Evaluation of the nutritional and functional properties during processing of edible drink in the highlands of Ecuador

في الهواء المرتفع والخلخل في جبال الأنديز، حيث الشمس حارقة والليالي باردة، لا يُعد الذرة مجرد محصول فحسب؛ بل هي شريان حياة. فمنذ آلاف السنين، دأب الناس في هذه المناطق المرتفعة من الإكوادور على زراعة هذه الحبوب، وتكييفها لتنجو في ظروف قد تخنق نباتات أخرى. وبينما يُعرف الذرة عالميًا كمصدر للطاقة، حيث يوفر النشا الذي يغذي أجسادنا، فإنه يحمل أيضًا إمكانات خفية داخل حباته. فاعتمادًا على لون الحبة، يحتوي النبات على مركبات طبيعية مختلفة يمكن أن تعمل كمضادات للأكسدة، مما يساعد في حماية الجسم من التلف. وفي العقود الأخيرة، تعلم العلماء أن كيفية معالجة الغذاء — سواء تركناه ينبت، أو طبخناه، أو تركناه يتخمر — يمكن أن تغير هذه الخصائص الغذائية بشكل كبير. وينطبق هذا بشكل خاص على المشروبات المخمرة التقليدية، حيث يعمل نشاط الميكروبات على تحويل السكريات البسيطة إلى نكهات معقدة ومواد قد تكون مفيدة. إن فهم هذه التغييرات لا يتعلق فقط بالحفاظ على التقاليد؛ بل يتعلق بإيجاد طرق جديدة لتحسين التغذية وخلق قيمة للمزارعين الذين يزرعون هذه الأصناف الفريدة.

لقد شرع فريق من الباحثين من الإكوادور وكوريا الجنوبية في استكشاف هذه الإمكانات من خلال النظر في خمسة أنواع محددة من الذرة المطورة للمرتفعات. هذه الأصناف، التي طورها المعهد الوطني للبحوث الزراعية في الإكداور، تختلف في اللون والملمس، وتتراوح من الأبيض والأصفر إلى الأرجواني الداكن. أراد العلماء معرفة ما يحدث للمكونات الغذائية لهذه الحبوب أثناء انتقالها عبر ثلاث مراحل متميزة: أولاً كحبوب خام، ثم بعد السماح لها بالإنبات، وأخيرًا بعد تحويلها إلى مشروب مخمر تقليدي يُعرف باسم "تشيتشا". كان الهدف هو تحديد ما إذا كانت خطوات المعالجة تساعد أو تضر بالمركبات المفيدة، وأي صنف من الذرة قد يكون المرشح الأفضل لإنشاء مشروب صحي ووظيفي.

بدأت الرحلة في المختبر مع الحبوب الخام. قام الباحثون بقياس السمات الفيزيائية لكل صنف، ملاحظين أن الحبات البيضاء الدقيقية كانت الأكبر والأثقل، بينما كانت الحبات الصفراء الحلوة هي الأصغر. كما حللوا لون الحبوب باستخدام أداة حساسة تقيس درجة السطوع واللون. وكما هو متوقع، كان الصنف الأرجواني الأسود هو الأغمق، بينما كانت الحبوب الصفراء والبيضاء أكثر سطوعًا بكثير. هذا الاختلاف في اللون مهم لأنه يشير إلى وجود أصباغ طبيعية مختلفة، مثل الكاروتينات الصفراء الموجودة في الحبوب الزاهية والأنثوسيانين الأرجواني الموجود في الحبوب الداكنة. وغالبًا ما ترتبط هذه الأصباغ بفوائد صحية، حيث تعمل كمضادات للأكسدة لتحييد الجزيئات الضارة في الجسم.

بعد ذلك، أخذ الفريق الحبوب وسمح لها بالإنبات. تتضمن هذه العملية نقع البذور في الماء وتركها في بيئة دافئة حتى تبدأ في النمو. خلال هذه المرحلة، تستيقظ البذور وتبدأ في تفكيك طاقتها المخزنة لتغذية النبات الجديد. وجد الباحثون أن عملية الإنبات هذه غيرت المشهد الكيميائي للحبات. ففي كل صنف تقريبًا، زادت كمية السكر مع تفكك النشا إلى أشكال أبسط. والأهم من ذلك، أدى الإنبات إلى ارتفاع في البوليفينول، وهي مجموعة واسعة من المركبات النباتية المعروفة بخصائصها المضادة للأكسدة. وتحسنت قدرة الحبوب على محاربة الأكسدة بشكل عام. ومع ذلك، لم تكن النتائج موحدة؛ فقد شهد الصنف الأرجواني الداكن انخفاضًا طفيفًا في محتوى الأنثوسيانين أثناء الإنبات، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن هذه المركبات الرقيقة حساسة للتغيرات التي تحدث داخل البذرة. وفي الوقت نفسه، أظهر أحد الأصناف الصفراء زيادة ملحوظة في الكاروتينات، مما يشير إلى أن عملية الإنبات يمكن أن تعزز عناصر غذائية محددة اعتمادًا على التركيبة الجينية للحبة.

تضمنت المرحلة النهائية من التجربة تحويل الحبوب المنبتة إلى مشروب. قام الباحثون بخلط الذرة المنبتة والمطحونة مع الماء وتركها تتخمر لمدة يومين في درجة حرارة الغرفة. هذه هي الطريقة التقليدية لصنع "التشيتشا"، وهو مشروب كان جزءًا من النظام الغذائي في جبال الأنديز لقرون. ومع تخمر الخليط، تغيرت البيئة بسرعة. زادت حموضة السائل، وانخفض الرقم الهيدروجيني (pH)، مما خلق بيئة يمكن للبكتيريا والخميرة المفيدة أن تزدهر فيها. تتبع الباحثون هذه التغيات يوميًا، ملاحظين تقلب مستويات السكر مع استهلاك الميكروبات لها. وعندما حللوا المشروب النهائي، وجدوا أن عملية التخمير قللت عمومًا من النشاط الكلي لمضادات الأكسدة مقارنة بالحبوب المنبتة. يشير هذا إلى أن الميكروبات أو الظروف الكيميائية للتخمير قد تؤدي إلى تفكيك بعض المركبات المفيدة. ومع ذلك، كانت هناك استثناء ملحو de. فقد احتفظ الصنف الأرجواني الداكن، INIAP 199، بمستوى عالٍ جدًا من البوليفينول حتى بعد التخمير، متميزًا عن الأصناف الأربعة الأخرى.

لم تتوقف الدراسة عند التحليل الكيميائي؛ بل سألت أيضًا الناس عن رأيهم في المشروبات. قامت لجنة مكونة من أربعين شخصًا، بما في ذلك محليون وباحثون، بتذوق التشيتشا المصنوعة من كل نوع من أنواع الذرة الخمسة. قاموا بتقييم المشروبات من حيث اللون والرائحة والطعم والملمس. كانت النتائج مذهلة. حصل المشروب المصنوع من الذرة الأرجوانية الداكنة على أعلى الدرجات في اللون والجودة العامة. لقد فضل المشاركون بوضوح اللون العميق والغني للصنف الأرجواني. في المقابل، حصل المشروب المصنوع من صنف الذرة البيضاء على أدنى الدرجات في جميع المجالات، لا سيما في الرائحة والطعم. ويتماشى هذا التفضيل للصنف الداكن مع النتائج الكيميائية، حيث لم يكن الحبوب الأرجوانية الأكثر جاذبية من حيث المظهر فحسب، بل احتوت أيضًا على أعلى مستويات من المركبات المعززة للصحة التي صمدت أمام عملية التخمير.

خلص الباحثون إلى أن اختيار صنف الذرة أمر بالغ الأهمية عند تطوير الأغذية الوظيفية. وبينما يعزز الإنبات عمومًا القيمة الغذائية للحبة من خلال زيادة السكريات ومضادات الأكسدة، فإن خطوة التخمير اللاحقة يمكن أن تغير هذه الفوائد. تشير الدراسة إلى أن ليس كل ذرة متساوية في هذا الصدد. فقد برز الصنف الأرجواني الداكن، INIAP 199، كنموذج متميز، حيث قدم مزيجًا فريدًا من محتوى مضادات الأكسدة العالي والجاذبية القوية للمستهلك. تشير هذه النتيجة إلى استراتيجية محددة للمزارعين ومنتجي الأغذية: من خلال اختيار الصنف المناسب وفهم كيفية تفاعله مع المعالجة، من الممكن إنشاء منتجات تقليدية لذيذة ومتفوقة غذائيًا في آن واحد. يسلط هذا العمل الضوء على أن التنوع الجيني للذرة في مرتفعات الإكوادور يحمل إمكانات غير مستغلة لتحسين صحة الإنسان ودعم الاقتصادات المحلية، بشرط أن يتم تصميم طرق المعالجة لتناسب الخصائص الفريدة لكل حبة.