آميلوز طي چند ساعت اوليه پس از پخت اتفاق مي افتد، درحاليکه واگشتگي (رتروگرداسيون) آميلوپکتين طي دوره زماني بسيار طولاني تري (يعني چندين روز پس از پخت) اتفاق مي افتد. اينتراکشن بين نشاسته و گلوتن، مهاجرت رطوبت و توزيع مجدد آب بين ترکيبات (از گلوتن به نشاسته) منجر به سفت شدن و بيات شدن نان مي گردد [56, 113].
بيات شدن نان در اصل عبارت است از، از دست رفتن تازگي به موازات سفت شدن مغز نان، که منجر به کاهش مقبوليت آن توسط مصرف کننده مي‌گردد. بچتول و همکاران (1978) بياتي را به صورت اصطلاحي که بيانگر کاهش پذيرش توسط مصرف کننده است تعريف کردند که بيشتر به علت تغييرات شيميايي ايجاد شده در نان ميباشد [21]. به عبارت ديگر نان قبل از اينکه به فساد ميکروبي دچار گردد، بيات ميشود [29].
اثرات بياتي را مي‌توان در 4 دسته اصلي تقسيم بندي نمود:
1) سفت شدن بافت: سفت شدن بافت بيشتر به علت تغيير در ساختار نشاسته است. شاخه‌هاي نشاسته طي نگهداري به همديگر متصل شده و با گذشت زمان مغز نان سفت‌تر ميشود.
2) تغييرات در رطوبت: تبخير در نان مي‌تواند منجر به 10 درصد کاهش وزن در نانهاي بسته بندي نشده و 1 درصد کاهش وزن در نانهاي بسته بندي شده گردد. حتي در صورت عدم تغيير در رطوبت، نان داراي طعم خشک بوده که به علت مهاجرت رطوبت از مغز به پوسته نان و از نشاسته به گلوتن است.
3) نرم شدن پوسته: نرم شده پوسته در نان بسته بندي نشده به علت افزايش رطوبت آن از حدود 12 درصد به 28 درصد ميباشد. اين پديده پوسته خشک، ترد و داراي طعم مطلوب را به پوسته نرم، چرمي و داراي طعم بيات شده نامطلوب مي‌کند.
4) کاهش طعم و تغييرات در آن: از آنجا که برخي از ترکيبات ايجاد کننده طعم سريع‌تر از سايرين از بين مي‌رود. طعم نان تازه ترکيبي از طعم‌هاي شيرين، شور و مقداري ترش ميباشد. با گذشت زمان طعم‌هاي شيرين و شور از بين رفته و طعم ترش باقي مانده نامطلوب خواهد شد. رايحه نان تازه تخميري و گندمي ميباشد. با گذشت زمان طعم الکل حاصل از تخمير از بين رفته و بوي گندمي کاهش مي‌يابد و بوي باقي‌مانده، نشاسته‌اي و نامطلوب خواهد بود [34].
پديده بيات شدن با تغييرات طعم، بافت، رنگ و خشک شدن نان همراه است. علاوه بر مغز، پديده بيات شدن در پوسته نان هم اتفاق مي افتد و موجب از دست رفتن تردي و برشتگي آن مي‌گردد و در اين مورد جذب رطوبت خواه از مغز نان يا هواي محيط توسط پوسته عامل بيات شدن پوسته است در حالي که همان‌طور که گفته شد رطوبت در بيات شدن مغز نان مؤثر نيست.
با اين که تصور ميشود واگشتگي64 نشاسته مهم‌ترين عامل به وجود آمدن بياتي است، رابطه علت و معلول بين واگشتگي و بياتي يافته نشده است. در حالي که تصور ميشود رتروگرادسيون آميلوپکتين نقش اصلي را در فرآيند بياتي ايفا مي‌کند، اکنون مشخص شده است که آميلوز نيز در اين فرآيند نقش ايفا مي‌کند و ايجاد کمپلکس هاي آميلوز- سورفاکتانت يکي از استراتژي‌هاي اصلي کاهش بياتي است، آميلوپکتين هم ممکن است در اين فرآيند دخالت کند.
بسياري معتقدند مهاجرت رطوبت از نان و بين اجزاي آن يکي از مهم‌ترين عوامل در به وجود آمدن بياتي است. شواهد نشان مي‌دهد، گلوتن مي‌تواند به عنوان يک عامل ذخيره کننده رطوبت عمل نمايد که آب از آن به مولکولهاي در حال واگشتگي منتقل ميشود. اما اثرات نسبي آبگيري گلوتن و مرطوب ساختن نشاسته و همچنين جلوگيري از وقوع اين پديده را تنها مي‌توان حدس زد.
با وجود اينکه بيش از يک قرن مطالعه بر فرآيند بياتي صورت گرفته است، اين پديده حذف نشده است، به طوري که حتي اگر از بهترين مواد و روش‌ها براي تهيه نان استفاده شود، نان پس از خارج شدن از تنور به تدريج بيات شده و بافت و رنگ اوليه خود را از دست مي‌دهد و عامل ايجاد خسارت براي صنعت پخت و مصرف کننده ميباشد [56].
1-9 نشاسته و کريستاليزاسيون مجدد آن
نشاسته يک پليمر نيمه کريستالي65 مي باشد که بخشهاي آمورف، اينترکريستالين66 و کريستالي دارد [156]. بنايراين زمانيکه در آب حرارت داده مي شود، دو تغيير فاز ديده شود؛ يکي ذوب بخش کريستالي و ديگري تبديل شيشه اي بخش آمورف مي باشد [116]. دونوان اولين فردي بود که بر روي دماي انتقال شيشه اي نشاسته کار کرد و بيشتر مطالعات تغيير فاز نشاسته با استفاده از DSC انجام شده است و در گذشته بيشتر بر تغيير ذوب درجه اول67 فاز کريستالي توجه شده است. پس از آنکه اسلاد و همکارانش [155] وجود تبديل درجه دوم68 (تبديل شيشه اي) را تشخيص دادند، مطالعات زيادي در زمينه دماي تغيير شيشه اي (Tg) سيستمهاي نشاسته- آب و مخلوطهاي نشاسته با استفاده از DSC، DMTA و NMR انجام شد. در نشاسته ژلاتينه شده هيچ کريستالي وجود ندارد، بدين معنا که بخشهاي کريستالي نشاسته تبديل به بخشهاي آمورف شده اند. اگر نشاسته ژلاتينه شده نگهداري شود، کريستاليزاسيون مجدد بسته به شرايط نگهداري (مثل زمان، دما و مقدار رطوبت) و نوع نشاسته اتفاق مي افتد. فرايند رتروگرداسيون نشاسته زماني اتفاق مي افتد که مولکولهاي نشاسته ژلاتينه شده شروع به بهم پيوستن مجدد در يک ساختار منظم مي نمايد.
در مواد غذايي نشاسته اي، کريستاليزاسيون مجدد نشاسته و انتقال شيشه اي نشاسته نقش کليدي در کيفيت و پايداري محصول طي نگهداري دارد. بنابراين کنترل اين فرايندها جهت حفظ کيفيت محصولات غذايي حاوي نشاسته بسيار اهميت دارد [155]. درجه کريستاليزاسيون مجدد و طبيعت کريستالهاي شکل گرفته تحت تأثير منبع نشاسته، دماي نگهداري، غلظت، و وجود نمک، اسيدها، چربي ها، سورفکتانها و قندها مي باشد [143, 155, 184].
دماي انتقال شيشه اي (Tg) براي هر ترکيبي مقدار ويژه اي است و بستگي به حجم آزاد، درجه پليمريزاسيون، ژئومتري مولکولي، درجه تبلور، و وزن مولکولي پليمر دارد. Tg نشاسته به مقدار فاز آبي موجود حساس مي باشد. مواد آبکي با وزن مولکولي پائين مثل آب و پلاستيسايزر، Tg سيستم پليمر (نشاسته)- آب را کاهش مي دهد [156]. بايک و همکاران همبستگي خوبي بين درجه هسته زايي کريستاليزاسيون مجدد و دماي انتقال شيشه اي (Tg) سيستم ژل نشاسته برنج مشاهده نمودند. با افزايش زمان نگهداري دماي انتقال شيشه اي در ژلهاي نشاسته به طور معني داري افزايش مي يابد و شدت اين افزايش بستگي به دماي نگهداري دارد [14]. به عنوان مثال بايک و همکاران مقدار Tg براي ژل نشاسته برنج با 60 درصد رطوبت را برابر ?C8/7- بدست آوردند که پس از 9 روز نگهداري به مقدار تقريبي ?C6- افزايش يافت. نشان داده شده است که براي پليمرهاي سنتتيک و نشاسته ها با افزايش درجه تبلور، مقدار Tg افزايش مي يابد [14, 68, 155, 184]. کريستاليزاسيون مجدد باعث مي گردد که مولکولهاي نشاسته توسط پيوندهاي هيدروژني به يکديگر پيوند خورده و مقدار آب با نقش پلاستيسايزري کاسته شده و Tg افزايش يابد و در نتيجه با افزايش نسبت منطقه کريستالي به آمورف، مقدار Tg افزوده مي گردد [14, 27].
1-10 روشهاي بررسي و اندازه گيري بياتي
از آنجايي که بياتي يک فرآيند چندوجهي بوده و همراه با تغييرات فيزيکي، شيميايي و فيزيکوشيميايي ميباشد روشهاي متفاوتي براي بررسي اين پديده توسعه يافته است. بديهي ميباشد که هيچ يک از اين آزمون‌ها، به تنهايي يک روش سنجش کامل بياتي نيستند [151].
1-10-1 روشهاي رئولوژيکي و ارزيابي خصوصيات بافتي
خصوصيات مکانيکي مغز نان به خصوص تراکم پذيري و مقاومت در مقابل نيروهاي فشاري، کششي و برشي مهم‌ترين عواملي هستند که در تعيين کيفيت نان و پذيرش مصرف کننده نقش دارند. از ساده‌ترين و مناسب‌ترين روش‌ها براي تعيين ميزان بياتي، اندازهگيري سفتي بافت است به طوري که مشخص شده آزمون فشرده کردن داراي همبستگي بسيار خوبي با ميزان بياتي نان است. سفتي نيروي لازم براي فشرده کردن مغز نان تا رسيدن به يک تغيير شکل معين توصيف ميشود. رايج‌ترين دستگاه‌هاي اندازهگيري سفتي شامل نفوذ سنج، قوام سنج، فشارسنج محصولات نانوايي69 و دستگاه اندازهگيري خصوصيات بافت (اينستران) ميباشد که در اين ميان اينستران به دليل قابليت تنظيم براي شرايط مختلف، مناسب‌ترين دستگاه به منظور بررسي بياتي ميباشد [76].
برخلاف استفاده رايج از نيروي فشاري به منظور بررسي بافت نان، گزارش‌هاي کمي مبني بر استفاده از آزمون‌هاي کششي با اين هدف انجام شده است که مهم‌ترين دليل عدم استفاده از اين روش مشکل بودن تهيه نمونه با شکل هندسي يکنواخت است [171].
1-10-2 آناليز گرمايي
هرگاه در يک ماده تغيير حالت فيزيکي يا واکنش شيميايي رخ دهد و يا از يک حالت کريستالي به حالت ديگر تبديل شود، گرما جذب يا آزاد ميشود. تغيير در آنتالپي يا گرماي دروني نان در طي نگهداري براي تعيين ميزان واگشتگي نشاسته روش مناسبي به حساب مي‌آيد. در بين روشهاي آناليز حرارتي، کالري متر اسکني افتراقي (DSC)70 مفيدترين روش در تهيه اطلاعات در مورد واگشتگي نشاسته است. در اين روش اختلاف در انرژي ورودي بين نمونه و مرجع اندازهگيري و به صورت يک منحني ثبت ميشود. مساحت زير پيک به طور مستقيم متناسب با مقدار واگشتگي نشاسته و بنابراين ميزان بياتي ميباشد. با استفاده از ترموگرام حاصل از آناليز DSC نمونه ها مي توان شدت بياتي را از دو جنبه مورد ارزيابي قرار داد؛ اول ميزان آنتالپي ذوب يخ و محاسبه ميزان آب قابل انجماد در نمونه و دومي اندازه گيري آنتالپي ذوب کريستالهاي آميلوپکتين در نانهاي بيات شده. مشخص شده است که کاهش آب غير قابل انجماد نان طي نگهداري دليل مهاجرت آب به بلورهاي نشاسته و نيز از مغز به پوسته مي باشد. بياتي علاوه بر اينکه منجر به کاهش آب قابل انجماد يا آنتالپي ذوب يخ در نمونه ها و نيز افزايش آنتالپي ذوب کريستالهاي آميلوپکتين مي گردد، بر دامنه دمايي پيکهاي حاصل نيز تغيير ايجاد مي نمايد. شروع پيک مربوط به ژلاتينه شدن مجدد آميلوپکتين بين دماي 60-50 درجه سانتي‌گراد ميباشد در حالي که در نان تازه اين پيک ديده نميشود [76, 151].
1-10-3 ارزيابي ميکروسکوپي
الف) ميکروسکوپ نوري و پلاريزه
روشهاي ميکروسکوپي زيادي براي بررسي نان و اجزاء آن استفاده ميشود. تکنيک‌هاي ميکروسکوپ نوري با رزولوشن 500-200 نانومتر به طور گسترده‌اي براي اين منظور به کار مي‌روند. به عنوان مثال از اين روش براي بررسي تأثير مخلوط کردن بر ساختار خمير حاصل از چند نوع آرد استفاده شده است. رائو و کواورکر در سال 1992 از ميکروسکوپ‌هاي نوري پلاريزه به منظور بررسي کريستالهاي نشاسته تشکيل شده در نان بيات استفاده کردند. گرانول‌هاي نشاسته در حالت طبيعي به دليل نظم بسيار بالاي ساختماني داراي خاصيت انکسار نور ميباشند و در زير ميکروسکوپ پلاريزه پيوندهاي صليبي از خود نشان ميدهند. طي ژلاتينه شدن ساختار نيمه بلورين نشاسته از هم پاشيده شده و بنابراين خاصيت انکسار نور و اتصالات صليبي شکل مشاهده نميشود. با نگهداري نان، به دليل اتصال مجدد مولکول‌ها، ساختمان نشاسته از حالت متورم و ژل مانند مجدداً به حالت بلورين تغيير يافته و در نتيجه با استفاده از ميکروسکوپ‌هاي پلاريزه و خاصيت انکسار نور بررسي اين تغييرات امکان پذير خواهد بود.
ب) ميکروسکوپ‌هاي هم کانون
از معايب اصلي ميکروسکوپ‌هاي نوري، رزولوشن پايين و نياز به برش نازک از نمونه ميباشد و در صورتي که از نمونه با ضخامت زياد براي بررسي استفاده شود تصاوير مبهم و تاري بدست خواهد آمد. ميکروسکوپ‌هاي هم کانون اين مشکل را با استفاده از جمع کردن منبع نور روي حجم کوچکي از نمونه حل کرده‌اند. مزيت ديگر اين روش بدست آوردن تصاوير سه بعدي از اجزاء بافت (نشاسته و گلوتن) ميباشد. البته اين ميکروسکوپ‌ها قادر به تمايز بخشهاي بلورين و بي شکل نبوده و براي تهيه تصاوير و اطلاعات کامل‌تر از تغييرات، نياز به استفاده از روشهاي تکميلي است.
ج) ميکروسکوپ‌هاي الکتروني
ميکروسکوپ‌هاي الکتروني به دليل استفاده از منبع نوري الکتروني و لنز مغناطيسي نسبت به ميکروسکوپ‌هاي نوري تصاوير با رزولوشن بهتر (20-15 نانومتر) و بزرگنمايي
