تصنيع النشا من الذرة

يوجد النشا بكثرة في النباتات، ويعتبر المادة الكروبوهيدراتية الاحتياطية بالنسبة لها. ويخزن في الغالب على صور حبيبات مختلفة الأحجام في الحبوب كالذرة والقمح والأرز والشعير، وكذلك في الدرنات مثل البطاطا.

وتتركب حبيبات النشا من مادتين مختلفتين هما الأميلوز Amylose  والأميلوبكتين Amylopectin. وتتراوح نسبة الأميلوز في النشا النظامي من 10-30% بينما تصل نسبة الأميلوبكتين  70-90%.

ولكن توجد أصناف من الشعير والذرة والأرز المعروفة بأنها شمعية أو جلوتينية يكون النشا الموجود فيها عبارة عن أميلوبكتين فقط، ويطلق عليه النشا الشمعي. كما يوجد أنواع من النشا ترتفع بها نسبة الأميلوز حيث تصل إلى 50-80% كما في حبوب الذرة المهجنة.

وجزيء الأميلوز عبارة عن سلاسل مستقيمة من الغلوكوز بينما جزيء الأميلوبكتين يتكون من سلاسل غلوكوزية شديدة التفرع، اذ يترتب على هذا الاختلاف في التركيب واختلاف في الخواص والسلوكية أثناء تحضير المحاليل والعجائن منه.

وللنشا استعمالات كثيرة في الصناعات الغذائية نذكر منها:

ــ يدخل في تصنيع العديد من الحلويات والمثلجات اللبنية ومنتجات المخابز.

ــ يدخل في تصنيع الحساء والصلصات كمادة مثخنة ومثبتة.

ــ يعتبر مادة أولية في تصنيع الغلوكوز بديل السكر الأبيض.

وتتلخص خطوات التصنيع بما يلي:

1- تنظيف الحبوب:

بعد فرط الحبوب من الكيزان وتجفيفها يتم تنظيفها بهدف فصل كل ما هو عالق عليها من شوائب، وكذلك لفصل الحبوب المكسرة منها يستكمل ويستعمل في عملية التنظيف هذه الغرابيل الهزازة المجهزة بنظام شفط هواء يعمل على إزاحة الأتربة إلى جانب فصل الشوائب الظاهرة والحبوب المكسرة التي تقوم بها الغرابيل.

2- نقع الحبوب:

تسحب الحبوب النظيفة باتجاه احواض النقع حيث يتم نقعها في محلول حمضي مخفف يحوي على 200 – 300 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكبريت so₂ لمدة 36-50 ساعة على أن تبقى درجة حرارة المحلول أثناءها 45-50 ْم.

والهدف من عملية النقع هذه:

ــ لتطرية القشرة الخارجية للحبوب لتسهيل فصلها عن الأندوسبرم وبالتالي التقليل من الهدر.

ــ لكسر سلسلة البروتين داخل الأندوسبرم مما يؤدي إلى سهولة انفصال حبيبات النشا.

ــ اعاقة التخمرات

يراعى عند نقع الحبوب ان يتم ملء حوض النقع على التوالي ــ أي وضع كمية من الحبوب في الحوض ثم كمية من الماء وهكذا حتى امتلاء الحوض. ومن الضروري المحافظة على درجة حرارة ماء الحوض ضمن الحدود المذكورة لأن الانخفاض عن ذلك يؤدي إلى تنشيط الخمائر التي تعمل على حدوث تخمر الكربوهيدرات في الحبوب مما يتسبب في حدوث فقط قد يزيد عن 2% من ناتج النشا النهائي. ويتم المحافظة على درجة حرارة ماء النقع بتجديد الماء أو تسخينه بالبخار قليلاً. كما أن اطالة مدة النقع عن المدة المذكورة تؤدي إلى فقد اللزوجة والقوام في النشا الناتج. في حين انخفاضها عن 36 ساعة يقلل من كفاءة فصل النشا عن الحبوب.

ويلاحظ ان حبوب الذرة بعد إنجاز عملية النقع تنتفخ وترتفع نسبة الرطوبة فيها لتصل إلى 50% تصفى بعدها الحبوب مما تبقى من ماء النقع لترسل إلى الخطوة اللاحقة في التصنيع. اما ماء النقع فقد عرف انه يحتوي على 6% مواد صلبة نصفها بروتينات والنصف الثاني عناصر معدنية. لذا يجري تركيزه إلى 50% ليستعمل في إعداد خلطات الأعلاف الحيوانية.

3- جرش الحبوب:

إن الهدف من هذه الخطوة هو:

ــ إزالة القشور الخارجية للحبوب وهي الحاوية على الألياف.

ــ فصل الجنين عن الأندوسبرم مع عدم إتلافه.

ــ يجزئ الأندوسبرم.

وتتم عملية الجرش هذه بجهاز يعرف بجاروشة فوس Foos Mill وهي مستديرة تتكون من قرصين مصنوعين من الصلب غير القابل للصدأ أحدهما ثابت والآخر دوار، ويوجد عليها أسنان وتجاويف تعمل على إنجاز عملية الجرش بعد تعبيرها حسب حجم الحبوب المستعملة.

4- فصل الجنين والقشور:

ينقل الناتج عن الخطوة السابقة إلى أجهزة الفصل إذ يتم فصل الجنين والقشور على النحو التالي:

أ- فصل الجنين: بما أن الجنيين يحتوي على 50% تقريباً زيتاً لذا فمن الطبيعي أن يكونه وزنه النوعي منخفضاً مقارنة مع بقية مكونات الناتج. لذا فإن رفع كثافة المعلق إلى 10% بإضافة ملح الطعام له يساعد على عملية الفصل بشكل جيد. ويستعمل في ذلك احواض خاصة مجهزة بكاشط من الأعلى يعمل على كشط الاجنة الطافية على السطح، بينما تترسب بقية المكونات لتسحب إلى الخطوة اللاحقة. اما الاجنة المفصولة فتغسل بالماء لتحريرها مما و عالق عليه من المكونات الأخرى، ثم تحرر من الماء وتجفف لتستعمل كمادة أولية لاستخراج زيت الذرة منها.

ب- فصل القشور: يتجه الناتج بد فصل الاجنة منه باتجاه طواحين ومناخل حيث يتم فصل القشور من المعلق، إذ يتجه المعلق الخال من الألياف ليدفع باتجاه الخطوة اللاحقة. أما القشور فتمرر فوق مناخل دقيقة تسمح بمرور ما قد يكون عالقاً عليها من نشا ليضاف إلى المعلق المتجه إلى الخطوة اللاحقة.

5- فصل النشا:

يفصل النشا من الناتج بإحدى الطرائق الثلاث الآتية:

ــ أحواض الترسيب Sedimentation Tanks.

ــ مناضد الترسيب  Sedimentation Tables .

ــ الطرد المركزي Cetrifugal Method

أ- أحواض الترسيب: يوضع المعلق في احواض اسمنتية أو مصنوعة من الصلب غير القابل للصدأ يكون شكلها مربعاً او اسطوانياً. إذ يوضع المعلق فيها ويترك بداخلها مدة 10-12 ساعة يتم خلالها ترسيب النشا إلى الأسفل. ويتم سحب الماء بما يحويه من مواد غلوتينية. يلي ذلك إضافة ماء نقي جديد يحتوي على 0,1 – 0,2 % so₂ ويقلب مع النشا المترسب، ثم يترك ليترسب ثانية. ويعاب على هذه الطريقة أنها تتطلب وقتاً طويلاً.

ب- مناضد الترسيب: وبها تستخدم مناضد خاصة يبلغ طولها بحدود 40 متراً وعرضها نحو نصف متر، أما العمق فهو 30 سنتمتراً. وتكون ذات ميل نصف سنتيمتر / متر.

وقبل وضع المعلق فوق المنضدة يجب أولاً ضبط تركيزه إلى 12% ، ورقم الـ PH إلى 3,8 – 4,2 ، ودرجة حرارته إلى 25-40 ْم . وتتم عملية الترسيب للنشا على هذه المناضد إذ تمر أجزاء الغلوتين لتتساقط من طرف المنضدة المفتوح بينما يبقى النشا مترسباً على طول المنضدة.

وتبلغ الفترة اللازمة للترسيب من 3-4 ساعات. يمرر بعدها تيار ماء يحوي على 0,1 – 0,2 so₂ ويتبع ذلك إزالة النشا. هذه الطريقة أسرع من الطريقة الأولى إلا أنها تتطلب مساحة اكبر لتوضع عليها المناضد.

ج- الطرد المركزي: وهي الطريقة الأسرع والأفضل. وبها يتم ضبط كثافة المعلق إلى 3 يوميه حيث يتم طرق النشا على جوانب الآلة. وعادة تكرر عملية الطرد أكثر من مرتين بهدف الحصول على نشا نقي تماماً خال من الغلوتين.

6- التجفيف :

تتضمن خطوتين هما: التركيز ثم التجفيف النهائي.

أ- التركيز: وبها يرفع تركيز حليب النشا الناتج من 20% إلى 40-45% وذلك بإمراره في اسطوانة دائرية مثقبة موضوع عليها قماش سميك إذ تعمل على سلب الحيب جزء من مئة وبذلك يكون جاهزاً للتجفيف النهائي.

ب- التجفيف النهائي:  تتم عملية التجفيف باستعمال مجففات النفق والأفضل تحت التفريغ بحيث لا تزيد درجة الحرارة 55 ْم تحاشياً لحدوث أي تأثير على خواص النشا. إذ تنخفض نسبة الرطوبة إلى 5-7 %.

7- الطحن:

يطحن النشا الناتج لتحويله إلى مسحوق ناعم خال من أي تكتل إذ تستعمل مطاحن السلندرات.

8- النخل:

ينخل المسحوق الناتج باستعمال المناخل الاسطوانية أو الحريرية وبذلك يكون الناتج جاهزاً لعملية التعبئة.

9- التعبئة:

يعبأ النشا الناتج ضمن اكياس مناسبة مانعة للرطوبة تكون غالباً من البولي أثيلين أو اكياس الجوت المبطنة بالبولي أثيلين بأوزان مختلفة بسعات مختلفة وذلك حسب الطلب.

المصدر

موصللي، حسين علي (2006)، الحبوب الغذائية.. انتاجها – تخزينها – تصنيع منتجاتها.