مقدمه

پیش بینی میشود که در نیم قرن آینده جمعیت جهان از ۱۱ میلیارد نفر هم عبور خواهد کرد و از این رو نگرانی ها بابت تامین غذا در جهان افزایش پیدا کرده است.براساس گزارشFAO غذای مورد نیاز در ۲۰ سال آینده معادل کل غذای تولید شده در ۱۰ قرن گذشته می باشد.به دلایل ذکر شده و با توجه به اینکه گروه غلات از محصولات اساسی مواد غذایی جهان است.وابستگی به ۱ محصول واحد نظیر گندم و نان حاصل از آن عامل تهدیدکننده جدی در امر امنیت غذایی پایدار است که با توجه به محدودیت منابع  تولید در کشاورزی همواره در معرض تهدید قرار دارد. از این رو برنامه ریزی لازم در جهت افزایش تولید محصولات جایگزین و افزایش بهره وری و دامنه کاربرد آنها ضروری بنظر می رسد.

یکی از این محصولات میتواند ذرت باشد.

معرفی ذرت

ذرت یکی از مهمترین غلات جهان و منبع اصلی کربوهیدراتها برای انسان ها و حیوانات است.این گیاه ۱ ساله از جنس Zea mays و خانواده Gramineae(گندمیان) و بومی مناطق گرمسیری آمریکاست.ذرت به دلیل ارزش غذایی بالا؛ تنوع ژنتیکی زیاد و کاربرد های گسترده در انواع صنایع از اهمیت ویژه ای برخوردار است.ذرت منبع غنی از کربوهیدرات چربی, پروتئین, فیبر, ویتامین ها و مواد معدنی است.همچنین ذرت حاوی ترکیبات آنتی اکسیدانی مانند کارتنوئید ها و فلاوونوئید هاست که به تقویت سیستم ایمنی بدن کمک میکنند. حداقل  گونه های کشف شده از ذرت ۸ عدد می باشد که در ساختمان کلی دانه با هم متفاوت هستند.

ویژگی های کیفی ذرت

گونه های مختلف ذرت دارای ویژگی های متفاوتی هستند و برای مصارف مختلف ذرت گونه هایی با ویژگی خاصی مناسب تر هستند.بنابراین پیش از انتخاب ذرت ابتدا باید نمونه آناز نظر رنگ؛اندازه دانه؛ وزن مخصوص؛ میزان دانه های شکسته شده؛ دانه های آسیب دیده, دانه های حشره زده؛دانه های کپک زده آشکار و پنهان: مقدار نشاسته؛ فیبر؛ چربی اسیدیته و پروتيین مورد ارزیابی قرار بگیرند.

ساختمان دانه ذرت

دانه ذرت از ۴ قسمت پوسته؛ آندوسپرم؛ جوانه و کلاهک انتهایی تشکیل شده است.

-پوسته یا پیریکارپ ۵ تا ۶ درصد وزن خشک دانه را تشکیل میدهد و به صورت ۱ لایه نازک و شفاف وکم وبیش نامریی آندوسپرم را در برمی گیرد.

-آندوسپرم ۸۲ تا ۸۴ درصد وزن دانه را تشکیل می دهد و دارای ۸۵-۸۸ درصد نشاسته می باشد. آندوسپرم از سلول های درشت پر از گرانول های نشاسته به اندازه های ۵ تا ۳۰ میکرون تشکیل شده که توسط شبکه پروتيین دربرگرفته شده است. نشاسته آندوسپرم در دانه ی ذرت دارای ۲ حالت متمایز است. بخشی از آن نرم و آردی و بخش دیگر سخت و شاخی است.در نشاسته آردی سلول ها بزرگ و گرانولها هم بزرگ و گرد هستند و یک شبکه ی پروتئین آنها را احاطه کرده است که هنگام خشک شدن دانه ترک برداشته و مقداری ازمحتویات آن خارج میشود در حالی که در نشاسته سخت و شاخی شبکه پروتیین ضخیم تر است و به همین جهت طی فرآیند سالم می ماند.

-جوانه ذرت قسمت روغنی دانه می باشد و حدود ۱۵ درصد از وزن دانه را تشکیل میدهد.پروتیین جوانه ذرت از آلبومین ها و گلوبولین ها تشکیل شده و از نظر کمی وکیفی نسبت به پروتیین های آندوسپرم برتری دارد.روغن جوانه به دلیل داشتن مقاومت گرمایی و نقطه دود بالا برای سرخ کردن مواد غذایی مناسب است و به دلیل داشتن اسیدهای چرب اساسی و وزن مخصوص ۰/۹۹۲ به عنوان روغن سالاد هم به خوبی قابل مصرف است.

-سبوس ذرت علاوه بر دارا بودن منابع فیبر؛ پروتئین ؛ نشایته و روغن به دلیل داشتن اسید لاکتیک و به تبع آن خواص ضد میکروبی گزینه ی مناسبی برای خوراک دام می باشد.

ذرت در صنعت

ذرت و اجزاء آن در صنایع مختلفی از جمله صنعت غذا؛ صنعت دارو؛ صنعت نساجی؛ صنایع پلیمری(تولید بیو پلاستیک ها) و هم چنین در تولید تخته چوب های مخصوص و دامداری کاربرد دارد.

مزایای استفاده از ذرت در صنعت غذا

- در دسترس بودن و قیمت مناسب (یکی از ارزان‌ترین غلات در جهان )

- ارزش غذایی بالا

 - کاربردهای متنوع در صنعت غذا

- پایداری مناسب گیاه در کشاورزی و آسیب کمتر به محیط زیست

انواع روش های استفاده از ذرت در صنعت غذا

-دانه ذرت

به صورت ذرت شیرین(به صورت تازه-کنسرو شده-منجمد شده)؛پاپ کورن؛ذرت بوداده و بلغور ذرت به عنوان صبحانه یا ماده اولیه محصولات دیگر میتوان از آن استفاده کرد.

- آرد ذرت

استفاده از آرد ذرت بدلیل عدم وجود گلوتن در آن موجب محبوبیت در تولید انواع محصولات بر پایه غلات برای بیماران مبتلا به سلیاک شده است. از این محصولات میتوان از انواع نان؛ ماکارونی و کیک های متنوع بدون گلوتن نام برد.

- نشاسته ذرت و مشتقات آن

+ نشاسته خوراکی ذرت در انواع محصولات غذایی به منظور ایجاد بافت؛ جلوگیری از شکنندگی محصول؛ افزایش احساس دهانی؛ و افزایش زمان ماندگاری استفاده میشود.

از کاربرد نشاسته ذرت می توان استفاده از آن در صنعت شکلات به منظور افزایش ماندگاری و جلوگیری از آب شدن و کاهش کیفیت محصول در نواحی گرمسیری وفصول گرم نام برد.

هم چنین میتوان به نقش این ماده در تولید محصولاتی مثل گلوکز و دکستروز های دارویی و خوراکی اشاره کرد.

+ نشاسته پری ژلاتینه یکی از مشتقات نشاسته ذرت می باشد که میتوان در فرمولاسیون محصولات کم کالری مثل مایونز و ماست کم چربی استفاده کرد که باعث قوام و بافت بهتر این محصولات می شوند.

+ مالتودکسترین: از هیدرولیز محدود نشاسته ذرت بدست می آید و توانایی تشکیل ژل و نگهداری آب را دارد.

کاربرد های مالتودکسترین:

 در محصولات نانوایی باعث حفظ رطوبت؛ کنترل انتشار؛ به تاخیر افتادن بیاتی نان می گردد.

در غذای کودک باعث افزایش ماده خشک و افزایش حجم می گردد.

در غذاهای کنسروی خاصیت باعث افزایش ویسکوزیته؛ افزایش احساس دهانی و پایداری میشود.

از مالتو دکسترین در تولید نوشیدنی ها و آبنبات ها و هم چنین غذاهای نیمه آماده نیز استفاده میگردد.

+شربت گلوکز که از طریق هیدرولیز آنزیمی آرد ذرت بدست می آید و به عنوان یکی از مشتقات نشاسته ذرت تنها علاوه بر شیرین کنندگی بذلیل خواص عملکردی مثل تثبیت رطوبت و جلوگیری از تبلور ساکارز مورد استفاده قرار میگیرد.

-کنجاله روغن گیری شده ذرت

این محصول دارای مقادیر زیادی پروتئین هست که به عنوان جایگزین مناسبی برای سویا در فرآورده های مختلف قابل استفاده است.این ماده دارای قدرت جذب بالا و ظرفیت امولسیون کنندگی زیادی است و به حفظ سیستم کلوئیدی کمک می کند و به همین دلیل در سال های اخیر در برخی از کشور های دنیا به جای سویا در ساخت فرآورده های گوشتی مانند سوسیس و کالباس و همبرگر استفاده شده است.

چالش‌های پیش روی تولید ذرت

۱- تغییرات اقلیمی مثل افزایش دما خشکسالی سیلاب و رویدادهای آب و هوایی شدید می‌توانند بر رشد و کیفیت محصول تاثیر بگذارند.تغییرات اقلیمی و همچنین افزایش استفاده از سموم شیمیایی باعث افزایش شیوع آفات و بیماری‌هایی شده است که می‌تواند خسارت قابل توجهی به محصولات وارد کنند.

۲-افزایش هزینه های تولید

۳-تغییرات در الگوی مصرف

فرصت‌های پیش روی تولید ذرت

۱- توسعه فناوری‌های نوین : مانند کشاورزی دقیق؛ بیوتکنولوژی و حسگرها می‌تواند به افزایش بهره‌وری: کاهش مصرف آب و مواد شیمیایی و بهبود کیفیت کمک کند.

۲- تولید ارقام مقاوم: با استفاده از روش های اصلاح نباتات میتوان ارقام جدیدی از ذرت را تولید کرد که در برابر تنش های محیطی؛ آفات و بیماری ها مقاوم تر باشد.

۳- تولید محصولات جدید: با استفاده از فرآیند های بیوتکنولوژی میتوان محصولات جدیدی با افزایش ارزش افزوده بالا از ذرت تولید کرد.

۴-توسعه بازارهای جدید: با افزایش جمعیت جهان و تغییر در الگوی مصرف؛ بازارهای جدیدی برای ذرت و محصولات فرآوری شده آن ایجاد می شود.

۵- تولید سوخت های زیستی: با توجه به نگرانی ها در مورد کاهش منابع سوخت فسیلی؛ تولید سوخت های زیستی از ذرت می تواند به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر مورد توجه قرار گیرد.

نتیجه ای که از این مقاله می توان گرفت این است که ذرت پتانسیل بالایی برای استفاده در صنایع مختلف بویژه در صنعت غذا دارد که با توسعه تحقیقات؛ مدیریت پایدار منابع آب؛کاهش استفاده از سموم و ترویج کشاورزی دقیق می توان از این پتانسیل به صورت ویژه ای بهره برد و به ساخت و توسعه بازارهای جدید دست یافت.