Spaghetti ai neutroni: étude de la nanostructure des spaghettis (sans gluten)

Des chercheurs ont utilisé des neutrons et des rayons X pour examiner la structure des spaghettis à l'échelle nanométrique. L'objectif était de comparer l'effet de la cuisson et du sel sur les pâtes avec et sans gluten.

La plupart des gens s'accorderont probablement à dire que les pâtes sans gluten sont généralement moins attrayantes que celles qui en contiennent. La bonne nouvelle est que des scientifiques s'efforcent d'améliorer la sensation en bouche des spaghettis sans gluten. Les résultats viennent d'être publiés dans un numéro spécial de la revue Food Hydrocolloids, consacré à la conférence "Northern Lights Food Conference".

Les scientifiques ont utilisé à la fois des neutrons et des rayons X pour examiner la nanostructure des spaghettis, en comparant les versions avec gluten et sans gluten. Les expériences de diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), réalisées à la source de lumière Diamond (Royaume-Uni), ont permis de comparer des spaghettis crus avec des spaghettis cuits pendant différentes durées et avec différentes quantités de sel. L'ajout de sel aide à préserver la structure des spaghettis, mais seulement si la concentration et le temps de cuisson sont adéquats.

Des expériences avec des neutrons ont été menées à la fois à l'ILL et à la source de neutrons et de muons ISIS (Royaume-Uni). Dans les deux cas, la diffusion de neutrons aux petits angles (SANS) a été combinée avec des techniques de variation de contraste : les isotopes d'un même élément ont des propriétés chimiques similaires, mais peuvent diffuser les neutrons de manières très différentes. C'est le cas de l'hydrogène (H) et du deutérium (D). En cuisant les pâtes dans différents mélanges d'eau normale (H2O) et d'eau lourde (D2O), les scientifiques ont pu créer des échantillons qui mettaient chacun en évidence un composant d'intérêt, les autres apparaissant "invisibles" au faisceau de neutrons. Ils ont ainsi pu séparer l'effet de la cuisson sur les amidons et le gluten, les deux principaux composants des pâtes "standards".

À l'ILL, les mesures ont été effectuées sur l'instrument SANS D11. « Le laboratoire de chimie, situé à côté de D11, ressemblait quelque peu à une cuisine », se souvient Ralph Schweins, scientifique responsable de l'instrument D11. « Ça sentait les pâtes et elles étaient préparées avec soin et précision par les scientifiques. L'expérience était passionnante, quelque chose d'exceptionnel. Il est fascinant de voir ce que les neutrons peuvent apporter pour mieux comprendre les aliments. »

Après la cuisson, les échantillons ont été coupés en petits morceaux et placés dans des porte-échantillons. L'analyse des données a montré que les granules d'amidon gonflent et ont tendance à se disperser pendant la cuisson, tandis que les protéines de gluten (qui ressemblent davantage à un réseau filamenteux) deviennent insolubles et coagulent pour former un réseau. Cela a pour effet de piéger l'amidon et de préserver la structure des pâtes.

Dans les spaghettis sans gluten, ce réseau est absent, ce qui permet aux granules d'amidon de gonfler de manière excessive. C'est pourquoi les pâtes sans gluten peuvent s'effriter ou devenir collantes pendant la cuisson, surtout si elles sont trop cuites.

« Nos résultats indiquent que les pâtes classiques montrent une meilleure tolérance, ou une meilleure résistance structurelle, aux conditions de cuisson non idéales comme un temps de cuisson trop long ou un excès de sel dans l'eau de cuisson », explique Andrea Scotti de l'université de Lund, l'un des auteurs de l'article.

L'équipe prévoit de continuer à exploiter le potentiel de la diffusion des neutrons et des rayons X. Les prochaines étapes consistent à étudier différentes variétés de pâtes, ainsi qu'à reproduire ce qui arrive à leur nanostructure une fois qu'elles se trouvent dans l'estomac. 

Remerciements : cet article est basé sur un texte de Rosie De Lune, publié sur le site web d'ISIS.