توپ های گلوتنی

خوراکی هایی مانند بیسکوییت، نان ذرت، کلوچه، شیرینی و پای را تصور کنید. نقطه ی مشترک این خوراکی ها داشتن ماده ای به نام گلوتن است. در این فعالیت علمی شما بررسی خواهید کرد که چرا برخی غذاها که همگی حاوی آرد گندم هستند چنین سطوح متفاوتی از نرمی و سفتی بر اساس گلوتن داخل خود دارند.

نان، شیرینی، پاستا، کیک، کلوچه، بیسکوییت، پیتزا و ... . تمام این غذاها در چه چیز مشترک هستند؟ به طور سنتی تمام آنها از آرد گندم درست شده اند، پودری ریز تولید شده از خرد کردن دانه های گندم که قسمت خوراکی آن است. گندم متعلق به خانواده ی علف هاست که این خانواده شامل حدود هزار گونه می شود. به احتمال زیاد اولین بار گندم حدود ده تا دوازده هزار سال پیش در خاورمیانه کشت شده است. امروزه گندم سومین غله ی مهم جهان به شمار می آید. (ذرت در رتبه ی اول و برنج در رتبه ی دوم قرار دارند.)

اما چرا از آرد گندم در غذاهای بسیاری استفاده می شود؟ هنگامی که آب با اکثر آردهای دیگر مانند آرد ذرت یا آرد برنج مخلوط می شود خمیر به وجود می آید. اما اگر آرد گندم را با آب مخلوط کنید، حاصل ماده ای هم با خاصیت پلاستیک (با قابلیت تغییر شکل) و هم با خاصیت الاستیک (با قابلیت برگشت به شکل اولیه ی خود) است. گلوتن ترکیبی از پروتئین ها در داخل دانه ی گندم است که این ویژگی های ارزشمند را ممکن می سازد. به دلیل داشتن این ویژگی ها خمیر گندم می تواند گاز را در خود به دام بیندازد (مانند کربن دی اکسید تولید شده توسط مخمر) و منبسط شود، که این پدیده سبب می شود نان و سایر محصولات پخته شده سبک و ترد شوند.

مواد و وسایل مورد نیاز:

دو یا سه آرد گندم مختلف از جمله آرد نان گندم، آرد گلوتن، آرد کیک، آرد شیرینی یا آرد چند منظوره (از هر نوع آرد به مقدار کمی بیشتر از یک فنجان نیاز خواهید داشت.)
 یک کاسه ی جدا برای مخلوط کردن هر آرد به طور جداگانه
 فنجان برای اندازه گیری با علامت های نصف و یک چهارم فنجان
 آب
 کاغذ یادداشت چسب دار و مداد یا خودکار (اختیاری)
 چنگال
 تخته برش یا هر سطح کار مناسب دیگر
 ساعت رومیزی، ساعت مچی یا زمان سنج (تایمر)
 صافی با سوراخ های کوچک

آماده سازی:

مقدار یک فنجان از هر نوع از آردها را در کاسه ی مخصوص به خودش بریزید. دقت کنید که کاسه ها با هم اشتباه نشوند. برای جلوگیری از اشتباه می توانید با کاغذ یادداشت آنها را علامت گذاری کنید. انواع مختلف آرد چه ویژگی های ظاهری دارند؟

روش کار:

یکی از کاسه ها را برای شروع کار انتخاب کنید و به آرامی نصف تا سه چهارم فنجان آب را در حالی که محتویات کاسه را با چنگال هم می زنید به آن اضافه کنید. ممکن است در ابتدا هم زدن دشوار به نظر بیاید، اما رفته رفته مخلوط به صورت یک توپ درمی آید. با گذشت زمان چه تغییری در ویژگی های ظاهری آرد رخ می دهد؟

یک قاشق از آردی که با آن کار می کنید روی سطح کارتان و روی دست های خود بپاشید تا هم سطح کار و هم دست هایتان کمی آرد روی خود داشته باشند. توپ آردی که در کاسه تشکیل شده است را روی سطح کار خود قرار دهید و آن را با دست حدود پنج تا هفت دقیقه ورز دهید تا نرم و الاستیک شود. (اگر با روش ورز دادن آشنا نیستید به این صورت است: ابتدا با کف دست روی توپ خمیر فشار وارد کنید و سپس با نوک انگشتان آن را مجدداً بالا بکشید و بچرخانید. این مراحل را باید چندین بار به همین ترتیب تکرار کنید.) با ورز دادن خمیر چه تغییراتی مشاهده می کنید؟ آیا با گذشت زمان به راحتی یک توپ از خمیر تشکیل می شود؟

این مراحل (اضافه کردن آب به آرد و ورز دادن خمیر) را در مورد تمام آردهایی که دارید به طور جداگانه انجام دهید. دقت داشته باشید که تمام آردها را باید مدت زمانی مساوی ورز دهید. در پایان ورز دادن، باید یک توپ خمیری نرم و الاستیک از هر کدام از آردها داشته باشید. (دقت کنید که برخی از انواع آرد توپ خمیری بهتری نسبت به انواع دیگر تشکیل می دهند.)

توپ های خمیری را به کاسه های خود برگردانید و اجازه دهید به مدت ده دقیقه در کاسه بی حرکت باقی بمانند.

حال زمان آن فرارسیده است که ببینیم چه مقدار گلوتن در هر کدام از این توپ های خمیری وجود دارد. صافی را در سینک طوری قرار دهید که شیر آب به آن برسد. یکی از توپ های خمیری را داخل سینک ببرید و آن را روی دست خود و روی صافی نگه دارید. در همین حین آب سرد را از شیر روی خمیر بریزید. به آرامی خمیر را در دستان خود فشار دهید و از هم باز کنید. آب بخش های محلول در آب مانند کربوهیدرات ها را با خود می شوید، اما پروتئین نامحلول یا همان گلوتن باقی می ماند. بخش محلول در آب مانند یک مایع شیری به نظر می رسد که از خمیر جدا می شود. آنقدر آب روی توپ خمیری بریزید تا مایع شیری خارج شونده از آن بسیار کم شود. حال بافت خمیر و شکل ظاهری آن به چه صورت است؟ باقی مانده ی خمیر در دستانتان را داخل کاسه ی مربوط به خود قرار دهید تا با خمیرهای دیگر اشتباه نشود.

صافی را بشویید و مرحله ی قبل را روی توپ های خمیری دیگر نیز انجام دهید. در پایان کار باید در هر کاسه یک توپ گلوتن داشته باشید. (دقت داشته باشید که بسته به نوع آردی که استفاده می کنید، حجم باقی مانده از توپ خمیری پس از شستن متفاوت است.)

اندازه ی توپ های گلوتن را با هم مقایسه کنید. کدام نوع آرد کوچک ترین توپ گلوتن را تشکیل می دهد؟ کدام آرد توپ گلوتن بزرگ تری دارد؟ آیا این نتایج بر اساس اینکه در هر نوع غذا چه آردی مصرف شود و در هر آرد چه میزان گلوتن وجود دارد منطقی به نظر می رسد؟

آزمایش های تکمیلی:

می توانید فعالیت را ادامه دهید و توپ های گلوتن را در دمای ۴۵۰ درجه فارنهایت به مدت پانزده تا سی دقیقه در فر بپزید. این توپ های گلوتن پس از پخت چه ظاهر و طعمی دارند؟

این فعالیت را با استفاده از انواع بیشتری از آرد گندم انجام دهید و با خط کش قطر توپ های گلوتن در انتهای کار را اندازه بگیرید. چه آردهایی توپ های گلوتن بزرگتری به وجود می آورند (توپ هایی با بیشترین قطر) و کدام آردها توپ های گلوتن کوچک تری حاصل می کنند؟ تفاوت میان ابعاد این توپ ها چه اندازه است؟

می توانید تأثیر ورز دادن بر ابعاد توپ گلوتن تشکیل شده را بررسی کنید. برای این کار، یک نوع آرد انتخاب کنید و سه توپ خمیر هم اندازه از آن با میزان های مختلف ورز دادن تهیه کنید: ۱. بدون ورز ۲. پنج دقیقه ورز ۳. ده دقیقه ورز. توپ های خمیر را زیر آب بگیرید و ابعاد و وزن توپ های گلوتن را بررسی کنید. میزان ورز دادن چه تأثیری بر ابعاد توپ های گلوتن دارد؟

یک نوع آرد انتخاب کنید و با آن خمیرهایی با افزودنی های متفاوت از جمله نمک، شکر یا روغن تهیه کنید. این افزودنی ها چه تأثیری بر گلوتن ایجاد شده دارند؟

مشاهده و نتیجه گیری:

آیا توپ های گلوتن تشکیل شده از آرد نان یا آرد گلوتن بزرگتر از همه هستند، درحالی که توپ های گلوتن مربوط به آرد کیک و آرد شیرینی از همه کوچکتر هستند؟ آیا آرد چند منظوره توپ های گلوتن با ابعاد متوسط ایجاد می کند؟
به طور معمول، آرد نان و آرد گلوتن میزان نسبتاً بالایی گلوتن (حدود دوازده تا چهارده درصد) دارند، درحالی که آرد کیک و آرد شیرینی کمترین مقدار گلوتن (حدود هفت تا ده درصد) را دارند. آردهای چند منظوره نیز دارای مقدار متوسطی گلوتن (نه تا یازده درصد) هستند. هر چه گلوتن یک آرد بیشتر باشد، توپ گلوتن حاصل از آن بزرگتر خواهد بود. آردهای گندم سخت از جمله انواع مخصوص نان دارای گلوتن زیادی هستند و برای پخت چیزهایی که نیاز به چقرمگی و استحکام دارند مانند نان و برخی شیرینی ها مناسب هستند. آردهای گندم نرم از جمله آرد کیک و شیرینی گلوتن کمی دارند و برای پخت مواد غذایی نیازمند نرم بودن مانند پنکیک و کلوچه مناسب ترند.

چرا ورز دادن برای اندازه گیری میزان گوتن در آرد مهم است؟ وقتی خمیر ورز داده می شود، مولکول های زنجیر مانندی که گلوتن را تشکیل می دهند (گلوتنین و گلیادین) از انتها به هم متصل می شوند و زنجیرهایی بسیار بلند و فنری به وجود می آورند. این اتفاق سبب تشکیل شبکه ای در هم پیچیده از گلوتن می شود و به خمیر خاصیت ارتجاعی می بخشد، زیرا با کشیده شدن ماده این ساختار فنری علاقه به بازگشت به شکل اولیه ی خود دارد.

منبع: Great Globs of Gluten

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان،تنظیم: نیلوفر یاقوتی