پایان نامه تکنولوژی آسیابانی از گندم تا آرد

فصل اول

ویژگی ، ساختار

و ترکیبات دانه ‌ غلات

-1-ویژگیهای غلات

غلات مهمترین منبع غذایی انسان می باشد . حدود 70 65 درصد از کربوهیدراتها ، پروتئینها و همچنین قسمت زیادی از ویتامینهای گروه B ، املاح و عناصر کم مقدار رژیم غذایی مردم ایران از طریق غلات و فرآورده های آن تأمین می شود .

گندم ، چاودار ، جو ، یولاف ( جودوسر ) ، برنج ، ارزن و ذرت در گروه غلات قرار می‌‌گیرند که در این میان چهار غله اول ، جزء غلات اصلی طبقه بندی می گردند .

تریتیکاله[1]  نیز گیاه نسبتاً جدیدی است که از تلقیح گندم و چاودار به وجود آمده است . گرچه دانه باک ویت[2] با نام علمی FAGOPYRUM از خانواده POLYGONACEAE  می‌باشد‌، لیکن چون پوشینه این گیاه به دانه چسبیده و از نظر ترکیبات ، نحوه آماده سازی ، فرآیندهای تکنولوژی ، مراحل پوست گیری ، سایر خواص و فرآیندهای عمل آوری و نگهداری مشابهت با دانه غلات دارد ، آن را در گروه غلات قرار می دهند .

1-2- منشأ غلات

تمام غلات جزء خانواده Poaceae و زیر خانواده غلات اصلی Pooideae قرار دارند در حالی که زیر خانواده برنج Oryzoideae، ارزن Panicoideae و بالاخره ذرت Andropogonoideae  می باشد .

براساس آخرین اطلاعات و آمار به دست آمده تولید غلات در سال 93 1992 به مرز 650 /791 /1 میلیون تن رسید . ضمناً جدول شماره 1-1تولید غلات را در جهان به تفکیک در سالهای مختلف نشان می دهد .

جدول 1 1: تولید غلات در جهان براساس آمار F.A.O در سالهای 93 1992 ، 92 1991 ، 91 1990 به میلیون تن ( بدون در نظر گرفتن برنج )

1-3 گندم[1]

گندم مهمترین غله در جهان می باشد . به علت راندمان تولید زیاد و نیز امکان کشت آن در اکثر نقاط جهان و همچنین قابلیت پخت و خواص منحصر به فرد تغذیه ای و صنعتی و کیفیت فوق العاده گلوتن ، هیچ غله ای نمی تواند با آن رقابت نماید .

براساس آمار F.A.O در سال 93 1992 حدود 08/30 درصد از تولید غلات جهان به گندم ، 02/29 درصد به برنج ، 02/29 درصد به ذرت ، 37/8 درصد به جو ، حدود 98/1 درصد به یولاف ، 52/1 درصد به چاودار و بالاخره 01/0 درصد به ارزن اختصاص داشته است .

کل تولید گندم در جهان در سال 93 1992 ، 539 میلیون تن برآورد گردید .

بطور کلی از گندم می توان فرآورده‌های مختلفی نظیرنان ، بیسکویت ، ماکارونی ، شیرینی و انواع کیک و غذاهای کودک و بسیاری دیگر از محصولات صنایع پخت تهیه نمود .

علاوه بر این گندم در تغذیه دام و طیور مورد استفاده قرار می گیرد و می توان از آن نشاسته ، گلوکز مایع ، گلوتن و الکل نیز تهیه نمود گندم را از نظر گیاه شناسی به شرح زیر طبقه بندی می کنند: 

1 گندم دیپلوئید با تعداد 14 = N2 کروموزوم و ژنوم AA : گندم دیپلوئید که امروزه از اهمیت کمتری برخوردار است فقط در مناطق کوهستانی کشت می شود .

مشخصه این نوع گندم چسبیده بودن پوشینه آن به دانه می باشد .

2 گندم تتراپلوئید با تعداد 28 = N2 کروموزوم و ژنوم AA BB : مهمترین گندمهایی که در این گروه قرار می گیرند و پوشینه آن به دانه نچسبیده عبارتند از :

گندم دوروم[2]، ( T. turgidum ) و ... بطور کلی گندم دوروم و یا گندم سخت، بهاره بوده و سنبله آن حاوی ریشک می باشد و بیشتر در مناطق خشک و گرم آمریکای شمالی، جنوب استرالیا و برخی از مناطق گرم شوروی سابق کشت می شود . این نوع گندم جهت تهیه سمولینا ، ماکارونی و سایر محصولات خمیری مناسب میباشد .

عمده کشورهای تولید کننده گندم دوروم آمریکا در ایالت داکوتای شمالی ، شوروی سابق ، کانادا ، فرانسه ، ایتالیا و ترکیه می باشند .

3 گندم هگزاپلوئید با تعداد 42 = N2 کروموزوم و ژنوم AA BB DD : گندم هگزاپلوئید اهمیت زیادی داشته و مهمترین انواع آن عبارتند از T.spelta و T.aestivum .

T.spleta در جنوب اروپا کشت شده و هنوز توسعه چندانی پیدا نکرده است ، در حالی که کشت T. aestivum به مقدار بسیار زیادی توسعه یافته و تعداد گونه های لخت آن به بیش از 10000 بالغ می گردد .

قدمت گندم T. aestivum به حدود 10000 سال پیش می رسد . ژنوم A این گندم از T.monococcum ، ژنوم B ناشناخته بوده و احتمال می رود که از Aegilops و ژنوم D احتمالاً از Aesguarsa مشتق شده باشد . گرچه گندم را از نظر سختی و نرمی به گندم سخت ، نیمه سخت و نرم و از نظر شیشه ای و آردی بودن به گندم شیشه ای ، نیمه شیشه ای و آردی و از نظر رنگ به گندم قرمز ، سفید و کهربایی و از نظر فصل کشت به گندم بهاره و پاییزه و از نظر آبیاری به گندم آبی و دیمی طبقه بندی می‌نمایند ، لکن نظر به اهمیت گندم از نظر موارد مصرف به طبقه بندی آن در این رابطه مختصراً اشاره می گردد .

طبقه بندی گندم از نظر مصارف

انواع گندم را از مصارف مختلف به شرح زیر طبقه بندی می نمایند :

1- گندم مخصوص محصولات خمیری : مانند ماکارونی ، اسپاگتی ، نودل ، ورمیشل و از نوع سخت و یا دوروم با پروتئین بیش از 5/12 درصد و گلوتن مرطوب بیش از 30 درصد بوده و خمیر حاصل از آنها باید واکنش خوبی در هنگام پرس یا اگستروده شدن از خود نشان دهد و در طی فرآیند پخت شکل فیزیکی خود را حفظ کرده ، وا نرفته و در هنگام جویدن به صورت خیلی سفت و لاستیکی و یا خیلی نرم در نیامده و به دندانها نچسبیده و کمتر ماده خشک خود را در آب جوش از دست بدهد .

 2- گندم مخصوص کیک ، شیرینی و بیسکویت:  گندمهایی که بدین منظور اختصاص داده می شوند ، اغلب از نوع گندمهای نرم با پروتئین نسبتاً پایین می باشد. به عبارت دیگر این نوع گندم معمولاً‌ به دلیل ایجاد بافت مناسب در محصول باید پروتئینی بین 9 7 درصد داشته باشد .

3- گندم مخصوص نان و محصولات تخمیری : کمیت و کیفیت پروتئین یا گلوتن گندم های مخصوص نان حائز اهمیت می باشد . پروتئین گندمهایی که بدین منظور اختصاص داده می شوند ، معمولاً‌ بیش از 11 درصد و گلوتن مرطوب آنها بیش از 26 درصد می باشد .

4- گندم چند منظوره :گندمی است که برای مصارف مختلف از قبیل نان و محصولات خمیری یا کیک و شیرینی مورد استفاده قرار می گیرد . نمونه بارز آن نوع گندم بهاره Prairie کانادا می باشد که جهت تولید نانهای مسطح ، کراکر و نودل مناسب است .

5- گندم مخصوص دام و طیور :اغلب گندمهایی که بدین منظور اختصاص داده می شوند ، بنحوی صدمه دیده بوده و دارای نقاط ضعف می باشند ، به عنوان مثال فعالیت آنزیمی چنین گندمهایی می تواند بالا و کیفیت گلوتن آن پایین یا ضعیف یا درصد  دانه های صدمه دیده حرارتی آن در حد بالایی قرار گیرد .

1-3-1- تاریخچه گندم

از زمانهای قدیم بشر متوجه بذر علفهای گندمیانی شد که دارای ذخیره غذایی و مواد آردینه ای بودند . در همان زمان بشر با فکر و ایده انتخاب بهترین وسیله امرار معاش اقدام به کشت و زرع نباتاتی نظیر برنج و ارزن وحشی در مناطق گرم و گندم  و جو وحشی برای نواحی با گرمای کمتر و بعد از چندی چاودار و یولاف علوفه ای یا جو دو سر برای مناطق با آب و هوای نسبتاً سرد نمود .

گذشته از نظریه های مذهبی که شناخت احتیاج آدمی به گندم را به زمان هبوط آدم ابوالبشر می‌رساند ( شاید هبود آدم ابوالبشر از روضه رضوان و حیات آسمانی به خاطر استفاده از گندم را بتوان به اهمیت این محصول در دنیای خاکی نسبت داد ) بررسی های علمی نشان داده است که گندم را بشر از دوره مفرغ می شناخته و مورد استفاده قرار می داده است . برای گندم و جو بطور متوسط حدود 10 هزار سال طول عمر تصور می شود . به نظر می رسد که مبدأ گندم مناطق جنوب غربی آسیا باشد .

تولید غله به وسیله انسان هزاران سال سابقه دارد . در دوره باستانی به محض اینکه این محصول اهمیتی یافت ، دخالت دولتها با تحول آن همزمان و همراه شد . شاهان سومر (سومرها قومی بودند که از قدیمترین ایام در بین النهرین جنوبی می زیسته اند و در فاصله سالهای 3000 و 2340 قبل از میلاد سلسله هایی تأسیس کردند ) که در سه هزار سال قبل از میلاد مسیح برای بشریت خط اختراع کردند . منظورشان ثبت ذخیره های غلات و سایر فرآورده‌های زراعی بود . کمی پس از آن سواران هیکسوس[3] قومی سامی نژاد که بین سالهای 1730 و 1710 قبل از میلاد وارد مصر شدند ) در مصر سلسله ای تأسیس کردند تا علوفه مورد نیاز مرکبهایشان تأمین شود . در روزگاران قدیم ، عشایر همواره می باید مالیات خود را به صورت جنسی ( غلات ) به دولت بپردازند . تا مجبور شوند در محل بمانند . از مهاجرت های سالانه آنان ، و نیز از هجوم قبایل دیگر جلوگیری به عمل آید .

از همین دوره است که تأثیر غلات در اقتصادی که در حال پیدایش بود ، محسوس شده و مناطق غله خیز بزرگ اروپا ، مدتها موضوع مناقشه های عمده قرار گرفت .

در روی تابلوهای برنزی قرن 19 قبل از میلاد که از سوریه به دست آمده طریقه خرد کردن گندم و تبدیل آن را به نان نمایش داده است . هرودوت تاریخ نویس یونانی در گزارشهای مربوط به قرن پنجم قبل از میلاد به تهیه نان در مصر اشاره کرده است . همچنین نقشهای دیواره گورهای قدیمی امتداد رودخانه نیل طرز کشت و برداشت ، آسیاب کردن و بالاخره تهیه نان از گندم را نشان می دهد . چینیهای قدیم کشت گندم را در 2700 سال قبل از میلاد گزارش کرده اند و حتی امروزه در بعضی از نواحی چین گندم را یک نبات مقدس     می دانند . حفاری شهرهای قدیمی ، پیشرفت بشر را در طرز آسیاب نمودن و طریقه پختن نان در یونان و روم تا قرون وسطی نشان می دهد . در تاریخ آمده که سامسون به علت نیرومند بودن آسیابان لقب گرفته و زمانی که در زندان بود وادارش می کردند که گندم را خرد کند و تبدیل به آرد نماید .

زرتشت در فصل چهارم و ندیداد ، سومین محل شادمانی زمین را جایی که خداپرستان غله کشت کنند نامیده است « تو ای آفریدگار جهان مادی ، بفرما سومین جایی که زمین شادمانی است کجاست ؟‌ »

« آنجایی که یکی از خداپرستان غله کشت کند و میوه بکارد ، زمین تشنه را آبیاری کند و باتلاقی را بخشکاند » زرتشت ، و ندیداد ، فصل چهارم .

عقیده سقراط بر این بود که کسی که درباره گندم چیزی نداند لایق حکومت کردن نیست و یکی از نشانه های سیاستمداری دانستن میزان گندم مورد نیاز برای تغذیه اهالی آتن است . در تورات و انجیل سخن از بذر پاشی ، درو ، آسیاب نمودن و مصرف گندم به میان آمده است در قرآن کریم از پیش بینی قحطی هفت ساله توسط حضرت یوسف ( علیه السلام  ) و ضرورت ذخیره سازی گندم سخن به میان آمده است ( سوره یوسف آیه 47 ) . و در آیه های دیگر انفاق مال به کشت گندم و حصول هفت صد دانه از یک دانه تشبیه شده است . ( سوره بقره آیه 260 ) .

در اسلام ، گندم و جو را در ردیف کالاهای با ارزشی چون طلا ، نقره ، گاو ، گوسفند و شتر و ... که به آن زکات تعلق می گیرد قرار داده اند . و نیز در پایان ماه مبارک رمضان میزان فطریه ای که هر فرد مسلمان باید به نیازمندان بپردازد بر مبنای قیمت 3 کیلو گندم تعیین شده است .

در جنگ جهانی اول شعار بزرگی به این مضمون وجود داشت «هر کشوری که گندم داشته باشد در جنگ پیروز خواهد شد» در جنگ جهانی دوم اولین کلمه ای که در جنگ از آن سخن به میان آمده اسلحه و آخرین کلمه ای که همیشه از آن سخن رانده شده است نان بوده است .

بحرانها و قحطیهای ایجاد شده در طول تاریخ کشورها و همچنین در کشور ما در زمینه نان کم نبوده است . بنابراین نان ارزش و اهمیت غذایی خود را از قدیم الایام تا به حال حفظ نموده است .

 تا اواسط قرن نوزدهم تحول مهمی در زراعت گندم ایجاد نشده بود و اصولاً زراعت گندم به کندی تکامل یافته است . بطوریکه کشاورزان ممالک پیشرفته در قرن نوزدهم همانطور به کشت و زرع گندم می پرداختند که یک زارع در چهار هزار سال قبل از میلاد عمل می کرده است. در اوایل قرن بیستم دانشمندان علاقمند از کشورهای مختلف از جمله روسیه ، آلمان ، سوئد، ایالات متحده آمریکا و ژاپن در صدد مطالعه نباتات مناطق مختلف جهان و انتخاب واریته هایی که دارای ارزش مناسب ، بازدهی کافی و کیفیت لازم باشد ، برآمدند تا آنجا که با استفاده از علم ژنتیک و اصلاح نباتات به تهیه گونه هایی از گندم پر محصول و مقاوم نایل آمدند . از این پس بشر با بکارگیری روشهای فنی جدید و استفاده از ماشین آلات مدرن و با مکانیزه کردن زراعت غلات تحول بزرگی در این بخش بوجود آورد و به یکباره میزان بهره برداری از واحد سطح را به چندین برابر افزایش داد و به دنبال آن علی رقم سوء تغذیه بیش از  جمعیت جهان ، کشورهای تمتع یافته از علوم و تکنولوژی ،‌ همزمان با پا گرفتن شرکتهای چند ملیتی با مازاد ذخایر گندم مواجه شدند . شرکتهای چند ملیتی غلات به کمک سرمایه‌های ثابت و عظیم ، سرعت عمل ، تحرک و انحصار ، ارتباطات سریع بین المللی و اطلاعات دقیق خود توانستند به سرعت جای خود را در مسیر تاریخ و اقتصاد جهان باز کنند و کنترل قیمتهای جهانی غلات را به کمک ابزار فوق الذکر انحصاراً در دست بگیرند و از آن به عنوان اهرم فشاری برای تأثیر گذاشتن بر قیمتهای مواد غذایی ، در نحوه تغذیه مردم ، و در سیاست و دیپلماسی استفاده کنند .

1-4- چاودار [4]

چاودار در مقیاس تولید جهانی از اهمیت کمتری برخوردار بوده و بطوری که ذکر شد حدود 52/1 درصد از تولید غلات جهان را به خود اختصاص داده است .

براساس آمار F.A.O در سال 93 1992 حدود 25/27 میلیون تن چاودار تولید گردیده است . مناطق کشت عمده این گیاه شوروی سابق ( شمال غربی ) ، اروپا بویژه لهستان ، کشورهای اسکاندیناوی می باشد . چاودار عمدتاً در تهیه نان مورد مصرف قرار گرفته و کیفیت و قابلیت پخت آن بهتر از جو ، یولاف ، برنج ، ارزن و ذرت می باشد .

نان حاصل از آرد چاودار خوشمزه تر از نان گندم بوده و قابلیت نگهداری و همچنین برش دادن آن بهتر می باشد .

نان کامل چاودار حاوی مقادیر بیشتری عناصر کم مقدار نسبت به سایر نانهای تهیه شده از آرد گندم بویژه آردهای روشن بوده و جهت تغذیه انسان مناسب می باشد .

چاودار در صنعت تهیه الکل و تولید قهوه نیز مورد استفاده قرار می گیرد .

تمام گونه های چاودار جزء Secale Cereale می باشند .

چاودار دارای 7 = N کروموزوم می باشد . فرمهای دیپلوئید حاوی 14 کروموزوم بوده در حالی که فرم های تتراپلوئید که چاودار از 28 کروموزوم تشکیل شده است . رنگ دانه Belta که در گروه تتراپلوئید قرار می گیرد سبز بوده در حالی که ارقام جدیدی از نوع تتراپلوئید امروزه در جهان کشت می گردند رنگ دانه آنها روشنتر می باشد .

اصولاً کمیت و کیفیت پروتئین چاودار معیار و تعیین کننده اصلی کیفیت و قابلیت پخت نبوده بلکه قابلیت ژلاتینه شدن نشاسته ، مقدار مالتوز و پنتوزانهای موجود در دانه تعیین کننده آن می باشند . لازم به توضیح است که گلوتن چاودار از طریق روش شستشو با آب قابل استخراج نمی باشد .

کیفیت ، خواص آسیابانی و همچنین ارزش نانوایی چاودار عمدتاً تحت تأثیر ترکیبات دانه و نسبت هر یک قرار می گیرد .

با توجه به بررسیهای انجام شده خواص رقم در کیفیت چاودار در مقایسه با شرایط محیطی و آب و هوایی اثر کمتری دارد . به عبارت واضحتر در مجموع می توان نتیجه گیری نمود که کیفیت چاودار تحت تأثیر عوامل زیر قرار می گیرد :

1- شرایط محیطی : عواملی که در شرایط محیطی دخالت دارند ، عبارتند از : منطقه کود میکرو فلورا .

2- خواص رقم یا واریته : عواملی که روی خواص رقم اثر دارند به شرح زیر خلاصه می‌گردند :

میزان و شدت فعالیت آنزیماتیکی مقدار نشاسته درجه ژلاتینه شدن آن مقدار پروتئین پنتوزانها .

3- کیفیت و خواص آسیابانی : عوامل مؤثر در کیفیت و خواص آسیابانی شامل موارد زیر است :

نیروی مورد نیاز در هنگام تبدیل چاودار به آرد ذرات و ابعاد آرد صدمه دیدگی نشاسته بازدهی درصد دانه های چروکیده و پوک ساختار دانه .

4- کیفیت و قابلیت پخت : عواملی که در کیفیت پخت مؤثرند عبارتند از : جذب آب آرد نحوه و روش عمل آوری میزان ترش شدن خمیر ویژگی خمیر ویژگی نان حاصل .

منطقه ،‌ شرایط آب و هوایی ، میزان و پراکندگی باران در طی مراحل رسیدن دانه زمین ، درجه حرارت محیط ، روی تشکیل فرآیندهای مختلف رسیدن دانه و ذخیره مواد تأثیر بسزایی دارند.

1-5- جو[5]

جو یکی از قدیمیترین گیاهان زراعی است که قدمت آن به بیش از 5000 سال می رسد و در زمانهای گذشته از آن به تنهایی نان تهیه می شد . در حالی که امروزه در برخی از نقاط جهان از مخلوط آن با گندم نان تهیه می گردد .

براساس آمار F.A.O در سال 93 1992 در جهان مقدار 150 میلیون تن جو تولید گردیده است .

بطور کلی قسمت اعظم جو تولیدی به مصرف تغذیه دام و طیور می رسد . جو در کارخانجات مواد غذایی جهت تهیه مالت ، آب جو و یا برای بلغور و یا غذاهای مخصوص ، انواع سوپ و سالاد ، غذای کودک و انواع فلیک مورد استفاده قرار می گیرد .

رنگ دانه جو زرد ، در انتها نسبتاً تیز و پوشینه آن به دانه چسبیده است . تمام فرمهای وحشی و زراعی جو از 7 = N کروموزوم تشکیل شده و تحت نام Hordeum-Vulgareمعروف می باشند .

جو را از نظر گیاه شناسی به صورت ذیل طبقه بندی می کنند:

1 جو چند ردیفه

2 جو دو ردیفه

3 جو سخت ( فاقد پوشینه )

تفاوت بین جو چند ردیفه با جو دو ردیفه در آرایش و طرز قرار گرفتن دانه روی سنبله است . در جو چند ردیفه سه عدد دانه در هر ردیف و مقابل آن نیز سه عدد دانه قرار دارد ، در حالی که در جو دو ردیفه در هر ردیف دو عدد دانه قرار دارد . جو معمولی بیشتر در شمال غربی اروپا ، بریتانیا و استرالیا کشت می گردد و عمدتاً از تیپ دو ردیفه است .

جو بهاره غالباً دو ردیفه بوده و بیشتر در اروپا جهت تهیه آب جو های مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد . شایان ذکر است که در سطح وسیعی از جهان ارقام مختلف جو پائیزه کشت می گردند که دارای اهمیت زیادی نیز می باشند .

جو دو ردیفه را می توان به جو ایستاده و جو خمیده تقسیم بندی نمود .

از نظر فصل کشت جو را به پائیزه و جو بهاره طبقه بندی می کنند .

در اروپا جو پائیزه جهت خوراک دام و طیور مورد مصرف قرار می گیرد .

در جهان بسیاری از ارقام جو دو ردیفه را که از کیفیت مناسب و بالایی برخوردار است بویژه در صنایع آب جو سازی مورد استفاده قرار می دهند .