بررسي کيفيت دانه‌ در اصلاح برنج

[ni_rosa_ce]

​

برنج زراعی گیاهی است یک ساله و به دو صورت آبی و دیم کشت می‌شود. ازلحاظ رده‌بندی گیاهی به جنس اوریزا، تیره گندمیان، راسته‌ی سبوس داران، رده‌ی تک لپه‌ای‌ها و شاخه‌ی نهاندانگان تعلق دارد. جنس اوریزا شامل 21 گونه است که 2 گونه‌ی زراعی آن، اوریزا ساتیوا ال. از گونه‌ی وحشی یک ساله‌ی اوریزا نیوارا منشأیافته و در آسیا و بسیاری از نقاط جهان کشت می‌شود و اوریزا گلابریما استود از گونه‌ی وحشی یک ساله‌ی اوریزا برویلی گولاتا تکامل یافته و در آفریقا (جنوب) به میزان محدودی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد. اوریزا نیوارا خود از گونه وحشی پایای اوریزا روفی پوگون و نیز اوریزا برویلی‌گولاتا از گونه وحشی پایای اوریزا لویی‌جیس‌لامی‌ناتا
حاصل گردیده است که همه آن‌ها دارای 12 جفت کروموزمند. 8 گونه‌ی وحشی جنس اوریزا دارای 24 جفت کروموزوم هستند. اوریزا ساتیوا به مرور زمان در اثر تمایز یابی به دوزیرگونه هندی و ژاپنی تکامل یافته است. در حالی که در اوریزا گلابریما چنین تنوعی
مشاهده نشده است.

گیاه برنج در مناطق از 53 درجه شمالی تا 40 درجه جنوبی و از زمین‌های هم‌سطح دریا تا ارتفاعات 3000 متری و از نواحی معتدله تا گرمسیری رشد می‌کند. تاریخ زراعت آن به 10000 سال پیش می‌رسد و در این مدت طولانی پروره‌های (Cultivars) بسیاری از آن فراهم گردیده است و به‌ویژه با توسعه و پیشرفت تحقیقات برنج و استفاده از دورگ‌گیری و فن‌آوری جدید مانند کشت بساک، کشت پیش دش (Protoplast)، انتقال ژن وDNA دایماً بر تعداد آن‌ها افزوده می‌شود.

کیفیت دانه از مهمترین اهداف به‌نژادی برنج در بسیاری از کشورهاست و حتی در بعضی از برنامه‌های زادگیری (Breeding) به کیفیت بیش از افزایش تولید در واحد سطح اهمیت داده می‌شود. هدف اصلی کیفیت برنج انتخاب ارقام و خط‌هایی است که مناسب‌ترین الت پخت و خوراکی آن به شکل دانه و آرد فراهم شده باشد. البته گندم و ذرت بیشتر به صورت آرد مصرف می‌شوند، امّا برنج بایستی پس از پخت، دانه‌ی آن شکل خاصّی را حفظ کند و دانه‌ها به هم نچسبیده مورد استفاده قرار گیرند. کارخانجات برنجکوبی اغلب در استانهای گیلان و مازندران استقرار یافته‌اند که در طی عملیات دو مرحله‌ای پوست‌کنی و سبوس‌گیری شلتوک، برنج سفید قابل مصرف را تولید می‌کنند.

در مرحله‌ی پوست‌کنی شلتوک، پوسته‌ی اول یا پوسته‌ی سخت (Hull) جدا می‌گردد و برنج قهوه‌ای به دست می‌آید. پوسته از ضایعات دور ریختنی محسوب گردیده و اغلب نابود سازی آن برای کارخانجات مشکلاتی را ایجاد کرده است، اما در بعضی از کشورهای جنوب شرقی آسیا از انرژی گرمایی آن استفاده می‌شود و در ژاپن از خاکستر حاصل از سوخت این پوسته مواد پرارزشی مانند سیلیسیم با درجه خلوص بالا تولید و در ساخت نوعی سرامیک نیز استفاده می‌شود.

پوسته دوم یا پوسته نرم یا سبوس (Bran) که از مرحله سبوس‌گیری فرآیند تبدیل در کارخانه حاصل می‌گردد در کشور ما به میزان محدودی به مصرف غذایی دام و طیور می‌رسد، اما در کشورهای دارای فن‌آوری برتر از آن به منظور تولید روغن خوراکی نیز استفاده می‌شود. این نوع روغن به دلیل وجود ترکیب اوریزانول بیشتر و اسیدلینولینیک کمتر نسبت به روغن سویا برتری دارد.

مهمترین نشانویژگی‌های کیفیت برنج مربوط است به بخش درون دانه‌ی نشاسته‌ای (آندوسپرم نشاسته‌ای) آن یعنی ترکیبات نشاسته و پروتئین و 2- استیل - 1-پیرولین. بنابراین، مطالعه ساختار درون دانه، ترکیبات و نیز خواص شیمیایی و فیزیکی
نشاسته، محتویات پروتئین، ترکیب عطری 2- استیل – 1- پیرولین و زادشناسی آن‌ها دربه‌نژادی از با اهمیت‌ترین مباحثی هستند که در کیفیت برنج ارزیابی می‌شوند.

شاخص‌های مهم کیفیت برنج در همه کشورهای تولید کننده برنج از جمله ایران عبارتند از : درصد سبوس، درصد برنج قهوه‌ای، درصد کل برنج سفید (برنج سالم خرده برنج)،درصد برنج سالم، دانه‌های گچی و شکم سفیدی، پروتئین، نشاسته (آمیلوز و آمیلوپکتین)، درجه حرارت ژلاتینی نشاسته (GT)، پیوستگی ژل نشاسته (GC) و عطر برنج.

پنج نشان ویژگی آخری در این مقاله بررسی خواهد شد. چون این نشان ویژگی‌ها اغلب تحت تأثیر شرایط محیطی و زادشناسی قرار دارند و اندازه‌گیری‌های شیمیایی کیفیت برنج به اندازه کافی توسعه نیافته، استفاده از نشانگرهای مولکولی نیز تاکنون خیلی مفید واقع نشده است، اگرچه تحقیقات DNA در این زمینه با کنجکاوی فراوان دنبال می‌شود، اما نتایج آن زیاد هم رضایتبخش نیست و همواره مشکلاتی وجود دارد. علاوه بر این سطح پایین چند ریختی زیر گونه‌ها، تهیه‌ی نقشه ژنی را در انواع تلاقی‌ها دشوار ساخته است.

ساختار درون دانه‌ی نشاسته‌ای برنج در فرآیند تبدیل شلتوک به برنج سفید قابل مصرف، پوسته‌ی خارجی آن که شامل لما و پاله‌آ می‌باشد در دستگاه پوستکن جدا می‌شود و محصول را در این هنگام به دلیل رنگ قهوه‌ای پوشش سطح دانه، برنج قهوه‌ای می‌گویند. در بعضی از ارقام این پوشش به رنگ قرمز بوده و به برنج قرمز معروف است که گاهی اوقات به آن برنج هرز نیز گفته می‌شود و به کشاورزان خسارت وارد می‌سازد. مرحله‌ی بعدی تبدیل در دستگاه سفید‌کن انجام می‌شود که در طی آن برنج قهوه‌ای به برنج سفید قابل مصرف غذایی انسان تبدیل می‌گردد، به همین جهت کلیه مراحل چنین عملیاتی را ‹‹تبدیل برنج›› گویند.

در این فرآیند محصول جانبی دیگری به نام سبوس یا کپک حاصل می‌شود که شامل لایه‌های پریکارپ، پوشش دانه، بافت خورش، قسمتی از آلورن و جنین است. درجه تبدیل برنج نشان می‌دهد که تا چه اندازه این پوشش جدا شده است. وزن مخصوص ظاهری برنج سفید 85/0 –78/0 و وزن مخصوص واقعی آن 46/1 – 43/1 گرم بر سانتی‌مترمکعب می‌باشد.درصورتی‌که وزن مخصوص‌ظاهری شلتوک برنج64/0 – 56/0 و وزن مخصوص واقعی آن 23/1-17/1 گرم ب
رسانتی‌متر مکعب است. برنج سفید 77-61 درصد دانه شلتوک را تشکیل می‌دهد که در واقع همان درون دانه‌ی نشاسته‌ای است.
درون دانه‌ی نشاسته‌ای شامل دو بخش آلورن و مرکزی می باشد. بخش آلورن به دو تا هفت لایه از بیرونی‌ترین یاخته‌هایی که سطح درون دانه را می‌پوشاند گفته می‌شود.

بخش مرکزی شامل اندوخته‌ی نشاسته‌ای دانه است. در غشای یاخته‌های آلورن سه نوع اجسام پروتئینی حضور دارد که تنها مشابه‌ی یک نوع آن در بخش مرکزی دیده می‌شود: اجسام پروتئینی کروی شکل بزرگ که در هر دو بخش مشترکند، دارای 2-1 میکرومتر قطر است. این اجسام قابل آب کافت (هیدرولیز) با پپسین بوده و فقط به مقدار اندکی در پروتئاز هضم می‌شوند (جولیانو، 1984). اجسام پروتئینی نوع دوم بخش آلورن کروی شکل کوچک به قطر 7/0-5/0 میکرومتر و به صورت حلقه‌های متراکم وجود دارد که به طور کامل در پپسین و پروتئاز قابل هضم است. اجسام پروتئینی نوع سوم متبلور می‌باشد که به صورت یک شبکه‌ی بلوری قرص مانندی به قطر 5/3-2 میکرومتر است و در شرایط pH مناسب در آنزیم پپسین به طور کامل و در پروتئاز به مقدار اندک هضم می‌شوند.
بخش مرکزی یا درون دانه‌ی نشاسته‌ای بیش از 61 درصد وزن دانه شلتوک را در بردارد و اندوخته اصلی غذایی برنج است. درون دانه‌ی مرکزی مرکب از دانه‌های نشاسته‌ای چند وجهی بزرگ به اندازه‌ی 9-3 میکرومتر بوده و اطراف این دانه‌ها را بسته‌های کوچک مواد پروتئینی متراکم فرا گرفته است. این مولکول‌های پروتئینی علاوه بر اطراف دانه‌های نشاسته، فاصله‌ی بین آن‌ها را نیز پر می‌کند.

سیتوپلاسم یاخته‌های درون دانه‌ی مرکزی برخلاف بخش آلورن دوام چندانی ندارد، زیرا به احتمال زیاد پس از رسیدن دانه، این بخش درون دانه به بافت مرده تبدیل می‌شود. پروتئین اصلی بخش مرکزی از نوع پروتئین کروی بزرگی است که در آلورن نیز یافت می‌گردد و همان‌طور که بیان شد، پپسین این ساختار را بخوبی آب کافت می‌کند، در حالی که پروتئاز فقط شبکه‌ی آندوپلاسمی دانه‌دار و ریبوزوم‌های آزاد را متلاشی می‌سازد. یاخته‌های پارانشیمی درون دانه‌ی نشاسته‌ای دارای دیواره‌ی نازک است که معمولاً در مقطع عرضی به طور شعاعی طویل شده و در آن نشاسته و پروتئین اندوخته می‌گردد (جولیانو، 1984).

تغییرات درون دانه‌ی نشاسته‌ای در دوره‌ی نموّ دانه برنج عمل گرده افشانی برنج مستلزم باز شدن لما و پاله‌آ تحت تأثیر درجه حرارت و شدت نور است که در ساعات معینی از روز رخ می‌دهد، در مزارع تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات برنج کشور واقع در جنوب شهر رشت این عمل در تابستان درساعات12-10 صبح انجام می‌شود و چهار ساعت پس از گرده افشانی هسته‌های مولد درون دانه‌ی نشاسته‌ای نخستین تشکیل می‌شود و درون دانه‌ی نشاسته‌ای سریع‌تر از رویان رشد می‌کند. 48 ساعت پس از گرده‌افشانی، درون دانه‌ی اولیه شامل 80-50 هسته می‌گردد.

3 روز پس از باروری یک لایه‌ی چندین هسته‌ای اطراف کیسه رویان را فرا می‌گیرد. چهار روز بعد از آن لایه‌های یاخته‌ای از انتهای کیسه رویانی شروع به تشکیل می‌نمایند و اطراف رویان را به طور کامل فرا می‌گیرند. پنج روز پس از گرده‌افشانی کیسه‌ی رویانی از یاخته‌های درون‌دانه‌ نشاسته‌ای پر می‌گردد و 9 روز پس از آن تقسیم یاخته‌های درونی دانه کامل می‌شود و تعداد یاخته‌های درون‌دانه به 180000 عدد می‌رسد و تعداد کل این یاخته‌ها در زادمون‌های (Genotypes) مختلف برنج بین83100 تا 231800عدد متغیر است.

البته عوامل محیطی و غذایی خاک را نیز درآن نباید بی‌تأثیر انگاشت. ابتدا دانه‌های نشاسته در آمیلوپلاست‌های منفرد شروع به تشکیل شدن می‌نمایند و آن‌گاه در بخش مرکزی درون دانه، توده‌های بهم پیوسته‌ای را به وجود می‌آورند. بزرگ شدن اندازه دانه‌ها در
یاخته‌های بیرونی‌تر به آهستگی صورت می‌گیرد و در نتیجه اندازه این دانه‌ها همیشه کوچکتر از آن‌هایی است که در یاخته‌های داخلی‌تر قرار دارند. اندازه‌ی دانه‌های نشاسته در لایه آلورن که با سرعت کمتری تشکیل می‌شود حدود 10 میکرومتر است، اما در بخش درون دانه 10 روز پس از شروع نشاسته‌سازی به 39 میکرومتر می‌رسد.

 

[ni_rosa_ce]

کیفیت برنـج
هدف اصلی اصلاح نژادی برنج عملکرد یا میزان محصول دانه در واحد سطح است که خود با توجه به مقاومت نسبت به آفات، بیماری‌ها و تحمل شرایط نامناسب خاک مانند شوری، سولفاتی، گچی و غیره تحقق می‌یابد. اما جولیانو (1984) پس از بررسی کیفیت دانه در 11 کشور بزرگ تولید کننده برنج پیش‌بینی کرده بود که در آینده کیفیت دانه بیشتر از عملکرد مورد توجه قرار خواهد گرفت.

به فروش نرسیدن ارقام اصلاح شده و نایاب شدن ارقام محلی خوش کیفیت ایرانی در سال‌های 78 و 79 با توجه به این که
بسیاری از ارقام اصلاح شده که کیفیت مناسبی نداشتند و در دست کشاورزان باقی می‌ماند، نشان‌داد که کیفیت بیش از پرمحصولی بایستی مورد توجه قرار گیرد و این لازمه‌اش آن است که ترکیبات و خواص مؤثر در کیفیت به خوبی شناخته شوند، روش‌های اندازه‌گیری سریع و ساده به اندازه‌ی کافی توسعه یابند، زاد شناسی (Genetics) تلاقی‌ صفات به خوبی شناخته شده باشد، از مهندسی زادشناختی و غیره نیز به طور مناسب استفاده گردد. برنج‌های محلی 2 تا 5/2 برابر ارقام اصلاح شده و 3 الی 4 برابر برنج وارداتی به فروش می‌رسد. بنابراین تدوین چنین نوشته‌ای ضرورت یافت تا نشانویژگی‌های کیفیتی برنج هم برای تولیدکنندگان و هم برای مصرف کنندگان و هم محققان اصلاح نژاد روشن شود.

1- نشاسته‌ی برنج و نشانویژگی‌های وراثتی آن
درون دانه‌ی برنج از 91-84 درصد نشاسته، 15-7 درصد پروتئین و دو درصدمواد چربی، ویتامین‌ها، مواد معدنی تشکیل شده است که وجود مقادیر بسیار اندک 2- استیل-1- پیرولین عطر مطبوع برنج را ایجاد می‌کند نیز حایز اهمیت فراوان می‌باشد. به همین جهت این قسمت دانه برنج سفید را که به مصرف غذایی می‌رسد، درون دانه‌ی نشاسته‌ای می‌گویند که در ارقام گوناگون محتویات نشاسته و پروتئین متفاوت و دارای غلظتهای مختلف 2- استیل –1- پیرولین بوده‌که تفاوت‌های کیفی در آن را پدید آورده است.

اندوخته‌های نشاسته در دانه‌ی برنج شامل ترکیبات پرپاری (Polymeric) از‌قندهای شش کربنی بوده که در درون دانه‌ی نشاسته‌ای آن مراحل پرپارسازی وقوع یافته است. دو نوع محصول پرپاری نشاسته شامل آمیلوز با مولکول‌های زنجیری مستقیم الــخطی از پیوند 4،1- a دارای 2200-2000 واحد تک پار شناسایی شده است. نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین یک شاخص کیفی مهمی محسوب می‌گردد. نظر به این‌که در تعیین این نسبت، اندازه‌گیری آمیلوز و آمیلوپکتین ضروری است و از طرف دیگر به دلیل زیاد بودن تعداد نمونه‌های مورد اندازه‌گیری و مطرح بودن روش‌های ساده و سریع، متخصصین به‌نژادی مجبورند فقط به اندازه‌گیری مقدار آمیلوز اکتفا نمایند.

مطالعات زادشناختی برنج منجر به کشفیات بسیاری شده که بعضی از آن‌ها مربوط به صفات کیفیتی هستندعبارتند‌از: برنج فاقد آمیلوز (ژن واکسی یا wx )، آمیلوز پائین (ژن du )، آمیلوز بالا (ژن ac ) و اثر مواد قلیایی بر روی دانه (ژن alk ). بعضی از خواص بسیار مهم نشاسته مانند درجه حرارت ژلاتینی، پیوستگی ژل و افزایش طول دانه پس از پخت ازنشانویژگی‌های زاد شناختی به حساب می‌آیند که درتلاقی‌های برنامه اصلاح نژادی ماهیت وراثتی و گوناگونی خود را نشان می‌دهند. زادشناسی به درک وراثت و تغییرات محتویات آمیلوز و خواص شیمیایی و فیزیکی نشاسته در جهت اصلاح ارقام خوش کیفیت برنج‌ کمک بزرگی کرده است.

1-1- آمیلــوز
گیاهان سبز از ترکیب آب و CO2 با استفاده از نور خورشید و سبزینه در طی مراحل فتوسنتز، کربوهیدرات‌ها را تولید می‌نمایند. انرژی لازم برای تشکیل این ترکیبات از نور خورشید تأمین می‌گردد. ابتدا گلوکز و سپس در اثر پرپار شدن آن‌ها درشت مولکول‌هایی مانند نشاسته و سلولز به‌وجود می‌آید. درجه حرارت هوا و مواد غذایی خاک که توسط گیاه جذب می‌شود، در پرپار شدن گلوکز به ویژه در نوع ایجاد پیوند‌های گلوکزیدی و درجه پرپارسازی تأثیر دارد. البته این عوامل محیطی در چگونگی ساختارنشاسته تغییر اندکی ایجاد می‌کند و عوامل زاد شناختی تأثیر اصلی و قاطعی را به نمایش می‌گذارد.

نشاسته ماده غذایی اصلی دانه‌ی برنج است که خود به دو ترکیب آمیلوز و آمیلوپکتین تقسیم می‌شود. آمیلوز از تک پارهای D - گلوکز با پیوندهای 4،1-a تشکیل شده است که هر واحد آن از طریق کربن‌های شماره 1 و 4 به واحدهای دیگر پیوند یافته و خواص
شیمیایی و فیزیکی ویژه‌ای به آن داده است که به طور شگفت‌آوری در کیفیت دانه غلات به ویژه برنج تنوع ایجاد کرده است. آمیلوز دارای زنجیرهای بدون شاخه یا کمتر شاخه‌دار متصل به آنزیم و محلول در آب و قابل آب کافت شدن به گلوکز و مالتوز می‌باشد.

برعکس آمیلوپکتین دارای سا‌‌ختار بسیار شاخه‌ای با زنجیرهای کوتاه 25-20 واحدی D - گلوکز توسط پیوندهای 6،1- a به زنجیر اصلی اتصال یافته و در آب نامحلول است. بنابراین در آمیلوپکتین دو نوع پیوند 4،1- a و 6،1- a وجود دارد و در اثر آب کافت شدن به مالتوز تبدیل می‌گردد. عموماً 36-1 درصد نشاسته اندوخته شده در دانه‌ی برنج را آمیلوز و بقیه را ترکیب آمیلوپکتین با ساختار مولکولی شاخه‌ای تشکیل می‌دهد. اگرچه آمیلوپکتین 98-65 درصد نشاسته درون دانه را شامل می‌شود اما نقش آن در کیفیت دانه به‌خوبی روشن نیست و نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین یا در اغلب موارد فقط محتویات آمیلوز را به عنوان یکی از مهمترین شاخص‌های فرآیند پخت و پز مورد ارزیابی قرار می‌دهند. کیفیت پخت برنج به صورت دانه یا آرد کاملاً با مقدار آمیلوز تعیین می‌شود.

ارقام و پروره‌های برنج را از نظر محتویات آمیلوز به واکسی یا فاقد آمیلوز (2-1 درصد)، خیلی کم آمیلوز (9-3 درصد)، کم آمیلوز (17-10 درصد)، متوسط آمیلوز (25-18 درصد) و آمیلوز بالا (بیشتر از26 درصد) طبقه‌بندی می‌کنند. اما برای مصرف کنندگان تنها درجه‌بندی دیگری پیشنهاد می‌شود که عبارت است از واکسی، آمیلوز متوسط و آمیلوز بالا. تاکنون روش‌های متعددی برای اندازه‌گیری آمیلوز ارائه شده است که عبارتند از : روش اندازه‌گیری جذب نور با طول موج 620 نانومتر در دستگاه طیف‌سنج نوری یا اتوآنالیزور، آمپرومتری، کروماتوگرافی کاغذی. از آن‌جا که آمیلوز با محلول ید رنگ آبی و آمیلوپکتین رنگ قرمز تولید می‌کند، با اندازه‌گیری جذب آن در طول موج 620 نانومتر با طیف سنج نوری مقدار آمیلوز تعیین می‌گردد.

آمیلوپکتین در این اندازه‌گیری مزاحمت ایجاد می‌کند اما این اثر را با تنظیم pH می‌توان کاهش داد.
برنج واکسی در موقع پخت، چسبنده و لزج و فاقد انبساط حجمی بوده، اما برنج‌های غیرواکسی که به غیر گلوتینوز نیز معروفند بستگی به ترکیب آمیلوز دارد. هرچه میزان آمیلوز بیشتر باشد از چسبندگی دانه‌ها به یکدیگر کاسته شده، به طوری که در برنج‌های آمیلوز بالا، دانه‌ها پس از پخت کاملاً از هم جدا باقی می‌مانند و در اثر سرد شدن خشک‌تر و سخت‌تر می‌گردند. برنج‌های با آمیلوز بالاتر از 33% پس از پخت خوب جویده نشده و فاقد ارزش خوراکی می‌باشند. برای تشخیص برنج واکسی از غیرواکسی روش ساده و آسانی رواج یافته است که در آن پس از خراشیدن سطح دانه و افزودن یک قطره محلول ید، واکنش یدی نشاسته انجام می‌شود.

اگر برنج از نوع واکسی باشد، رنگ قرمز و در صورتی که غیر واکسی باشد، رنگ آبی ظاهر می‌گردد.
اگرچه در بعضی مناطق محدودی برنج‌های واکسی را ترجیح می‌دهند اما اغلب نواحی جهان برنج‌های غیرواکسی از نوع آمیلوز متوسط را تولید و مصرف می‌نمایند و قیمت آن‌ها دائماً رو به افزایش است. در حال حاضر همه‌ی ارقام محلی ایرانی به استثنای گیل چمپا
دارای آمیلوز متوسط هستند. کشت گیل‌چمپا که از ارقام آمیلوز بالاست کشت آن تقریباً منسوخ گشته است. رقم دم‌سیاه که در بعضی از نواحی لاهیجان، آستانه، صومعه‌سرا و رودسر به ندرت کشت می‌شود با 22% آمیلوز و کیفیت پخت و خوراکی بسیار عالی از
برنج‌های نادر جهان است که به دلیل پایین بودن میزان محصول در واحد سطح، حساسیت به آفات و بیماری‌ها، دیررسی و ورس شدید به کشت آن توجهی نمی‌شود. بعضی از خانوارهای روستایی برنج دم‌سیاه را برای مصرف خودشان تولید و معمولاً به بازار عرضه نمی‌کنند.


کشاورزان کنجکاو، برای دسترسی به ارقام مشابه دم‌سیاه از روش انتخاب توده‌های محلی بهره‌ می‌گیرند. ارقام جدید هاشمی و علی‌کاظمی از این طریق اصلاح شده‌اند و هر دوآمیلوز متوسط هستند و کیفیت رقم هاشمی به دم‌سیاه نزدیکتر است.
کشت پروره‌های با نشاسته واکسی و غیرواکسی هر دو در نقاط مختلف جهان انجام می‌شود اما در ایران تاکنون به دلیل عدم تقاضای مصرف کننده ارقام واکسی کشت نشده است.


بهترین نمونه برنج واکسی 29IR است. مطالعه‌ی وراثت آمیلوز، درگیری یک ژن اصلی و چندین ژن تغییر دهنده غالب ناقص را به سمت آمیلوز پایین نشان می‌دهد. اما تلاقی زادمون‌های با مقادیر مختلف آمیلوز، الگوی متفاوت وراثت را بهتر نشان‌‌داده است.
هدایت تک ژنی محتویات آمیلوز در تلاقی بین زادمون‌های آمیلوز پایین و بالا و بررسی وراثت آمیلوز در جمعیت‌های BCF1 , F3 , F2 , F1 وBCF2 نشان داد که ژن آمیلوز بالا دارای غالبیت ناقص است و علاوه بر این تغییردهنده‌های دیگری نیز در این تلاقی‌ها
دخالت دارند(شانگ،1981).ارقام اصلاح شده ایرانی‌مانند سپیدرود، نعمت، ندا، گیل‌1، هراز، آمل‌2، آمل3 همه آمیلوز بالا، GT پایین و فاقد عطرند، زیرا در تلاقی‌های منجر به تولیدشان یکی از والدین آمیلوز بالا بوده است.


اطلاعات مربوط به تأثیر محیط، خاک، کود و عملیات زراعی در محتویات آمیلوز بیشتر ناشی از تجارب کشاورزان و دانشمندان است و هر دو قشر به این امر آگاهی کامل دارند.عموماً درجه حرارت هوا با مقدار آمیلوز دارای همبستگی منفی است و با افزایش درجه
حرارت هوا آمیلوز کاهش می‌یابد و از شفافیت ظاهری دانه کاسته می‌شود. استفاده از کودهای نیتروژنی اضافی در ارقام باسماتی پاکستانی و باسماتی 370 محتویات آمیلوز را9/9-3 درصد افزایش داده است. بنابراین استفاده از کود نیتروژنی اثر معکوسی در کیفیت پخت و خوراکی بر جای می‌‌گذارد.

در باره‌ی تأثیر پتاسیم، منیزیم، گوگرد، فسفر و روی در محتویات آمیلوز نظرات متفاوتی وجود دارد. اگرچه شن (1997) افزایش محتویات آمیلوز در اثر استفاده از کود Zn و ویل جت (1986) تأثیر پتاسیم در این عمل را گزارش داده‌اند، اما دلایل موجود در آن‌ها کافی نیست.2-1- درجه حرارت ژلاتینی (Gelatinization Temperature) درجه حرارت ژلاتینی یکی از خواص فیزیکی بسیار مهم نشاسته برنج می باشد که عبارت از درجه حرارتی است که دانه‌های نشاسته در داخل آب به طور غیرقابل برگشتی متورم می‌شوند. وقتی مخلوط آب و برنج به تدریج گرم می‌شود تا پیش از رسیدن به درجه حرارت ژلاتینی تغییر اندکی را متحمل می‌گردد، ولی پس از آن دانه‌های نشاسته آب را به مقدار بیشتری جذب کرده و سبب افزایش طول دانه و انبساط حجمی آن می‌گردند. بنابراین، GT تعیین کننده‌ی مدت زمان لازم برای پخت بوده و تغییر در آن منجر به تغییر در زمان پخت است و هرچه مقدار آن بیشتر باشد، مدت زمان لازم برای پختن بیشتر خواهد بود.

در درجه حرارت ژلاتینی دانه‌های نشاسته خاصیت پیوند قطبی خود را از دست داده و ژل به تدریج شفافیت بیشتری یافته و آمیلوز محلول می‌گردد. در این هنگام نشاسته را ژلاتینی شده می‌نامند. GT برنج کاملاً از زادمونی به زادمون دیگر تفاوت دارد.
GT درجه نظم سازمانی ذرات نشاسته را نشان می‌دهد و به همین دلیل درجه حرارت ژلاتینی نشاسته، درجه سازمان مولکولی آن را در نواحی بین ذرات نسبتاً بی‌شکل مجسم می‌سازد.


از این‌جا برای این سؤال که چرا در ارقام واکسی و غیرواکسی امکان یکسان بودن GT وجود دارد می‌توان پاسخی یافت. به نظر می‌رسد، GT با درجه تبلور نشاسته، اندازه یا درجه مولکولی آن، تعداد زنجیرهای انشعابی آمیلوپکتین برنج ارتباط داشته باشد. کمیت
و کیفیت نشاسته و GT تأثیر شدیدی در کیفیت پخت دارد. جالب توجه است که با این همه توضیحات، اندازه دانه‌ی برنج و شکل آن در مقدار جذب آب و زمان پخت هیچ‌گونه تأثیری نداشته بلکه فقط GT آن را مشخص می‌کند.

درجه حرارت ژلاتینی دانه‌های برنج به طور وسیعی تحت تأثیر عوامل محیطی و مواد غذایی خاک قرار دارد. از عوامل مؤثر در GT برنج می‌توان درجه حرارت زمان پرپار شدن نشاسته و میزان تابش نور خورشید را نام برد که مقدار آن را حداکثر شش درجه سانتی‌گراد تغییر می‌دهد. دلا کروز (1991) در مطالعه GT رقم برنج باسماتی پاکستان در درجه حرارت‌های مختلف دستگاة فیتوترون نتیجه گرفت که GT از درجه حرارت تأثیر نمی‌پذیرد.

شاید علت این مشاهده عدم هماهنگی بین شرایط ایجاد شده در فیتوترون و محیط آزاد به ویژه نور و تشعشعات دیگر خورشیدی و غیره باشد. تغییرات حرارتی در زمان تشکیل پرپارهای آمیلوز و آمیلوپکتین سبب تغییر در ساختار مولکولی و تغییر در انشعاب سازی
و حتی ایجاد پیوندهای عرضی می‌گردد. حدود 20 روز پس از گلدهی و نیز در زمان رسیدگی دانه اثر افزایشی درجه حرارت محیط در بالا بردن GT محسوس است. با این حال، در مورد تأثیر مواد معدنی خاک مانند ازت، پتاسیم و فسفر در میزان درجه حرارت ژلاتینی نشاسته برنج گزارش قابل قبولی وجود ندارد.

GT ارقام برنج عموماً بین cْ55 تا cْ79 متغیر است وشاملGT پایین ( cْ69ـ55)، GT متوسط (cْ74ـ 70) و GT بالا (cْ79 ـ 75) می‌باشد (جولیانو، 1972).

بیش از 90% ارقام محلی خوش کیفیت ایرانی از نوع GT متوسط هستند و زادمون‌های معطر عنبربو، هاشمی، علی‌کاظمی، دم‌سیاه و باسماتی پاکستان در این گروه قرار دارند، به استثنای حسنی که دارای GT پایین بوده اما کیفیت پخت آن بسیار تحسین برانگیز است.

اهالی طالش در نواحی هشتپر، ماسال، شاندرمن و فومن و بعضی نواحی دیگر که اغلب مردمانی کوشا و با اراده‌ا‌ی قوی هستند به مصرف این نوع برنج تمایل زیادی نشان می‌دهند.

بسیاری از کشاورزان گیلانی که بایستی روزهای طولانی به کار طاقت فرسای روی زمین زراعی بپردازند، معتقدند که برنج حسنی نسبت به سایر برنج‌ها، انرژی بیشتری را آزاد می‌سازد و توانایی انجام کار را در آن‌ها زیادتر می‌کند. این یک اظهار نظر ساده لوحانه و احساساتی نیست بلکه به احتمال قوی GT پایین همراه با آمیلوز متوسط و پروتئین بالای این رقم ممکن است منجر به چنین خواصی در آن شده باشد. حسنی از ارقام برنج دانه بلند محسوب نمی‌گردد، بنابراین بازار پسندی آن پایین است و با این که معطر نیز می‌باشد به قیمت ارزان‌تر معامله می‌شود، اما به علت GT پایین و GC نرم هنگامی که به صورت آرد مصرف می‌شود از کیفیت خوراکی و نگه‌داری بسیار عالی برخوردار است و بعضی از محصولات غذایی مانند نان برنجی، کیک، کاکا و خشکار فقط از آرد برنج حسنی قابل تهیه است که پس از پخت در حال سرد، نرم باقی می‌مانند و علاوه بر این از آن در تهیه غذاهایی از قبیل آش‌شیربرنج، فرنی و کویی‌آش (نوعی غذا که از مخلوط برنج، شیر، کدو قرمز و شکر تهیه می‌کنند) نیز استفاده می‌شود.

این نوع غذاها اگر پس از سرد شدن خشک و سخت گردند فاقد ارزش مصرفی خواهند بود و رقم حسنی چنین مشکلی را برطرف ساخته است.تاکنون روش‌های متعددی برای اندازه‌گیری GT رواج یافته که عبارتند از : روش تأثیر محلول هیدروکسید پتاسیم 7/1% و روش‌های نورسنجی، میکروسکوپی و پلاروگرافی. روش KOH خیلی ساده و سریع است.

تعداد شش دانه برنج سفید سالم را در یک پتریدیش قرار داده و 10 میلی‌لیتر محلول هیدروکسید پتاسیم 7/1 % به آن افزوده و مــدت 24 ساعت در درجه حرارت ثابت C30 نگهداری می‌کنند و سپس میزان تأثیر یا هضم محلول KOH را بر روی دانه‌ها

 

[ni_rosa_ce]

برای اطلاعات بیشتر لازم به توضیح است که غلظت KOH در دو زیرگونه‌ی هندی و ژاپنی متفاوت می‌باشد. برای پروه‌های زیرگونه‌ی هندی غلظت 8/1ـ7/1 درصد KOH و ارقامی که در مقابل KOH مقاومند مناسب است و اما برای پروه‌های زیرگونه ژاپنی و پروه‌هایی که در KOH به سهولت تجریه می‌شوند، غلطت 5/1ـ4/1 درصد KOH کافی به نظر می‌رسد.

اندازه گـــــیری GT به روش نورسنجی نیز تا اندازه ای ساده است اما‌‌ به آسیاب برای تهیه آرد و دستگاه طیف سنج نوری برای تعیین در صد عبور نور نیاز‌دارد که صرف هزینه بیشتری را موجب می‌شود. در این روش مقدار 50 میلی‌گرم آرد برنج را با افزودن 10 میلی‌لیتر محلول 7/1 درصد پتاس به مدت 24 ساعت در cْ30 قرار می‌دهند و سپس درصد عبور نور آن را با استفاده از سل (Cell) کوآرتز 8 میلی‌متری در طول موج 620 نانومتر تعیین می‌کنند. در نمونه‌های با GT بالا درصد عبور نور کوچکتر از 10 درصد و GT متوسط 50 –21 درصد و GT پایین عبور نور بیشتر از 60 درصد خواهد بود. شکل 2 منحنی نمایش درجه حرارت ژلاتینی برنج را نسبت به درصد عبور نور نشان‌می‌دهد.

در حال حاضر بسیاری از محققین با تجربه معتقدند که GT می‌تواند بعضی از مسائل مجهول مربوط به کیفیت برنج را پاسخ‌گو باشد. اعتقاد براین است که بدون درنظر گرفتن GT در انتخاب لاین‌های پیشرفته و در حال تفکیک بهبودی حاصل نخواهد شد و چندین سال تلاش برای معرفی یک رقم برنج اصلاح شده جدید که از نظر کیفیت مناسب و مورد پذیرش مصرف کننده باشد ممکن است با ناکامی مواجه گردد. از آن‌جا که محصول نهایی گیاهان دورگه دانه‌های F2 است، تفرقه GT در طول خوشه وجود دارد اما برداشت توده‌ای آن از نظر نشانویژگی‌های پخت و خوراکی مشاهده نشده است (ویرمانی، 1994). برعکس، ارقامی که به روش دورگ‌گیری تهیه می‌شوند و به کشاورزان معرفی می‌گردند بایستی از لحاظ GT نیز جور تخم و خالص باشند.


الگوی تفرقه GT بستگی به میزان آن در والدین ازیک تلاقی به تلاقی دیگر متفاوت است.
وانگ (1988) وراثت و تغییرات GT را در تلاقی‌ها مشاهده و نتیجه گرفته بود که GT به ‌وسیله ژن‌های غالب و افزایشی هدایت می‌شود. پیش از این نیز سومریت (1974) نقش اثر افزایشی ژن را در بعضی از تلاقی‌های مورد مطالعه خود گزارش کرده بود. وراثت GT در تلاقی‌ها پیوسته و چند ژنی است.

از آن‌جا که ژلاتینی شدن نشاسته به عمل تجزیه شیمیایی درشت مولکول‌های نشاسته بستگی داشته و با مقدار آمیلوز و آمیلوپکتین رابطه‌ای ندارد، اغلب دیده می‌شود که ارقام GT بالا، آمیلوز پایینند و عملاً هیچ رقمی با GT بالا و آمیلوز بالا دیده نشده است.

برنج‌های GT متوسط اکثراً با آمیلوز متوسط و بالا، GT پایین در همه‌ی ارقام برنج قابل مشاهده است. اگرچه مصرف کنندگان برنج به ویژه زنان خانه‌دار با اصطلاح فنی GT آشنایی ندارند، اما وجود چنین خواصی را در مدت زمان پخت، یکنواختی و تفرقه دانه‌های در حال پخت و جدا ماندن دانه‌ها پس از پخت را به خوبی احساس می‌کنند.هنگامی که برنج به صورت کته پخت می شود، تفرقه‌ی GT در دانه ها قابل تشخیص نیست زیرا در پوش باعث می شود تا گرما و بخار آب مدّتی پس از پخت در داخل دیگ باقی بماند و سبب پختن دانه هایی شود که به علت GT بالا هنوز ژلاتینی نشده اند.اما در پخت برنج به صورت آبکش، پس از خارج کردن آب دانه های GT بالا که هنوز نپخته اند به خوبی قابل تشخیص است.

3-1- پیوستگی ژل (Gel consistency)
پیوستگی یا چسبندگی ژل یکی از خواص نشاسته برنج است که از نشانویژگی‌های مهم کیفی محسوب می‌گردد و در به‌نژادی برنج مورد استفاده زادگیران (Breeders) قرارمی‌گیرد. پیوستگی ژل را می‌توان با روان شدن یا جاری شدن در سطح افقی بهتر درک کرد
و به این ترتیبGC متناسب خواهد بود با مسافت طی شده‌ی ژل حاصل از مخلوط 100 میلی‌گرم آرد برنج سفید با 2 میلی‌لیتر محلول 2/0 نرمال KOH در داخل لوله آزمایش 11×100 برحسب میلی‌متر، هنگامی که در سطح افقی به مدت یک ساعت ساکت نگه داشته شود.

اما در عمل برای جلوگیری از خطاهای احتمالی به اندازه‌گیری فاصله ژل تا ته لوله مبادرت می‌ورزند یا به عبارت دیگر طولی از لوله که ژل رنگی در آن مشاهده می‌شود تعیین می‌کنند. اختلاف سلیقه مصرف کنندگان وقتی که مجبور به استفاده از برنج‌های
آمیلوز بالا (بیش‌از26%) بودند، سبب شد تا تفاوت ارقام آمیلوز بالایی که محتویاتشان یکسان بود بررسی شود. به این ترتیب معلوم شد که برنج‌های‌ آمیلوز بالا از لحاظ GC در سه گروه سخت، متوسط و نرم می‌توانند طبقه‌بندی گردند.

برای نمونه دو رقم نعمت وسپیدرود با GT و محتویات آمیلوز یکسان و فاقد عطر، نعمت به دلیل GC نرم بیشتر از سپیدرود مورد پسند مصرف کنندگان است. از مقایسه ارقام خزر و دم‌سیاه نیز می‌توان به نقش با اهمیت این صفت پی‌برد. خزر و دم‌سیاه هر دو آمیلوز متوسط، GT متوسط وپروتئین یکسان (8/7%)دارند اما از نظر GC و عطر از هم متمایزند و چون ترکیبات عطری در کیفیت پخت و خشک شدن پس از آن تأثیری ندارد و فقط در کیفیت خوراکی نمایان می‌شود، از این رو GC ویژگی‌های نامطلوب خزر و کیفیت بسیار عالی دم‌سیاه را موجب شده است.

در حال حاضر از GC برای تشخیص کیفی همه‌ی ارقام و خط‌های در حال تفکیک برنج توسط زادگیران (Breeders) استفاده می‌شود. طول ژل برای GC سخت mm40-26 ، متوسط mm60-41 و نرم mm100-61 در نظر گرفته شده است. اندازه بهینه آن نیز مانند آمیلوز وGT ، متوسط است و بسیاری از ارقام محلی ایرانی GC متوسطند. پیش از تعیین GC لازم است همه‌ی نمونه‌های برنج سفید مورد آزمایش و برنج‌های شاهد با GC نرم 32IR ، متوسط 36IR و سخت 42IR حداقل به مدت 48 ساعت در یک اتاق نگه‌داری شوند تا رطوبت همه‌ی نمونه‌ها یکسان گردد. تعداد 12 دانه برنج سالم را با آسیاب آزمایشگاهی به آرد ریز 100 مش تبدیل و مقدار 1 ±100 میلی‌گرم آن را توزین و وارد لوله آزمایش mm 11×100 می‌نمایند. 2/0 میلی‌لیتر الکل 95% محتوی 025/0 درصد معرف تیمول آبی تازه تهیه شده را به آن اضافه می‌کنند(اتانول مانع لخته شدن آرد در طول مدت ژلاتینی شدن قلیایی می‌گردد و تیمول آبی ژل را به رنگ آبی در می‌آورد تا انتهای ژل به خوبی تشخیص داده شود).

حال 2 میلی‌لیتر محلول 2/0 نرمال KOH افزوده می‌شود و با استفاده از مخلوط‌کن ورتکس بهم زده می‌شود. یک عدد گلوله شیشه‌ای در دهانه‌ی لوله قرار داده و آن را در حمام آب در حال جوش فرو می‌برند تا پس از 10 دقیقه کاملاً ژلاتینی شود. سپس لوله‌ها را بیرون آورده و مدت 5 دقیقه در دمای اتاق نگه داشته تا خنک شود و آن‌گاه به مدت 20 دقیقه در مخلوط آب و یخ قرار می دهند تا ژل به حالت نیمه جامد درآید. لوله‌هارا مدت یکساعت بر روی کاغذ میلی‌متری در سطح افقی می‌خوابانند تا ژل حرکت نماید و فاصله انتهای حرکت ژل تا ته لوله آزمایش را یادداشت می‌کنند.

آزمایش تعیین GC خیلی حساس می‌باشد و بایستی درجه حرارت اتاق آزمایشگاه cْ25 و علاوه بر آن، ارقام شاهد در دامنه GC مورد نظر قرار داشته باشند (دلا، 2000). یکی از عوامل بسیار مؤثر در اندازه‌گیری GC حضور لیپیدها و درجه تبدیل برنج است. بنابراین به روشنی مشاهده می‌شود که چرا نمونه‌های یک رقم یا یک خط اصلاح شده برنج می‌تواند اندازه‌‌های GC متفاوتی را نشان دهد. تمام نمونه‌های برنج قهوه‌ای غیرواکسی به علت وجود لیپیدها دارای GC سخت هستند، و پس از تبدیل به برنج سفید ممکن است GC نرم یا متوسطی را حایز گردند. از این گذشته پس از خارج کردن ترکیبات لیپیدی آردشان با الکل اتیلیک 95 درصد غالباً دارای GC نرم خواهد شد. برای مثال نمونه‌ای از برنج قهوه‌ای 8IR با GC سخت (30 میلی‌متر) پس از چربی‌گیری با اتر نفت به 50 میلی‌متر یا GC متوسط رسید و پس از چربی‌گیری با اتانول 95% در دستگاه تقطیر برگشتی مقدار 84 میلی‌متر یا GC نرم به دست آمد.

یعنی هر سه حالت پیوستگی ژل سخت، نرم و متوسط برحسب وجود مقادیر متفاوتی از لیپیدها در رقم برنج 8IR دیده شد. درون دانه‌ی نشاسته‌ای برنج محتوی 7/0 درصد لیپید است که دارای نسبت لیپید خنثی : گلیکولیپید : فسفولیپید، 20 : 15 : 65 بود. حال برای مطالعه بیشتر، به این برنج چربی‌گیری شده مقدار 7/0-4/0 درصد اسید پالمتیک اضافه گردید و به دنبال آن آزمایش اندازه‌گیری پیوستگی ژل انجام شد که GC سخت (30 میلی‌متر) را نشان داد.


از طرف دیگر در ارقام برنج سفید واکسی (فاقد آمیلوز) نه عمل چربی‌گیری و نه افزایش اسیدپالمتیک هیچ کدام تأثیری در مقدار GC نداشت. به این ترتیب می‌توان چنین استنباط کرد که دخالت لیپیدها در GC مربوط به همتافت آمیلوز – لیپید برنج است. این بهترین
راه پاسخ به این سؤال است که چرا GC در ارقام آمیلوز بالا اهمیت دارد.

از این گذشته، تأثیر درجه‌ی تبدیل در پیوستگی ژل اصولاً از تغییر مقدار لیپیدهای موجود در
آن ناشی می‌شود و به همین علت نمونه‌های شاهد بایستی هم زمان با نمونه‌های آزمایشی به برنج سفید تبدیل گردند تا درجه تبدیل یکسانی داشته باشند (جولیانو، 1984).

شانگ ولی (1981) وراثت پیوستگی ژل در برنج‌های اصلاح شده زیرگونه هندی و همچنین جمعیت‌های BCF1 , F3 , F2 , F1 و BCF2 تلاقی بین والدین با پیوستگی ژل سخت و نرم را مطالعه کردند و نتایج به دست آمده نشان‌دادکه GC توسط‌یک ژن کنتر ل می‌شود و پیوستگی ژل سخت غالب و نرم مغلوب است. پیش از این نیز تصور می‌شد، اختلافات حاصل از این تلاقی‌های دو طرفه به دلیل اثر سیتوپلاسمی در پیوستگی ژل باشد (سنیق 2000). محتویات آمیلوز به نسبت زیادی با پیوستگی ژل دارای همبستگی معنی‌دار منفی است و نشان دهنده‌ی این است که اصلاح هر کدام بایستی به طور مجزا انجام شود و نه هر دوی آنها با هم در یک تلاقی (سنیق 2000).

از آن‌جا که غلظت لیپیدها تفوق کامل دارد، برای دست‌یابی به GC نرم در آمیلوز بالا، کاهش غلظت لیپیدهای درون دانه ضروری به نظر می‌رسد. تونگ (1989) با استفاده از تحلیل تلاقی دی‌آلل و قابلیت ترکیب کنندگی، دخالت یک ژن اصلی و چندین ژن کهاد (minor) یا تغییر دهنده را در هدایت بروز پیوستگی ژل و غالبیت متوسط در دامنه غالبیت ناقص گزارش کردند. این قابلیت ترکیب کنندگی نشان داد که اثرات ژن افزایشی و غیرافزایشی هر دو مهم می‌باشند. نتایج حاصل اهمیت انتخاب والدین مادری مناسب را در تلاقی‌ها پیشنهاد می‌کرد، به طوری که انتخاب GC متوسط از تلاقی‌های والدین GC سخت × GC نرم به دلیل هدایت ژن اصلی این صفت غیر مؤثر دانسته شد (سنیق و کوش، 2000).

4-1- پـروتئیــن پس از نشاسته عمده‌ترین جزء تشکیل دهنده‌ی دانه‌ی برنج می‌باشد و محتویات آن دارای تفاوت پروره‌ای بوده و در برنج سفید از 5 تا 4/15درصد متغیر گزارش شده است. در مؤسسة بین‌المللی برنج از تجزیه 17587 رقم برنج، میزان پروتئین
برنج قهوه‌ای بین 3/ 4 تا 2/18 درصد با میانگین 5/9 درصد به دست آمد (گومز، 1979 ) برنج در میان غلات دارای پائین‌ترین میزان پروتئین است، اما علاوه بر آمینواسید لیزین از نظر آمینواسیدهای گوگرددار سیستین و میتیونین غنی می‌باشد. مهمترین جزء
پروتئین مورد نیاز غذای انسان اسیدآمینه لیزین است که در برنج، جو صحرایی و چاودار بیشتر از غلات دیگر وجود دارد. برتری پروتئین برنج نسبت به سایر غلات مربوط به ترکیب همین آمینواسیدهاست.


مقادیر محتویات پروتئین مطابق روش‌های تجزیه، تأثیر شرایط انباری، زراعت، عوامل زاد شناختی، شرایط محیطی رشد و نمو (درجه حرارت، شدت نور خورشید و طول روز) و طول دوره‌ی رشد به طور قابل توجه‌ای متغیر است. اما هیچ کدام به اندازه عامل
زاد شناختی در آن مؤثر نیست.


پروتئین در لایه آلورن تغلیظ می‌شود ولی قسمت اصلی آن در درون دانه‌ی نشاسته‌ای ذخیره می‌گردد. غلظت پروتئین در لایه‌های خارجی‌تر بیشتر از لایه‌های داخلی درون دانه‌ی نشاسته‌ای است. پروتئین فضای بین دانه‌های نشاسته‌ای را اشغال می‌کند و از آن‌جا که دانه‌های نشاسته‌ای در نواحی گچی مانند نواحی غیرگچی شفاف دانه محکم به هم بسته نشده‌اند، تصور می‌شود که مولکول‌های پروتئین به عنوان متصل کننده باشند. بنابراین هر چیزی که غلظت پروتئین را افزایش دهد (مانند کودهای
ازت‌دار) استحکام دانه را مخصوصاً در نواحی گچی، در اثر اتصال ذرات به هم زیاد می‌کند (بورل و همکاران، 1990). پروتئین برنج براساس محلولیت اجزای آن طبقه‌بندی می‌شود:

1- آلبومیــــن : این پروتئین در آب خالص یا اندکی اسیدی حل می‌شود و در صورت گرم کردن تا اندازه‌ای انعقاد می‌یابد.
2- گلوبولیــن : این پروتئین در آب خالص حل نمی‌شود، اما در آب نمک (4/0 مولار NaCl ) حل می‌گردد و در اثر گرم کردن منعقد نمی‌شود.
3- گلوتلیــن : این پروتئین در آب خالص، نمک و اتانول نا محلول بوده، اما در آب با pH اسیدی یا قلیایی (1/0 مولار HCl یا NaOH )محلول است. این پروتئین در دانه گیاهان تک لپه‌ای مانند برنج وجود دارد. گلوتلین برنج اورزیین نامیده می‌شود.
4- پرولامیــن : این پروتئین در آب نامحلول، ولی در اتانول 80-70 درصد محلول است. پرولامین برنج با اتانول به سختی استخراج می‌شود. به همین دلیل مقادیر گزارش شده آن ممکن است صحیح نباشد و استخراج آن با اتانول 70% فقط مقادیر اندکی از
مولکول‌های پرولامین پروتئین برنج را جدا می‌کند.

مقادیر پروتئین برنج مطابق روش‌های مورد استفاده در اندازه‌گیری متفاوت است، با این حال زمان نمونه‌برداری ، شرایط نگه‌داری در انبار، شرایط محیطی رشد (درجه حرارت، رطوبت هوا و تشعشعات خورشیدی، طول دوره‌ی رشد و نوع زراعت دیم، آبی، کوددهی و وجین علف‌های هرز) در نتایج اندازه‌گیری پروتئین تأثیر دارد.

علاوه بر این ممکن است هر زادمونی در پاسخ به اثر شرایط بالا در طیف نسبتاً وسیعی متفاوت باشد. بررسی بورل (1990) در باره‌ی اثر کود ازتی در سه زادمون برنج لمون، نیوبونیت و استاربونیت نشان داد که با افزایش کود ازتی پروتئین دانه نیز زیاد می‌شود، اما این افزایش در زادمون استاربونیت بیشتر از دوزادمون دیگر بود، علاوه بر این اگر کودپاشی در مرحله خوشه دهی انجام شود، پروتئین دانه را بیشتر افزایش خواهد داد. برای درجه حرارت‌های بالاتر از 22 معلوم شد که با افزایش درجه حرارت محیط در دوره‌ی رسیدگی دانه مقدار پروتین‌کاهش می‌یابد، علت این است که درجه حرارت در میزان اندوختگی ترکیبات غیرپروتئینی به ویژه نشاسته بیشتر از ذخیره شدن پروتئین تأثیر می‌گذارد.

رطوبت هوا در افزایش محتویات پروتئین تأثیر قابل توجه‌ای دارد. عملیات کشت و مراقبت در مزرعه مانند فاصله نشاءکاری، وجین علف‌های هرز به علت این که کودهای نیتروژنی را بیشتر در اختیار گیاه قرار می‌دهد یا ممکن است نور بیشتری به گیاه برسد، در میزان پروتئین اثر می‌گذارد. از این گذشته، در یک بوته شاخه‌های کوتاه‌تر دارای مقدار پروتئین بیشتری نسبت به شاخه‌های بلندتر هستند و از طرف دیگر در هر خوشه دانه‌های پایین‌تر نسبت به دانه‌های بالاتر آن محتویات پروتئین بیشتری دارند و به کار بردن کودهای نیتروژنی این اختلاف را تشدید می‌نماید.

در حال حاضر محققان اصلاح برنج برای بالا بردن محتویات پروتئینی خطوط امید‌بخش خود در تلاشند. اگرچه تا این تاریخ بهبود محتویات پروتئین برنج به دلیل توارث پیچیده این صفت و تأثیر شدید شرایط محیطی در آن موفقیت آمیز نبوده است، اما اصلاح ارقام پرمحصول و زودرس وسیله مؤثری در پیش برد چنین برنامه‌ای می‌تواند باشد.


بعضی از مصرف کنندگان گیلانی در رژیم غذایی خود مقدار پروتئین برنج را درنظر می‌گیرند و برنج‌هایی را انتخاب می‌کنند که محتویات پروتئین لازم برای رژیم غذایی‌شان را تأمین کند. برای مثال زادمون‌های وووو (Vovo)‌، حسنی و غریب که مقدارپروتئین آن‌ها 8/9 تا 6/12 درصد است، برای مواردی که نیاز به پروتئین زیاد باشد و دم‌سیاه، هاشمی و علی کاظمی برای مواقعی که غذای سبک یا متوسط پروتئین مورد نظر باشد. مورد استفاده قرار می‌گیرند و از ارقام خارجی وارداتی به عنوان غذای کم پروتئین مصرف می‌گردد. مرکز رایانه‌ای مؤسسه‌ی تحقیقات بین‌المللی برنج (1990)محتویات پروتئین ارقام محلی و اصلاح شده ایرانی را به این صورت ارسال نموده است‌ :
بی‌نام 9/7، دم‌سیاه 6/8، حسنی 6/9، خزر 8/8، هراز 1/7، گیل یک 8/7، آمل دو 1/7،اعلمی ـ طارم 1/8، سپیدرود 1/7 و غریب 12 درصد (نامة جولیانو، 1990).


منبع:http://royan.megapars.ir/