التركيب الكيميائي للقمح

تحتوي الحبوب الناضجة على الكربوهيدرات و البروتينات والدهون و العناصر المعدنية والفيتامينات والإنزيمات ومواد أخرى، و يُعد بعضها هاماً في تغذية الإنسان. يختلف التركيب الكيميائي لأي نوع من أنواع القمح ضمن مجالات واسعة وذلك وفقاً للنوع والصنف والموسم ومكان زراعتها .

يحتوي قمح الديوروم (القاسي) على نسبة مرتفعة من البروتين نسبياً مقارنة مع القمح الطري، وتحتوي القمح غير المقشورة بشكل عام على نسبة مرتفعة من الألياف الخام. لا تتوزع العناصر المكونة لحبة القمح بشكل متجانس على أجزاء الحبة بل تتفاوت تراكيزها من جزء لآخر، لذلك تسبب العمليات التي تجري على القمح  أثناء تصنيعها تبديل تركيب المنتج النهائي بسبب نزع جزء من حبوب القمح ، فعند طحن الحبوب يتم فصل الأجنة والأغلفة الخارجية مما يسبب في فقد جزء لا بأس به من قيمتها الغذائية.

التركيب الكيميائي للقمح

1. الكربوهيدرات :

تُعد الكربوهيدرات من أهم مكونات حبة القمح وتتراوح نسبتها بين 77 % حتى 87 % على أساس المادة الجافة. تتضمن كربوهيدرات حبة القمح من : النشاء Starch و السليلوز Cellulose و الهيميسيليلوز Hemicellulose و البنتو زات Pentosans و الدكسترينات والسكريات البسيطة. 
وتُقسم الكربوهيدرات من الناحية التحليلية إلى نوعين: الأولى كربوهيدرات غير ذو ابة بالأحماض والقلويات الممددة تحت ظروف محددة وهي الألياف الخام Crude fiber والليغنين lignin والثانية ذوابة بالأحماض والأسس الممددة وهي المادة المتبقية بعد استبعاد الألياف الخام والبروتينات والدهون والأملاح المعدنية من محتوى حبة القمح.
الألياف الغذائية Dietary fiber : هي الجزء الذي يقاوم الامتصاص في الجهاز الهضمي. و تتكون الألياف الغذائية من السليلوز والسكريات المتعددة غير السليلوز ( مثل الصمغ gum , المواد الهلامية  mucilages والمواد البكتينية pectic substances    والهيميسليلوز ) .والليغنين : وهو بوليمير عطري من المواد غير الكر بوهيدراتية. إن كمية الألياف الغذائية أكبر من كمية الألياف الخام لتفكك جزء من الألياف الغذائية أثناء تحديد كمية الألياف الخام.
تتألف حبيبات النشاء من نوعين رئيسين من المركبات:

- الأميلوز Amylose والأميلوبكتين Amylopectin : حيث يتألف الأميلوز من ارتباط جزيئات الغلوكوز بالوضع ألفا 1-4، على شكل سلاسل مستقيمة ويتألف الأميلوبكتين من سلاسل متفرعة عشوائي اً ناجمة عن ارتباط الغلوكوز بالوضع ألفا 1-6  مع سلسلة مستقيمة من جزيئات الغلوكوز المرتبطة بالوضع ألفا 1-4 بحيث تشكل الرابطة ألفا 1-6 من الرابطة الداخلية 4% .ويعطي الأميلوز محلولاً أزرق اللون مع اليود .
لا تذوب حبيبات النشاء في الماء البارد إلا أنه عندما يسخن النشاء بوجود الماء، تزداد كمية الماء الممتصة مع ارتفاع درجة الحرارة وتنتفخ حتى تنفجر، و تدعى هذه الظاهرة بالتهلم gelatinization تتعرض حبيبات النشاء الطبيعية إلى التضرر الميكانيكي أثناء الطحن حيث تلعب دوراً هاماً في تقانة تصنيع الخبز.
يلعب النشاء دوراً كبيراً في نوعية المنتج النهائي، فقد تبين أن بنية ونوعية النوديلز Noodles البيضاء المملحة أفضل باستخدام دقيق القمح الشمعي جزئياً عند مقارنته بالأنواع الطبيعية.
و في الخبز يمكن التحكم بمعدل تراجع retrogradation  النشاء وعملية البيات عن طريق تعديل المحتوى من الأميلوز بالنسبة للأميلوبكتين، إذ وجد أن الخبز الذي يحتوي نسبة مرتفعة من الأميلوبكتين يميل للبيات بسرعة ولذلك يجب تجنبه.
يُعدّ السليلوز والهيميسليلوز من مركبات جدر الخلايا الأساسية في الحبوب، وتشكل مع الليغنين ما يسمى محتوى الحبوب من الألياف الخام. يتكون السليلوز من بلمرة الغلوكوز وبطريقة مشابهة للنشاء نفسها والفرق الوحيد هو طريقة ارتباط جزيئات الغلوكوز بالوضع بيتا1-4.
تبلغ نسبة الألياف الخام في حبوب القمح الكاملة نحو 2% وفي الاندوسبيرم 0.1 % وفي النخالة  9 - 13.5 %
تُكِّون البنتوزات حوالي 75 % من جدر خلايا الاندوسبيرم ومعظمها على شكل أرابينوكسيلان، و تتكون البنتوزات من بوليميرات سكريات البنتوز مثل ارابينوز والزايلوز، و تتميزالبنتوزات بشراهتها لامتصاص الماء فهي تلعب دوراً أساسياً في تحديد كمية الماء الممتص خلال عجن دقيق القمح.
والجدول التالي يبين نسبة السكريات في دقيق القمح :

2. البروتينات Proteins

يُعدّ تركيب الحبوب غير ثابت ويتأثر بدرجة كبيرة بالظروف البيئية، لذا فإنها تختلف من موسم لآخر ومن منطقة لأخرى بالنسبة للنوع أو الصنف نفسه.
يعتمد محتوى البروتين في القمح على عوامل بيئية وزراعية مثل كمية النتروجين (الآزوت) في التربة، ورطوبة التربة، ودرجة الحرارة خلال موسم الزراعة. كما يلعب صنف ونوع القمح دوراً كبرياً في اختلاف نسبة البروتين رغم تشابه الظروف الزراعية والبيئية.
وقد صنفت بروتينات الحبوب لأول مرة من قبل العالم Osborne عام  1907 إلى خمسة مجموعات وذلك على أساس درجة ذوبانها بعدة مذيبات كما يلي:

• ذواب بالماء وهو ألبومين
• ذواب بالماء الملحي وهو غلوبولين
• ذواب بالكحول الايتيلي 70 % وهو غليادين
• ذواب إما بالحمض أو الأسس وهو غلوتينين
• متبقي لا يذوب بالمذيبات السابقة 

والمخطط التالي يبين انواع البروتينات في دقيق القمح :

تختلف نسبة الأحماض الأمينية في بروتينات الحبوب، وتعتبر الحبوب من الناحية الغذائية بمفردها غير متكاملة غذائياً لانخفاض نسبة بعض الأحماض الأمينية الأساسية مثل الليسين Lysine والتريونين Theronine والتريبتوفان Tryptophan

3. الليبيدات Lipids

تتراوح نسبة الليبيدات بين 1-3 %  في القمح. تتكون ليبيدات القمح من غليسريدات الحموض الدهنية و تشكل الحموض الدهنية المشبعة من 11 -26 % من مجمل الحموض الدهنية في حين تشكل الحموض الدهنية غير المشبعة من 72-85   % لذلك يُعدّ دسم القمح  من النوعية المفضلة غذائياً في الوقت الحاضر. يُعدّ حمض اللينولييك( C18:2) من أهم الأحماض الدهنية في الحبوب، ويليه حمض الاولييك( C18:1) أما أهم الأحماض الدهنية المشبعة فهو البالميتيك (C16:0). 

بشكل عام لا تتلامس ليبيدات القمح والإنزيمات في الحبوب السليمة، ولكن يمكن أن تتلامس الليبيدات مع الإنزيمات في منتجات الطحن ، وذلك يؤدي إلى تحلل الليبيدات منتجةً  الغليسرول وحموض دهنية حرة مؤدية إلى طعم متزنخ نتيجة ارتفاع نسبة الحموض الدهنية، علماً  إنه تتواجد الحموض الدهنية الحرة في الحبة السليمة بنسبة محددة حيث يحتوي جنين القمح على 6-11 % ليبيدات والنخالة على 3-5  % والاندوسبيرم على 1.5-8 %.

4. العناصر المعدنية Mineral matter

تحتوي حبوب القمح  على 2..5 - 1.8 % تقريباً من وزنها عناصر معدنية وهي ضرورية لتغذية الإنسان .

يتكون  95 % من العناصر المعدنية  من فوسفات وكبريتات البوتاسيوم والمغنيزيوم والكالسيوم. تتواجد فوسفات البوتاسيوم على شكل KH₂PO₄  أو   K ₂HPO₄ . كما يوجد بعض الفوسفور على شكل حمض الفيتيك. كما توجد بعض المعادن الهامة مثل الحديد والمنغنيز والتوتياء بنسبة من 1-5 ملغ/100غ كما يتواجد النحاس بنسبة 0،5 ملغ/100غ .

5.  الفيتامينات Vitamins

تتواجد في القمح معظم فيتامينات المجموعة B ومجموعة التكوفيرولات .

يؤدي التوزع غير المتجانس لفيتامينات المجموعة B في أجزاء الحبة إلى اختلاف كبير بين محتوى الحبة كاملة من الفيتامينات وبين محتوى الدقيق من هذه الفيتامينات .

مجموعة التوكوفيرولات: يحتوي القمح على ألفا (α)  وبيتا (β) وغما (γ) وتوكوفيرول (τ)  وتتراوح نسبتها الإجمالية بين 0.2-4.3 ملغ/100غ.

محتوى التوكوفيرولات في الجنين 30 ملغ/100غ ، وفي النخالة 6 ملغ/100غ وفي الدقيق استخ ارج 80  %  تبلغ 6.1  ملغ/100غ .