الشيماء
مستشاره ادارية
عدد المساهمات : 4927
تاريخ التسجيل : 21/08/2010
 | موضوع: الجلوتين ودوره في المخبوزات  الثلاثاء 31 أكتوبر - 3:32 | |
|
الجلوتين ودوره في المخبوزات
=================
يتحكم الجلوتين بقِوام المخبوزات وهو عبارة عن
مادة مطاطية – مرنة – تتكون عندما نخلط الدقيق والماء (سائل) معًا.
هذا يعني بأن الدقيق لوحده يحتوي على بروتين ولا يحتوي على جلوتين٬ ولكن يجب إضافة السائل وخلطه حتى يتم تطويره.
تطويره يعني تليين ومد روابط الجلوتين وتحفيزها لتكوين شبكة٬ والتي بدورها تتوسع وترتفع ومن ثم تحجز الغاز الذي تكًونه الخميرة أو الـ Baking Powder أو الـ Baking Soda وتنفش المخبورات أثناء التحمير.
تطوير الجلوتين (Gluten Development) يأثر بشكل كبير على النتيجة النهائية للمخبوزات٬
ويعتمد على عدة نقاط منها:
=============
كمية البروتين في الدقيق
مدة الخلط،
كمية الدهون
مستوى الرطوبة في الخليط أو العجينة.
*كلما زادت مدة الخلط أو العجن٬ كلما زادت قوة شبكة الجلوتين
(الخلط لدرجة مبالغ فيها سيؤدي إلى تكسير الجلوتين).
عند نقطة إضافة الدقيق بأن “نضيفه يدويًا باستخدام الـ Rubber Spatula ونخلط حتى يتجانس فقط” وذلك لـنتجنب المبالغة في الخلط (over-mixing) خاصة في وصفات الكوكيز والكيك.
*نسبة الدهون المرتفعة في الخليط تقلل من تطوير الجلوتين٬
لأن الدهون عند إضافتها تُغلف حبيبات الدقيق وتحُول بينه وبين امتصاصه للماء اللازم لتكوين شبكات الجلوتين. وبالتالي تكون النتيجة عبارة عن مخبوزات غير متماسكة (تتفتت وتذوب في الفم)، مثل ما فعلت في وصفة كيك الفانيلا.
إذا نظرنا لوصفة خبز الباقيت مثلًا سنلاحظ أنها – عكس كيكة الفانيلا ـ
لا تحتوي على دهون ويتم عجنها لفتره طويلة نوعًا ما لكي تتطور شبكات الجلوتين.
وبالتالي تكون النتيجة مقرمشة من الخارج ومتماسكة ومطاطية من الداخل
(تحتاج لمضغ – Chewy).
=============
تأثير الإنزيمات المضافة إلى الطحين في الكلوتين الرطب والجاف والمؤشر الكلوتيني:
============================
تعد نوعية الكلوتين, بالإضافة إلى كميته, من المؤشرات المهمة للخواص الريولوجية الجيدة للعجينة، إذ يمتاز الكلوتين الجيد بقابليته العالية على امتصاص الماء والمطاطية والمرونة مقارنة بالكلوتين الضعيف (Mill وأخرون، 2010).
تعتمد مختبرات العديد من الدول على مؤشر الكلوتين في تحديد جودة الطحين ويقبل الطحين إذا كان
المؤشر بين 60-90٪, وهناك مؤشر
عالي الكلوتين وهو ما يتجاوز 95٪ الذي يشير إلى أن الكلوتين قوي جداً في حين يشير
المؤشر الأقل من 60٪ إلى أن الكلوتين ضعيف جداً لا يصلح لإنتاج الخبز (Curic وآخرون, 2001).
يؤدى تحفيز التحوير البروتيني بوساطة الإنزيمات المضافة إلى تغيير في تركيب البروتين وربما سبب ذلك تغيراً في صفاته الوظيفية. وجد Bonet وآخرون (2005)
أن المعاملة بالترانس كلوتامينيز أدى إلى تحوير خصائص الكلوتين, إذ تم تقدير نوعية الكلوتين بقياس
مؤشر الكلوتين الذي ازداد بإضافة الإنزيم.
وقد تطلب تحسين نوعية الكلوتين في طحين الحنطة غير المتضررة
إضافة 0,5 وحدة\غم طحين من الترانس كلوتامينيز بينما احتاج كلوتين طحين الحنطة المتضررة إضافة 1 وحدة\غم من الإنزيم للحصول على نفس قيم مؤشر الكلوتين تقريباً.
إن تفاعل الربط التقاطعي الذي يحفزه الترانس كلوتامينيز ينتج عنه بلمرة بروتينات الحنطة منتجاً تجمعات بروتينية ذات أوزان جزيئية عالية غير قادرة على العبور من خلال الغربال المستخدم لتقدير مؤشر الكلوتين (Larré وآخرون, 2000؛ Mujoo وNg, 2003).
ولوحظت زيادة طفيفة في مؤشر الكلوتين عند إضافة الترانس كلوتامينيز لطحين الحنطة غير المتضررة. إن تأثير هذا الإنزيم في كلوتين طحين الحنطة المتضررة كان أكثر وضوحاً منه في كلوتين الحنطة غير المتضررة Rosell) وآخرون, 2002).
من الواضح أن إضافة الترانس كلوتامينيز تسبب تحسناً في خصائص وصفات البروتينات.
وحسب اختبار مؤشر الكلوتين فإنه يتم الحصول على نوعية جيدة من الكلوتين بإضافة تراكيز عالية من الإنزيم. لهذا فإن التجمعات البروتينية الناتجة بفعل هذا الإنزيم تكون ثابتة مما يؤدي إلى تحسن نوعية الكلوتين بعد المعاملة الانزيمية (Köksel وآخرون, 2001).
لاحظ Primo-Martin (2003) أن وجود جزيئات بروتينية كبيرة الحجم يؤدي إلى
تحسن نوعية الشبكة الكلوتينية
وارتفاع مؤشر الكلوتين.
أدت المعاملة بإنزيم البنتوزانيز (Pentosanase) إلى تحسن معنوي في جودة الكلوتين,
إذ أدت إلى تحوير البنتوزانات المرتبطة مع الكلوتين ومن ثم تحسين الشبكة الكلوتينية،
وقد يكون ذلك بسبب تداخلات البروتين مع البنتوزانات، ومن ناحية أخرى سببت إضافة الكلوكوز أوكسديز ارتفاع المؤشر الكلوتيني وتقوية الكلوتين. أدت إضافة اللاكسيز وكذلك جميع أنواع مزيج الإنزيمات إلى تحسين المؤشر الكلوتيني (Hilhorst وآخرون, 1999).
لاحظ كل من Rosell وآخرون (2003) زيادة طفيفة في كمية الكلوتين الرطب
عند معاملة الطحين بتراكيز عالية من إنزيمي الترانس كلوتامنيز والكلوكوزأوكسديز,
كما أدت المعاملة بالكلوكوزأوكسديز بتركيزي 2 و4 وحدة\غم طحين
إلى زيادة محتوى الكلوتين الرطب, وتم الحصول على النتيجة نفسها باستخدام الترانس كلوتامينيز بتراكيز أقل من وحدة\غم طحين. هذه النتائج يمكن أن تعزى إلى المركبات التي ارتبطت بالكلوتين كنتيجة للفعالية الانزيمية.
إن جودة الكلوتين المقدرة بوساطة قيم المؤشر الكلوتيني لم تتغير عند زيادة تراكيز الكلوكوزأوكسديز,
بينما أدت إضافة الترانس كلوتامينيز إلى انخفاض قيم المؤشر الكلوتيني.
ولتقرير فيما إذا كان لهذين الإنزيمين تأثيراً تداخلياً في هذه الصفة أضيفا معاً بتراكيز قليلة فكان التأثير النهائي مشابهاً لتأثير إضافة الكلوكوزأوكسديز لوحده, إذ كان من المتوقع ارتفاع قيمة المؤشر الكلوتيني بعد المعاملة الانزيمية لأن الإنزيمين المستخدمين لهما القابلية على تكوين أواصر تساهمية جديدة (Rosell وآخرون, 2003).
وقد تم الحصول على قيم منخفضة من المؤشر الكلوتيني عند معاملة الطحين بتراكيز عالية من الترانس كلوتامينيز على الرغم, وباستثناء المعاملة 1-1,5 وحدة\غم, من أنه لازال ضمن القيم المثالية المطلوبة لصناعة الخبز (60-90٪).
لم تتفق هذه النتائج مع تلك التي حصل عليها Larré وآخرون (2000) الذين لاحظوا انخفاض في قابلية ذوبان الكلوتين بعد معاملته بالترانس كلوتامينيز, ويعود ذلك إلى تفاعل البلمرة. وقد يعود سبب الاختلاف إلى انخفاض تراكيز الانزيمات المستخدمة في هذه الدراسة (بمقدار 150 مرة على الأقل). إن البلمرة الناتجة بفعل المعاملة الإنزيمية قد تكون غير كافية لإحداث تغيير كبير يمكن ملاحظته بوساطة الطرق الميكانيكية مثل قياس المؤشر الكلوتيني.
=============
أهم " مقاييس تسجيل سلوك العجين أثناء مرحلة العجن" هي منحنى"برابندر" البياني للدقيق ، ومنحنى" سوانسون" العملي للخليط، وكلاهما يحدد قدرة العجين على امتصاص المياه عن طريق قياس مقاومة العجن. وهما يظهران اختلافات جوهرية في طريقة العجن ، وبالتالي في الضغوط الميكانيكية على العجين وكذلك في نسبة الدقيق والماء، أو مزج الماء أثناء العجن. وأجهزة الفارينوجراف يمكنها فقط قياس قوة العجين .
الفارينوجراف وعلاقتةبالجليادين والجلوتينين
=============================
يكون الجلوتينين أليافا غروية تشبه الخيوط ، وهي التي تعطي للجلوتين التماسك والمرونة ، أما الجليادين فهو المادة المالئة بين الألياف وهي تسهم في مرونة الجلوتين. وفي الدقيق ذي النسبة المرتفعة من الجلوتين تكون الغلبة للخصائص الوظيفية لجزيئات الجلوتين، وتنتج نوعية الجلوتين من نسبة المكونين البروتينيين.
مواصفات الجلوتين عالي الجودة
=====================
في عملية إنتاج "منتجات ذات حجم كبير" ،مثل: الخبز والرقائق، تكون هناك حاجة لخصائص جلوتين مماثلة على الرغم من الاختلاف الكبير في طرق الخبيز وذلك لضمان تحقيق منتجات مثلى للمخبز.
فمواصفات الجلوتين هي في المقام الأول وظيفة لمركب البروتين وخصائص البروتين. ومع ذلك، فالمواد الأخرى المشاركة مثل الدهون والبنتوزانات (السكرالخماسي) تلعب دورا رئيسيًا. وفي حين يمكن لطرق التحليل الكيميائية قياس المكونات الفردية بدقة شديدة لكنها لاتكون قادرة غالباً على وصف تفاعلاتها، فطرق قياس سلوك العجين تقيس نظام الجلوتين كوحدة واحدة .
العلاقة بين الفارينوجرام وعملية العجن بالمخابز
===============================
نعم هناك علاقة، ولكن هناك كذلك العديد من الاختلافات. فالفارينوجراف يستخدم عجاناً ثنائيا من طراز - Z حيث تكون الطاقة الداخلة عالية جدا مما يعرض العجين لضغوط ثقيلة، ويمتص السطح الظاهر للعجين كميات كبيرة من الهواء، وبالتالي من الأكسجين، مما يسرع من عملية الأكسدة )أي تقوية الجلوتين(. ومع ذلك، يمكننا القول عموماً بأن أنواع العجين التي تكون مستقرة في الفارينوجراف ستكون مستقرة كذلك في عملية العجن بالمخابز. أما حالة امتصاص الماء فهي أكثر تعقيداً، إذ يتحدد عن طريق إضافة المقدار الضروري من الماء للدقيق والذي يلزم للوصول إلى معدل مقاومة محدد للعجن )حوالي500 وحدة برابندر، BU (، ومع ذلك فإذا كان العجين طيعاً، بمساعدة المستحلبات المضافة على سبيل المثال، يقل فيه التلصيق وبالتالي المقاومة للعجن. وخلاصة ما سبق أن العجين يمتص ماءً أقل على الرغم من أنه يمكن أن يمتص المزيد منه ، عندها يمكن ضمان الوصول للقدرة الجيدة على التصنيع في كل الأحوال .
قياس الإكستنسوجراف والألفيوجراف
========================
خلال مرحلة التخمير يمر العجين بعملية تمدد يقوم فيها ثاني أكسيد الكربون المتكون بتوسيع مسام العجين وهكذا يزيد حجم العجين. ولهذا السبب فإن طاقة اختزان الغاز الخاص بالعجين ينظر إليها باعتبارها معيارًا مهمًا من معايير الجودة و تمثل عن طريق منحنيات المرونة والمطاطية. بجهاز الإكستنوجراف والمرونة P والمطاطية L والشغل W بجهاز الألفيوجراف، ويعتمد على هذه القياسات المختلفة للعجين (قصير، طبيعي، لين)، والمحتويات المختلفة للبروتين (منخفض، طبيعي، عالٍ)
- دقيق القمح:
=========
يحدد مدى ملائمة الدقيق لتصنيع الخبز ثلاثة عوامل رئيسية هي محتواه من
البروتينات،
حبيبات النشا المتهتكة
توفر كميات مناسبة من أنزيمات الامايليز.
أ- المحتوى البروتيني:
يتميز دقيق القمح عن بقية أنواع دقيق الحبوب الأخرى باحتوائه على بروتين الغليادين والغلوتنين. هذان البروتينات أثناء عملية العجن يتشربان الماء بسهولة ليكونا مركباً متماسكاً غروي الصفات يطلق عليه الغلوتين، وهو الذي يربط باقي المكونات من نشا وخميرة وملح طعام معاً. إضافة إلى أنه يعمل على احتجاز الغاز المتولد أثناء عملية التخميير التي تتم داخل العجينة بفعل الخميرة المضافة.
وقد عرف أن دقيق الاقماح القاسية يمتاز بارتفاع نسبة البروتينات بها وبشدة تماسك قوة الغلوتين المتشكل من تشرب هذه البروتينات بالماء، وبقابلية المط دون تمزق أو تفتت هذه الصفات تساعد على احتجاز قدر كبير من غاز ثاني أكسيد الكربون المتولد أثناء عملية التخمير وبالتالي إنتاج خبز جيد، عكس دقيق الأقماح الطرية التي تحتوي على كميات أقل من الغلوتين والذي يتصف بأنه لين رخو غير متماسك يتمزق عند مطه.
ب- المحتوى النشوي:
إن العامل الثاني الذي يحدد مدى ملائمة الدقيق لتصنيع الخبز هي نسبة حبيبات النشا المتهتكة بفعل عملية الطحن، إذ إن وجودها يسهل نشاط أنزيمات الامايليز فيحولها إلى سكريات تحتاجها الخميرة في عملية التخمر وإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون.
وقد عرف أن الاقماح القاسية تنتج أثناء طحنها كميات مناسبة من حبيبات النشا المتهكة عكس الاقماح الطرية.
ح- المحتوى من انزيمات الأمايليز :
أن توفر نسبة من كل من انزيمي الألفا والبيتا أمايليز في الدقيق له دوره في زيادة نعومة وليونه العجينة بسبب إنتاج الدكسترين من النشا. علماً أن زيادة نسبة هذه الانزيمات عما هو مطلوب يعطي نتائج عكسية.
وقد عرف ان دقيق الاقماح الطرية تمتاز باحتوائها المناسب على هذين الانزيمين المذكورين عكس الاقماح القاسية التي تحتوي على كميات أقل .
وللأسباب الثلاثة المذكورة يجري في العادة خلط أنواع مختلفة من الاقماح القاسية والطرية بهدف الاستفادة من صفاتها مجتمعة كما يعمد البعض إلى إضافة نسبة محدودة من الحبوب النابتة الجافة قبل الطحن للتحكم في نسب انزيمات المايليز.
- الماء:
====
الماء هو الوسط الذي يتم فيه مزج الدقيق بالمكونات الأخرى. فهو المكون المهم في تشكيل الغلوتين وللسماح بالانتفاج الضروري للنشاء. وتتراوح كمية الماء اللازمة للدقيق لتحضير العجينة من 55-58% في الدقيق المناسب لصناعة الخبز.
وقد عرف أن الماء يتوزع في العجينة على النحو التالي:
- 45،5 من الماء الكلي يرتبط مع النشاء.
ــ 31،3% من الماء الكلي يرتبط مع البروتينات.
ــ 23،2% من الماء الكلي يرتبط مع البينتوزانات.
أما فيما يتعلق بمواصفات المياه المستعملة فإن المياه ذات العسر المتوسط ــ أي التي تحتوي على 50-100 جزء بالمليون من كربونات الكالسيوم يؤدي إلى تكوين غلوتين طري وبالتالي عجينة لزجة متلاصقة. علماً انه يمكن تفادي نقص هذه الأملاح بإضافة أغذية الخميرة للماء.
كما أن استعمال الماء العسر يؤدي إلى تكوين غلوتين جامد وتأجير في عملية التخمير. وفيما يتعلق بقلوية وحمضة المياه فإن المياه القلوية المستعملة تؤخر عملية التخمير كما أنها تكسب الخبز الناتج طعماً مستهجناً.
أما المياه الحامضية فإنها تؤثر في نشاط الانزيمات.
وخلاصة القول فإن أفضل المياه هنا هي المياه ذات العسر المتوسط والحموضة المعتدلة، على أن تكون خالية من التلوثات الكيميائية والميكروبية وذات طعم ورائحة مقبولين.
- ملح الطعام:
======
يضاف ملح الطعام للعجينة بنسبة 1،5 – 2،3% من وزن الدقيق ويضاف للأهداف الآتية:
ــ يحسن طعم الخبز الناتج.
ــ له تأثير مشجع في نشاط الخميرة لأنه يؤثر في سرعة التخمر.
- يعمل كمثبط لنشاط الأنزيمات المحللة للبروتينات.
ــ يمنح الغلوتين صفة الثبات والتقسية فتصبح العجينة أقل التصاقاً.
ــ يؤثر في لون صرة الخبز ولبابته بسبب تأثير على التخمر.
وهناك نوعان من الملح هما الملح الخشن وهو ما يعرف بالملح الصخري والملح الناعم أو النقي. وفي كلتا الحالتين يجب ان يتصف الملح المستعمل بالصفات الآتية:
ــ ان تكون بلوراته عديمة الرائحة وخالية من المرارة.
ــ ان يكون نقياً ويشكل محلولاً رائقاً في الماء عند إذابته
| |
|
