سیب‌زمینی، نشاسته، اسید، غده، گندم، آمیلوز

ی گلیکوآلکالوئید در اکثر واریته‌های سیب‌زمینی از 3 تا 5 میلی‌گرم در هر 100 گرم غده یافت می‌شود. سمیّت آلکالوئیدها موجب می‌شود که سیب‌زمینی در مقابل امراض و آفات مقاوم‌تر شود. مشخص شده است که گلیکوآلکالوئیدها از رشد انواع قارچ‌های بیماریزای گوناگون و آفات سیب‌زمینی جلوگیری می‌کند.
گلیکوآلکالوئیدها بر طعم سیب‌زمینی پس از پخت نیز تاثیر دارند به طوری که طعم ترش و حتی تلخ سیب‌زمینی مربوط به گلیکوآلکالوئیدها می‌باشد (سینگ و کور، 2009).
1-3-4-5- سایر ترکیبات ازته آلیجدا از اسیدهای آمینه و آمیدها، ازت غیر پروتئینی شامل پپتیدها، آمین‌ها، بازهای ازته و سایر ترکیبات است.
1-4- ازت غیر آلی در غده سیب‌زمینیازت غیر آلی در غده سیب‌زمینی به طور عمده به ترکیبات آمونیاکی و نیترات و نیتریت مربوط می‌شود. در سال‌های اخیر توجه خاصی به نیترات موجود در غده‌های سیب‌زمینی شده است. نیترات پس از تبدیل به نیتریت در ارگانیزم زنده سرطان ایجاد می‌کند.
1-5- لیپیدهامقدار آنها بین 075/0 تا 2/0 درصد است. لیپیدها به طور عمده از اسیدهای چرب، چربی‌ها و فسفولیپیدها تشکیل می‌شوند. غده سیب‌زمینی حاوی تعداد زیادی اسیدهای چرب است. اسید لینولئیک 40تا50 درصد تمامی اسیدهای چرب را تشکیل می‌دهد. اسید لینولنیک30-20 درصد ، اسید اولئیک 5-1 درصد، اسید پالمیتیک 20 درصد و اسید استئاریک 5 درصد ، به طوری که سه چهارم از اسیدهای چرب سیب‌زمینی غیر اشباع هستند (فلاحی، 1376).
1-6- اسیدهای آلیاسیدهای آلی شامل 1-4/0 درصد غده تازه را تشکیل می‌دهند. بیشترین مقدار اسید آلی موجود در سیب‌زمینی اسید سیتریک می‌باشد (608-270 میلی‌گرم به ازاء هر 100 گرم). سایر اسیدهای آلی از جمله اسید مالیک (150-40 میلی‌گرم)، پیرولیدون کربوکسیلیک اسید (127-14 میلی گرم)، اسید اگزالیک(30-8 میلی‌گرم)، فوماریک و سوکسینیک‌(4-4/1 میلی‌گرم) نیز در غده سیب‌زمینی یافت می‌شوند (فلاحی، 1376).
1-11- ترکیبات فنلیغده‌های سیب‌زمینی حاوی تعداد زیادی ترکیبات فنلی است، امّا درصد آنها نسبتاً پایین است. برخی به شکل آزاد و برخی به شکل اتصالی هستند.
آنها اساساً مشتقات جایگزین هیدروکسی سینامیک اسید (در شکل آزاد) و هیدروکسی بنزوئیک اسید (در شکل باندشده) می‌باشند. مشتقات متداول هیدروکسی سینامیک اسید در پوست سیب‌زمینی عبارتند از:
اسید کلروژنیک (CGA)، کافئیک‌اسید(CFA) ، فرولیک‌اسید (FRA)
و مشتقات هیدروکسی بنزوئیک اسید شامل:
گالیک‌اسید(GAC)، پروتوکاتشوئیک‌اسید(PCA) ، وانیلیک‌اسید(VNA) و p- هیدروکسیل ‌بنزوئیک اسید می باشند.
GACوCGA ترکیبات فنولیک عمده در پوست سیب‌زمینی می‌باشند. اکثر ترکیبات پلی‌فنلی سوبسترا برای آنزیم پلی‌فنل‌اکسیداز است. تیروزین، اسید کلروژنیک، اسید کافئیک و سایر فنل‌ها در حضور اکسیژن اکسیده می‌شوند، سپس از طریق واکنش‌های قهوه‌ای آنزیمی مواد رنگی قهوه‌ای تا سیاه تولید می‌کنند که وزن مولکولی زیادی دارند و به ملانین موسوم‌اند. فنل‌ها موجب قهوه‌ای شدن پس از پخت نیز می‌شوند. پلی‌فنل‌ها با آهن دو طرفیتی واکنش داده و ترکیب رنگی را تشکیل می‌دهند. اکسیداسیون این آهن به آهن سه ظرفیتی برای توسعه رنگ سیاه ضروری است (سینگ و سالدانا، 2011).
1-8- ترکیبات فرارغده سیب‌زمینی حاوی ترکیبات فرار آلدئیدها، الکل‌ها، استرها و سایر ترکیبات فرّار از جمله استالدئید، پروپیونوآلدئید، بوتیرآلدئید، متانول، اتانول، 1-پروپانول، 2-پروپانول، پنتانول، اکتانول، استون، بوتانون، هپتانون و نونانون نیز می‌باشند.
1-9- ویتامین‌ها و فیتوهورمون‌هابه طور کلی ویتامین‌ها به دو دسته کلی محلول در آب و محلول در چربی تقسیم می‌شوند. بیشترین ویتامین در قسمت آوندی سیب‌زمینی یافت می‌شود و همچنین بیشترین مقدار ویتامین موجود در سیب‌زمینی ویتامین C است (جدول 1-2). از ترکیب اسید آسکوربیک با آهن دو ظرفیتی کمپلکس ارغوانی رنگ که مشابه اسیدکلروژنیک است تشکیل می‌شود ولی استحکام کمتری دارد.
فیتوهورمون‌ها در غده سیب‌زمینی به مقدار خیلی کمتری ظاهر می‌شوند ولی تأثیر شدیدی بر فرآیندهای حیاتی آن دارند. از جمله این ترکیبات اکسین، هترواکسین، جیبرلین، سیتوکینین‌ها و اسید آبسیسیک را می‌توان نام برد.
1-10- مواد معدنیمواد معدنی که خاکستر نامیده می‌شوند حدود 1/1 درصد غده سیب‌زمینی را تشکیل می‌دهند. حدود سه چهارم آن شامل ترکیبات محلول در آب هستند.
پتاسیم کاتیون اصلی غده سیب‌زمینی را تشکیل می‌دهد. نسبت آن در کل خاکستر بین 44 تا 77 درصد است و در هر 100 گرم مقدار آن به 280 تا 564 میلی‌گرم می‌رسد. بیشترین مقدار آن در پوست سیب‌زمینی وجود دارد. پتاسیم در تنظیم فرایند تراکم هگزوز در تشکیل ساکاروز و نشاسته شرکت دارد. این فعالیت به فسفوریلاسیون مربوط است. یون پتاسیم انتقال دهنده الکترون در واکنش‌های آنزیمی می‌باشد. همچنین در سنتز آمید، پروتئین و اسیدآمینه نیز شرکت دارد.
فسفر عنصر معدنی عمده سیب‌زمینی است. لایه خارجی آن حاوی فسفر کمتری از لایه داخلی است. در هر 100 گرم مقدار آن به 60-30 میلی‌گرم می‌رسد (جدول1-2).
گوگرد در غده سیب‌زمینی در اسیدهای آمینه حاوی گوگرد وجود دارد و نقش مهمی در فرآیندهای اکسیداسیون احیاء دارد. طعم سیب‌زمینی پخته تا حدودی تحت تاثیر گوگرد قرار می‌گیرد.
کلسیم در پوست و سیستم آوندی سیب‌زمینی وجود دارد. قسمت خارجی غده سیب‌زمینی مساوی دو سوم تا دو چهارم میزان کلسیم را تشکیل می‌دهد. بیش از 90 درصد کلسیم به شکل کلراید، نیترات و نمکهای آلی محلول در آب یا متصل به پکتین و پروتئین می‌باشد.
سدیم نیز مانند کلسیم و پتاسیم مسئول کنترل خاصه‌های ساختمانی و الکتریکی سیتوپلاسم و غشاء سلولی می باشد.
منیزیم در فرآیندهای گلیکولیتیک شرکت دارد. منگنز نقش مهمی در دکربوکسیلاسیون دی و تری کربوکسیلیک اسید دارد. منگنز، مس، آهن و کوبالت اجزاء تشکیل دهنده آنزیم‌های غده سیب‌زمینی هستند.
فلزات سنگین از قبیل روی، نیکل، کادمیوم و سرب در غده سیب‌زمینی به مقدار جزیی وجود دارد (سینگ و کور، 2009).
1-11- اهمیّت و ارزش تغذیه‌ای سیب‌زمینی در مقایسه با سایر مواد غذاییکمتر از نیمی از کل سیب‌زمینی تولید شده برای مصارف انسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از سیب‌زمینی برای تولید نشاسته در هلند، اروپای شرقی و ژاپن رواج دارد، ولی استفاده از این محصول برای تولید الکل ناچیز است. مقادیر زیادی از سیب‌زمینی به صورت خوراک دام استفاده می‌شود که این موضوع با توجه به اختلاف زیاد در تولید سیب‌زمینی و مصرف سرانه‌ی آن در اروپای شرقی مشهود است. تولید سرانه هنوز در کشورهای در حال توسعه، به ویژه در آفریقا و خاور دور اندک است. در نتیجه مصرف سرانه نیز در این کشورها کم بوده ولی در اغلب کشورهای در حال توسعه رو به افزایش است. در اروپای غربی و آمریکای شمالی مصرف سرانه کاهش یافته ولی در دهه گذشته به نسبت ثابت باقی مانده است. از نظر ارزش غذایی و ارزش کالریکی سیب‌زمینی با سایر مواد غذایی رقابت می‌کند (جدول1-3) و (جدول1-4).
جدول1-3- مقایسه ارزش انرژی‌زایی سیب‌زمینی با سایر مواد غذایی
ماده غذایی میزان انرژی بر حسب کیلوکالری به ازاء هر 100 گرم ماده غذایی میزان انرژی بر حسب کیلوکالری به ازاء هر 100 گرم
کره
بادام
سوسیس
چیپس‌سیب‌زمینی
بیسکویت
پنیر 777
631
530
513
441
415
کورن فلیکس
ران خوک
نان گندم
خلال ‌سیب‌زمینی
سیب‌زمینی ‌پخته
سیب 388
344
278
220
69
48
در شمار زیادی از کشورها سیب‌زمینی به عنوان منبع اصلی تأمین کننده انرژی برای انسان طی سالیان دراز مورد استفاده قرار گرفته است و به احتمال زیاد شاید یک علت اساسی آن به عنوان یک محصول غذایی پر‌کالری همین بوده است. شاید علت این تفکر به خاطر این باشد که سیب‌زمینی کربوهیدرات زیادی ذخیره می‌کند و تقریباً سه چهارم ماده خشک آن از نشاسته تشکیل می‌شود، از این نقطه نظر سیب‌زمینی به انسان انرژی می‌رساند که به نوبه خود به چربی تبدیل می‌شود. به این دلیل است که در تعدادی از کشورها مصرف آن کاهش نشان می‌دهد.جدول1-4: مقایسه ماده‌خشک، انرژی و پروتئین سیب‌زمینی با سایر محصولات زراعیرتبه ماده‌خشک (تن در هکتار) انرژی (مگاژول در هکتار) پروتئین (کیلوگرم در هکتار)
1 کاساوا 3 سیب‌زمینی 216 کلم‌ها 2
2 سیب‌زمینی هندی 4/2 سیب‌زمینی هندی 182 باقلا خشک 6/1
3 سیب‌زمینی 2/2 هویج 162 سیب‌زمینی 4/1
4 سیب‌زمینی‌شیرین 1/2 ذرت 159 نخود فرنگی 4/1
5 برنج 9/1 کلم‌ها 156 بادنجان 4/1
6 هویج 7/1 سیب‌زمینی‌شیرین 152 گندم 3/1
7 کلم‌ها 6/1 برنج 151 عدس 3/1
8 آناناس 5/1 گندم 135 گوجه‌فرنگی 2/1
9 گندم 3/1 کاساوا 121 نخود معمولی 1
10 ذرت 3/1 بادنجان 120 هویج 1

300-1500 گرم سیب‌زمینی در روز معادل 7/7-4 درصد کالری مورد احتیاج روزانه انسان را تأمین می‌کند. نشاسته ترکیب اصلی ماده خشک سیب‌زمینی قبل از مصرف باید ژلاتینه شود. مصرف نشاسته سیب‌زمینی ژلاتینه‌ نشده قابلیت هضم را کاهش و باعث مسمومیت می‌شود(مبلی و همکاران، 1388).
فصل دوم
ساختار و تکنولوژی تولید نشاسته سیب‌زمینی
2-1- مقدمههمان طور که گفته شد سیب‌زمینی بعد از غلات منبع اصلی کربوهیدرات را تشکیل می‌دهد و از این نظر یکی از مهمترین محصولات در جهان امروز می‌باشد. مصرف ثانویه سیب‌زمینی تولید نشاسته و دکستروز و استفاده در صنایع تولید الکل (از طریق تخمیر) می‌باشد. آمار نشان می‌دهد که کمتر از نیمی از کل سیب‌زمینی تولید شده برای مصارف انسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مابقی جهت سایر مصارف و صنایع تبدیلی (تولید نشاسته و سایر محصولات) به کار می‌رود. نشاسته ترکیب اصلی و مهم سیب‌زمینی می‌باشد که حدود 17 تا 21 در صد از وزن تازه سیب‌زمینی و حدود 80 درصد ماده خشک آن را تشکیل می‌دهد. نشاسته به عنوان اندوخته غذایی بسیاری از گیاهان محسوب می‌شود. در گیاهان، نشاسته در اندام سلولی ویژه به نام آمیلوپلاست ذخیره می‌شود. در طی فصل رویش، برگ‌های سبز گیاه سیب‌زمینی انرژی خورشید را جذب کرده و بصورت قندهای محلول در آورده که به سمت غده‌ها رفته و در آنجا توسط آنزیمهای مربوطه به نشاسته تبدیل گشته و به شکل گرانول‌های کوچکی در می‌آید که بیشتر قسمتهای سلول را تصًرف می‌کند. گرانول‌های نشاسته در اصل بسته‌های فشرده‌ای از پلیمرهای گلوکز محسوب می‌شوند. نشاسته تجاری به طور عمده از ذرت تهیه می‌شود ولی سیب‌زمینی و گندم نیز از منابع تهیه نشاسته می‌باشد. تولید نشاسته از سیب‌زمینی برای اولین بار در قرن 18 انجام شد. در دانمارک از سال 1900 تولید نشاسته به صورت صنعتی آغاز گردید به طوریکه 75 درصد تولید سیب‌زمینی این کشور برای تولید نشاسته مصرف می‌شود. در ایالات متحده نیز نشاسته به طور عمده از ذرت و سیب‌زمینی بدست می‌آید.
در ایران تنها ذرت و گندم جهت تهیه نشاسته استفاده می‌شود. با توجه به این که این دو محصول مصارف مهم‌تری در مقایسه با استخراج نشاسته دارد، لذا می‌توان انتظار داشت که منبع مناسبی برای تولید نشاسته نباشد و سیب‌زمینی به دلیل ذیل می‌تواند به عنوان جایگزینی برای آنها مطرح شود:
1) امکان افزایش تولید با استفاده از بذور سالم و کشت مکانیزه.
2) وجود امکانات و شرایط اقلیمی و جغرافیایی کشور برای افزایش سطح و تولید در تمام ایام سال.
3) مزیت نسبی از نظر میزان استحصال نشاسته از واحد سطح- با توجه به وجود حدود 70 درصد نشاسته در گندم و متوسط عملکرد 4 تن در هکتار، میزان نشاسته تولیدی از هر هکتار گندم2800 کیلوگرم می‌باشد. در مورد سیب‌زمینی که بطور متوسط 18 درصد نشاسته و 25 تن در هکتار عملکرد دارد، 4500 کیلوگرم نشاسته از هر هکتار استحصال می شود که نسبت به نشاسته حاصل از گندم نزدیک به 2 برابر می‌باشد. البته از آنجا که برای تولید هر کیلوگرم نشاسته 4/1 کیلوگرم گندم و یا 5/5 کیلوگرم سیب زمینی نیاز است، لذا در صورتی که قیمت سیب‌زمینی حدود 25 درصد قیمت گندم باشد، قیمت ماده اولیه برای تولید یک کیلوگرم نشاسته یکسان خواهد بود. بنابراین قیمت سیب‌زمینی یکی از فاکتورهای مهم و اصلی در تعیین توجیه اقتصادی این فرآوری است.
2-2- ساختار نشاسته سیب‌زمینی
نشاسته در بافت‌های گیاهی به صورت دانه‌های جدا از هم یا گرانول وجود دارد که قطر آنها از 2 تا 100 میکرون متغیر می‌باشد. خصوصیات این گرانول‌ها در گیاهان مختلف بسیار متفاوت است. این گرانول‌ها از لحاظ شکل ممکن است به صورت‌های کروی، بیضوی، عدسی‌وار و یا چند وجهی باشند. نشاسته سیب‌زمینی در مقایسه گندم و ذرت، پراکندگی وسیعی در اندازه گرانول و بزرگترین سایز گرانول را دارد (µm 110>) و پس از آن گندم (µm 30>)، ذرت (µm 25>) و برنج (µm 20>) قرار دارند. جدول 5-1 شکل، اندازه، ترکیب شیمیایی و برخی از خصوصیات نشاسته را در منابع گیاهی مختلف نشان می‌دهد.
نشاسته پلیمری متشکل از مولکول‌های گلوکز است و از دو نوع مولکول پلیمری تشکیل شده است. پلیمر خطی و فاقد انشعاب مرسوم به آمیلوز و پلیمر دارای انشعاب مرسوم به آمیلوکتین. معمولاً حدود 80-75 در صد نشاسته را آمیلوپکتین و بقیه آن را آمیلوز تشکیل می‌دهد. به عنوان مثال نشاسته واریته‌های معمولی سیب‌زمینی 31-23 در صد آمیلوز دارد (البته واریته‌های واکسی فاقد آمیلوز نیز وجود دارد) و نشاسته گندم دارای 30-18 درصد آمیلوز می‌باشد اما در انواعی از نشاسته ممکن است نسبت‌های کاملاً متفاوتی از این دو نوع مولکول مشاهده شود (جدول 2-1). در نشاسته‌های مومی مقادیر آمیلوز ناچیز است و تقریباً تمامی نشاسته از آمیلوپکتین تشکیل شده است. در برخی از نشاسته‌ها نیز مقادیر آمیلوز بسیار بالاست. به طور کلی نسبت وجود دو آنزیم که سازنده اتصال‌های (1→4)α و (6→1) α در گیاه هستند تعیین‌کننده‌ی نسبت یا میزان آمیلوز به آمیلوپکتین در نشاسته‌ی آن گیاه می‌باشد.
آمیلوز، مولکولی خطی است که در آن واحدهای گلوکز با پیوند ( 1→4)α

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *