،و دیگری اکسیداسیون. در دانه خرد نشده آنزیم با چربی تماس
ندارند و چربی سالم می ماند.در اثر آسیب دانه و فساد مقدار اسیدهای چرب
آزاد افزایش می یابد و منجر به ایجاد بوی نامطبوع می گردد و باید در حین
آسیاب کردن چربی از آرد جدا شود.
حدود75 درصد دیواره سلولهای آندوسپرم گندم را پنتوزانها تشکیل می دهد.که بیشتر به صورتarabinoxylan است.مقدار پنتوزان در ظرفیت جذب آب و نگهداری آن
Water-binding capacity موثر است و شاید به همین علت است که آردهائی که درصد استخراج بالائی دارند مقدار بیشتری آب جذب می کنند البته قسمتی از این خاصیت به دلیل بالا بودن مقدار گلوتن و پروتئین آرد نیز است. وجود پنتوزانهای طبیعی یا افزوده شدن به آرد موجب تاخیردربیات شدن نان می شود.
سایر قندها
مقدار قند آزاد در گندم حدود5/2 درصد است که عبارتند از الیگوساکاریدها مثل سلولز،pentose،maltoriose و tetraose . در اثر هیدرولیز قندهای آزاد آرد ،مقداری حدود 0/07 درصد رافینوز،0/2 درصد ملیبیوز،0/02 درصد گا لاکتوز به دست می آیدو
دکسترین که در واقع واسطه بین نشاسته و قند ساده می باشد نیز در آرد وجود دارد ،وجود این قند ها در آرد برای تخمیر نقش مهمی به عهده دارد.مقدار قند جوانه بیشتر است زیرا در جوانه به علت فعالیت های آنزیمانیک مقداری از نشاسته تجزیه شده و به قندهای مختلف تبدیل می شود.
هنگام آسیاب کردن دانه تمام سلولز که در پوسته گندم قرار دارد حذف می شود اما بخشی از قندهای آزاددر آرد باقی می مانند.
آنزیم های گندم
آنزیم های آمیلولیتیک آلفاو بتا آمیلاز اند ،که مجموعا دیاستاز نام دارند و بیشتر در جوانه وجود دارند.برای بدست آوردن آنها می توان مالت را با الکل 20 درصد استخراج کرد.اگر عمل استخراج برای 24 ساعت ادامه یابد و پس از ان مقداری الکل مطلق اضافه شود مواد استخراج شده همراه آنزیم ته نشین شده و می توان آنها را جدا کرد.
بتا آمیلاز روی نشاسته آسیب دیده اثر کرده و آن را تبدیل به مالتوز میکند وآلفا آمیلاز روی نشاسته سالم و آسیب دیده اثر کرده و آنرا به دکسترین تبدیل می کند.
فعالیت دیاستازها برای تولید نان دارای اهمیت خاصی است.زیرا در اثر فعالیت های شدید آنزیمی مقداری قند قابل تخمیر به دست می آید که به مصرف مخمرها رسیده و موجب تشدید فعالیت آنها میشود و در نتیجه مقداریCo2 ایجاد شده و حجم نان افزایش می یابد.به علاوه قندهای ساده حاصل از راه شرکت در واکنش های قهوه ای شدن ،رنگ پوسته نان را بهبود می بخشد و در نتیجه نان با رنگ مطلوب به دست می آید.اما چنانچه آلفا آمیلاز بیشتر از حد طبیعی باشد موجب چسبندگی خمیر می شود.گاهی مقدار آنزیم های طبیعی موجود در آرد کافی نیست و بنابراین لازم است از فراورده های آنزیمی برای اصلاح کمبود استفاده شود.
برای این منظور از مالت ،عصاره مالت ، آنزیم های سنتز شده توسط کپکها و باکتریها استفاده می شود.
علاوه بر آنزیم های آمیلولیتیک،گندم و آرد حاصل از آن دارای مقداری آنزیم های پروتئولیتیک می باشند که نقش تجزیه ماکرومولکولها بزرگ پروتئین و تبدیل آنها به پپتون،پلی پپتیدو... را دارند.
اگر مقدار آنها بیشتر از حد لازم باشد منجرب به تضعیف شبکه گلوتن در خمیر می شود و خاصیت ارتجاعی خمیر و قدرت نگهداری گاز کاهش می یابد.مقدار آنزیم های پروتئولیتیک آرد بسته به درصد استخراج آن دارد و آرد با درصد بالا دارای مقدار بیشتری آنزیم است.



