אנציקלופדיה הלכתית - חקלאית

אנציקלופדיה הלכתית-חקלאית הוא פרוייקט חדש מבית מכון התורה והארץ, שמרכז מידע מקצועי והלכתי השייך לכלל תחומי החקלאות (הצומח והחי) ומהווה רקע חשוב לכתיבה הלכתית בנושא המצוות התלויות בארץ.

הערכים מובאים בשני חלקים: החלק המדעי-מקצועי ובעקבותיו הדיון ההלכתי.

צוות הכותבים של האנציקלופדיה כולל אנשי מדע מעולם האקדמיה, הנחשבים למומחים בתחומם, ורבנים פוסקי הלכה הבקיאים במצוות התלויות בארץ ובפרטי הלכותיהם.

מטרת האנציקלופדיה היא להביא בפני הקורא את הידע הקיים בסוגיות אלו, ואינה מהווה ספר פסיקה הלכה למעשה.

פרוייקט בסיוע משרד התרבות והספורט- מנהל התרבות.
המחלקה למכוני מחקר תורניים.
 
חזור למפתח הערכים

גלוטן - דִבְקַן

אנגלית: [1]Gluten

תקציר

הגלוטן הוא שם לקבוצת חלבונים המצויים בגרעין של חלק ממשפחת הדגניים,[2] ותפקידם הוא לשמש יחד עם העמילן כמקור אנרגיה לצמח בשלבי נביטתו. לשניים ממרכיבי הגלוטן ישנה חשיבות גם בתהליך ייצור הלחם. מרכיבים אלו קיימים רק בחלבונים של "חמשת מיני דגן", ואינם קיימים בחלבונים של מינים אחרים ממשפחת הדגניים. לתכונות אלו עשויות להיות השלכות הלכתיות, כגון קביעת המינים החייבים בחלה והגדרת חמץ.

 

ערך זה הוא ערך מבוא למיני הדגניים השונים: אורז, דוחן, חיטה, חמץ, חמשת מיני דגן, כוסמין, קרמית, שבולת שועל, שיפון, שעורה, תירס. מומלץ לעיין במילון המונחים המובא בסוף הערך.

 ראשי פרקים

כללי

הגרעין של מיני הדגניים השונים מורכב ממספר חומרים: פחמימות 56% - 74%, מים 11% - 14%, חלבונים 7% - 12%, שומנים 2% - 4%, מינרלים וויטמינים 1% - 3%.

תפקידם של הפחמימות, החלבונים והשומנים הוא לספק לנבט חומרי הזנה במהלך הנביטה עד ליצירת עלים ירוקים ותחילת תהליך ההטמעה (הפוטוסינתזה).

אחד המאפיינים הייחודיים של החלבונים של חמשת מיני דגן הוא הימצאותו של הגלוטן. הגלוטן מעורב בעמילן והוא ממוקם באנדוספרם (Endoperm - רקמת המזון שבגרגר). הגלוטן כולל שתי קבוצות משנה של חלבונים – גלוטנין (Glutenin) וגליאדין (Gliadin). חלבונים אלו הם גליקופרוטאינים, דהיינו חלבונים המורכבים מחלבון ופחמימה. זוג חלבונים זה נקרא פרולמין (Prolamin).[3] במיני הדגן שאינם חמשת מיני דגן הרכב הפרולמין שונה. נוסף על חלבונים אלו נמצאים בגלוטן גם החלבונים אלבומין (Albumim) וגלובולין (Glubolin), שבאים לידי ביטוי בתהליך הנביטה.

רמת הגלוטן בגרעין תלויה בתנאים סביבתיים משתנים; ניתן למצוא הבדלים גם באותו זן שזרוע באזורים אקלימיים שונים, בכמות המשקעים ובתזמונם, ברמות דישון והשקיה שונות, וכן בהימצאות מזיקים בקמה.[4]

צבירת הגלוטן בגרגר נעשית בשלבי הבשלת הגרעין, הבשלת החלב והבשלת הדונג, במקביל לצבירת שאר החומרים בגרעין.

 

חומצות אמינו

בטבע מוכרות כיום 20 חומצות אמינו בסיסיות. חומצות אלו מהוות את אבני הבניין של החלבונים השונים. בהרכבים שונים שלהן ובשילוב חומרים אחרים ניתן ליצור אלפי חלבונים שונים. בחינה של חומצות האמינו מלמדת על הרכב החלבונים הקיימים בצמח. חומצות האמינו שמהן מורכב הגלוטן הן פרולין (Proline) וגלוטמין (Glutamin).

 

ייצור לחם

הגלוטנין והגליאדין הם חלבונים בעלי חשיבות רבה לקביעת טעמו ומרקמו של הלחם בגלל תפקידם בתהליך ההתפחה של הבצק.

תפיחת הבצק היא תוצאה של פעילות פטרייה חד-תאית הנקראת שמר האפייה Saccharomyces     cerevisiaeפעילותם של השמרים בעיסה היא תהליך ביוכימי הנקרא תסיסה כוהלית,[5] המנצל את הסוכר (גלוקוז, פרוקטוז וסוכרוז[6]) הנמצא בבצק כדי להפיק אנרגיה לבניית מולקולות חדשות ותהליכים נוספים. התסיסה הכוהלית מתקיימת בתנאים אנארוביים (חסרי חמצן) והתוצרים הסופיים המשתחררים בסופה של שרשרת התגובות הביוכימיות הם פחמן דו-חמצני (Co2) וכוהל (אתנול). עבור האדם משמש התהליך כאמצעי לשיפור טעמו ומרקמו של המאפה.

מולקולות הגז פחמן דו-חמצני, המשתחררות בתסיסה, מצטברות כבועות בבצק ומעניקות לו מרקם ספוגי ואוורירי החשוב לאיכות המאפה, ואילו הכוהל מתנדף בחום האפייה. כדי שיתקיים תהליך תסיסה יש צורך בנוכחות סוכר בבצק ומקורו הוא בפירוק העמילן והפיכתו לסוכר. השלב הראשון בפירוק העמילן מתבצע על ידי האנזים בטא-עמילאז (β-amylase) הנמצא ב"חמשת מיני דגן".[7] הגלוטן אחראי לגמישות העיסה ולדבקות מרכיבי הקמח ולמעשה מעניק לעיסה את כושר התפיחה המסייע ללחם להיות בעל מרקם ספוגי. ככל שמשך הלישה ארוך יותר כך יתקשרו יותר מולקולות זו לזו ויותר בועות פחמן דו חמצני ייכלאו, ללא נוכחותו של הגלוטן בועות הגז משתחררות לאוויר ואינן מצטברות בבצק. כלומר, בעת הלישה יוצר הגלוטן רשת סיבים תלת-ממדית שתפקידה לכלוא ולהחזיק את הגזים המשתחררים בעת התסיסה, וכן את אדי המים המתהווים בתוך חללי הבצק עקב הטמפרטורה הגבוהה בזמן האפייה. תכונתו של הגלוטן/הדבקן להדביק את החומרים השונים זה לזה היא שהעניקה לו את שמו.

 

צליאק (Celiac), דגנת, כרסת[8]

צליאק היא מחלה אוטואימונית - מחלה של המערכת החיסונית שבה הגוף תוקף את עצמו. בתהליך העיכול, מערכת החיסון מזהה את חלבוני הגליאדין שנספגו במעי הדק כגורמים זרים שיש לסלקם ותוקפת אותם. תקיפה זו פוגעת ביכולת הספיגה של המעי וגורמת לקשיים משמעותיים בעיכול.

אין כיום תרופה שמרפאת מחלה זו, והפתרון היחיד לחולים אלו היא הימנעות ככל האפשר ממוצרים המכילים את חלבוני הגלוטן הבעייתיים. מחקרים שונים בנושא מנסים לפתח חיסון מתאים או לגרום לפירוק הגליאדין לפני הגיעו למעיים. כיוון מחקרי נוסף הוא פיתוח זני חיטה ללא גלוטן.

 

החלבון בגרעין

לדעת וייסר וקוהלר: "חלבוני התשמורת של תירס, סורגום, דוחן ואורז דומים מחד גיסא, אך שונים באופן מהותי מאלו של חיטה, שיפון, שעורה ושיבולת שועל, זאת בשל העובדה שהם מכילים פחות חומצות אמינו גלוטמין ופרולין, ויותר חומצות אמינו הידרופוביות אחרות כדוגמת הליאוצין".[9] וכן, אף על פי שחלבון התירס נקרא גלוטן, חסרים לו המאפיינים של גלוטן חיטה, והוא תוצר לוואי של תעשיית המזון לבעלי חיים.[10]

להלן טבלה המפרטת את אחוז החלבון מהגרעין בדגניים, את סוג החלבון הדומיננטי והרכבו:

 

אחוז החלבון (מכלל הגרעין)

סוג החלבון הדומיננטי והרכבו

תירס corn, maize

8.8

בעיקר גלוטמין, פרולין אלאין וליאוצין[1]

סורגום sorghum

11.5

גלוטלין- 40%, אלבומין+ גלובולין 17.4%

דוחן millet

10.5

פרולמין 40%

אלבומין+ גלובולין 21%

אורז rice

5.2

70-80% גלובולין

שיבולת שועל oat

6.2

למעלה מ 50% גלובולין

שעורה barley

11.1

40% גלוטלין, ו40% פרולמין.

שיפון rye

9.4

דומה לחיטה, אך איכותו של הגלוטן נמוכה[2]

חיטה[3] wheat

1.31

גלוטנין וגליאדין עד כ- 80%

 

[1] תשלובת חומצות אמינו אלו נקראת אלפא פרולמין.

[2] אנציקלופדיה לחקלאות, עמ' 73.

[3] חיטה, שעורה ושיפון הם מינים ממשפחת ה-Triticate.

 

מניתוחה של טבלה זו עולה כי הרכבם של חלבוני התשמורת בחמשת מיני דגן שונה באופן משמעותי מהרכב חלבוני התשמורת של מיני דגן אחרים כגון תירס, דוחן ואורז; בעוד שבחמשת מיני דגן החלבונים המרכזיים הם החלבונים גלוטנין וגליאדין, החלבונים המרכזיים בדגניים האחרים הוא הגלובולין. דבר שמלמד כי רק בקמח מחמשת מיני דגן יכולים להתקיים תהליכי תפיחה, ומתוך כך ייצור לחם בעל מרקם אוורירי.

 

השלכות הלכתיות

מתוך כמה מאות צמחים שהיו מוכרים בארץ בתקופת המשנה, חז"ל הבדילו קבוצה אחת של צמחים שהוגדרו כ"חמשת מיני דגן" וקבעה לה דינים בפני עצמם, השונים מצמחים אחרים, כגון חיוב חלה, דיני פסח השונים, ועוד. לדעת חוקרים ופוסקים רבים ייתכן שהמדד שקבעו חז"ל[14] לגבי הכללת מינים בקבוצה זו הוא מציאותו או חוסר מציאותו של הגלוטן.[15]

לניתן הגלוטן והעמילן מעורבים באנדוספרם של הגרעין, וניתן להפרידם, אך מכיוון שההפרדה אינה מוחלטת באופן ודאי אין להשתמש בפסח בעמילן חיטה.[16]

מכיוון שאחוז הגלוטן בחלבוני שיבולת שועל הוא נמוך מאוד, מאכל זה מתאים לרוב חולי הצליאק,[17] דנו פוסקי זמננו האם ניתן לצאת ידי חובת אכילת מצה בפסח ממצה העשויה משיבולת שועל, ראה בהערה ובהרחבה בערך "שיבולת שועל".[18]

ניתן להפריד בין הגלוטן לשאר המרכיבים של החיטה על ידי שטיפה, אי לכך, עיסה שנעשתה מגלוטן בלבד, מכיוון שאי אפשר לעשות ממנה עיסה כקמח רגיל ואי אפשר לשבוע ממנה כפי ששבעים מאכילת מוצרי מיני דגן, ברכתה היא "שהכל".[19] מאידך גיסא יש הסוברים שעיסה שנעשתה משאר מרכיבי הגרעין ללא הגלוטן, ברכתה היא "מזונות".[20]

חז"ל התירו לאדם שהתענה שלושה ימים לרכוש פת מגוי, למרות איסור "פת עכו"ם", לאור זאת, יש מי שמתיר לרכוש לחם ללא גלוטן מגוי, מכיוון שאין לו לחם אחר נחשב הדבר שהתענה שלושה ימים.[21]

 

נספחים

השלבים השונים בהגדרת החלבון בגרעין החיטה

חומצות אמינו  >  גלוטנין, גליאדין  >  גלוטן, וכן אלבומין, וגלובולין  > חלבונים בגרעין

 

הרשת של הגלוטן

בתמונה ניתן לראות את הרשת שיוצר הגלוטן במהלך התפיחה, החורים הנם בועיות הפחמן הדו חמצני

 

 

כתיבה: ד"א ומ"ר 

ביבליוגרפיה

קוהלר וויסר: Peter Koehler and Herbert Wieser, Chemistry of Cereal Grains

לינקו ואחרים: R. Linko, A. Lapvetelainen, P. Laakso, and H. Kallio, Protein Composition of a High-Protein Barley Flour and Barley Grain באתר Cereal Cemistry

The Gluten-Free Diet : Testing Alternative Cereals Tolerated by Celiac Patients

Studies of the zein-like alpha-prolamins based on an analysis of amino acid sequences: implications for their evolution and three-dimensional structure. מאת Garratt R., Oliva G., Caracelli I., Leite A., Arruda P.

אנציקלופדיה לחקלאות, כרך שני, עמ' 73.

ג' שניר, אפיון גורמים בגלוטן חיטה המאפשרים תזונת חולי צליאק בחיטה, האוניברסיטה העברית, הפקולטה לחקלאות, תשע"א.

מ' רענן וי' עמיטל, היבטים ביולוגיים בהלכות חמץ ומצה, אלון שבות תשע"ה.

 

מילון מונחים

אלאין: חלבון המצוי בגרעין דגניים.

אלבומין: חלבון המצוי בגלוטן, בא לידי ביטוי בזמן הנביטה.

אנדוספרם: רקמה המצויה במרכז הגרעין, בדרך כלל מרוכזים בו חומרי ההזנה הנחוצים לנביטה של הצמח.

בטא-עמילאז: אנזים המצוי בגרעין האחראי לפירוק העמילן.

גלובולין: חלבון המצוי בגלוטן, בא לידי ביטוי בזמן הנביטה.

גלוטלין: חלבון המצוי בגלוטן, בא לידי ביטוי בזמן הנביטה..

גלוטמין: אחת מחומצות האמינו היוצרות את הגלוטן.

גלוטן: קבוצת חלבונים המצויים בגרעין חמשת מיני דגן.

גלוטנין: אחד מחלבוני הגלוטן, אחראי למידת האלסטיות של העיסה.

גליאדין: אחד מחלבוני הגלוטן, אחראי לצמיגות וכושר התפשטות העיסה.

חומצות אמינו: החומצות המהוות את אבני הבניין של החלבונים השונים.

ליאוצין: חלבון המצוי בגרעין דגניים.

מחלה 'אוטואימונית': מחלת חיסון עצמי.

עמילן: חומר תשמורת עיקרי בגרגרי מיני הדגן.

פרולין: אחת מחומצות האמינו היוצרות את הגלוטן.

פרולמין: חלק מהגלוטן שמאחד את הגלוטנין והגליאדין.

שמר האפייה: פטרייה חד-תאית שגורמת לתפיחת הבצק.

תנאים אנאירוביים: תנאי חוסר חמצן.

תסיסה כוהלית: תהליך ביוכימי המשמש להפקת אנרגיה בחלק מהיצורים החיים.

 

 

[1] מקור המילה גלוטן הוא GLUE  - דבק, ראה להלן.

[2] Poacea, שם קודם: Graminea, במשפחה זו כלולים כ- 700 סוגים, ו- 10,000 מינים.

[3] פרולמין הוא חלבון תשמורת, שמו והרכבו משתנים בין מין למין בדגניים; בחיטה - גלוטן, בשעורה - הורדיין (Hordein), בשיפון - סקלין (Secalin), בשיבולת שועל - אבנין (Avenin), בתירס - ציאן (Zien), באורז - אורזין (Oryzin).

[4] ראה וייסר עמ' 18, פסקה 2.3, ג. שניר אפיון גורמים בגלוטן חיטה המאפשרים תזונת חולי צליאק בחיטה.  עמ' 10

[5] תסיסה (Fermentation) היא תהליך ביוכימי המשמש להפקת אנרגיה בחלק מהיצורים החיים. תסיסה היא תהליך המתרחש בתנאים אנאירוביים (בהיעדר חמצן).

[6] סוכרוז (Sucrose) הוא דו-סוכר, המהווה מרכיב עיקרי בקנה סוכר ובסלק סוכר, ולאחר מיצוי, ניקוי וגיבוש הופך לסוכר הלבן המוכר בשימוש יומיומי. כל מולקולה של סוכרוז מורכבת ממולקולה של גלוקוז המחוברת למולקולה של פרוקטוז, הגלוקוז והפרוקטוז הם חד-סוכרים.

[7] אנזים זה נכלל בקבוצת אנזימים מפרקי עמילן הנקראים עמילאזות. הוא נמצא גם בשמרים אולם בכמויות קטנות ולכן ללא נוכחות העמילאזות בקמח לא מתבצעת תסיסה בקצב יעיל.

[8] מחלה זו נקראת דגנת מפני שהיא נגרמת בעקבות אכילת דגניים שונים, וכן כרסת מפני שהיא פוגעת באופן משמעותי במערכת העיכול.

[9] עמ' 33 פסקה 2.33.

[10] מתוך: Definition And Classification of Commodities באתר FAO וכך מובא גם באתר Gluten Free Living

[11] חיטה, שעורה ושיפון הם מינים ממשפחת ה-Triticate.

[12] תשלובת חומצות אמינו אלו נקראת אלפא פרולמין.

[13] אנציקלופדיה לחקלאות, עמ' 73.

[14] ראה פסחים לה, א: "דברים הבאים לידי חימוץ - אדם יוצא בהן ידי חובתו במצה, יצאו אלו שאין באין לידי חימוץ אלא לידי סירחון". ראה ירושלמי חלה א, א, שם מובא שהשאלה האם מין מחמיץ או לא תלויה בבדיקה מעשית, שבחנו איזה צמח מחמיץ, או לא. וראה ד"ר ב"פ מונק, "ההבדל בין חמוץ וסרחון", תחומין א, עמ' 97; אמונת עתך (הלפרין) עמ' 28­-37.

[15]. ראה ז' עמר, חמשת מיני דגן, עמ' 91: "הגלוטן אחראי אפוא במידה רבה לכושר תפיחתו של הבצק ולגמישותו... הגלוטן נמצא בשיעור גבוה בחיטה אך הוא חסר באורז ובתירס". לדבריו, מקובל על פוסקים רבים שמצה נטולת גלוטן לחלוטין היא בגדר מצה שאינה יכולה להחמיץ. ראה באוהלה של תורה, ה סי' מג, מצה לחולי כרסת (צליאק), שקבע שהימצאותו או אי הימצאותו של הגלוטן משמעותיות לעניין הגדרת מצה. יש לציין כי בתהליך ההחמצה של חיטה לצורך מזון בעלי חיים חלבוני התשמורת, וביניהם הגלוטן, נהרסו לחלוטין, ולא ניתן לאפות כלל לחם מגרעינים אלו, ראה הכנת תחמיץ חיטה ללא איסור חמץ לפסח, הליכות שדה 101 עמ' 62- 69, תחמיץ דגן בפסח", אמונת עתיך 83, עמ' 56.

[16] ראה אנציקלופדיה הלכתית רפואית כרך ו עמ' 417.

[17] אם כי ישנם חולים שאף כמות מזערית של גלוטן (אפילו פחות מ-20 ppm, 20 חלקים למיליון) גורמת להם לתופעות הלוואי של מחלה זו.

[18] ראה תשובות והנהגות כרך ה סימן קל, שהתיר במגבלות מסוימות להשתמש במצות אלו בפסח, ראה בחלק א סימן שב שדן בשאלה האם חולי צליאק מחויבים להסתכן ולאכול כזית מצה בליל הסדר, וכן דן בנושא ציץ אליעזר חלק יט סימן כב. לדעת המשנת יוסף חלק יא סימן עח, אם נשאר בקמח העשוי משיבולת שועל יכולת החמצה, אפילו קטנה, מותר להשתמש במצות אלו בפסח, ויוצאים בהן ידי חובת מצה. ויש שאסרו שימוש בשיבולת שועל לצורך מצה בפסח, ראה מנחת יצחק ט, מט.

[19] וזאת הברכה בירורים סי' כד סע' ב, עמ' 275. ראה בירור הלכה (זילבר) חלק ז עמ' סו ובקובץ אותיות למשה סימן יז, שדנו בשאלה האם אדם שאינו יכול לאכול לחם בשל רגישות לגלוטן יכול להצטרף לזימון.

[20] הרב שלמה זלמן אולמן, קובץ מבית לוי, יח (תשס"ה), עמ' קטו. לדינים השונים בענין זה ראה אסיא נז- נח (כרך טו א- ב) כסליו תשנ"ז עמ' 211- 212, בענין שבע ברכות לחתן שאינו אוכל גלוטן, שו"ת אבני דרך (פרינץ) חלק ה סימן עג.

[21] בין ישראל לעמים, עמ' 26 סעיף ז.