كيفيت دانه انواع برنج ها

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

در اصلاح گياه برنج پس از عملكرد به مهم‌ترين مسأله‌اي كه توجه زيادي مي‌شود، كيفيت دانه است. كيفيت دانه به مراحل كاشت، داشت، برداشت، تبديل شلتوك به برنج سفيد و انبارداري آن بستگي زيادي دارد. در اين پرو‍ژه خواص فيزيكي و فيزيكوشيميايي دانه برنج مورد ارزيابي قرار گرفته است. آميلوز به عنوان يكي از مهم‌ترين عامل تعيين كننده كيفيت بوده و خود يكي از اجزاء نشاسته و جزء خطي آن است. جزء ديگر نشاسته آميلوپكتين مي‌باشد كه به تنهايي در كيفيت تأثيري ندارد اما نسبت آن به آميلوز حايز اهميت است. علاوه بر آميلوز، برخي خواص نشاسته نظير درجه حرارت ژلاتيني و پيوستگي ژل در كيفيت دانه تأثير زيادي دارند.

نقش پروتئین

از خواص فيزيكي دانه مي‌توان به افزايش طول دانه در اثر پخت اشاره كرد. جالب توجه است كه بسياري از محققين ميزان پروتئين دانه را در برنج  برخلاف گندم از عوامل مؤثر در كيفيت به حساب نمي‌آورند. اما مي‌دانيم كه پروتئين برنج نسبت به گندم داراي ارزش غذايي بالا‌تري بوده و درصد قابل توجه‌اي از انرژي انساني را به ويژه در كشورهاي آسيايي به خود اختصاص داده است. از نظر تأثير عمليات زراعي در كيفيت نيز افزايش عناصر ماكرو و ميكرو تا اندازه‌اي مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند كه نشان داده شده است، مقدار نيتروژن مصرفي روي ميزان پروتئين تأثير دارد و همچنين مصرف كود ازته در مرحله رسيدن باعث افزايش مقدار پروتئين دانه مي‌شود.

عوامل كيفيتي برنج :

کیفیت برنج به رشد گیاه در طول مراحل رویشی، رشد خوشه، مواد غذایی خاک که به دانه می‌رسد و مرحله رسیدگی دانه بستگی دارد. در گذشته، محققان درحال تولید ارقام جدیدی با خصوصیات زراعی خوب و میزان محصول بالاتر بوده‌اند. درحال حاضر، توجه آنها معطوف به کیفیت دانه و افزایش ارزش غذایی آن می‌باشد. كيفيت خوراك در برنج تا حدود زيادي بستگي به نشاسته دارد كه در حدود 90% دانه برنج را تشكيل مي‌دهد در ایران به دلیل این که 95 درصد برنج‌های زراعی از ارقام هندی هستند، کیفیت پخت و خوراکی از مسائل جدّی به حساب می‌آید. ارقام برنج ژاپنی، دانه کوتاه و دارای آمیلوز پائین (18 – 17%) می‌باشند، اما ارقام هندی اغلب دانه بلند و با آمیلوز متوسط و بالا هستند. از عوامل تعیین کننده کیفیت پخت و خوراکی برنج، محتویات آمیلوز، همبندی ژل، درجه حرارت ژلاتینی و کشیدگی دانه پس از پخت را می‌توان نام برد. اما سلیقه مصرف کنندگان در مناطق مختلف فرق می‌کند.

 

 به دلایل زیر تعريف دقيق كيفيت دانه خيلي مشكل است:

• –  تفاوت الويت‌هاي كيفي در كشورها و مناطق مختلف.
• –  الگوهاي مصرف.
• –  نگرش توليد كننده داير بر درآمد بيشتر از واحد سطح

 

خصوصيات فيزيكي كيفيت برنج :

اكثر كشاورزان و مصرف كنندگان به خصوصيات ظاهري ارقام برنج مانند: ابعاد دانه، شفافيت و گچي بودن آن توجه دارند.

 

الف- ابعاد دانه برنج :

 

ابعاد دانه عبارت است از طول، قطر و شکل دانه که از عوامل اولیه کیفی در هر برنامه اصلاحی است. در نسل‌های اولیه، برای اطمینان از مطابقت ابعاد دانه به منظور به دست آوردن نوع دانه مورد نظر، مقایسه مشاهده‌ای انجام می‌شود. برنامه اصلاح برنج مصر انتخاب برای اندازه و شکل دانه را از نسل F2 شروع کرده و تا تولید لاين پیشرفته به یک رقم، براساس خصوصیات مشاهده‌ای نسل‌های اولیه آغاز می‌کند. ولی اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر در نسل‌های پیشرفته انجام می‌شود. ابعاد دانه، مانند: طول، قطر و شکل دانه، به وسیله عوامل زادشناختی کنترل می‌شود. ابعاد دانه در کیفیت مؤثر است و نیز توسعه زراعت ارقام مختلف را تعیین می‌کند. عموما، در مصر ارقام دانه کوتاه ترجیح داده می‌شوند.کشاورزان ارقام دانه کوتاه، درشت و وزین را دوست دارند. درصورتی که مصرف کنندگان ارقام دانه کوتاه، درشت، چسبنده و نرم پخت را بهتر می‌دانند(1).

    جدول 1- مقادیر میانگین ابعاد دانه در شلتوک و برنج سفید زیرگونه های مختلف

 برنج سوچلا

مدت زمان مدیدی است که طول دانه در بیشتر برنامه‌های اصلاح نژاد برنج برای طبقه‌بندی ارقام آن به عنوان یک نشان‌ویژگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برنج سفید، براساس میانگین طول دانه به چهار گروه تقسیم می‌شود: کوتاه، متوسط، بلند و فوق بلند. ارقام ژاپنی اغلب دانه کوتایند. در حالی که، هندی دانه بلند یا متوسطند (مانند: IR28). ارقام دورگه هندی/ ژاپنی در دامنه بین کوتاه و متوسط قرار دارند. قطر دانه عامل مهمی در تعیین شکل دانه و وزن آن محسوب می‌گردد. قطر دانه به طبقه بندی دانه برنج برای فرآیند تبدیل به سفید و جداکردن دانه‌های نارس از رسیده کمک می‌کند. شکل دانه از نسبت طول دانه به قطر سطح مقطع آن به دست می‌آید و به گرد، کوتاه، متوسط و باریک و بلند طبقه‌بندی می‌شود. درمصر شکل دانه برنج درحالت ارقام هندی یا هندی/ ژاپنی از متوسط تا باریک و بلند متفاوت است. درحالی که در نوع ژاپنی (دانه کوتاه) از کوتاه تا متوسط متغیر است. كيفيت ظاهري دانه يا كيفيت بازار پسندي عمدتاً شامل طول دانه، نسبت طول به عرض، شفافيت دانه، مقدار گچي بودن دانه و تعداد دانه‌هاي گچي مي‌باشد. اين نوع كيفيت به شرايط محيطي، مراحل تبديل و هم‌چنين صفات ارثي بستگي دارد. دانه‌هاي برنج از نظر طول (ميليمتر) به دانه‌هاي خيلي بلند (بيش از5/7)، بلند (5/7-61/6) ، متوسط (6/6-51/5) و كوتاه (5/5 ميليمتر و يا كمتر) تقسيم مي‌شوند (شكل 2). شكل دانه از طريق نسبت طول به عرض دانه تعيين مي‌گردد(6)

 

كيفيت پخت :

از روي مقدار آميلوز، غلظت ژل، درجه حرارت ژلاتيني و ساير عوامل تعيين مي‌گردد. هر سه فاكتور فوق با روشهاي شيميايي ارزيابي مي‌شوند و از بين آنها مقدار آميلوز مهم‌تر است. بيش از 90 درصد آندوسپرم دانه برنج را نشاسته تشكيل مي‌دهد كه از آميلوز و آميلوپكتين تشكيل مي‌شود. مقدار آميلوز صفر تا 33 درصد و مقدار آميلوپكتين 99-57 درصد آندوسپرم دانه مي‌باشد.

 

 واريته‌هاي برنج براساس ميزان آميلوز به 5 گروه زير طبقه‌بندي مي‌شوند(6).

1.  برنجهاي واكسي كه فاقد آميلوزند.
2.  برنجهاي خيلي كم آميلوز كه ميزان آميلوز آنها كمتر از 10 درصد است.
3.  برنجهاي كم آميلوز كه ميزان آميلوز آنها 20-10 درصد است.
4.  برنجهاي متوسط آميلوز كه ميزان آميلوز آنها 25-20 درصد است.
5.  برنجهاي پرآميلوز كه ميزان آميلوز آنها از 30- 25 درصد است.

 

شباهت ها

شايان توجه است كه ارقامي كه در يك گروه از آميلوز قرار مي‌گيرند از نظر كيفيت پخت، صفات مشابهي از خود بروز مي‌دهند گرچه دو عامل درجه حرارت ژلاتيني و غلظت ژل بر كيفيت پخت ارقام با آميلوز برابر تأثير خواهند گذاشت. بطور كلي برنجهاي واكسي پس از پخت شكل ظرف خواهند گرفت و دانه‌هاي برنج پس از پخت نرم، چسبنده و غيرقابل تفكيك خواهد شد. برنجهاي كم آميلوز پس از پخت، نرم، چسبنده و لعابدار مي‌شوند. برنج هاي متوسط آميلوز پس از پخت،  نرم متورم و كاملاً جدا از هم شده و مدتها پس از پخت نرم مي‌مانند. برنجهاي پر آميلوز پس از پخت بسرعت سفت و خشك شده و مصرف آنها مشكل مي‌باشد(15).

امروزه معلوم شده كه اكثر مصرف كنندگان و تجار برنج در سطح جهان علاقمند به مصرف برنجهاي متوسط آميلوز مانند برنجهاي صدري ايران يا باسماتي پاكستان و مشابه آنها مي‌باشند. غلظت ژل عبارت از حركت ژل برنج پخته است  و از روي حركت ژل در لوله آزمايش اندازه‌گيري مي‌شود.

 

 براساس طول ژل در لوله، غلظت ژل به 3 گروه طبقه بندي مي‌شود:

1.  برنج‌هائيكه طول حركت ژل آنها كمتر از 40 ميلي‌متر است، برنج با ژل سخت ناميده مي‌شوند.
2.   برنج‌هائيكه طول حركت ژل آنها از 40 تا 60 ميلي‌متر است، برنج با ژل متوسط ناميده مي‌شوند.
3.   برنج‌هائيكه طول حركت ژل آنها بيشتر از 61 ميلي‌متر است، برنج با ژل نرم ناميده مي‌شوند.

خاصیت ژلاتینه

 

معمولاً برنج‌هائيكه داراي مقدار آميلوز پائين‌تر هستند ژل آنها نرمتر است يعني داراي طول حركت ژل زيادتر مي‌باشند. برنجهاي اينديكا، با غلظت ژل نرمتر نسبت به ژاپونيكا ترجيح داده مي‌شوند زيرا كه برنج پخته آنها نر‌متر است. درجه حرارت ژلاتيني شدن محدوده درجه حرارتي است كه در آن مولكولهاي نشاسته بطور غيرقابل برگشت در آب گرم شروع به تورم مي‌كنند. درجه حرارت ژلاتيني ممكن است پائين (كمتر از ^cْ70)، متوسط (^cْ74-70) و يا بالا (^cْ79- 75) باشد. چنانچه حرارت ژلاتيني رقمي بالا باشد برنج پخته آن سفت و خشك مي‌شود. برعكس حرارت ژلاتيني پائين، موجب نرمي و چسبنده شدن برنج پس از پخت مي‌شود. ارقامي كه داراي آميلوز همسان مي‌باشند درجه حرارت ژلاتيني مختلفي از خود نشان مي‌دهند. عواملي چون آب و هوا (حرارت) به ويژه حرارت بالا در زمان رسيدن بر روي حرارت ژلاتيني تأثير گذاشته و آنرا بالا مي‌برد(15). طويل شدن دانه نيز مانند ميزان آميلوز، غلظت ژل و درجه حرارت ژلاتيني شدن، معياري براي ارزيابي كيفيت پخت برنج است. چنانچه طويل شدن دانه بعد از پخت بدون افزايش قطر باشد بعنوان يك صفت مطلوب در ارقام برنج محسوب مي‌شود (شكل 3).

 

كيفيت غذايی برنج:

 عمدتاً از روي ميزان پروتئين مشخص مي‌شود. ميزان پروتئين برنج سفيد حدود 7% است. شرايط محيطي مخصوصاً مقدار نيتروژن مصرفي روي ميزان پروتئين تأثير دارد. مصرف كود ازته در مرحله رسيدن باعث افزايش مقدار پروتئين دانه مي‌شود. عامل وراثت نقش مهمي در اصلاح ارقام پر پروتئين دارد كه متأسفانه عمل ژن با مغلوبيت همراه است يعني ژنهاي كنترل كننده پروتئين به صورت مغلوب مي‌باشد لذا تحصيل  رقمي با پروتئين بالا و محصول زياد تقريباً با روشهاي موجود امكان‌پذير نمي‌باشد.

 ارقام زراعي كشور ما از لحاظ پروتئين در سطح بالا بين 9 تا 12 درصد قرار دارند كه در حدود 2 تا 5 درصد از ارقام تحت كشت و اصلاح شده بيشتر مي‌باشد. كيفيت خوراك (عطر و طعم) مهم‌ترين فاكتور براي ارزيابي دانه برنج مي‌باشد در بعضي واريته‌ها ممكن است ضريب تبديل و كيفيت ظاهري دانه خيلي خوب بوده ولي كيفيت خوراك آنها خوب نباشد بنابراين مصرف كننده ممكن است اينگونه برنجها را ترجيح ندهد(6).

ب- گچی و ظاهرپسندی دانه برنج :

 ظاهر پسندی دانه به مات بودن و وسعت گچی آندوسپرم(درون دانه) بستگی دارد. بر پایه مات بودن آندوسپرم، دانه برنج به واکسی یا کاملا مات با مقدار آمیلوپکتین زیاد و آمیلوز کم، و غیر واکسی یا دانه‌های شفاف یا مقدار آمیلوز کم، و غیر واکسی یا دانه‌های شفاف با مقدار آمیلوز بالا و انواع مختلف گچی طبقه‌بندی می‌گردد. محل گچی دانه برحسب اصلاحات مرکزسفیدی، شکم سفیدی و پشت سفیدی، تعریف می‌شود درحالیکه درجه گچی در ارقام مختلف تغییرات زیادی دارد. گچی دانه به علت بهم خوردن نظم دانه‌های نشاسته با فضاهای هوا ایجاد شده و معمولا راندمان تبدیل پایینی را نتیجه می‌دهد. گچی، تحت تأثیر عوامل محیطی مانند: تنش خشکی در زمان رسیدن و بیماری بلاست قرار دارد. شواهدی دال بر کنترل زادشناختی این نشان‌ویژگی وجود دارد.

souchella.ir

گچیی با افزایش نسبت شکستگی و کاهش برنج سالم خروجی از دستگاه تبدیل، راندمان تبدیل را کم می‌کند. گگچی دانه با بالارفتن حساسیت نسبت به حمله حشرات در دوره انباری برنج مستقیما رابطه دارد. گچی دانه در کیفیت پخت و خوراکی بی تأثیر است. اغلب ارقام برنج مصری که در شرایط عادی رشد قرار می‌گیرند و به خوبی تبدیل می‌گردند و دانه کوتاه هستند، به خوبی سفید و شفاف می‌باشند. در میان ارقام مصری گیزا 181 بهترین ظاهرپسندی دانه را دارد، زیرا از شفافیت بالایی برخوردار است. از طرف دیگر IR28 و گیزا 175 نسبت به برنج‌های دیگر خیلی گچی هستند(4).

 

راندمان تبدیل برنج :

كيفيت تبديل قابليت تبديل شلتوك به برنج سفيد را گويند (شكل 1).  محصول تبديل شامل برنج سالم، برنج شكسته، پوسته و سبوس است. در طي مراحل تبديل (پوست‌كني) ابتدا شلتوك به برنج قهوه‌اي و سپس به برنج سفيد تبديل مي‌شود. برنج قهوه‌اي برنج بدون پوسته نيز ناميده مي‌شود كه مقدار آن در واريته‌هاي مختلف متفاوت و معمولاً 74 تا 82 درصد مي‌باشد و لذا معمولاً حدود 20 درصد شلتوك را پوسته تشكيل مي‌دهد. وقتيكه برنج قهوه‌اي تبديل مي‌شود سبوس و جنين از آن جدا شده و برنج سفيد باقي مي‌ماند. سبوس و جنين حدود 10-6 درصد مي‌باشد بنابراين درصد برنج سفيد در حدود 70 درصد است. برنج سفيد شامل برنج سالم و برنج شكسته است. برنج سالم مهم‌ترين عامل كيفيت تبديل مي‌باشد و مقدار آن از 25 درصد تا 65% متغيير است و به اندازه، شكل، ظاهر و سختي دانه بستگي دارد. استحصال برنج سالم يك صفت ارثي است ولي عوامل محيطي نظير درجه حرارت و رطوبت در طول دوره رسيدن و عمليات بعد از برداشت و مرحلة تبديل، در شكسته شدن دانه مؤثر هستند(4).

 

تبدیل شلتوک

 

عمل تبدیل شلتوک به برنج سفید مرکب از چندین مرحلة مکانیکی است که پوسته خارجی، لایه‌های سطحی آندوسپرم و جنین دانه جدا می‌شود. راندمان یا بازدهی تبدیل عبارت است از: میزان برنج سفیدی که از شلتوک به دست می‌آید و یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیر کننده در قیمت برنج می‌باشد. عوامل متعددی در کیفت تبدیل دخالت دارند. ارقام با دانه‌های بلند و باریک بیشتر از برنج‌های دانه کوتاه و گرده، دست خوش شکستگی قرار می‌گیرند. به علاوه، خلوص رقم نیز در کیفیت تبدیل تأثیر می‌گذارد، زیرا دستگاههای پوست‌کنی برای انواع مختلف دانه برنج کارایی ندارد. وجود برنج قرمز، دانه‌های پوک و سنگ‌ریزه، راندمان کل تبدیل را کاهش می‌دهند. به نظر می‌رسد، رطوبت شلتوک از عوامل اصلی مؤثر در کیفیت تبدیل باشد. دانه‌های با رطوبت زیاد، خیلی نرم بوده و تحت فشار پوست‌کن می‌شکنند و دانه‌های خیلی خشک نیز شکننده هستند. بنابراین، میزان خرده برنج را در فرآیند تبدیل افزایش می‌دهند. برای بهبود کیفیت تبدیل بایستی به اصلاح ارقامی از برنج کوشش کرد که تحمل تنشی جذب رطوبت را داشته باشد. در برنامه اصلاح برنج مصر برای بهبود کیفیت تبدیل روش انتخاب بوته از نسل F4 شروع می‌گردد. ارقام دانه کوتاه (زیر گونه ژاپنی) دارای بازدهی تبدیل بالاتر از هندی هستند(جدول 2).

جدول 2)  راندمان تبدیل زیرگونه‌های برنج 

درصد برنج سالم :

برنج تبدیلی شامل برنج سالم با اندازه‌های مختلف، برنج شکسته و مقداری سبوس است. بسیاری از مصرف کنندگان و فروشندگان، برنج تبدیلی کل را نمی‌پذیرند و فقط برنج سالم را ترجیح می‌دهند. جدا‌سازی این اجزاء را درجه‌بندی می‌گویند. با این حال، دانه‌های شکسته، قطعاتی از دانه‌ها هستند که طول‌های مختلفی دارند و بعضی از آنها به سه چهارم طول دانه سالم می‌رسند و بعدا با الک با دو اندازه مختلف جدا می‌شوند. تولید برنج سالم به عوامل مختلفی مانند: نوع دانه، رقم، گچی، شریط محیطی دوره رسیدگی دانه و بعضی عملیات زراعی دیگر بستگی دارد. درصد برنج سالم تحت تأثیر نگاهداری پس از برداشت، دوره و شرایط انباری و فرآیند تبدیل قرار می‌گیرد. مقدار برنج سالم ارقام هندی در مصر خیلی کمتر از ارقام برنج ژاپنی است(1).

ترکیبات شیمیایی برنج :

 

 نشاسته، پروتئین، لیپید، خاکستر، مواد معدنی، فیبری و مقدار رطوبت در کیفیت غذایی برنج مانند کیفیت پخت و خوراکی تأثیر دارد. ترکیبات شیمیایی برنج با سایر غلات زیاد تفاوت ندارد. ترکیبات شیمیایی گیاهی دانه برنج براساس نوع رقم، شرایط محیطی و عملیات زراعی متفاوت است. شلتوک و برنج قهوه‌ای دارای ترکیبات شیمیایی بیشتر از برنج سفید هستند(3).

رطوبت برنج :

همه برنج‌ها به دلیل یکسان نبودن زمان رسیدگی در مزرعه از نظر رطوبت با هم فرق دارند. در زمان برداشت مقدار رطوبت معمولا 20 درصد است، ولی پس از چند روز و در ضمن روند برداشت و خرمن‌کوبی به سرعت تا 18- 15 درصد پائین می‌آید. بنابراین، مقدار رطوبت یک عامل بی ثباتی بوده و تحت تأثیر مرحله رسیدگی و شرایط خشک کردن قرار دارد. مقدار رطوبت در بعضی از خصوصیات کیفی مانند: تبدیل و بازدهی برنج سالم، کیفیت پخت و دوره انباری داشته و خصوصیات کیفی برنج‌های دارای رطوبت بالا سریع‌تر از پایین تغییر می‌کند(1).

نشاسته برنج :

و نشاسته از سازندگان اصلی و حدود 90 درصد ماده خشک برنج سفید را تشکیل می‌دهد. هر نشاسته مرکب از دو نوع مولکول می‌باشد: آمیلوز و آمیلوپکتین، مولکول آمیلوز دارای ساختمان زنجیری خطی و شامل حدود 50 واحد دکستروز است، درحالی که، مولکول آمیلوپکتین شاخه‌دار بوده و تعداد واحدهای دکستروز بیشتری دارد. نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین عامل اصلی تعیین کننده کیفیت پخت و خوراکی برنج محسوب می‌گردد. انواع مولکول نشاسته، در ساختار دانه، چسبندگی پس از پخت، تمایل دانه به شکستگی و خصوصیات فرآوری مختلف، مستقیما اثر می‌گذارد. همچنین عکس العمل برنج به پخت به طور وسیعی با نوع نشاسته ارتباط دارد. اگر نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین افزایش یابد، درجه حرارت ژلاتینی زیاد می‌شود، اما جذب آب کم می‌گردد(1).

كيفيت برنـج :

 

هدف اصلي اصلاح نژادي برنج عملكرد يا ميزان محصول دانه در واحد سطح است كه خود با توجه به مقاومت نسبت به آفات، بيماري‌ها و تحمل شرايط نامناسب خاك مانند شوري، سولفاتي، گچي و غيره تحقق مي‌يابد. اما جوليانو (1984) پس از بررسي كيفيت دانه در 11 كشور بزرگ توليد كننده برنج پيش‌بيني كرده بود كه در آينده كيفيت دانه بيشتر از عملكرد مورد توجه قرار خواهد گرفت. به فروش نرسيدن ارقام اصلاح شده و ناياب شدن ارقام محلي خوش كيفيت ايراني در سال‌هاي 78 و 79 با توجه به اين كه بسياري از ارقام اصلاح شده كه كيفيت مناسبي نداشتند و در دست كشاورزان باقي مي‌ماند، نشان‌داد كه كيفيت بيش از پرمحصولي بايستي مورد توجه قرار گيرد و اين لازمه‌اش آن است كه تركيبات و خواص مؤثر در كيفيت به خوبي شناخته شوند، روش‌هاي اندازه‌گيري سريع و ساده به اندازه‌ي كافي توسعه يابند، زاد شناسي (Genetics) تلاقي‌ صفات به خوبي شناخته شده باشد، از مهندسي زادشناختي و غيره نيز به طور مناسب استفاده گردد. برنج‌هاي محلي 2 تا 5/2 برابر ارقام اصلاح شده و 3 الي 4 برابر برنج وارداتي به فروش مي‌رسد. بنابراين تدوين چنين نوشته‌اي ضرورت يافت تا نشان‌ويژگي‌هاي كيفيتي برنج هم براي توليدكنندگان و هم براي مصرف‌كنندگان و هم محققان اصلاح نژاد روشن شود(12).

آميلــوز :

گياهان سبز از تركيب آب و CO2 با استفاده از نور خورشيد و سبزينه در طي مراحل فتوسنتز، كربوهيدرات‌ها را توليد مي‌نمايند. انرژي لازم براي تشكيل اين تركيبات از نور خورشيد تأمين مي‌گردد.  ابتدا گلوكز و سپس در اثر پرپار شدن آنها درشت مولكول‌هايي مانند نشاسته و سلولز به‌وجود مي‌آيند. درجه حرارت هوا و مواد غذايي خاك كه توسط گياه جذب مي‌شود، در پرپارشدن (Polymerization) گلوكز به ويژه در نوع ايجاد پيوند‌هاي گلوكزيدي و درجه پرپارسازي تأثير دارد. البته اين عوامل محيطي در چگونگي ساختار نشاسته تغيير اندكي ايجاد مي‌كند و عوامل زاد شناختي تأثير اصلي و قاطعي را به نمايش مي‌گذارد. نشاسته ماده غذايي اصلي دانه‌ي برنج است كه خود به دو تركيب آميلوز و آميلوپكتين تقسيم مي‌شود.

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

آميلوز از تك پارهاي D –  گلوكز  با  پيوندهاي a – 1,4 تشكيل شده است كه هر واحد آن از طريق كربن‌هاي شماره 1 و 4 به واحدهاي ديگر پيوند يافته و خواص شيميايي و فيزيكي ويژه‌اي به آن داده است كه به طور شگفت‌آوري در كيفيت دانه غلات به ويژه برنج تنوع ايجاد كرده است. آميلوز داراي زنجيرهاي بدون شاخه يا كمتر شاخه‌دار متصل به آنزيم و محلول در آب و قابل آب كافت شدن (Hydrolysis) به گلوكز و مالتوز مي‌باشد. برعكس آميلوپكتين داراي سا‌‌ختار بسيار شاخه‌اي با زنجيرهاي كوتاه 25-20 واحدي D –  گلوكز توسط پيوندهاي 6،1- a  به زنجير اصلي اتصال يافته و در آب نامحلول است. بنابراين در آميلوپكتين دو نوع پيوند 4،1- a و 6،1- a وجود دارد و در اثر آب كافت شدن به مالتوز تبديل مي‌گردد. عموماً 36-1 درصد نشاسته اندوخته شده در دانه‌ي برنج را آميلوز و بقيه را تركيب آميلوپكتين با ساختار مولكولي شاخه‌اي تشكيل مي‌دهد.

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

 اگرچه آميلوپكتين 98- 65 درصد نشاسته درون دانه را شامل مي‌شود اما نقش آن در كيفيت دانه به‌ خوبي روشن نيست و نسبت آميلوز به آميلوپكتين يا در اغلب موارد فقط محتويات آميلوز را به عنوان يكي از مهمترين شاخص‌هاي فرآيند پخت و پز مورد ارزيابي قرار مي‌دهند. كيفيت پخت برنج به صورت دانه يا آرد كاملاً با مقدار آميلوز تعيين مي‌شود. ارقام و پروره‌هاي برنج را از نظر محتويات آميلوز به واكسي يا فاقد آميلوز (2-1 درصد)، خيلي كم آميلوز (9-3 درصد)، كم آميلوز (17-10 درصد)، متوسط آميلوز (25-18 درصد) و آميلوز بالا (بيشتر از26 درصد) طبقه‌بندي مي‌كنند. اما براي مصرف كنندگان تنها درجه‌بندي ديگري پيشنهاد مي‌شود كه عبارت است از واكسي، آميلوز متوسط و آميلوز بالا.

 

 تاكنون روش‌هاي متعددي براي اندازه‌گيري آميلوز ارائه شده است كه عبارتند از :  

روش اندازه‌گيري جذب نور با طول موج 620 نانومتر در دستگاه طيف‌سنج نوري يااتوآناليزور،آمپرومتري(Amperometric)،كروماتوگرافي‌كاغذي (Paper chromatography) از آن ‌جا كه آميلوز با محلول يد رنگ آبي و آميلوپكتين رنگ قرمز توليد مي‌كند، با اندازه‌گيري جذب آن در طول موج 620 نانومتر با طيف سنج نوري مقدار آميلوز تعيين مي‌گردد. آميلوپكتين در اين اندازه‌گيري مزاحمت ايجاد مي‌كند اما اين اثر را با تنظيم pH  مي‌توان كاهش داد(12). برنج واكسي در موقع پخت، چسبنده و لزج و فاقد انبساط حجمي بوده، اما برنج‌هاي غيرواكسي كه به غير گلوتينوز نيز معروفند بستگي به تركيب آميلوز دارند. هرچه ميزان آميلوز بيشتر باشد از چسبندگي دانه‌ها به يكديگر كاسته شده، به طوري كه در برنج‌هاي آميلوز بالا، دانه‌ها پس از پخت كاملاً از هم جدا باقي مي‌مانند و در اثر سرد شدن خشك‌تر و سخت‌تر مي‌گردند.

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

 برنج‌هاي با آميلوز بالاتر از 33% پس از پخت خوب جويده نشده و فاقد ارزش خوراكي مي‌باشند. براي تشخيص برنج واكسي از غيرواكسي روش ساده و آساني رواج يافته است كه در آن پس از خراشيدن سطح دانه و افزودن يك قطره محلول يد، واكنش يدي نشاسته انجام مي‌شود. اگر برنج از نوع واكسي باشد، رنگ قرمز و در صورتي كه غيرواكسي باشد، رنگ آبي ظاهر مي‌گردد. اگرچه در بعضي مناطق محدودي برنج‌هاي واكسي را ترجيح مي‌دهند اما اغلب نواحي جهان برنج‌هاي غيرواكسي از نوع آميلوز متوسط را توليد و مصرف مي‌نمايند و قيمت آنها دائماً رو به افزايش است. در حال حاضر همه‌ي ارقام محلي ايراني به استثناي گيل چمپا داراي آميلوز متوسط هستند. كشت گيل‌چمپا كه از ارقام آميلوز بالاست كشت آن تقريباً منسوخ گشته است. رقم دم‌سياه كه در بعضي از نواحي لاهيجان، آستانه، صومعه‌سرا و رودسر به ندرت كشت مي‌شود با 22% آميلوز و كيفيت پخت و خوراكي بسيار عالي از برنج‌هاي نادر جهان است كه به دليل پايين بودن ميزان محصول در واحد سطح، حساسيت به آفات و بيماري‌ها، ديررسي و ورس شديد به كشت آن توجهي نمي‌شود.

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

 بعضي از خانوارهاي روستايي برنج دم‌سياه را براي مصرف خودشان توليد و معمولاً به بازار عرضه نمي‌كنند. كشاورزان كنجكاو، براي دسترسي به ارقام مشابه دم‌سياه از روش انتخاب توده‌هاي محلي بهره‌ مي‌گيرند. ارقام جديد هاشمي و علي‌كاظمي از اين طريق اصلاح شده‌اند و هر دو آميلوز متوسط هستند و كيفيت رقم هاشمي به دم‌سياه نزديكتر است(13).

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

كشت پروره‌هاي با نشاسته واكسي و غيرواكسي هر دو در نقاط مختلف جهان انجام مي‌شود اما در ايران تاكنون به دليل عدم تقاضاي مصرف كننده ارقام واكسي كشت نشده است. بهترين نمونه برنج واكسي  29IR  است. مطالعه‌ي وراثت آميلوز، درگيري يك ژن اصلي و چندين ژن تغيير دهنده غالب ناقص را به سمت آميلوز پايين نشان مي‌دهد. اما تلاقي زادمون‌هاي با مقادير مختلف آميلوز، الگوي متفاوت وراثت را بهتر نشان‌‌داده است.

هدايت تك ژني محتويات آميلوز در تلاقي بين زادمون‌هاي آميلوز پايين و بالا و بررسي وراثت آميلوز در جمعيت‌هاي BCF1 , F3 , F2 , F1  وBCF2 نشان داد كه ژن آميلوز بالا داراي غالبيت ناقص است و علاوه بر اين تغيير دهنده‌هاي ديگري نيز در اين تلاقي‌ها دخالت دارند(شانگ،1981).

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

ارقام اصلاح شده ايراني ‌مانند سپيدرود، نعمت، ندا، گيل‌1، هراز، آمل‌2، آمل3 همه آميلوز بالا، GT پايين و فاقد عطرند، زيرا در تلاقي‌هاي منجر به توليدشان يكي از والدين آميلوز بالا بوده است(3). اطلاعات مربوط به تأثير محيط، خاك، كود و عمليات زراعي در محتويات آميلوز بيشتر ناشي از تجارب كشاورزان و دانشمندان است و هر دو قشر به اين امر آگاهي كامل دارند. عموماً درجه حرارت هوا با مقدار آميلوز داراي همبستگي منفي است و با افزايش درجه حرارت هوا آميلوز كاهش مي‌يابد و از شفافيت ظاهري دانه كاسته مي‌شود.

كيفيت دانه برنج در ارقام مختلف

استفاده از كودهاي نيتروژني اضافي در ارقام باسماتي پاكستاني و باسماتي 370  محتويات آميلوز را 9/9-3 درصد افزايش داده است. بنابراين استفاده از كود نيتروژني اثر معكوسي در كيفيت پخت و خوراكي بر جاي مي‌‌گذارد. در باره‌ي تأثير پتاسيم، منيزيم، گوگرد، فسفر و روي در محتويات آميلوز نظرات متفاوتي وجود دارد. اگرچه شن (1997) افزايش محتويات آميلوز در اثر استفاده از كود Zn و ويل جت (1986) تأثير پتاسيم در اين عمل را گزارش داده‌اند، اما دلايل موجود در آنها كافي نيست(16).