صناعة النشا Starch

النشا مادة كربوهيدراتية تتكون جزيئاتها من عدد كبير من جزيئات سكر الكلوكوز المتحدة مع بعضها البعض يستخرج النشا بشكل حبيبي من أعضاء بعض النباتات. اذ يوجد داخل خلايا السويداء في الحبوب المختلفة.

التركيب الكيميائي

الصيغة الكيميائية للنشا هي C₆H₁₀O₅)n) اذ إنه بوليمر من الكلوکوز ذي الصيغة الكيميائية: C₆H₁₂O₆.

وعلى الرغم من التنوع الكبير، والتوزيع الواسع للنشا في الطبيعة، فأن عدد مصادره الرئيسة من أجل الإنتاج الصناعي قليل نسبيا، وهذه المصادر هي الذرة والبطاطا والقمح، وتنتج كميات أقل من الذرة الشمعية والسوركم العادي والشمعي والبطاطا الحلوة.

ويختلف تركيب المواد الخام حسب عمر النبات والتربة والنوع والمناخ ويتضمن الجدول التالي تحليلا نموذجيا لمختلف هذه المواد:

جدول يبين تحليل مواد غذائية مختلفة

أنواع النشا

تختلف حبيبات النشا من نوع إلى أخر. اذ تتباين من حيث الشكل والصفات الفيزياوية الأخرى. وتعتمد هذه الصفات على المصدر الذي استخلصت منه المادة النشوية. فمثلا لو نظرنا تحت الميكروسكوب كما في الشكل التالي يظهر النشا في شكل حبيبات صغيرة تحت الفحص المجهري. تكون حبيبات نشا الذرة (دقيق النشا المصفى) مستديرة على شكل مضلعات قطرها حوالي 10 إلى 20 ميكرونا، بينما نجد حبيبات نشا البطاطس بيضوية قد يصل قطرها إلى أكثر من 100 ميكرون، وحبيبات نشا الأرز صغيرة جدا لا يتجاوز طول قطرها 3 إلى 5 ميكرون. وبالخبرة يمكن للشخص معرفة نوع معين من النشا بناء على مظهره تحت المجهر.

شكل يبين حبيبات النشأ تحت المكروسكوب

وتتصف حبيبات النشا بعدم قابليته على الذوبان في الماء البارد. ولكنها إذا سخنت بالماء تدريجيا لدرجات حرارة متوسطة (40-50°C). فأنها تبدأ بامتصاص الماء ويزداد حجمها تدريجيا دون حدوث تغير في لزوجة الماء وعند درجة (65°C).

تتضخم الحبيبات فجأة وبدرجة كبيرة نتيجة لامتصاصها لكميات عالية من الماء. وتظهر اللزوجة في المحلول مع فقدان الحبيبات لشكلها ومظهرها الخارجي، ثم تنفجر الحبيبات فجأة وتصبح عديمة الشكل. اذ تندمج الحبيبات مع الماء. وتزداد لزوجة المحلول نتيجة زيادة انفجار حبيبات النشا ويصبح المحلول شبيها بالجلاتين، وتتوقف درجة اللزوجة على نوع النشأ المستعمل. فمثلا يعطي نشأ البطاطا مادة شبيهة بالجيلاتين، وهي شفافة شديدة التماس (صمغية مطاطة) ولكن هذا المحلول يفقد خاصية التماسك باستمرار التسخين لدرجات حرارة عالية أعلى من 90°c.

أما نشا الذرة فأنه يعطي محلولا عكرا عند الطبخ (غير رائق ويكون مادة شبيهة بالجلي وذات قوام معتدل غير صلب). ولا تتغير صفات محلول نشا الذرة كثيرا عند زيادة الطبخ بدرجة حرارة أعلى من 90°C.

يتحلل النشا بواسطة أنزيم الأميليز اللعابي إلى ديكسترينات عالية تعطي لون أزرق برونزي أو بني مع اليود تليها مرحلة ارثرو ديكسترينات الذي يعطي لون أحمر أو برتقالي محمر مع اليود.

وتليها مرحلة الأكرو ديكسترينات الذي لا يعطي أي لون مع اليود ثم المرحلة الأخيرة وهي المالتوز.

إستعمالاته في الاغذية:

يكون النشأ الجزء الأكبر من غذائنا اليومي فكثيرا ما يستعمل النشا أو الدقيق الذي يحتوي على النشا، في مختلف الصناعات الغذائية فهو يستعمل في صناعة المحلبي والكاسترد والحلويات المختلفة.

وفي الطبخ لتكثيف الخلطات حتى تصبح كالعجين أو هلامية الشكل. ولا يذوب النشا غير المطبوخ في الماء، إلا أن حبيبات النشا تنتفخ وتمتص الماء عندما تطبخ المعكرونة والأرز والأطعمة النشوية الأخرى. وتسمى هذه الخاصية التي يتميز بها النشا التهيلم.

وفي أثناء عمل الخبز تتحول كمية صغيرة من النشا إلى المالتوز الذي يتخمر بتأثير الخميرة ويتحول إلى ثاني أوكسيد الكربون وكحول مكونا فقاقيع في عجينة الخبز مما يؤدي إلى زيادة حجمها.

وللكشف عن النشا تستعمل مادة اليود لاختبار وجوده في الغذاء. فعند إضافة كمية قليلة من اليود لمحلول النشا يصبح لونه أزرق داكنا.

الاستعمالات الصناعية: تنتج الصناعة بلايين الكيلوغرامات من النشأ كل عام. وهو يستعمل لتقوية خيط النسيج ولصقل القماش وإضفاء اللمسات الأخيرة عليه. ويعطي النشا قوة ومظهرا ناعما وصقيلا للورق الممتاز كما يستعمل أيضا في صناعة الورق المقوى والمموج وألواح الجدران. وهناك نوع من النشا يعرف بالأميلوبكتين يستخرج من الذرة الشمعية (نوع من الذرة له عجائن صافية وسائلة).

استخراج نشا الرز هناك أنواع عديدة من النشا، والمصدر الذي يمكن استعماله تجاريا لاستخراج هذه المادة صناعيا في العراق هو الرز.

تمتاز حبيبات نشا الرز بصغر حجمها. وهي ذات أضلاع متعددة ويبلغ قطر الحبيبة الواحدة ما بين 0.003- 0.008 ملم. ولقد حضر هذا النوع من النشا صناعيا أول مرة سنة 1840 م وكانت المانيا وهولندا وبلجيكا من أولى الدول المصدرة لهذا النوع من النشا. ويحضر نشا الرز عادة من حبوب الرز المتكسرة الصغيرة (الدكة) والتي لا تصلح للطبخ. كما في الخطوات التالية:

1- يغسل الرز بالماء لإزالة الأتربة، ثم ينقع بالماء البارد في أحواض خاصة. وتستمر عملية النقع نحو 24-18 ساعة. يقلب الرز خلالها كل 6 ساعات حتى تصبح حبوب الرز هشة سهلة التهشيم (السحق) عند الضغط بين الأصابع. وتتضخم خلايا السويداء إثناء عملية النقع. ويسهل بذلك تفكيك جدرانها واستخراج حبيبات النشا منها. وتعزل هذه الحبيبات من الأجنة والأجزاء الأخرى. وقد يفضل إضافة مادة قلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم بنسبة (%0.5-0.3) لتسهيل فصل المواد البروتينية.

2- يصفى المحلول القلوي ويوضع محلول قلوي جديد لمدة حوالي 12 ساعة. ويصفى بعد ذلك الرز ويغسل بالماء البارد وتضاف له كمية من الماء تساوي مقدار نصف وزن الرز.

ويفضل إضافة كمية من غاز ثاني أوكسيد الكبريت لتكوين حامض الكبريتوز (H₂SO₃) الذي يعمل بصفة مادة حافظة تمنع نمو الخمائر والاحياء المجهرية الاخرى. وكذلك يعمل الحامض على قصر لون النشا وجعله ناصع البياض.

3- يمرر الرز المنقوع في مطاحن لسحق حبوب الرز وتكوين خليط كثيف شبيه بالشراب بحيث يحتوي هذا الخليط على نحو (40-50 %) ماء.

4- يزال بعد ذلك الكلوتين والمواد البروتينية الاخرى بإضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم الذي يسبب ظهور المواد (البروتينية) على شكل طبقة خفيفة على سطح النشا.

5- تجمع حبيبات النشا المترسبة في القعر وتغسل. ويفضل فصل هذه الحبيبات بجهاز الطرد المركزي لان الحبيبات الصغيرة الحجم تؤخذ وقتا طويلا لتترسب بالقاع.

6- لنشا الرز أهمية كبير فهو يستعمل بكثرة في المواد الغذائية مثل الكاسترد والمثلجات القشطية (cream Ice).

ويفضل نشا الرز في كوي الملابس لصغر حجم حبيباته مما يسهل نفوذها مما يسهل نفوذها بين خيوط النسيج والاقمشة المختلفة. ويتضخم حجم هذه الحبيبات بحرارة الكوي مما يؤدي إلى تصلب القماش.