Как приготовить идеальную пасту — использовать ускорители частиц и реакторы

Как приготовить идеальную пасту — использовать ускорители частиц и реакторы

Структурная характеристика малоуглового рассеяния обычных и безглютеновых спагетти

Андреа Скотти (Andrea Scotti)

Ральф Швайнс (Ralf Schweins), Институт Лауэ-Ланжевена (ILL DS/LSS), Франция, Натан П. Коуисон (Nathan P. Cowieson), Алмазный источник света Ltd, Грегори Н. Смит (Gregory N. Smith), Лаборатория Резерфорда-Эпплтона, Великобритания, Джудит Э. Хьюстон (Judith E. Houston), Европейский источник расщепления (ERIC), Андреа Скотти (Andrea Scotti), Лундский университет, Швеция, "Структурная характеристика малоуглового рассеяния обычных и безглютеновых спагетти", "Пищевые гидроколлоиды" (Food Hydrocolloids), 172(1), март 2026.

Ральф Швайнс (Ralf Schweins)

Как приготовить идеальную пасту — использовать ускорители частиц и реакторы, чтобы найти ключ к успеху.

Натан П. Коуисон (Nathan P. Cowieson)

Добиться идеального результата бывает непросто. Многие сталкивались с тем, что паста распадалась, превращаясь в бежевую кашу, особенно в случае безглютеновых вариантов.

Грегори Н. Смит (Gregory N. Smith)

Сколько воды и соли действительно нужно и как долго её варить, чтобы добиться оптимальных результатов? Более того, как следует изменить процесс приготовления при использовании безглютеновых макарон? Недавнее исследование дало ответы, раскрыв физические принципы процесса приготовления.

Джудит Э. Хьюстон (Judith E. Houston)

Два вида спагетти (обычные № 5 и безглютеновые) производства компании Barilla (Италия) приобретены в супермаркете. Также приобретены ингредиенты для безглютеновых спагетти: кукурузная и рисовая мука.

Используя источник света Diamond, национальный синхротрон Великобритании (кольцевой ускоритель частиц), авторы изучали рассеяние рентгеновских лучей на макаронах (под малыми углами), чтобы раскрыть их внутреннюю структуру.

Малоугловое рентгеновское рассеяние. Измерения методом синхротронного малоуглового рассеяния (SAXS) проводились на канале B21 установки BioSAXS, Diamond Light Source, Харвелл, Великобритания. B21 работает с фиксированным расстоянием между образцом и детектором 4,014 м.

Затем отправились в Isis и Институт Лауэ-Ланжевена, которые являются нейтронными центрами в Великобритании и Франции, и использовали нейтроны, чтобы пролить свет на микроструктуру обычных и безглютеновых спагетти при различных условиях приготовления.

Изучение показывает, как скрытая структура пасты меняется в процессе приготовления и почему безглютеновые варианты ведут себя так по-разному.

Установка позволила исследовать структуру крахмалов и глютена в спагетти в малых масштабах, охватывающих диапазон от десятков до тысяч радиусов атома. Таким образом, сравнили превращения, происходящие в обычных и безглютеновых макаронах при их приготовлении в разных условиях - при слишком долгой варке или при готовке без соли.

Использовали как малоугловое рассеяние нейтронов, так и рентгеновские лучи. Эти методы позволяют изучать продукты на микроскопическом уровне — вплоть до миллиардных долей метра — и связывать полученные результаты с такими характеристиками продукта, как текстура, срок годности и гликемический индекс.

Эксперименты позволили «увидеть» различные компоненты пасты по отдельности. Смешивая простую воду с водой содержащей изотоп дейтерий, сделали глютен, либо крахмал, невидимыми для пучка нейтронов. Эффективно изолировали каждую структуру по очереди и оценили влияние крахмалов и глютена во время готовки пищи.

В макаронах глютен действует как прочный каркас, удерживающий крахмальные зерна на месте даже во время варки, придавая макаронам упругость и замедляя их переваривание. В безглютеновых макаронах крахмальные зерна легче набухают и разрушаются, что объясняет кашеобразную текстуру и более быстрое расщепление, наблюдаемое при варке таких макарон в неоптимальных условиях.

Исследовали влияние соли в воде, в которой они варятся, на структуру макарон. Выяснили, что соль не только улучшает вкус макарон, она влияет на микроструктуру спагетти. При варке обычных макарон в подсоленной воде глютен сохраняет свою структуру, а крахмальные зерна меньше разрушаются в процессе варки.

Так сколько соли использовать, чтобы сохранить микроскопическую структуру макарон? Оптимальное количество соли составляет 7 граммов на 1 литр воды. Пасту следует варить 10 минут в случае обычной пасты и 11 безглютеновую пасту. При удвоении концентрации соли внутренняя структура разрушалась быстрее, а структура крахмальных гранул значительно менялась в процессе варки.

В безглютеновых макаронных изделиях ситуация снова оказалась иной из-за отсутствия защитных свойств глютена. Даже небольшое количество соли не могло компенсировать отсутствие глютена. Искусственные соединения переработанных крахмалов, используемые компаниями в качестве заменителей глютена, быстро разрушались. Наиболее выраженный пример такого разрушения наблюдался, когда безглютеновые спагетти варились слишком долго - 13 вместо 11 минут, и в очень солёной воде.

Основной вывод заключался в том, что структура безглютеновых макаронных изделий более хрупкая и хуже переносит как слишком долгую варку, так и неправильное количество соли.

Понимание структуры макаронных изделий в этих мельчайших масштабах, невидимых даже под микроскопом, поможет в разработке более качественных безглютеновых продуктов. В частности, есть надежда получить безглютеновые альтернативы, более устойчивые к неблагоприятным условиям приготовления и более похожие по текстуре на обычные спагетти.

Обычные пшеничные макароны имеют низкий гликемический индекс, поскольку глютен замедляет расщепление крахмальных гранул во время пищеварения. Безглютеновые макароны, изготовленные из рисовой и кукурузной муки, часто не имеют такой структуры, что означает, что сахара могут высвобождаться быстрее. Благодаря рассеянию нейтронов учёные-пищевики теперь могут определять, какие ингредиенты и условия приготовления лучше всего воссоздают структуру глютена.

Это также история о том, как передовые экспериментальные инструменты, используемые в основном для фундаментальных исследований, преобразуют исследования в области пищевых продуктов. Рассеяние нейтронов сыграло фундаментальную роль в развитии нашего понимания магнитных материалов, батарей, полимеров и белков. Теперь оно также помогает нам объяснить, как повседневные продукты ведут себя на микроскопическом уровне.

11.11.2025