التحولات البيوكيميائية حول خزن الدقيق

يضم ما يخص تحليلات و اختبارت الجودة التى تتعلق بالدقيق و السيمولينا (السميد)
أضف رد جديد
صورة العضو الرمزية
Osama Badr
مؤسس المنتدى
مؤسس المنتدى
مشاركات: 609
اشترك في: الخميس مايو 03, 2018 2:46 pm
اتصال:

التحولات البيوكيميائية حول خزن الدقيق



مشاركة بواسطة Osama Badr » السبت أغسطس 25, 2018 8:23 pm

التحولات البيوكيميائية حول خزن الدقيق

- استقبال ونقل وتخزين الدقيق:
اعتمدت الطرق القديمة على توريد الدقيق إلى المخابز ضمن عبوات (أكياس) زنة 50 كغ أو 100 كغ، إلا أنه مع ازدياد الكثافة السكانية في المدن وإشادة مصانع لإنتاج الخبز ذات طاقة كبيرة، بات من الضروري اعتماد طريقة اقتصادية تلبي هذه المتغيرات، فأنشأت السيلوات والصوامع في مصانع الخبز، وصممت صهاريج خاصة لنقل الدقيق بكميات (بدون أكياس).

يخزن الدقيق بشكل عام في المستودعات إما بأكياس أو دو كمة في السيلوات، ومن أجل الحفاظ على نوعية الدقيق يجب أن تكون مستودعات تخزين الدقيق جافة ولا تزيد رطوبة الهواء النسبية فيها عن 70-75%، مع الحفاظ على جدران البناء ملساء وبدون شقوق مع ضرورة تأمين التهوية للمستودعات إما طبيعياً أو بشكل إصطناعي.

يخزن الدقيق المعبأ بأكياس في مستودعات المخابز على قواعد (بلاستيكية) لا يفضل خشبية ذات ارتفاع 15 سم عن سطح الأرض، وتصفف الأكياس(الشكائر او الاجولة) على شكل أكداس بارتفاع 8÷12 صف بما يسمح تهوية هذه الأكداس من الجانبين أو على الأقل من جانب واحد، مع الأخذ بعين الإعتبار ترك ممرات بين الأكداس وترك مسافة بينهما وبين الجدار لا تقل عن 1.5م.

لا شك أن طريقة التخزين هذه تستهلك مساحات واسعة في المستودعات بالإضافة إلى الحاجة لأيدٍ عاملة كثيرة ومصاريف كبيرة مع احتمال ضياع كميات لا بأس بها من الدقيق، أما طريقة تخزين الدقيق الحديثة حالياً في مصانع الخبز باستخدام السيلوات والتي تتسع لكميات كبيرة بمساحات قليلة فقد تجاوزت هذه السلبيات. يفرغ الدقيق الوارد إلى المصنع في جورة التفريغ وسحب إلى السيلوات آلياً بنفس الطريقة بواسطة الضواغط المركبة على نفس الصهاريج.
يؤخذ بعين الإعتبار عند تصنيع مصنع الخبز إنشاء مستودع للدقيق، يسمح بالتخزين دوكمة وبأكياس من أجل استخدامها عند تعطل السيلو وعلى أن تكفي جميعها لتشغيل المنشأة لمدة أسبوع على الأقل.
تحدث عند تخزين لدقيق وخاصة الدقيق الحديث الطحن عدة عمليات تؤدي إلى تغير في صفاته النوعية، كما يؤثر زمن تخزين الدقيق والطرق المستعملة لذلك تأثيراً إيجابياً يحسن من صفات الدقيق أو تأثيراً سلبياً يسيء إلى مواصفاته.
إن حفظ الدقيق بعد طحنه في ظروف مناسبة يؤدي إلى تحسن ملحوظ في صفاته الخبيزية وتسمى هذه الظاهرة نضوج الدقيق، أما العمليات التي تحدث أثناء تخزين الدقيق في الشروط الغير ملائمة فتؤدي إلى سوء مواصفاته وأحياناً إلى تلفه.

- نضوج الدقيق:
يعطي الدقيق حديث الطحن وخاصة من أقماح بعد الحصاد مباشرة عجيناً لزجاً دبقاً وذو قوام مائع بعد عملية التخمر ويرتخي العجين بعد الاستراحة. لذلك لا بد من ترك الدقيق فترة زمنية محددة بعد عملية الطحن كي ينضج، ويسمى (بدور النضوج) حيث تتحسن خلالها صفات الدقيق وبالتالي صفات الخبز، وللحصول على عجين طبيعي بمواصفاته من هذا الدقيق ينصح بتقليل كمية الماء المضافة. يتصف الخبز المحضر من هذا الدقيق برداءته وبصغر حجمه (كثيف اللبابة وغير إسفنجي) ووجود شقوق صغيرة على سطحه وانخفاض مردوده نسبياً. تتحسن الصفات الخبزية لهذا الدقيق إذا ترك في ظروف ملائمة لفترة زمنية محددة ويعطي خبزاً ذو مواصفات طبيعية مميزة له.

- التبدلات التي تطرأ على مواصفات الدقيق أثناء خزنه بعد الطحن:

1. تغير رطوبة الدقيق أثناء خزنه:
يطرأ على الدقيق أثناء خزنه تغير في الرطوبة يستمر لحين الوصول إلى حالة توازن بين رطوبة الدقيق ورطوبة المستودع الذي يخزن فيه، وتعد الرطوبة النسبية للهواء من أهم العوامل التي تؤثر على قيمة رطوبة التوازن للدقيق كما وتبدي بعض التأثير أيضاً حرارة الهواء المحيط.
إن رطوبة الدقيق أثناء تخزينه يمكن أن تتغير في اتجاه النقصان أو الزيادة وفقاً لرطوبة الدقيق البدائية ووفقاً لخواص الهواء في مستودع التخزين.
إذا كانت رطوبة الدقيق عند وضعه في مستودع المخبز أدنى من الرطوبة التوازنية الموافقة لعوامل الهواء في المستودع يلاحظ أنه أثناء التخزين ترتفع رطوبته، أما عندما تكون رطوبة الدقيق عند وضعه في المستوده أعلة من رطوبة التوازن فيلاحظ انخفاض رطوبته.
يطرأ على الدقيق المعبأ في أكياس والمخزّن في مستودعات مصانع الخبز تغير كبير في رطوبته إذا كانت فترة تخزينه طويلة، اما عندما يكون زمن بقائه قصييراً فإن الرطوبة تتغير ببطء.

2. تغير لون الدقيق أثناء خزنه:
يتغير لون الدقيق المخزن ويصبح أكثر بياضاً، حيث يعود السبب في ذلك إلى عملية أكسدة الخضاب الكاروتينية والكسانتوفيل الموجودة فيه.
يكون هذا التغير بطيئاً في الدقيق المخزون في أكياس ويمكن أن يلاحظ فقط في حالات الخزن لفترات طويلة، حيث لا يبقى الدقيق في مصانع الخبز مثل هذه الفترات، بسبب الاستهلاك المباشر للكميات المخزونة والتي لا تتاوز مدة تخزينها أكثر من عشرة أيام، حيث أن الطاقة التخزينية بشكل عام لمصانع الخبز لا تصمم لأكثر من ذلك.
لقد توصل الباحثون من خلال التجارب التي أجروها في هذا المجال أن أفضل لون يكتسبه الدقيق هو بعد مرور ثلاثة سنوات على تخزينه وإن تركه لأية مدة بهد ذلك لا يُحدث أي تغير في اللون.
إن استخدام عملية نقل الدقيق بالخلخلة الهوائية (الشفط أو الضغط الهوائي) في المطاحن والمخابز يسرع من عملية تبييض الدقيق.

3. تغير حموضة الدقيق أثناء خزنه:
تتعلق حموضة الدقيق بشكل أساسي بوجود الحموضة الدسمة فيه والتي تعتبر نواتج تحلل الدهون بالحلمهة، وكذلك بوجود المركبات الفوسفاتية الحامضية والمتشكلة نتيجة لتحلل المركبات العضوية الفسفورية، كما تؤثر نواتج حلمهة البروتين أيضاً بدرجة بدرجة محددة وليست كبيرة على حموضة الدقيق، ولا يهمل دور الحموضة العضوية مثل حمض اللبن وحمض الخل وحمض الحامض وغيررها في الحموض، وتزداتد حموضة الدقيق بعد الطحن بشكل مكثف في الأيام الأولى لعملية الحطن خلال (15-20) يوم ولدة تخزين الدقيق بعد هذه الفترة يلاحظ أن حموضته تزداد بشكل بطيء جداً.
تتركز دهون حبة القمح في الجنين بنسبة 15%، وتحتوي دهون الجنين على كمية كبيرة من الحموض الدهنية اللامشبعة مثل حمض اللينوليك وحمض الأوليئيك وبكميات أقل نسبياً يتواجد حمض اللينوليك.
يزداد نتيجة لتحلل الدهون وتشكل الحموض الدسمة الحرة الرقم الحمضي لدهون الدقيق أثناء التخزين، ويكون التحلل المائي للدهون أكبر كلما ارتفعت رطوبة الدقيق ودرجة حرارة تخزينه، والجدول التالي يبين تأثير هذه العوامل على الرقم الحمضي لدهون الدقيق..
ليس فقط ارتفاع الحرارة يؤدي إلى تزايد الرقم الحمضي للدقيق بل تم التأكد من أن هذا الرقم يتزايد بعض الشيء حتى أثناء تخزين الدقيق في درجات الحرارة المنخفضة من -5 وحتى -18ْ. لا تتوقف عملية تغير الدهون في الدقيق المخزون على تحلل هذه الدهون وتشكل الحموضة الدسمة الحرة، بل تستمر بعدها عملية الأكسدة للحموض الدهنية الحرة اللامشبعة، حيث تتشكل المركبات فوق الأكسيدية الوسيطية تحت تأثير إنزيم الليبوكسيغيناز على الحموض الدهنية الحرة اللامشبعة، وتتميز هذه المركبات بنشاط أكسدة كبير.
تتزايد سرعة ارتفاع حموضة الدقيق كلما ارتفعت نسبة استخراجه وارتفعت رطوبته ودرجة حرارة تخزينه، ويبين الجدول التالي نتائج أعمال الباحثين في مجال تأثير هذه العوامل على زيادة حموضة المعايرة للدقيق أثناء خزنه.
من المؤكد أن تزايد حموضة الدقيق أثناء عملية التخزين بعد الطحن يعود إلى تشكل الحموض الدهنية الحرة وتراكمها، بينما لم تتزايد حموضة الدقيق المنزوعة دهونه بعد عملية الطحن مباشرة بواسطة الإتر مهما طالت مدة تخزينه.

4. تبدلات دهون الدقيق أثناء خزنه:
تزداد حموضة الدقيق أثناء عملية التخزين كما أشرنا سابقاً بسبب تشكل الحموض الدسمة الحرة نتيجة لتأثير إنزيم الليباز Lipas على الدهون الموجودة في الدقيق، حيث يقوم هذا الإنزيم بتفكيك الدهون بالحلمهة إلى غليسيرين glycerin وحموض دسمة حرة كما وتلعب الحياء الدقيقة في الدقيق بعض الدور أثناء عملية تحلل الدهون بالحلمهة.
لا شك ان عملية تبييض الدقيق أثناء التخزين والناتجة عن أكسدة الخضاب الكاروتينية والكسانتوفيلية لها علاقة بالتأثير المؤكسد لفوق الأكاسيد الوسيطة والتي تشكل من الحموض الدهنية الحرة اللامشبعة بفضل إنزيم الليبوكسيغيناز.
على ما يبدو أن إنزيم الليبوكسيغيناز وفوق أكاسيد الحموض الدهنية اللامشبعة المتشكلة نتيجة لتأثير هذا الإنزيم لها دور لا بأس فيع بإعطاء الطعم المرّ لمختلف أصناف دهون الدقيق، حيث أن الألدهيدات ونواتج ثانوية أخرى، المتشكلة أثناء الكسدة الأكثر عمقاً للدهون قادرة على أن تكسب الدقيق طعماً ورائحة غير مرغوبين.

5. تغير المعقد (المركب) البروتيني– البروتينازي في الدقيق أثناء خزنه:
تبقى كمية المواد الحاوية على الآزوت في الدقيق أثناء تخزينه عملياً بدون تغيير، وإن بعض التأرجح بالنتائج لمختلف الباحثين في هذا المجال لا تتعدى الخطأ التحليلي.
يلاحظ أن عملية خزن الدقيق تؤدي إلى انخفاض كمية الغلوتين المغسول منه وإلى انخفاض السعة المائية moisture capacity لهذا الغلوتين، أما الدقيق الناتج من أقماح مصابة بحشرة السونة فيصعب غسل الغلوتين منه مع احتماع ضياع كميات كبيرة أثناء الغسل بسبب ضعفه، وإن عملية التخزين تؤثر إيجابياً على هذا النوع من الدقيق، حيث تحسن مواصفات غلوتينه مما يؤدي إلى بعض الزيادة الوزنية للكميات الناتجة بعد الغسل.
تتغير الخواص الميكانيكية البنيوية للغلوتين المخزن بعد عملية الطحن بقانونية حيث تتناقص مطاطيته tension وانسيابيته spread، بينما تزداد مرونته elasticity ومقاومته للتشوه resistance deformation.
تتحسن مواصفات الغلوتين الضعيف الناتج من دقيق حديث الطحن ويصبح متوسط القوة بعد مرور حوالي 1.5-2 شهر على تخزينه أما الغلوتين متوسط القوة فيصبح قوياً خلال نفس فترة التخزين ويكتسب الغلوتين القوي صفات الغلوتين القوي جداً، وكلما كان الدقيق بعد الطحن أكثر ضعفاً، كلما تحسنت المواصفات الفزيائية للغوتين الناتج منه بشكل أسرع وملحوظ.
يلاحظ أيضاً تغير الصفات البنيوية – الميكانيكية للعجين المحضر من الدقيق والمخزن لفترات مختلفة بعد عملية الحطن، حيث تزداد السعة المائية للدقيق مما يسمح بالحصول على عجين ذي قوام consistency عادي وجيد، بينما تنخفض سيولة dilution العجين أثناء عملية تحضيره وتخميره وكذلك انسيابيته أثناء عمليتي الاستراحة والخبيز، وتنخفض أيضاً لزوجة stickiness العجين وتتزايد مرونته، وإن أفضل النتائج لتحسين الخواص البنيوية الميكانيكية يمكن ملاحظتها على العجين المحضر من الدقيق ذو مواصفات ضعيفة جداً أو ضعيفة بعد الطحن واخضع لفترة التخزين اللازمة.
من أجل مشاهدة ما تقدم على الرسم تم الحصول على الفارينوغرامات لنوعين من العجين – النوع الأول محضر من دقيق ضعيف جداً وبدون تخزين وبعد عملية الطحن مباشرة – والنوع الثاني محضر من نفس الدقيق لكن بعد مرور عام على تخزينه علماً أن العجين تم تحضيره من دقيق وماء فقط.
إن التغيرات التي تطرأ على الخواص الفيزيائية للغلوتين والعجين من دقيق القمح بعد خونه تؤكد ازدياد قوة الدقيق، وإن هذا التزايد يعتبر نتيجة لتغيرات مركبات المعقد البروتيني – البروتينازي في الدقيق.
أكد الباحثون أن عملية تخزين الدقيق بعد طحنه تكون سبباً في انخفاض استعداد المواد البروتينية لتأثير الإنزيمات، كما أن محتوى منشطات الحلمهة البروتينازية تتناقص ويتناقص معه نشاط إنزيمات البروتيناز.

6. تغير المركب الكربوهيدراتي – الأميلازي في الدقيق أثناء خزنه:
لا يتغير عملياً محتوى السكاكر الذاتية (المختزلة) في الدقيق أثناء عملية التخزين، أما المعطيات عن تبدلات قدرة تشكل السكر في الدقيق أثناء خزنه فهي متناقضة. فيما يخص الدقيق المنتج من أقماح مصابة بحشرة السونة فتبين أن تبدلات القدرة على تشكيل الغاز بعد مرور عام على تخزين الدقيق سجلت انخفاضاً ملموساً.
يؤكد القسم الأكبر من النتائج التجريبية عملياً إما ثبات قدرة السكرية والغازية أو تسجيل بعض التناقض لهذه المؤشرات وذلك للدقيق بعد الحطن والمخزن لفترة زمنية محددة،حيث يمكن تفسير ذلك بسبب انخفاض استعداد الدقيق للإنزيمات نتيجة لانضغاط بنية المسيلات وكذلك للتأثير غير المباشر للتغيرات التي تطرأ على المركب البروتيي – البروتينازي على نشاط إنزيمات أميلاز الدقيق أثناء خزنه.
- حقيقة عملية نضوج الدقيق:
مما تقدم نلاحظ انه تطرأ على الدقيق المخزون بعد الطحن التغيرات التالية:
1- تسعى الرطوبة أن تصل إلى رطوبة التوازن والمتناسبة مع عوامل الهواء.
2- يصيح اللون أكثر بياضاً نتيجة لأكسدة خضاب الدقيق.
3- تزداد الحموضة نتيجة تشكل الحموض الدسمة الحرة وخاصة اللامشبعة.
4- تنخفض كمية منشطات الحلهمة البروتيازية والنشاط البروتيازي واستعداد المواد البروتينية أيضاً.. وبالنتيجة تتحسن الخواص البنيوية – الميكانيكية للغلوتين والعجين وتزداد قدرة الدقيق على امتصاص الماء ويصبح الدقيق أكثر قوة.
5- تنخفض القدرة السكرية والغازية بعض الشيء أو على الأرجح تبقى ثابتة بدون تغيير.
إن تغير رطوبة الدقيق ولونه وحموضته لا يمكن أن يكون السبب في تحسين نوعية الخبز، وكذلك فإن الانخفاض الطفيف للقدرة السكرية والغازية والتي يحصل في الدقيق نتيجة لنضوجه أيضاً لا يمكن أن يحسن نوعية الخبز.
إن الجوهر الأساسي لعملية نضوج الدقيق يكمن في العمليات التي تغير من الخواص البنيوية الميكانيكية للغلوتين والعجين أي المركب البروتيني – البروتيازي للدقيقللدقيق والذي يجعله أكثر قوة.
إذاً ما هي حقيقة العمليات التي تسبب التغيرات في المركب البروتيني – البروتينازي للدقيق خلال نضجه؟
لقد أكدت النتائج التجريبية لمختلف الباحثين أن المركب البروتيني – البروتينازي للدقيق يتغير أثناء عملية النضج بسبب التأثرات المؤكسدة.
منذ عام 1924 توصل كينت وجونس (kent – jones) لنتيجة مفادها أن الدقيق المخزون بعيداً عن الأوكسجين لا يتغير لونه ولا خواصه الخبيزية، ومن المعروف أنه من الممكن تغير مواصفات الدقيق حديث الطحن بسبب المؤترات المؤكسدة إصطناعياً وإيصاله لنفس مواصفات الدقيق الذي مضى على تخزينه شهر أو شهرين.
يُحدث استخدام سلسلة من المؤكسدات (أكاسيد الآزوت، الكلور، ثلاثي كلور الآزوت وغيرها وغيرها) تبيضاً آنياً للدقيق وتغيراً للمركب البروتيني البروتينازي شبيه بما يطرأ على الدقيق أثناء نضجه بشكل طبيعي. يمكن الحصول على ذلك أيضاً بإضافة كميات قليلة جداً إلى العجين أثناء تحضيره (محسوبة على وزن الدقيق) من المحسنات ذات التأثير المؤكسد مثل برومات البوتاسيوم (kpr o3) أو يودات البوتاسيوم (kj o3)، ويمكن الحصول على نفس المفعول إذا تم عجن العجين في جو من الأوكسجين.
إن عملية الأكسدة يمكن أن تغير جميع مكونات المعقد البروتيني – البروتينازي للدقيق، حيث يطرأ إنخفاض لكميات زمر (-sh) في الدقيق المخزون لفترات طويلة وبطوبته العادية (14.5%) ويكون الإنخفاض على أشده خلال العام الأول من التخزين وببطء شديد خلال الأعوام الخمسة التي تليه.
إن إنخفاض كمية زمر (-sh) في الدقيق أثناء نضجه يمكن أن يحدث نتيجة لأكسدة هذه الزمر في جميع مكونات المعقد البروتيني – البروتينازي، وتؤدي هذه الأكسدة مع تشكل الروابط الثنائية الكبريتية (-s-s-) إلى شد بنية البروتين المنتظمة وتخفيض إستعداده للبروتيوليز.
إن عملية الأكسدة تطول أيضاً زمر (-sh) الموجودة في منشطات البروتيناز – غلوتايتون للدقيق، حيث تبين أن كمية الغلوتاتيون المرجع انخفضت في دقيق (استخراج 60%) خلال أربعة عشر يوما بعد الطحن من 0.9 حتى 0.06 مع / 100غ.
بالمثل أيضاً يمكن أن يحدث للباباين حيث يجري أكسدة الزمر الهيدروسلفيدية (-sh) في جزيئة البروتيناز محولاً هذا الإنزيم أو جزء منه إلى حالة غير نشطة.
تسمح البحوث العديدة للسنوات الأخيرة والتصورات المعاصرة لمرحلة مجموعات الأكسدة والإرجاع في المواد البيولوجية اعتبار عمليات الأكسدة السبب الرئيسي للتغيرات التي تطرأ على مواصفات الغلوتين وقوة الدقيق أثناء عملية النضج، وبهذا لا يمكن وبأي حال إهمال دور الحموض الدسمة الحرة اللامشبعة.
كما أشرنا سابقاً تتأكسد الحموض الدسمة الحرة اللامشبعة بوجود إنزيم الليبو كسيغيناز وتتشكل بذلك مركبات فوق إكسيدية. تتميز هذه المركبات بنشاط مؤكسد كبير وبالتأكيد تستطيع أكسدة ليس فقط الخضاب المؤثر على لون الدقيق بل يتجاوز ذلك إلى المجموعات الكيميائية المركبة لمواد الدقيق.
منذ عام 1936 أثبت تجريبياً أن الحموض الدسمة اللامشبعة والمتأكسدة إلى مركبات فوق أكسيدية تغير وبشكل أكثر فعالية خواص الغلوتين مقارنة مع الحموض الدسمة واللامشبعة وغير المؤكسدة.
يمكن وبشكل خاص بيان أن السكاكر المرجعة تشترك بتفاعلات مع المواد البروتينية في الدقيق المخزون مشكلة بذلك مركبات متعددة، ويمكن أن تؤدي هذه الروابط الإضافية إلى رصّ packing,seal بنية المواد البروتينية.
يحدث أيضاً أثناء نضج الدقيق بلمرة البنتوزانات المنحلة في الماء والتي تسمح بزيادة لزوجة محاليلها وهذا مؤكد تجريبياً بالنسبة لدقيق الشيلم RYE. بهذا فغن السبب الرئيسي لتغيرات الخواص الخبيزية لدقيق القمح أثناء عملية نضجه يمكن اعتباره عمليات الأكسدة والتي تتعلق شدتها بشكل مباشر بمحتوى وأكسدة الحموض الدسمة الحرة اللامشبعة في الدقيق.منقول عن المخبوزات

منقول
Knowledge is a power
Keep on what you're reading of HOLY QURAN

أضف رد جديد

العودة إلى ”اختبارات جودة الدقيق و السيمولينا - Flour & Semolina Quality Tests“