تضرر النشا وجودة الغلوتين في سميد القمح القاسي

لماذا تهم هذه المعاملات في المعكرونة

سميد القمح القاسي هو المادة الخام للمعكرونة الجافة التقليدية، ويُعترف بأن السميد الغني بالبروتين والغلوتين معاً هو المادة الخام المثالية لها [1]. ويعرّف معيار الدستور الغذائي (Codex) لسميد القمح القاسي ودقيق القمح القاسي هذين المنتجين ويحدد حداً أقصى للرطوبة قدره 14.5 % m/m، لكنه يترك عوامل الجودة التقنية — الغلوتين وتلف النشا وحجم الجسيمات — للاتفاق بين المطحنة ومصنّع المعكرونة [2]. وبالنسبة إلى مطاحن صناعة الأغذية والأعلاف التي تزوّد مصانع المعكرونة، فإن هذه العوامل هي محور كتابة المواصفة.

كمية الغلوتين وقوته

يشكّل الغلوتين الشبكة البروتينية التي تحفظ تماسك المعكرونة في أثناء البثق والتجفيف والطهي. وقد أعاد Cubadda وآخرون تكوين أنواع من السميد من صنفين ذوي جودة غلوتين جيدة ورديئة عند محتوى بروتين متطابق، فوجدوا أن زمن الطهي الأمثل تحكمه جودة الغلوتين؛ وأن رفع محتوى الغلوتين وتطبيق التجفيف بدرجات حرارة عالية حسّنا جودة الطهي في سلسلة الغلوتين الضعيف، لكن لم يكن لهما أثر معنوي في سلسلة الغلوتين القوي [3]. لذا فإن الكمية والقوة خاصيتان منفصلتان، وتُحدَّد كلتاهما في المواصفة.

وتُقاس الخاصيتان في إجراء واحد. إذ يحدد معيار ISO 21415-2 تقدير محتوى الغلوتين الرطب ومؤشر الغلوتين بوسائل ميكانيكية لدقيق القمح العادي والقاسي، ويمكن تطبيقه أيضاً على الحبوب المطحونة متى استوفى توزيع حجم الجسيمات متطلبات المعيار؛ وهو مرتبط بطريقة AACC 38-12.02 [4][5]. تُغسل عجينة في الجهاز لعزل الغلوتين الرطب، الذي يُوزن ثم يُطرد مركزياً عبر منخل: فمحتوى الغلوتين الرطب يصف كمية الغلوتين التي تعطيها العينة، ومؤشر الغلوتين يصف قوته من خلال الحصة المحتجزة على المنخل [4][5]. وفي القمح القاسي الشتوي، وجد Vida وآخرون أن مؤشر الغلوتين لا يعتمد إلا قليلاً على البيئة ويتحدد بالدرجة الأكبر بالتركيب الوراثي، مما يجعله أساساً خاصية للصنف ولخلطة القمح [6].

تلف النشا: أثره وطريقة قياسه

يُتلف الطحن بالأسطوانات جزءاً من حبيبات النشا ميكانيكياً، والحبيبات التالفة تمتص ماءً أكثر. وقد طحن Dexter وآخرون خلائط كندية من القمح القاسي إلى ثلاثة مستويات من تلف النشا، فوجدوا أن تلف النشا هو العامل الغالب المؤثر في امتصاص الماء وزمن التطور والثباتية في جهاز Farinograph [7]. وفي صناعة المعكرونة يتجلى الأثر في الترطيب: إذ يدرج Bresciani وآخرون النشا التالف مع البروتين والرماد والألياف وحجم الجسيمات ضمن خصائص السميد التي تحكم الترطيب، ويشيرون إلى أن السميد المنخفض في الرماد والنشا التالف يعطي منتجاً مجففاً كهرماني الصفرة بنقاط بنية أقل وضرر حراري أقل، ويصفون المفاضلة التي يواجهها الطحّان — فالسميد الأخشن يقلل تلف النشا، في حين يُفيد منتجو المعكرونة بترطيب متجانس مع جسيمات بين 250 و450 µm وبظهور بقع بيضاء مع المواد الأخشن [1].

وثمة عائلتان من الطرائق المرجعية. فطريقة AACC 76-31.01 طريقة مطيافية ضوئية تقوم على الهضم الإنزيمي للنشا التالف [8]. أما الطرائق الأمبيرومترية فأسرع: إذ تحدد طريقة AACC 76-33.01 التقدير الأمبيرومتري بجهاز SDmatic [9]، ويحدد معيار ISO 17715 طريقة أمبيرومترية لدقيق القمح العادي (Triticum aestivum) [10]. ولا يذكر نطاق ISO 17715 سميد القمح القاسي، لذا ينبغي للمطحنة التي تطبّق طريقة أمبيرومترية على السميد أن توثّق ارتباطها بالطريقة الإنزيمية على منتجاتها الخاصة. وتُبلغ الطرائق عن النتائج بوحدات مختلفة، ولا تكون النتائج قابلة للتبادل من دون تحويل يُستخرج على العينات نفسها.

ما الذي يستطيع NIR التنبؤ به وما لا يستطيعه

نُشرت معايرات بالأشعة تحت الحمراء القريبة لتلف النشا. فقد عاير Osborne وDouglas انعكاسية NIR على 148 عينة دقيق تجارية بريطانية، وحصلا على معامل ارتباط قدره 0.906 وانحراف معياري متبقٍّ قدره 3.5 وحدة Farrand على مدى 6–47 وحدة Farrand، ارتفع إلى 4.2 وحدة Farrand على 68 عينة إضافية؛ وقد قابلت الأطوال الموجية المختارة اهتزازات O–H الحرة والمرتبطة بروابط هيدروجينية في النشا [11]. وهذه معايرة لدقيق قمح الخبز بخطأ يمثل جزءاً كبيراً من المدى، ولا تثبت دقةً لسميد القمح القاسي الذي يغيّر حجمُ جسيماته الأخشن الانعكاسيةَ المنتشرة.

أما بالنسبة إلى القمح القاسي نفسه، فقد طوّر Sissons وآخرون معايرات NIR في برنامج لتربية النبات وصادقوا عليها على مجموعات مستقلة كبيرة: إذ تُنبِّئ بالبروتين والرطوبة بدقة عالية، وبالوزن الهكتوليتري ومردود السميد ولون السميد والصلادة بدقة مفيدة، لكن خصائص العجين لم يكن ممكناً التنبؤ بها على نحو كافٍ من أطياف الحبوب الكاملة [12]. فالبروتين، الذي يقيسه NIR جيداً، ليس هو قوة الغلوتين، التي قاسها قياساً ضعيفاً في تلك الدراسة. ويحدد ISO 12099 كيفية المصادقة على أي معايرة من هذا القبيل مقابل الطريقة المرجعية للحبوب ومنتجات الحبوب المطحونة [13].

أين يندرج القياس بجانب الخط

• استخدم NIR للتركيب. الرطوبة والبروتين في السميد هما المعاملان الأقوى سجلاً في أدبيات NIR المنشورة [12]؛ وتُصادَق المعايرات لكل منتج مقابل الطرائق المرجعية كما يصف ISO 12099 [13].
• قِس تلف النشا بطريقة من النوع المرجعي. نظراً إلى محدودية دقة NIR المنشورة [11]، يُحدَّد تلف النشا الذي توجَّه بموجبه إعدادات الأسطوانات بطريقة إنزيمية أو أمبيرومترية [8][9][10]، مع توثيق الارتباط بينهما على السميد.
• اترك اختبار الغلوتين لطرائق الغلوتين. يُستمد الغلوتين الرطب ومؤشر الغلوتين من ISO 21415-2 أو AACC 38-12.02 [4][5]؛ ولأن مؤشر الغلوتين خاصية صنفية إلى حد بعيد [6]، فإنه يُضبط أساساً عند استلام القمح وخلطه.

كيف تتعامل USTECH مع هذا الأمر

لتلف النشا تقدّم USTECH جهاز StarchQC، وهو محلّل أمبيرومتري مكتبي (وليس جهاز NIR) من النوع الذي تشمله الطرائق الأمبيرومترية المذكورة أعلاه [9][10]. أما للرطوبة والبروتين فيُستخدم محلّل NIR بجانب الخط MasterLine17EC مع الحبوب والمنتجات المطحونة، وتوفّر حزمة caliX أدوات معايرة PLS والمصادقة التي يصفها ISO 12099 [13]. أما أيّ المعاملات تبلغ الدقة التي تتطلبها مواصفة السميد فيُثبَت في دراسة جدوى باستخدام عينات المطحنة نفسها وتحاليلها المرجعية، ولا يُفترض انطلاقاً من الأرقام المنشورة.