گندم

در گزارش سالیانه انتشارات سازمان خواربار جهانی(FAO)کرده که عملکرد گندم در واحد سطح، در کشور ایران از متوسط تولید جهانی به مقدار 570 کیلوگرم در سال 1990 پایین‌تر بوده است. در بین مواردی که کارشناسان، این سازمان به عنوان دلایل پایین بودن عملکرد این محصول در کشور ایران ارائه داده‌اند.

گندم، گل آذین سنبله‌ای دارد. از هر گره آن یک برگ به وجودمی آید. سنبلچه گندم متشکل از دو گلوم و سه گلچه می‌باشد. گاهی تعداد گلچه‌ها به ۹۹ هم می‌رسد. دانه گندم بین دو پوشش قاشق مانند به نامهای پوشک بیرونی (لما) و پوشک درونی (پالئا) قرار گرفته‌است. برگهای گندم مانند برگهای سایر غلات (به جز ذرت و ارزن)، نازک و کم عرض بوده و زبانه‌های کوچکی دارند.

دانه گندم از این مواد تشکیل شده‌است: ۷ تا ۱۸ درصد پروتئین (بستگی به نوع گندم دارد)، ۶۰ تا ۷۰ درصد نشاسته، ۲ تا ۲/۵ درصد سلولز(فیبر خام)، ۱/۵ تا ۲ درصد چربی و مابقی مرکب از رطوبت و مواد کانی.[۲] ظاهر فیزیکی دانه‌های گندم بسیار متنوع است. طول دانه‌های گندم از ۵ تا ۸ میلیمتر، پهنایشان از ۲/۵ تا ۴/۵ میلیمتر و وزنشان از ۲۰ تا ۶۰ میلی‌گرم متغیر است. گستره رنگ گندم از بژ یا نخودی (معروف به گندم سفید) تا قرمز قهوه‌ای (معروف به گندم سرخ) است. بسته به عوامل مختلف اجزای تشکیل دهنده اندوسپرم دانه‌ها می‌توانند بافت نرم یا سفتی داشته باشند. ساختار دانه گندم مرکب است از اجزای زیر:[۳]

گیاهک: (نامهای دیگر گیاهک عبارتند از: جوانه، جنین و رویان) تقریباً ۵/۲ درصد وزن دانه را تشکیل می‌دهد و سرشار از چربی و ویتامینها به خصوص ویتامین‌های گروه ب است. ویژگی منحصر به فرد جوانه میزان بالای چربی می‌باشد. اما به دلیل سهم کم جوانه از کل دانه، درصد چربی کل موجود در دانه کم و بین ۱ تا ۱٫۵۵ درصداست. از آنجایی که این بخش را معمولاً در تهیه آرد گندم همراه با سبوس جدا می‌کنند، سبوس را نمی‌توان مدت زیادی انبار کرد.[۴]

مدل سه بعدی دانه گندم

سبوس: همان پوسته دانه‌است و تقریباً ۱۴ درصد از وزن دانه را تشکیل می‌دهد. سبوس را هم همچون گیاهک در مرحله آرد سازی از دانه جدا می‌کنند و معمولاً برای خوراک دام مورد استفاده قرار می‌گیرد. سبوس سرشار از سلولز می‌باشد.

سبوس عملاً از ۷ لایه مجزا تشکیل شده‌است که مهمترین آنها لایه تستامی‌باشد. تستا محل حضور رنگریزه‌ها به خصوص کارتنوئیدها می‌باشد، از این جهت این لایه از اهمیت فوق‌العاده بالایی برخوردار است.[۴]

آندوسپرم: حاوی مواد نشاسته‌ای دانه گندم است و تقریباً ۸۳ تا ۸۷ درصد از کل دانه را شامل می‌شود. آندوسپرم دارای دانه‌های نشاسته‌ای و مواد پروتئینی می‌باشد که دانه‌های نشاسته آن به‌وسیله گلوتن که یکی از پروتئینهای موجود در دانه‌است، بهم چسبیده‌اند به طوری که ماتریکس پروتئین-نشاسته را تشکیل می‌دهند. میزان گلوتن موجود در دانه بر حسب نوع و نژاد گندم تفاوت می‌کند. لایه‌ای از آندوسپرم درست زیر سبوس واقع شده‌است که آلورون نام دارد. این لایه تک سلولی است که این لایه در فرایند آرد سازی جدا می‌شود. آندسپرم بین ۱۰ تا ۱۵ درصد پروتئین دارد و بخش قابل توجهی از آن نشاسته می‌باشد.[۴]

میزان گلوتن گندم است که مرغوبیت آن را تعیین می‌کند. گندمهای قرمز سخت بهاره و پاییزه گلوتن بیشتری دارند و به همین دلیل، ارزش تهیه نان از آنها بیشتر است. چون خمیر حاصل از آردی که از لحاظ گلوتن غنی است، به دلیل داشتن حالت کشدار، قادر است که گازهای ناشی از تخمیر را بیشتر در خود نگهدارد و برای همین، خمیر بهتر ورآمده و حجمش بیشتر می‌گردد. کیفیت پخت نان به طور عمده به دو فاکتور بستگی دارد: کیفیت وکمیت گلوتن خمیرنان.

کمیت گلوتن در ری کردن و افزایش حجم نان مؤثر است. گندمهایی که دارای مقدار بیشتری گلوتن هستند، از لحاظ نانوایی نیز کیفیت مطلوبتری دارند. کیفیت گلوتن نمی‌تواند جانشین کمیت آن شود، زیرا گندمهایی با کیفیت خوب گلوتن ممکن است آردی که از نظر نانوایی ناپایدار و سست باشد بوجود آورند. میزان گلوتن گندم بستگی فراوانی به شرایط آب و هوایی دارد، ولی به کمک اصلاح بذر گندم می‌توان کمیت آن را افزایش داد. شرایط جوی بیش از ارقام مختلف گندم در تغییر میزان مواد سفیده‌ای مؤثر و حداکثر میزان گلوتن را می‌توان در نواحی گرم به دست آورد. آب و هوا به میزان ۷۰ درصد و نوع رقم به میزان ۳۰۰ درصد در مقدار گلوتن دانه مؤثر می‌باشد. در نانوایی کیفیت گلوتن نیز مانند کمیت آن قابل اهمیت می‌باشد. کیفیت گلوتن به استقامت آن در برابر فشار گازهای ایجاد شده از تخمیر و همچنین پایداری آن در مقابل ازدیاد حجم و شل شدن خمیر (بدون آنکه پاره شود) بستگی دارد. به عبارت دیگر خمیر بایستی هنگام خمیرگیری مدتی پایداری کرده وبزودی شل نشود. بدین ترتیب جدار حبابهای هوای داخل خمیر زود پاره نشده و بالنتیجه نان حجم بیشتری پیدا می‌کند. در ورآمدن خمیر بایست تخمیر زیادی صورت گیرد تا مقدار گازهای حاصله فراوانتر شده و حجم نان افزایش یابد.[۵]

کیفیت گلوتن گیاه عمدتاً به وسیله پیشینه ژنتیکی آن تعیین می‌شود: کیفیت گلوتن نمی‌تواند بوسیله تغییرات در شرایط محیط یا با استفاده از کودها تغییر یابد. سطوح بالاتر پروتئین که عمدتاً سبب افزایش کیفیت نانوایی می‌شود، از خوب بودن کیفیت گلوتن حکایت دارد. سطوح بالاتر آن در رقم با کیفیت پائین پروتئین، فقط سبب پیشرفت بسیار محدودی در کیفیت نانوایی می‌شود.[۵]

جهت افزایش کیفیت نانوایی آرد باید از یک طرف درصد رشد و نمو را که موجب بهبود کیفیت گلوتن می‌گردد زیاد نمود (مانند کیفیت گندم Manitoba) و از طرف دیگر کمیت گلوتن را با کمک روشهای به نژادی فزونی داد (برای نمونه در آلمان غربی میزان گلوتن از ۱۹درصد به۲۵––۲۳ درصد افزایش یافته‌است) و بالاخره باید درصد بلغور یا سبوس را کاهش داد(۶٪). همچنین در اثر افزودن نمک طعام (به مقدارکم) به خمیر، ثبات و استحکام گلوتن زیاد می‌شود وتحمل خمیر در هنگام زدن و مخلوط کردن افزایش می‌یابد (غلظت زیاد نمک سبب تضعیف پایداری و استحکام خمیر می‌گردد).[۵]

گلوتن از دو جزء گلوتنین (محلول در باز ضعیف) و گلیادین (محلول در الکل نسبتاً قوی) تشکیل شده‌است که گلوتنین عامل چسبندگی خمیر و گلیادین عامل کشسانی خمیر می‌باشد، برای جداسازی گلوتن از نشاسته از دستگاه گلوتن شوی گلوتامیک استفاده می‌شود و جداسازی گلوتنین و گلیادین با سانتریفیوژ گلوتن در دورهای بالا انجام می‌شود. خمیر خوب خمیری است که دارای مقادیر متناسبی از هر دو جزء باشد. بنابرنظر ایرانی (۱۳۸۵) درصد گلوتن مرطوب باید از ۲۷ کمتر نباشد و شاخص گلوتن (عددکیفیت گلوتن) باید در رنج ۹۰––۵۰ باشد. به‌نظر می‌رسد که در شرایط تنش، به دلیل افزایش شدید انباشت پروتئین‌های گلیادین (پروتئین‌های گلیادین، پروتئین‌های شبه شوک حرارتی بوده و مقاومت گیاه را در برابر تنش‌های غیر زنده بالا می‌برند) و کاهش اندک مقادیر پروتئین‌های گلوتنین، شاخص گلوتن (نسبت گلوتنین به کل گلوتن) با کاهش مواجه شده و در نتیجه قدرت و کیفیت خمیر کاهش یابد