معماری زیستی و حرارتی نان سنگک: چگونه خمیرترش و سنگ‌های داغ، قفل مواد معدنی گندم را می‌شکنند؟

وقتی یک تکه نان سنگک برشته را از روی سنگ‌های داغ جدا می‌کنید و عطر خمیرترش آن در فضا می‌پیچد، شما تنها در حال مصرف یک وعده غذایی نیستید؛ شما در حال تجربه پایان یک عملیات پیچیده بیوشیمیایی هستید که قفل مواد معدنی گندم را شکسته است. این نان، برخلاف نان‌های مسطح سریع‌پخت، تنها ترکیبی از آرد و آب نیست؛ بلکه یک رآکتور زیستی است که در آن، خمیرترش و حرارت سنگ‌های رودخانه‌ای، ساختار مولکولی گندم را برای پذیرش در بدن انسان بازنویسی کرده‌اند.[3]

گندم کامل، که آرد سنگک به طور سنتی از آن تهیه می‌شود، سرشار از آهن، روی و کلسیم است. اما طبیعت این مواد مغذی را درون یک گاوصندوق شیمیایی به نام «اسید فیتیک» (Phytic acid) حبس کرده است. اسید فیتیک در سبوس گندم، به مواد معدنی متصل شده و مانع از جذب آن‌ها در روده انسان می‌شود. بر اساس پژوهش‌های منتشر شده در سال ۲۰۱۴ توسط محققان دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد در مجله کیفیت و خطرات مواد غذایی، «نان‌هایی که زمان تخمیر کوتاهی دارند، غلظت اسید فیتیک در آن‌ها فراتر از سطح قابل قبول (۱۰ میلی‌گرم در ۱۰۰ گرم) باقی می‌ماند» که این امر مستقیماً به کاهش جذب مواد معدنی منجر می‌شود. در این مطالعه، نان لواش با ۹.۸ میلی‌گرم اسید فیتیک در هر ۱۰۰ گرم، بالاترین میزان این ماده ضدتغذیه‌ای را نشان داد.[2]

کلید باز کردن این گاوصندوق، زمان و یک جامعه زنده از باکتری‌هاست. در روش سنتی پخت سنگک، استفاده از «خمیرترش» (Sourdough) حاوی مخمرهای وحشی و باکتری‌های اسید لاکتیک، محیط خمیر را به شدت اسیدی می‌کند. این افت pH، آنزیمی به نام «فیتاز» را که در خود گندم خوابیده است، بیدار می‌کند. فیتاز فعال‌شده، پیوندهای اسید فیتیک را می‌شکند و یون‌های آهن و روی را آزاد می‌کند.[1][3]

مطالعات انجام شده در سال ۲۰۰۴ توسط جلال جمالیان و زهرا شیخ‌الاسلامی نشان می‌دهد که استفاده از خمیرترش و افزایش زمان تخمیر، کلید اصلی تجزیه این ترکیب ضدتغذیه‌ای است. در این بررسی‌ها مشخص شد که یک رابطه معکوس و معنادار بین زمان تخمیر و غلظت اسید فیتیک وجود دارد؛ به طوری که تخمیر طولانی‌مدت می‌تواند بخش عمده‌ای از این اسید را تجزیه کرده و آهن و روی را آزاد کند. به عبارت ساده‌تر، خمیرترش، آرد گندم را پیش از ورود به معده شما، هضم و مواد معدنی آن را قابل جذب می‌کند.[1][2]

به گفته تیم تحریریه فکتلن که مکانیزم‌های پخت سنتی را تحلیل کرده‌اند، بیوشیمی تنها نیمی از معادله سنگک است؛ نیمه دیگر، ترمودینامیک انتقال حرارت است. واژه «سنگک» مستقیماً به بستر پخت این نان یعنی سنگ‌ریزه‌های داغ رودخانه‌ای اشاره دارد. خمیر سنگک به دلیل استفاده از آرد کامل و نیاز به فعالیت طولانی‌مدت آنزیم‌ها، نیازمند هیدراتاسیون (آب‌گیری) بسیار بالایی است. پختن چنین خمیر شلی روی یک سطح فلزی صاف، به یک خمیر خیس و سنگین منجر می‌شود.[3]

تحلیل‌های مهندسی حرارت نشان می‌دهد که سنگ‌های داغ، گرما را به صورت هدایتی و با سرعت بسیار بالا به عمق خمیر منتقل می‌کنند. این شوک حرارتی، آب میان‌بافتی را به سرعت تبخیر کرده و حباب‌های هوای ایجاد شده توسط خمیرترش را منبسط می‌کند. این فرآیند به خمیر اجازه می‌دهد تا در دمای بالا (حدود ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد) ساختار خود را حفظ کند.[3]

فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌های روی نان سنگک که اثر مستقیم سنگ‌ها هستند، سطح تماس نان با حرارت را به شدت افزایش می‌دهند. این معماری ناهموار باعث می‌شود که نان به سرعت مغزپخت شود، بدون آنکه سطح آن بسوزد. این فرآیند، پوسته را کاراملی و ترد کرده و درون آن را نرم و جویدنی نگه می‌دارد؛ ویژگی‌ای که در هیچ نان مسطح دیگری به این شکل دیده نمی‌شود.[3]

بستر سنگی حتی بر رفتار نان پس از پخت نیز تاثیر می‌گذارد. حرارت سریع و یکنواخت سنگ‌ها، فرآیند تبلور مجدد آمیلوپکتین (بخشی از نشاسته) را تغییر می‌دهد، به همین دلیل سنگک سنتی نسبت به نان‌های پخته شده روی صفحات فلزی، رطوبت خود را بهتر حفظ کرده و دیرتر خشک و بیات می‌شود.[3]

با این حال، صنعتی شدن سریع، این معماری دقیق را تهدید می‌کند. جایگزینی خمیرترش با مخمرهای صنعتی سریع یا بدتر از آن، استفاده از جوش شیرین، فاز حیاتی اسیدی شدن را به طور کامل حذف می‌کند. بدون زمان کافی برای تخمیر و افت pH، آنزیم فیتاز فعال نمی‌شود، اسید فیتیک دست‌نخورده باقی می‌ماند و نان، با وجود داشتن ظاهر سبوس‌دار، ارزش تغذیه‌ای واقعی خود را از دست می‌دهد.[1][2][3]

نان سنگک اصیل، یک تصادف تاریخی نیست؛ بلکه نمونه‌ای درخشان از مهندسی غذایی باستانی است. جایی که زیست‌شناسیِ باکتری‌های تخمیرکننده و فیزیکِ انتقال حرارت سنگ‌های داغ به هم می‌پیوندند تا یکی از مغذی‌ترین و خوش‌طعم‌ترین نان‌های مسطح جهان را خلق کنند. حفظ این روش پخت، تنها پاسداری از یک طعم نوستالژیک نیست، بلکه دفاع از سلامت سلولی جامعه است.[3]