آلفا آمیلاز (EC ۳. ۲. ۱. ۱)، یک آنزیم اندو آمیلولیتیک است که نقش مهمی در جوانه زنی بذر در گندم دارد. با این حال، آلفا آمیلاز بیش از حد در دانه‌های گندم پس از برداشت اثر منفی بر عملکرد گندم و کیفیت محصولات نهایی دارد. طیف وسیعی از مطالعات بر روی آلفا آمیلاز گندم به دلیل نقش بیولوژیکی مهم آن در جوانه زنی پس از برداشت انجام شده است.

آلفا آمیلاز در گندم

باید بدانید که آلفا آمیلاز نقش کلیدی در هیدرولیز نشاسته در طول فرآیند جوانه زنی بذر در گیاهان دارد. مشخص شد که فعالیت آلفا آمیلاز همبستگی مثبتی با سرعت جوانه زدن قبل از برداشت PHS دارد. از نقطه نظر اصلاح گندم، حفظ فعالیت آلفا آمیلاز کمتر به منظور بهبود تحمل PHS اهمیت زیادی دارد. جوانه زنی بذر با جذب آب شروع می‌شود که باعث افزایش سطح هورمونی در اندوسپرم بذر می‌شود که به نوبه خود باعث فعال شدن آلفا آمیلاز و سایر آنزیم‌های پروتئولیتیک در آلورون و جوانه می‌شود.

بنابراین نشاسته موجود در آندوسپرم به قند‌های ساده هیدرولیز می‌شود تا سوخت مورد نیاز برای جوانه زنی فراهم شود. آمیلاز‌ها آنزیم‌های مسئول این فرآیند هستند. سه نوع عمده آمیلاز بر اساس نحوه عملکرد آن‌ها وجود دارد، از جمله اندو آمیلاز‌ها (آلفا آمیلازها)، اگزو آمیلاز‌ها (β-آمیلاز، گلوکوآمیلاز‌ها، آلفا گلوکوزیدازها)، و آنزیم‌های جدا شونده (ایزو آمیلاز‌ها و دکستریناز محدود). آلفا آمیلاز کلید تبدیل نشاسته به مالتودکسترین‌های محلول است که متعاقباً به مالتوز و گلوکز هیدرولیز می‌شوند.

در طول رشد دانه گندم، ۳ مرحله تشکیل آلفا آمیلاز وجود دارد: حالت پیش از بلوغ در غیاب جوانه زنی، رسوب بیش از حد آلفا آمیلاز در آندوسپرم پس از بلوغ و جوانه زدن پس از شکستن خواب.

فعالیت آلفا آمیلاز از طریق این فرآیند رشد بذر تغییر می‌کند و صد‌ها برابر در جوانه زنی بذر‌ها و قبل از بلوغ بیشتر از بذر‌های بالغ است. در بیشتر انواع، فعالیت آلفا آمیلاز در حدود ۱۴ روز پس از گرده افشانی به اوج خود می‌رسد. در مورد جوانه زنی بذر‌ها، فعالیت آن یک روز پس از جذب آب قابل آزمایش است، در حدود ۷-۸ روز به اوج خود می‌رسد و پس از ۱۲ روز از بین می‌رود.

اثرات آلفا آمیلاز بر کیفیت مصرف نهایی گندم

مطالعات نشان داده‌اند که آلفا آمیلاز بالا در گندم منجر به افت عملکرد دانه و کاهش اقتصادی و کاهش کیفیت، کم شدن فالینگ نامبر، ویسکوزیته کم، بافت چسبنده و غیر منسجم نان می‌شود. در فرآیند تولید نان، سطوح بیش از حد فعالیت آلفا آمیلاز طبیعی در گندم منجر به تجزیه سریعتر نشاسته در آرد در حین اختلاط و تخمیر می‌شود که باعث کاهش ظرفیت نگهداری آب می‌شود و در نهایت منجر به چسبندگی خمیر، کاهش حجم نان، بافت فشرده و پوسته تیره در فرآیند تهیه نان می‌شود. چسبندگی شدید خمیر می‌تواند عملکرد نانوایی را مختل کند.

نان حجیم در مقایسه با نان تخت به فعالیت آلفا آمیلاز بالا حساس‌تر است. برای کیفیت نودل، هیدرولیز پروتئین و نشاسته در آرد آسیب دیده منجر به محصولاتی با خاصیت ارتجاعی کمتر، رنگ تیره‌تر و استحکام ضعیف‌تر شد. برای خمیر‌های تخصصی، آلفاآمیلاز بالا در گندم جوانه‌زده به طور کلی کیفیت خمیر‌ها را برای بسیاری از مصارف کاهش می‌دهد و اغلب باعث از بین رفتن شکل و ویسکوزیته می‌شود.

با این حال، ثابت شده که وجود مقدار مشخصی فعالیت آمیلازی در آرد باعث افزایش کیفیت نان می‌شود. صنعت نانوایی از آلفا آمیلاز برای بهبود خواص بافتی نان استفاده می‌کند.