ارزیابی کاربرد روش ظرفیت نگهداری حلال در تعیین ویژگی‌های آرد و کیفیت نانوایی چاودم

STUDENT

DEGREE

YEAR

Flour quality can be considered as a combination of performance and conformance which is impacted by four major factors genetics, agronomics, milling, and baking. For analyzing the relationship between flour quality and baked product quality, dough rheology methods and baking tests have been generally used. Even though empirical rheological and baking tests are so widely used, they all measure, in one way or another, only the combined and cumulative contributions of the major flour functional components, which include damaged starch, gluten proteins, and arabinoxylans, rather than the individual functional contribution of each of those components separately. The ability to analyze the individual functional contribution of each functional component of flour would enable end-users to better predict overall flour functionality and obtain optimized product quality. As a valuable tool for measuring flour functionality for soft wheat applications, the solvent retention capacity (SRC) method was conceived and developed in the late 1980s. In this study, 12 cultivars of triticale, 1 wheat, 1 durum wheat and 1 rye cultivars were used to evaluate the application of the scaled down version SRC in determining some of the physical properties of grain and physical and chemical properties of flour. The molecular properties including disulfide bonds (SS) and sulfhydryl groups (SH) as well as the composition and content of some amino acids along with secondary structure of flour proteins and the rheological properties of flour dough were evaluated. The four major solvents, including deionized water, 5% lactic acid solution, 5% solution sodium carbonate and 50% sucrose solution and supplemental diagnostic solvents including 55% ethanol solution, 0.75% sodium dodecyl sulfate solution (SDS), 0.006% sodium metabisulfite solution (MBS) as well as combination of SDS and MBS solutions were used. According to the results, in general, triticale cultivars with superior physical grain quality produced flours with much superior physical and chemical properties than those triticale cultivars with poor grain quality. In addition, such flours had more SS bonds and had less SH groups than the other cultivars and were richer in terms of the content of amino acids, which played a very important role in the quality of baking flour. They also possessed a higher content of antiparallel-?-sheets and ?-turn structures and lower content ?-helix structures. Finally, the dough made from flour of high quality cultivars had superior rheological properties. In general, such flours have more capacity for retention of the main and supplemental diagnostic solvents of the SRC test. Therefore the scaled down version SRC test is easy to use for diagnosis of superior cultivars for bakery quality. Key Words : Flour quality, Damaged starch, Arabinoxylans, Gluten proteins, Solvent retention capacity test, Optimized product quality

کیفیت آرد به عنوان ترکیبی از عملکرد و انطباق، متاثر از چهار عامل عمده ی ژنتیک، کشاورزی، آسیابانی و نانوایی است. به منظور تجزیه و تحلیل رابطه ی بین کیفیت آرد و کیفیت فراورده های نانوایی، روش های سنجش رئولوژی خمیر و آزمون های پخت استفاده شده است. در مجموع، آزمون های تجربی رئولوژیکی و پخت می توانند خصوصیاتی از قبیل شدت نشاسته ی آسیب دیده، نحوه ی عملکرد آرابینوزایلان ها و ویژگی های رئولوژیکی پروتئین های گلوتن را به طور کلی نشان دهند ولی قادر به تعیین ظرفیت عملکردی اختصاصی هر یک از این اجزاء پلی‌مری به طور جداگانه نمی باشند. توانایی تجزیه و تحلیل ظرفیت عملکردی اختصاصی هر جزء پلی‌مری آرد، کاربران نهایی را به پیش بینی بهتر عملکرد کلی آرد و به دست آوردن فراورده با کیفیت بهینه، قادر می سازد. روش ظرفیت نگهداری حلال (Solvent retention capacity)، به عنوان یک ابزار ارزشمند برای اندازه گیری خواص عملکردی هر جزء پلی‌مری آرد، در اواخر سال 1980 شکل گرفت و توسعه یافت. در این تحقیق از 12 رقم چاودم (تریتیکاله) حاصل تلاقی گندم های تتراپلوئید (AABB) با چاودار (RR) به عنوان غله ی ساخت بشر که دارای ظرفیت تهیه ی نان و شیرینی است به همراه گندم نان، گندم دوروم و چاودار، هر کدام یک رقم، به عنوان خویشاوندان نزدیک و همینطور به عنوان نمونه های شاهد استفاده شد. هدف از این پژوهش، ارزیابی کاربرد روش کوچک آزمون ظرفیت نگهداری حلال (scaled down version SRC)، در تعیین برخی از ویژگی‌های فیزیکی دانه و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مولکولی آرد شامل پیوندهای دی سولفیدی (SS) و گروه های سولفیدریل (SH) و در ادامه ترکیب و محتوای برخی از آمینو اسیدها و شناسایی ساختارهای دوم پروتئین آرد و همچنین ویژگی های رئولوژیکی خمیر آرد بود. همچنین در این تحقیق، علاوه بر 4 حلال اصلی آزمون SRC که شامل آب دیونیزه (WSRC، همبسته با همه‌ی ترکیبات پلی مری آرد)، محلول لاکتیک اسید 5% (LASRC، همبسته با ویژگی‌های گلوتنین ها)، محلول سدیم کربنات 5% (SCSRC، همبسته با میزان نشاسته آسیب‌‌دیده) و محلول ساکارز 50% (SUSRC، همبسته با ویژگی‌های آرابینوزایلان‌ها) می باشند، از 4 حلال کمکی آزمون SRC شامل محلول اتانول 55% (ETHSRC، همبسته با ویژگی‌های گلیادین ها)، محلول سدیم دودسیل سولفات (SDS) 75/0% (SDSSRC، همبسته با ویژگی‌های ماکروپلی‌مرهای گلوتنین)، محلول سدیم متابی سولفیت (MBS) 006/0% (MRC، همبسته با ویژگی‌های گلوتن) و محلول SDS و MBS به صورت مخلوط با یکدیگر (همبسته با ویژگی‌های ماکروپلی‌مرهای گلوتنین و شبکه دی‌سولفیدی)، استفاده شد. طبق نتایج به دست آمده، به صورت کلی ارقام چاودمی که دانه های آن ها از کیفیت بهتری برخوردار بودند، آردهایی تولید کردند که به لحاظ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی دارای کیفیت نانوایی بسیار بالاتری نسبت به سایر ارقام چاودم بودند. علاوه بر آن، چنین آردهایی دارای پیوندهای دی سولفیدی (SS) بیشتر و گروه های سولفیدریل (SH) کمتری نسبت به سایر ارقام چاودم بودند و به لحاظ محتوای اسید های آمینه نیز غنی تر بودند. همچنین این آردها از محتوای بالاتری از ساختارهای بتا شیت (?-sheet) غیرموازی و بتا ترن (?-turn) برخوردار بودند و محتوای ساختارهای آلفا هلیکس (?-helixe) کمتری داشتند. در نهایت خمیر تهیه شده از آرد ارقام با کیفیت چاودم، دارای ویژگی‌های رئولوژیکی بهتری نسبت به سایر ارقام بودند و پارامترهای کیفی آلوئوگرافی بسیار بهتری داشتند. به صورت کلی، چنین آردهایی، دارای ظرفیت بیشتری برای نگهداری انواع حلال‌های اصلی و کمکی SRC بودند و در نتیجه نسخه کوچک آزمون ظرفیت نگهداری حلال به دلیل همبستگی معنی دار و بسیار قوی پروفیل‌های آن با پارامترهای سایر روش های تعیین کیفیت دانه و آرد، به تنهایی و به سهولت در تعیین و تشخیص ارقام با کیفیت نانوایی برتر و در نتیجه به دست آوردن فراورده با بهترین کیفیت قابل استفاده می‌باشد. کلمات کلیدی: کیفیت آرد، نشاسته ی آسیب دیده، آرابینوزایلان ها، پروتئین های گلوتن، آزمون ظرفیت نگهداری حلال، فراورده با کیفیت بهینه