بیات شدن نان و راههای مهار آن

بیات شدن نان و راههای مهار آن
تعریف بیاتی :محصولات صنایع پخت پس از طی فرآیند پخت، دستخوش تغییرات فیزیکی ، شیمیایی می شوند که در  مفهوم  کلی  آن  را  بیاتی می‌نامند. بنابراین بیاتی به کاهش پذیرش مصرف کننده از نان گفته می شود که دلیل آن تغییرات فیزیکی است که در پوسته و مغز نان در طی نگه داری رخ می‌دهد، که این امر فساد میکروبی را نیز در بردارد. که از نظر ارگانولپتیکی نیز با تغییر عطر و طعم و بافت قابل احساس است.

بیات شدن نان و راههای مهار آن
تعریف بیاتی :
محصولات صنایع پخت پس از طی فرآیند پخت، دستخوش تغییرات فیزیکی ، شیمیایی می شوند که در  مفهوم  کلی  آن  را  بیاتی می‌نامند. بنابراین بیاتی به کاهش پذیرش مصرف کننده از نان گفته می شود که دلیل آن تغییرات فیزیکی است که در پوسته و مغز نان در طی نگه داری رخ می‌دهد، که این امر فساد میکروبی را نیز در بردارد. که از نظر ارگانولپتیکی نیز با تغییر عطر و طعم و بافت قابل احساس است.

 تشخیص بیاتی:
از روی بافت داخلی و پوسته می‌توان به بیاتی وکهنگی محصول پی برد.
انتقال مواد آروماتیک و رطوبت از بخش‌های داخلی نان به پوسته، موجب از بین رفتن بو و مزه نان می‌شود.
از سوی  دیگر پوسته نیز چرمی شده و تردی خود را از دست می‌دهد و تراکم پذیری مغز نان کاهش می‌یابد. افزایش تیرگی و کدری نان ، کاهش ظرفیت جذب آب مغزنان و کاهش مقدار نشاسته محلول از دیگر آثار بیاتی است (6).

تئوری های بیاتی:
از دیدگاه افرادی چون بچل ومایسنر ، واژه بیاتی دلالت بر کاهش میزان پذیرش محصولات نانوایی بوسیله مصرف کننده دارد و آن ها علت این امر را تغییرات رخ داده در مغز نان می دانند. از دیدگاه «هرز» بیاتی شامل تغییر عطر و طعم ، افزایش سختی ، کدورت، و قابلیت خرد شدن نشاسته مغزنان ، کاهش قدرت تورم نشاسته محلول و حساسیت مغز نان به جمله بتا آمیلاز می‌باشد (8).

انواع بیاتی:
فرآیند بیاتی را می‌توان به دو دسته بیاتی پوسته و مغز تقسیم بندی نمود. از آن جا که پوسته بخش کوچکی از نان‌های حجیم را شامل می‌شود، بیات شدن آن کمتر مورد اعتراض قرار می‌گیرد، اما در مورد نان مسطح این طور نیست.



بیاتی پوسته:
نان تازه دارای پوسته دارای  پوسته خشک، ترد و شکننده است که با گذشت زمان به خاطر انتقال رطوبت از بافت داخلی نان، چرم مانند می‌شود.بنابراین پوسته با رطوبت 12% آمادگی جذب رطوبت ازمغز نان را دارد.( رطوبت مغزنان تا45% است)نگه داری نان در یک لایه پلاستیکی از انتقال رطوبت مغز به پوسته جلوگیری می کند. 
طبق نظر بیکرومایز علاوه بر انتقال رطوبت ، انتقال طعم های نامناسب ، طعم بیاتی را در نان های کامل را افزایش می‌یابد، اما چنین حالتی در نان ها بدون پوسته مشاهده نمی‌شود (10).

بیات شدن مغز نان:
عکس برداری بوسیله اشعه X موید این نظریه است که بیات شدن تنها یک فرآیند ساده انتقال رطوبت نیست، بلکه بیشتر مربوط به تبدیل نشاسته ژلاتینی شده به فرم ساختمان خطی خود و خروج آب موجود بین زنجیره ها است که در دمای کمتر از 20- درجه  و بالاتر از 55 درجه سانتی گراداتفاق نمی افتد (11).

ژلاتیناسیون نشاسته:
زمانی که گرانول های نشاسته صدمه ندیده در آب سرد قرار می گیرند، مقداری آب جذب می کنند. تا حرارت 65 درجه فقط یک افزایش حجکم کم در آن ها صورت می گیرد که قابل برگشت است و گرانول ها می توانند به حالت اولیه خود برگردند . اما در دماهای بالاتر این افزایش حجم دیگر قابل برگشت نیست که به چنین تغییری ژلاتینی شدن می گویند . به طور کلی ژلاتینی شدن اکثر نشاسته ها تا حرارت 95 درجه صورت می گیرد. لازم به ذکر است که تنها نشاسته های حاوی آمیلوز می توانند آب را درون خود جذب آن را بی حرکت و تشکیل ژل بدهند. زمانی که نشاسته ژلاتینی شده منجمد می شود، آب گرفتار شده در شبکه درونی آن یخ می بندد . با خارج شدن از حالت انجماد آب نمی تواند نظیر حالت قبل به ملکول نشاسته متصل شود، به این دلیل به راحتی آب آن خارج شده و سریعا بیات می‌شود (5).

عوامل موثر برژلاتینی شدن:
1 - اندازه گرانول های نشاسته: یکی از فاکتورهایی است که بر قدرت جذب آب نشاسته اثر می گذارد. به طوری که دانه ریزها مثل نشاسته گندم ژل تا را ما قوی می دهند( چون مقدار آمیلوز بیشتری دارند) در حالی که دانه درشت ها مثل نشاسته سیب زمینی ژل شفاف اما ضعیف می دهند. لازم به ذکر است که گرانول های بزرگتر در درجه حرارت پایین تری متورم می شوند.

2- غلظت زیاد قند: در محیط باعث کاهش میزان ژلاتینی شدن و استحکام ژل تشکیل شده می گردد. در این خصوص دی ساکارید ها از منوساکاریدها در به تاخیر انداختن ژلاتینی شدن موثرترند.

3- چربی ها: به شکل تری گلیسرید یا منوودی گلیسرید، می توانند با آمیلوز تشکیل کمپلکس داده و بر تورم گرانول اثر منفی بگذارند.

4- اسیدها: خوشبختانه PH اکثر مواد غذایی در فاصله 7-4 است و چنین غلظت یون هیدروژن اثر کمی روی ژلاتینی شدن نشاسته دارد.PH پایین از گرانول ها دکسترین هایی تولید می کند که فاقد اثر غلیظ کنندگی اند (1).          

پدیده برگشت به عقب یا Retrogradation :
در مرحله پخت، گرانول های نشاسته (زیر واحداهای آمیلوز) ، آب جذب کرده ، متورم شده و در دمای معینی تشکیل ژل می دهند.بعد از پخت در حین سرد کردن ، زیرواحدهای آمیلوز از طریق تشکیل پیوند هیدروژن به یکدیگر رسوب نموده و آبی را که در مرحله پخت جذب کرده اند از دست می دهند. به این پدیده Retrogradation می‌گویند که عامل اصلی بیاتی نان است (5).
سرعت انجام این واکنش به عوامل مختلفی از جمله نسبت آمیلوز به آمیلوپکتن، ساختار آمیلوز، غلظت نشاسته ، دما، حضور عوامل فعال سطحی نظیر امولسیفایر بستگی دارد.  امولسیفا یرهایی نظیر GMP (گلیسرول منوپالمتیات) وSSL (سدیم استئاروئیل لاکتیلات) در فرمولاسیون نان.
به طور کلی: آمیلوز با ترکیباتی مثل اسید چرب، تیمول، مواد فعال سطحی ، بوتیل الکل ، امولسییفایرو غیره تشکیل کمپلکس داده و مانع اتصال این رشته ها می شود که بدنبال آن بیاتی به تاخیر می افتد.(8)

نقش ترکیبات اصلی نان در بیاتی:
1-  نشاسته : نشاسته ترکیب اصلی آرد است و تا 75% آن را تشکیل می دهد . نسبت آمیلوز به آمیلوپکتن درایجاد تروگرداسیون  نشاسته اهمیت زیادی دارد. این پدیده در نان های حاوی آمیلوپکتن بالا با سرعت کمتری رخ می‌دهد.
2- گلوتن و pr: به هنگام تبدیل نشاسته ژلاتین شده به فرم ساختمان خطی خود، آب خارج شده از بین زنجیره ها جذب گلوتن آرد می شود.  حال اگر مقدار گلوتن کم باشد، این آب از مغز به سطح رفته و جذب محیط شده.و درنتیجه بیاتی کمتری در مقایسه با نان های حاصل از آرد ضعیف دارند.(7).
3- نشاسته صدمه دیده: سختی دانه و بخصوص نشاسته صدمه دیده روی میزان بیاتی اثر مستقیم دارد. آرد مناسب برای تولید نان مسطح با PH بین 12% -10 و نشاسته صدمه دیده 6% بهترین نتیجه را داده است.
4- آنزیم ها: افزودن آنزیم های آمیلاز به خمیر، در طی پخت نشاسته صدمه دیده را به مخلوطی از دکسترینی های  کوچک  هیدورلیز می کنند. دکسترینی های کوچک تشکیل شده از ایجاد اتصال نشاسته و گلوتن جلوگیری کرده و اثر ضد بیاتی دارند. البته استفاده  بیش از حد بخصوص در آرد حاصل از گندم جوانه زده و چروکیده بدلیل تولید مالتودکسترینی باعث چسبندگی و لاستیک شدن نان می شود (8).
برای حل مشکل آمیلاز اضافی از آنزیم شاخه شکن پلولاناز در کنار آمیلاز استفاده می کنند.تا این مشکل حل شود.
5- امولسیفایرها: این موادبرای نرم کردن و تاخیر بیاتی نان استفاده می شوند . این مواد مانند لستین، استراسید چرب با گلیسرین ، SSL، با آمیلوز خطی وشاخه های خارجی آمیلوپکتین واکنش و تشکیل این کمپلکس از سفت شدن مغزنان جلوگیری می کند.( مانع Retrogradation می شودطبق تحقیقات دکتر ملکی و همکاران در سال 1981 استفاده از 5% SSL با 3% شور تینگ در فرمول تهیه نان ، سبب بهبود کیفیت انبارمانی آن می شود (12).
6- پنتوزان‌ها : این مواد پلی ساگارید غیر نشاسته ای هستند که ترکیب جزئی  حدود 3%-2 دانه گندم کامل را تشکیل می دهند. این موادبسیار آب دوست هستند و  قادرند 7-6 برابر وزن خود آب جذب کرده و نقش بسزایی در تاخیر بیاتی داشته باشند. این مواد همچنین با تشکیل کمپلکس پنتوزان- نشاسته سبب ظریف شدن خلل و فرج بافت نان شده که در نهایت  باعث کاهش بیاتی نان می شوند (5).
7- الکل :  طبق تحقیقات نان های که در آن مرحله تخمیر طولانی تری را داریم از ماندگاری بیشتری برخوردارند ، که دردرجه اول  علت آن حضور مقادیر بیشتر الکل است. حتما افزودن الکل (اتانول) نیز تاثیر مثبت دارد.
که از طریق تنظیم فعالیت آمیلاز میزان هیدرولیز نشاسته را زیاد وکسترین کوچک تولید شده مانع اتصال نشاسته و گلوتن می شود.همچنین تخمیر طولانی می تواند ضعف های گلوتن را برطرف کند (2).

راه‌ها‌ی جلوگیری از بیات شدن نان:
1-    افزودن مواد حاوی pr: مانند پودر شیر کم چربی، گلوتن، پودرآب  پنیر، کازئینات.
به طور مثال پودر آب پنیر به علت دارا بودن لاکتوز و Pr عامل مهمی در قوی کردن آرد ( آب خارج شده از نشاسته جذب گلوتن می شود) داشته و باعث کاهش نان می شود.
طبق تحقیقات افزودن 3% پودرآب پنیر(salehifar2011) به خمیر نان،سبب کاهش چشمگیری در بیاتی نان می‌شود، همچنین باعث خوش رنگ شدن پوسته می شود (7).
(لاکتوز دیواره سلولی نان را سفت و حجم نان را بهبود می بخشد).

2- افزودن مواد حاوی Cr: مواد افزودنی متورم‌کننده مانند نشاسته (ژلاتینی شده وخشک شده)، قند، پنتوزان و پکتین.
- به طور مثال طبق تحقیقات جانسون در سال 1976افزودن 1%-25% پکتن به آرد ، باعث کنترل گاز دی اکسید کربن  موجود در خمیر در طی زمان تخمیر شده و از خروج این گاز از خمیر جلوگیری کرده و در نتیجه ماندگاری نان را بالا می برد.
- هیدروکلوئیدهایی نظیر کربوکس متیل سلولزcMc، صنع گزانتان، گوار از طریق افزایش مقدار رطوبت نان بیاتی را به تاخیر می اندازند (zlatico2009) 
- با افزودن تفاله چغندردرفرمولاسیون خمیر مصرفی نان، میزان جذب آب خمیر و میزان فیبرنان افزایش یافته و دانسیته و سفتی نان کاهش یافته و درنتیجه بیاتی نان به تاخیر می اندازد (مصباحی1389) .
- افزودن نشاسته ذرت مومی سبب افزایش قدرت جذب آب آرد گندم می شود. همچنین حجم مخصوص نان و کیفیت آن را زیاد می کند. همچنین محتوای رطوبت نان را زیاد کرده و بافت نان نرم و مرطوب تر می شود.
- افزودن آرد مالت، آرد سویا، اختلاط آرد چاودار با آرد گندم، ظرفیت نگه داری آب در خمیرکمک کرده و از بیات شدن آن جلوگیری می کند.
- افزودن منودی ساکاریدها به نان بدلیل اینکه ساکارز قابلیت جذب آب بالایی دارد موجب مرطوب ماندن بافت می‌شودو از طرفی قابلیت جویده شدن خود را نیز حفظ می کند . از آن جا که فروکتوز قابلیت جذب آب بالاتری نسبت به ساکارز لذا افزودن پودر عسل در فرمولاسیون نان باعث تاخیر بیشتردر بیاتی می شود(9).

3- افزودن آنزیم ها: (آمیلازو پروتئاز لیپاز) :
- آمیلازروی نشاسته اثرگذارده و آن را به مالتوز تبدیل می کند.که سبب می شود ملکول نشاسته به حالت کریستاله و خطی در نیایدو متورم بماند. از آرد و عصاره مالت بعنوان منبع حاوی آنزیم می شود استفاده کرد(8 ).
- پروتئازها: نیز سبب تجزیه prها و نرم شدن خمیر می شوند
- لیپازها: با شکستن چربی و تبدیل آن به اسید چرب و منوگلیسرید، به عنوان امولسی فایرضمن نرم کردن خمیر، ماندگاری نان را زیاد می کنند.

4- افزودن خمیر ترش: (باکتری های اسید لاکتیک)
خمیر ترش با تنظیم فعالیت آمیلاز میزان هیدرولیز نشاسته صدمه دیده را زیاد کرده و در نتیجه دکسترین های کوچک تولیدشده مانع اتصال نشاسته و گلوتن می‌شودکه نتیجه آن کاهش بیاتی است. البته انحلال آرابینوگزیلان ها در طی تخمیر خمیر ترش ممکن است سبب کاهش بیاتی شوند. آن ها مانند پنتوزان ها مانع اتصال گلوتن – نشاسته می‌شوند.(2).

5- اقدامات تکنولوژیکی: اگر در تولید نکات علمی رعایت شود نان دیرتر بیات می‌شود.نکات علمی مانند :( روش عمل آوری خمیر،آماده سازی ،شرایط تخمیر درجه حرارت  مناسب فر و پخت دو مرحله ای). به طور مثال با افزایش زمان و کاهش دمای پخت میزان نشاسته محلول درنان زیاد شده و درنتیجه بیاتی کم می‌شود.

6- روش غنی سازی : اگر نان از خمیری تهیه شود که قوام آن کمتر یا بیشتر از حد لازم باشد سریع تر بیات می‌شود. برای جلوگیری از این امری باید علاوه بر روش صحیح پخت، باید آرد از کیفیت مطلوبی برخوردار باشد.
حجم و تردی نان بستگی زیادی بهpr آرد دارد. هر چقدر pr آرد بالاتر باشد کیفیت نان بالاتر و ضایعات آن کمتر است.80%pr آرد را گلوتن تشکیل می دهد که می تواند 3-2 برابر وزن خود آب جذب کند.
برای داشتن گلوتن مطلوب باید بین گلوتن و گلیادین موازنه صحیحی برقرار شود، این موازنه را می توان با غنی‌سازی و افزودن مواد مناسب اصلاح نمود. به این ترتیب که اگر گلوتن آرد قوی باشد، این مشکل را با افزودن مواد احیا کننده مثل so2  و سیستئین حل می نماید ( این ها سبب شکسته شدن باندهای دی سولفیدی و در نتیجه نرم شدن گلوتن می شوند) اما اگر گلوتن آردنرم باشد،  این مشکل را با افزودن مواد اکسید کننده مثل ویتامین c ، سولفات  آمونیوم و برومات پتاسیم حل می نمایند.این مواد سبب ایجاد پیوند دی سولفیدی وسفت شدن گلوتن شده و در نتیجه حجم خمیر حاصله زیاد می شود (9).


7- انجماد نان:
انجماد از فرآیند بیاتی جلوگیری می کند اما بعد از خروج از انجماد سریعتر از نوع منجمد شده بیات می شود. در دمای کمتر از 20-  و یا بالاتر از55 پدیده بیاتی کمتر رخ می دهد.

8- استفاده  امولسی فایرها :
امولسی فایرهایی نظیرگلیسرول منوپالمتیات GMP ،  سدیم استئاروئیل لاکتیلات و SSL در فرمولاسیون خمیر (4).

9- بسته بندی :
در اثر بسته بندی مناسب در داخل فشار بخار آب ایجاد شده ، مانع از دست رفتن آب بافت نان شده وبیاتی رابه تاخیر می اندازد. استفاده از فیلم های نانوئی حاوی ذرات رس در بسته بندی نان ، بیاتی نان را بدلیل کاهش نفوذ پذیری نسبت به رطوبت (بخارآب ) به تاخیر می اندازد.

10- افزودن روغن قنادی : از ان جا که این روغن حاوی مقدار مشیخص اسید چرب اشباع است و وجود چربی جامد باعث حفظ گاز خمیر توسط پر کردن منافذ دیواره حفره های درون خمیر می شود ، می تواند در به تاخیر انداختن بیاتی نقش خود را ایفا کند

روشهای اندازه گیری بیاتی نان:
1- روشهای شیمیایی مانند:
- تعیین میزان رطوبت
- تعیین نشاسته محلول (با افزایش زمان نگه داری کم می شود)
- تعیین کل مواد جامد محلول (با افزایش زمان کم می شود)،
- تعیین قدرت تورم مغز نان( در طی نگه داری کم می شود)

2- روشهای ماکروسکوپک: شامل:
الف- روشهای حسی:
- سفتی و نرمی : نان بیات سفت است.
- عطر و طعم: نان تازه معطر است.
- مزه: نان تازه مرطوب و مغز آن چسبیده است.
 
ب- روشهای رئولوژیکی: شامل :
الف: اینسترون یا بافت سنج،
ب: تراکم سنج: (نیروی لازم برای فشردن یک تکه نان) با افزایش زمان نگه داری
 ج) تعیین مشخصات آمیلوگرام: بوسیله آمیلوگرام می توان به بررسی مغزنان و تاثیرعواملی نظیر زمان نگه داری روی آمیلوگرام های مغزنان پرداخت.
د ) تعیین مشخصات اکستنسوگرام: این دستگاه قابلیت در برابر کشش خمیر را نشان می دهد. قابلیت اتساع خمیر در ارتباط مستقیم با مقدار کل پروتیئن می باشد.

ج) روشهای آنزیمی: بررسی تغییر حساسیت نشاسته مغزنان به آنزیم آمیلاز است.
د) بررسی خصوصیات ساختاری: کهنه شدن نان وژل های نشاسته  همراه با گسترش گرمای داخلی نان می باشد. این گرمای درونی مربوط  به بیاتی ، بیانگرتوسعه ساختار منظم شده آمیلوپکتن می باشد. این گرمای درونی  قابل تشخیص است .

تاریخچه روش شکافت هیدرولیکی - جمعه دهم شهریور 1391
حداقل هوای تازه - جمعه دهم شهریور 1391
معرفی وسایل آزمایشگاهی برای رفلاکس - دوشنبه ششم شهریور 1391
افتتاح آزمایشی رادیو کیمیاگری - جمعه سوم شهریور 1391
ماهنامه کیمیاگری شماره (02) - دوشنبه سی ام مرداد 1391
آمار لحظه به لحظه جهان را اینجا ببینید - یکشنبه بیست و نهم مرداد 1391
اندازه گیری ضریب چسبندگی مایعات(ویسکوزیته) - یکشنبه بیست و نهم مرداد 1391
همه چیز در مورد آمین آلیفاتیک - یکشنبه بیست و نهم مرداد 1391
گزارش کار تقطیر ASTM - یکشنبه بیست و نهم مرداد 1391
صفحه فیس بوک کاریابی شیمی راه اندازی شد ... - پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391
تسلیت به هموطنان آذری عزیز - پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391