Ученые выяснили, в чем разница в структуре безглютеновых и обычных макарон

Новости МирТесен

Чтобы выяснить, можно ли добиться привлекательного внешнего вида и приятной текстуры макаронным изделиям без глютена, исследователи провели их анализ, поместив в тяжелую воду и облучив рентгеновским излучением и нейтронным потоком.

Глютен, также известный как клейковина, представляет собой основной белок в муке, состоящий из группы протеинов, обладающих схожими характеристиками. У отдельных людей употребление продуктов, содержащих глютен, может приводить к проблемам с пищеварением. Заболевания, связанные с глютеном (целиакия, аллергия на пшеницу и другие), встречаются у до шести процентов населения в определенных группах, хотя чаще – около 0,5 процента.

В начале двухтысячных годов получило распространение ошибочное убеждение о том, что употребление глютена негативно влияет на здоровье, даже у людей, нормально переваривающих клейковину. Эта тенденция, не отличающаяся особой обоснованностью, имела и положительный аспект — увеличение доступности продуктов без глютена. Их приобретали не только те немногие люди, которым они действительно необходимы.

Любители макарон, решившие попробовать безглютеновую альтернативу, вне зависимости от того, рекомендовали ли им её авторитетные блогеры или врачи, часто сталкиваются с неприятным опытом. Даже при соблюдении всех рекомендаций и приобретении продукции премиум-класса, которая, по словам производителя, должна быть максимально похожа на обычную пасту, она имеет отличный вид и текстуру. Напротив, безглютеновые макароны склонны к сильному слипанию и образуют слизистую оболочку.

Производители продуктов питания сталкиваются с проблемой, причина которой заключается в слабой связи между частицами крахмала безглютенового ядра. Альтернативные связующие ингредиенты, заменяющие глютен, также хуже удерживаются в тесте и более подвержены вымыванию. Однако какова ситуация при рассмотрении на микроскопическом уровне?

Чтобы определить, возможно ли заменить клейковину, не утратив при этом характеристики макаронных изделий, этот вопрос изучили физики из Швеции, Франции и Великобритании. Они использовали синхротрон Diamond Light Source и нейтронный источник ISIS в Лаборатории Резерфорда — Эплтона (Великобритания), чтобы заглянуть в микроструктуру обычных и безглютеновых макарон методами малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов соответственно.

В ходе исследования в качестве объектов были выбраны несколько упаковок широко известных спагетти Barilla, приобретенных в ближайшем продуктовом магазине, а также их безглютеновые аналоги. Сначала их отваривали в воде с различной соленостью в течение разного времени и подвергали воздействию рентгеновского излучения. Для исследований с использованием нейтронного пучка макароны отваривали в тяжелой воде с разной концентрацией дейтерия, который является более эффективным замедлителем нейтронов, чем водород. В заключение, макароны разной степени готовности сравнивали с сырым продуктом, то есть с сухими макаронами непосредственно из упаковки.

Основное открытие ученых заключается в том, что макаронные изделия утрачивают свою устойчивую структуру при варке, если в них отсутствуют белки-проламины и глютелины, известные как клейковина. В процессе приготовления крахмальные зерна поглощают воду и увеличиваются в объеме. Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока крахмал полностью не растворится.

В обычном макаронном изделии содержатся белки, которые сворачиваются и становятся нерастворимыми. Эти белки обволакивают частицы крахмала, препятствуя их чрезмерному набуханию и удерживая их в определенной последовательности. На формирование устойчивой структуры спагетти также оказывали влияние соленость используемой воды и продолжительность приготовления: чем ближе параметры соответствуют рекомендациям на упаковке, тем лучше результат).

Для создания макарон без глютена, которые будут приятны на вкус и тактильно ощутимы, необходимо воспроизвести структуру белковой сети. Способы достижения этой цели являются предметом дальнейших исследований, в то время как физики в данной работе зафиксировали непосредственную причину неудачного результата при приготовлении. В дальнейшем авторы намерены изучить макаронные изделия различной формы и, изготовленные с использованием разных технологий, а также воспроизвести условия, характерные для желудка, чтобы определить, как они взаимодействуют в процессе пищеварения.