برنج

برنج پس از گندم یکی از یکی از مهم ترین محصولات زراعی است و تولید آن بخش قابل توجه ای از برنامه تأمین غذایی و خودکفایی را دربر دارد. به علت محدود بودن زمین های قابل استفاده در زراعت برنج، تولید آن از طریق افزایش محصول در واحد سطح در مد نظر قرار می گیرد. اصلاح ارقام، بهبود عملیات زراعی، کنترل علف های هرز، بیماری ها و آفت ها و اصلاح کیفت دانه برای مصرف کنندگان از هدف های اصلی افزایش میزان محصول می باشد. کیفیت برنج به رشد گیاه در طول مراحل رویشی، رشد خوشه، مواد غذایی خاک که به دانه می رسد و مرحله رسیدگی دانه بستگی دارد. در گذشته، محققان درحال تولید ارقام جدیدی با خصوصیات زراعی خوب و میزان محصول بالاتر بوده اند. درحال حاضر، توجه آن ها معطوف به کیفیت دانه و افزایش ارزش غذایی آن می باشد. در ایران به دلیل این که 95 درصد برنج های زراعی از ارقام هندی هستند، کیفیت پخت و خوراکی از مسائل جدّی به حساب می آید. ارقام برنج ژاپنی، دنه کوتاه و دارای آمیلوز پائین (18 – 17%) می باشند، 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 می توان نام برد. اما سلیقه مصرف کنندگان در مناطق مختلف فرق می کند. به دلایل زیر تعریف دقیق کیفیت دانه خیلی مشکل است :
تفاوت اولویت های کیفی درکشورها و مناطق مختلف.
الگوهای مصرف.
نگرش تولیدکننده دایر بر درآمد بیش تر از واحد سطح.
اهداف تبدیل کننده شلتوک به برنج سفید از نظر راندمان تبدیل برنج سفید.
سلیقه مصرف کننده که بیش تر درکیفیت ظاهری دانه، اندازه و شکل آن، چگونگی پخت، مزه، عطر برنج پخته تمرکز دارد
چون برنج برخلاف غلات دیگر به صورت دانه سفید کامل و پخته مصرف می شود، دائقه پسندی آن ممکن است از یک گروه محلی یا ناحیه جغرافیایی به نواحی دیگر و از کشوری به کشورهای دیگر تفاوت داشته باشد. در گیلان اختلاف سلیقه مصرف کننده بسیار شدید است، به طوری که از شهری به شهر دیگر و حتّی از یک روستا به روستای دیگر فرق می کند. اهالی هشتپر و رضوانشهر ارقام دانه متوسط حسنی و رشت و صومعه سرا و لاهیجان ارقام دانه بلند معطر را می پسندند. جالب تر از همه این است که در روستاهای طالش نشین برخلاف گیلک نشین از رقم حسنی، غریب و وووو(Voovoo) استقبال می کنند. این تفاوت پذیرش ارقام حتّی در خانواده های یک روستا و از این بیش تر اعضای یک خانواده نیز وجود دارد.بنابراین، کیفیت برنج از نقطه نظر کیفیت تبدیل دانه مانند: راندمان تولید برنج سفید، درجه پوسته گیری و مقاومت به شکستگی دانه، ابعاد دانه، خصوصیات ظاهری مانند: درجه سفیدی و شفافیت و نشانویژگی های پخت نیز فرق دارد. در بعضی از غذاهای رایج محلّی در گیلان مانند: حلوا ضیابری، نان برنجی (گندمی)، کیک برنجی (کاکا)، شیر برنج، کویی آش، مامور کا ( نوعی فرنی) صرفا بایستی از ارقام محلّی خوش کیفیت معینی مشابه حسنی و غریب استفاده کرد.

2 – خصوصیات فیزیکی کیفیت برنج :

اکثر کشاورزان و مصرف کنندگان به خصوصیات ظاهری ارقام برنج مانند: ابعاد دانه، شفافیت و گچی 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 نسل های اولیه، برای اطمینان از مطابقت ابعاد دانه به منظور به دست آوردن نوع دانه مورد نظر، مقایسه مشاهده ای انجام می شود. برنامه اصلاح برنج مصر انتخاب برای اندازه و شکل دانه را از نسل F2 شروع کرده و تا تولید خط پیشرفته به یک رقم، براساس خصوصیات مشاهده ای نسل های اولیه آغاز می کند. ولی اندازه گیری های دقیق تر در نسل های پیش رفته انجام می شود. ابعاد دانه، مانند: طول، قطر و شکل دانه، به وسیله عوامل زادشناختی کنترل می شود. ابعاد دانه در کیفیت مؤثر است و نیز توسعه زراعت ارقام مختلف را تعیین می کند. عموما، در مصر ارقام دانه کوتاه ترجیح داده می شوند. کشاورزان ارقام دانه کوتاه، درشت و وزین را دوست دارند. درصورتی که مصرف کنندگان ارقام دانه کوتاه، درشت، چسبنده و نرم پخت را بهتر می دانند.
جدول 1، میانگین ابعاد دانه را برای گروه های مختلف برنج مصری نشان می دهد. بهترین ابعاد دانه ( مطابق سلیقه کشاورزان و مصرف کنندگان) در زیر گونه ژاپنی شناخته شده است.
شلتوک و برنج سفید از نظر ابعاد دانه با هم فرق دارند. این تفاوت ها به علت مقدار پوسته خارجی ارقام مختلف است و به زیرگونه های برنج بستگی ندارد. بنابراین، اغلب برنامه های اصلاح برنج براساس طبقه بندی ابعاد دانه در برنج سفید استوارن نه شلتوک.

زیرگونه	نوعبرنج	طولدانه	قطردانه	شکلدانه
ژاپنی	شلتوک	48/7	31/3	26/2
هندی	شلتوک	26/9	64/2	50/3
ژاپنی/هندی	شلتوک	37/7	96/2	56/2
ژاپنی	برنجسفید	16/5	73/2	89/1
هندی	برنجسفید	36/6	15/2	97/2
ژاپنی/هندی	برنجسفید	20/5	38/2	20/2

مدت زمان مدیدی است که طول دانه در بیش تر برنامه های اصلاح نژاد برنج برای طبقه بندی ارقام آن به عنوان یک نشانویژگی مورد استفاده قرار می گیرد. برنج سفید، براساس میانگین طول دانه به چهار گروه تقسیم می شود: کوتاه، متوسط، بلند و فوق بلند. ارقام ژاپنی اغلب دانه کوتایند. درحالی 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 می گردد. قطر دانه به طبقه بندی دانه برنج برای فرآیند تبدیل به سفید و جداکردن دانه های نارس از رسیدهکمک می کند.
شکل دانه از نسبت طول دانه به قطر سطح مقطع آن به دست می آید و به گرد، کوتاه، متوسط و باریک وبلند طبقه بندی می شود. 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.
درجات زیر برای طبقه بندی برنج سفید براساس طول، شکل دانه مورد استفاده قرار می گیرد :
طول دانه برحسب میلی متر
کوتاه 50/5
متوسط 50/6 – 51/5
بلند 50/7 – 61/6
فوق بلند 50/7 <
شکل دانه نسبت طول به قطر دانه
گرد 0/1 >
کوتاه 0/2 – 1/1
متوسط 0/3 – 1/2
باریک و بلند 0/3 <

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 دانه های شفاف یا مقدار آمیلوز کم، و غیر واکسی یا دانه های شفاف با مقدار آمیلوز بالا و انواع مختلف گچی طبقه بندی می گردد.
محل گچی دانه برحسب اصلاحات مرکزسفیدی، شکم سفیدی و پشت سفیدی، تعریف می شود. درحالی که درجه گچی در ارقام مختلف تغییرات زیادی دارد. گچی دانه به علت بهم خوردن نظم دانه های نشاسته با فضاهای هوا ایجاد شده و معمولا راندمان تبدیل پایینی را نتیجه می دهد.
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. بنابراین، برنامه های اصلاح نژادی مصر مشتمل بر سازگانی برای بررسی درجه گچی از تسل F3 می باشد. گچی با افزایش نسبت شکستگی و کاهش برنج سالم خروجی از دستگاه تبدیل، راندمان تبدیل را کم می کند. گچی 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 می گیرند و به خوبی تبدیل می گردند و دانه کوتاه هستند، به خوبی سفید و شفاف می باشند. 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 برنج های دیگر خیلی گچی هستند.

2 – 2 – راندمان تبدیل برنج :

عمل تبدیل شلتوک به برنج سفید مرکب از چندین مرحله ی مکانیکی است که پوسته خارجی، لایه های سطحی آندوسپرم و جنین دانه جدا می شود. راندمان یا بازدهی تبدیل عبارت است از: میزان برنج سفیدی که از شلتوک به دست می آید و یکی از مهم ترین عوامل تأثیر کننده در قیمت برنج می باشد. عوامل متعددی در کیفت تبدیل دخالت دارند. ارقام با دانه های بلند و باریک بیش تر از برنج های دانه کوتاه و گرده، دست خوش شکستگی قرار می گیرند. به علاوه، خلوص رقم نیز در کیفیت تبدیل تأثیر می گذارد، زیرا دستگاه های پوست کنی برای انواع مختلف دانه برنج کارایی ندارد. وجود برنج قرمز، دانه های پوک و سنگ ریزه، راندمان کل تبدیل را کاهش می دهند. به نظر می رسد، رطوبت شلتوک از عوامل اصلی مؤثر در کیفیت تبدیل باشد. دانه های با رطوبت زیاد، خیلی ترم بوده و تحت فشار پوست کن می شکنند و دانه های خیلی خشک نیز شکننده هستند. بنابراین، میزان خرده برنج را در فرآیند تبدیل افزایش می دهند. 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 می گردد. ارقام دانه کوتاه (زیر گونه ژاپنی) دارای بازدهی تبدیل بالاتر از هندی هستند(جدول 2).

نامزیرگونه	درصد پوستکنده	درصدتبدیل	درصد برنجسالم
ژاپنی	1/81	3/71	2/65
هندی	4/78	2/69	0/58
ژاپنی/هندی	8/79	3/69	2/61

عمل پوست کنی باعث برداشته شدن پوسته شلتوک با وارد کردن حداقل آسیب به دانه و جدا کردن آن از برنج می گردد که در نتیجه این فرآیند برنج قهوه ای حاصل می گردد. درصد پوسته درارقام مختلف از 16 تا 24% متغیر است. درارقام برنج مصری متعلق به زیرگونه ژاپنی راندمان پوست کنی بالاترین مقدار را دارد و پس از آن گروه های ژاپنی/هندی و سپس ارقام برنج هندی پائین ترین مقدار را دارند (جدول 2). پوست کن ها مخلوطی از برنج قهوه ای، دانه های شلتوک پوست نکنده، پوسته ها، دانه های شکسته و رویان دانه ها را تولید می کنند. عامل اصلی مؤثر در فرآیند پوست کنی، مقدار رطوبت برنج می باشد. شلتوک و برنج قهوه ای خصوصیات مختلفی دارند: جرم حجمی شلتوک کم تر از برنج قهوه ای است و دانه های شلتوک از نظر اندازه بزرگ تر از برنج قهوه ای هستند.
فرآیند جدا کردن رؤیان و لایه خارجی سبوس از برنج قهوه ای به سفیدکنندگی یا تبدیل معروف است. سایندگی، عبارت است از: فرآیند جداکردن لایه زیرآلورن پس از سفیدکنندگی به منظور شفاف سازی ظاهردانه برنج. سایش و خراش دوروند اصلی مورد استفاده در جداکردن لایه سبوس از برنج قهوه ای می باشند. سایش ، سبوس را از دانه های شکسته می کند، ولی خراش سطح سخت دانه را سبوس گیری می کند.
درجه تبدیل بستگی به سلیقه مصرف کننده یا تأیید مقررات وضع شده متفاوت است. معمولا رنگ دانه های برنج تبدیلی و میزان شکستگی سنجیده می شود. به هرحال، برنج سفید شامل دانه های کامل و شکسته با اندازه های مختلف است. سبوس برنج و رؤیان دانه 8 تا 10 درصد وزن دانه را حایز است. ارقام ژاپنی معمولا درصد تبدیلی بالاتر از ارقام هندی دارند.
برنج تبدیلی شامل برنج سالم با اندازه های مختلف، برنج شکسته و مقداری سبوس است. بسیاری از مصرف کنندگان و فروشندگان، برنج تبدیلی کل را نمی پذیرند و فقط برنج سالم را ترجیح می دهند. جدا سازی این اجزاء را درجه بندی می گویند. با این حال، دانه های شکسته، قطعاتی از دانه ها هستند که طول های مختلفی دارند و بعضی از آن ها به سه چهارم طول دانه سالم می رسند و بعدا با الک یه دو اندازه مختلف جدا می شوند.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 می گیرد. ارقام هندی در مصر مقدار برنج سالم خیلی کمتر از ارقام برنج ژاپنی دارند.

2 – 3 – ترکیبات شیمیایی برنج :

ترکیبات شیمیایی، 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 قهوه ای دارای ترکیبات شیمیایی بیش تر از برنج سفید هستند.
همه برنج ها به دلیل یکسان نبودن زمان رسیدگی در مزرعه از نظر رطوبت باهم فرق دارند. در زمان برداشت مقدار رطوبت معمولا 20 درصد است، ولی پس از چند روز و در ضمن روند برداشت و خرمن کوبی به سرعت تا 18 – 15 درصد پائین می آید. بنابراین، مقدار رطوبت یک عامل بی ثباتی بوده و تحت تأثیرمرحله 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 برنج های دارای رطوبت بالا سریع تر از پایین تغییر می کند.
نشاسته از سازندگان اصلی و حدود 90 درصد ماده خشک برنج سفید را تشکیل می دهد. نشاسته مرکب از دونوع مولکول می باشد: آمیلوز و آمیلوپکتین. مولکول آمیلوز دارای ساختمان زنجیری خطی و شامل حدود 50 واحد دکستروز است، درحالی که، مولکول آمیلوپکتین شاخه دار بوده و تعداد واحدهای دکستروز بیش تری دارد. نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین عامل اصلی تعیین کننده کیفیت پخت و خوراکی برنج محسوب می گردد. انواع مولکول نشاسته، در ساختار دانه، چسبندگی پس از پخت، تمایل دانه به شکستگی و خصوصیات فرآوری مختلف، مستقیما اثر می گذارد. 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 می شود، اما جذب آب کم می گردد.
منبع: دانشكده كشاورزي و منابع طبیعی داراب