Чтобы выяснить, как добиться привлекательного внешнего вида и приятной текстуры макаронным изделиям без глютена, исследователи провели их анализ, используя рентгеновское излучение и нейтронный пучок после варки в тяжелой воде.
Глютен, также известный как клейковина, представляет собой ключевой белок в муке, сформированный группой протеинов со 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), затрагивают до шести процентов населения в определенных группах, хотя чаще встречается 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 – будь то по рекомендации «диетологов» из социальных сетей или по медицинским рекомендациям, – неизбежно сталкиваются с сильным разочарованием. Даже если такая паста приготовлена в строгом соответствии с инструкцией и является самой дорогой, а производитель заявляет о ее идентичности с «обычной», ее внешний вид и текстура во рту заметно отличаются. И это мягко сказано. Вопреки ожиданиям, макаронины без клейковины, наоборот, сильнее слипаются и покрываются субстанцией, напоминающей слизь.
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 без потери характеристик 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 макаронные изделия отварили в воде с различной соленостью в течение разного времени и подвергли воздействию рентгеновского излучения. Для экспериментов с использованием нейтронного пучка спагетти отваривали в тяжелой воде с различной концентрацией дейтерия, который является более эффективным замедлителем нейтронов по сравнению с водородом. В заключение, макароны разной степени готовности сопоставляли с необработанным продуктом, то есть с сухими спагетти непосредственно из упаковки.
Основное открытие исследователей заключается в том, что отсутствие белков – проламинов и глютелинов, известных как клейковина, приводит к потере макаронными изделиями их устойчивой структуры во время варки. В процессе приготовления крахмальные зерна поглощают воду и увеличиваются в объеме. Этот процесс может продолжаться до полного растворения крахмала.
В обычных макаронах содержатся белки, которые сворачиваются и становятся нерастворимыми. Они окружают частицы крахмала, препятствуя их чрезмерному набуханию и поддерживая их в определенной последовательности. Кроме того, на формирование устойчивой структуры спагетти воздействовали соленость воды и продолжительность варки: чем ближе эти параметры к рекомендованным 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 – предмет дальнейших исследований, в то время как физики в данной работе зафиксировали фактическую причину неудачи при приготовлении. В дальнейшем авторы намерены изучить макароны различной формы и, изготовленные с использованием разных технологий, а также воспроизвести условия, характерные для желудка, чтобы определить, как они проявляют себя в процессе пищеварения.