In termini chimico-fisici, il glutine è una proteina chiave nella panificazione. Svolge un ruolo cruciale nel dare al pane la consistenza e la struttura desiderate. Tuttavia, per le persone con celiachia o intolleranza al glutine, il consumo di glutine può avere effetti dannosi sulla loro salute. Ma tutti amano il pane, quindi il pane senza glutine è diventato un grande business, tuttavia nessun marchio ha ancora trovato il Santo Graal, ovvero un pane senza glutine indistinguibile dal pane tradizionale. Uno dei problemi è l'aria.
Uno dei modi di pensare al glutine è come una rete che mantiene l'impasto arioso fino a quando la cottura non stabilizza la struttura a poro aperto. Questa rete è in grado di intrappolare le bolle di gas durante la fermentazione; più forte è, più gas può contenere e più in alto può lievitare l'impasto.
Ciò che è stato quasi impossibile fare finora è mantenere le tante piccole bolle di gas nell'impasto senza l'impalcatura di supporto del glutine, ha affermato il prof. dott. Mario Jekle, capo del dipartimento di alimenti a base vegetale presso l'Università di Hohenheim a Stoccarda.
Allo stesso tempo, più il glutine si sviluppa, più forti e lunghi diventano quei filamenti interconnessi, portando a una maggiore masticabilità e tenacità nel prodotto finale. Da qui la variazione delle farine per le diverse applicazioni. Sebbene il pane inizi con molti degli stessi ingredienti delle torte, ha una consistenza completamente diversa.
La farina di pane ha una percentuale proteica dell'11% 13%, risultando in un prodotto che è arioso e soddisfacentemente gommoso. È difficile immaginare di gustare una torta gommosa, quindi la farina per dolci, con una percentuale proteica del 7%9%, ha un basso potenziale di sviluppo del glutine.
Un malinteso comune è che il glutine faccia parte della farina. Sì, la farina contiene le due proteine glutenina e gliadina necessarie per formare il glutine, ma queste si uniscono a formare quella rete miracolosa solo quando viene aggiunto un liquido, come acqua o latte.
Nella cottura senza glutine, insaponare gli ingredienti, creando attrito per intrappolare l'aria, non è un problema. Ciò può essere ottenuto mescolando o utilizzando un agente lievitante come lievito o lievito in polvere. Ciò che manca ai prodotti da forno senza glutine è la rete di supporto che li tiene insieme. Tuttavia, il glutine è una proteina problematica per circa il 2%3% della popolazione mondiale.
Impastare la pasta di pane di grano. Immagine: CC0 1.0rawpixel
Ora conosciamo tre modelli di malattia correlati al glutine, ha affermato il prof. dott. Stephan Bischoff dell'Istituto di nutrizione clinica dell'Università di Hohenheim.
La prima è la celiachia, che è una diffusa malattia autoimmune cronica in cui il corpo reagisce erroneamente al glutine come se fosse un veleno. La seconda è l'allergia al grano, che è scatenata dal glutine e da peptidi simili ed è altrettanto diffusa. Il terzo quadro clinico è la sensibilità al glutine non celiaca, in cui essenzialmente non vengono prodotti anticorpi e non sembra esserci alcun danno al rivestimento intestinale. Non è ancora chiaro cosa scateni la sensibilità al grano e se anche il glutine abbia un ruolo.
Secondo Celiac UK, al mix possono essere aggiunti altri due disturbi legati al glutine. L'atassia da glutine è una delle numerose manifestazioni neurologiche della malattia celiaca, che causa goffaggine, incoordinazione, linguaggio confuso e talvolta visione nervosa.
Un'altra condizione, la dermatite erpetiforme, è la presentazione cutanea della malattia celiaca, associata a piccole vesciche sui gomiti e sulle ginocchia. Indipendentemente dal livello di intensità, le persone che non sopportano il glutine hanno un solo rimedio nella vita di tutti i giorni, ovvero mangiare solo cibi senza glutine.
Il gruppo di ricerca dell'Università di Hohenheim sta adottando un nuovo approccio. Invece di supportare l'impasto con il glutine, il team di Bischoff si concentra sulla stabilizzazione dell'interfaccia tra le bolle di gas e l'impasto con proteine alternative.
Il team sta lavorando all'estrazione di proteine da piselli, colza, riso e mais, che possono sostituire direttamente le proteine del glutine. Il Prof Dr Jekle vede anche un ulteriore potenziale nel miglioramento genetico delle piante. Definendo con precisione i parametri ottimali per soddisfare le loro esigenze, il team spera di lavorare con il miglioramento genetico delle piante, al fine di individuare nuove varietà di piselli, le cui proteine sono ancora più adatte al loro approccio.
In un altro approccio, il dipartimento sta cercando di collegare le proteine naturali di riso, mais o avena con mucine (denominate arabinoxilani) per formare catene con proprietà simili al glutine. Gli scienziati hanno anche scoperto che i composti presenti in natura chiamati saponine che si trovano nelle cellule dei semi di quinoa o nelle mucillagini dei gusci dei cereali, insieme agli steli, alle foglie e ai fiori delle margherite, supportano ulteriormente la formazione di un impasto arioso. È un approccio con ulteriori vantaggi in quanto, in alcuni casi, può essere utilizzato per arricchire i prodotti da forno con preziose fibre alimentari.
Ad esempio, sappiamo che 30 g al giorno di fibre sono già una buona prevenzione contro il cancro al colon, uno dei tre tipi di cancro più comuni negli uomini e nelle donne, ha affermato il prof. Dott. Bischoff.
Gli scienziati stanno progettando di studiare l'uso degli arabinoxilani in altre applicazioni, come i sostituti della carne. L'approccio non solo conferisce ai prodotti a base vegetale una struttura simile alla carne, ma anche una nutrizione aggiuntiva dalla fibra alimentare. Finora non ci sono prodotti comparabili sul mercato, affermano gli scienziati.
I panini attualmente in uscita dalla mini linea di produzione del Centro Tecnico per le Scienze Alimentari dell'Università sono ancora piccoli da 30 g ciascuno di impasto, ma dopo essere stati cotti a vapore e poi infornati, il risultato è leggero, dorato e fumante.
L'esperimento, che utilizza un nastro trasportatore a larghezza di mano, combina la tecnologia con la scienza dei materiali e l'ingegneria. Tuttavia, la sfida è trovare la ricetta migliore, poiché l'impasto è completamente privo di glutine e deve fornire un prodotto finale soffice e di buon sapore.
Il reparto sta anche lavorando per sciogliere l'impasto e combinarlo con il processo di cottura in un unico passaggio con l'ausilio di stampanti 3D. Un ugello forma la pasta insieme ai pori in strati millimetrici, sopra i quali un'unità di cottura solidifica immediatamente ogni strato.
Il processo è in qualche modo simile al modo in cui i fornai di Salzwedel cuociono il classico Baumkuchen (tradotto letteralmente 2019) da 200 anni. Utilizzando un mestolo, la pastella Baumkuchen viene applicata in strati sottilissimi su un rullo rotante e cotta strato dopo strato davanti a una fiamma libera.
La tecnologia dell'Università di Hohenheim è, ovviamente, molto più sofisticata, flessibile e può costruire molte strutture diverse, secondo il prof. dott. Jekle.
Il suo team ha sperimentato la stampa 3D per diversi anni e in linea di principio, quasi tutti gli alimenti, dal pane alla carne ai prodotti a base vegetale, possono essere prodotti da questa apparecchiatura. La stampa 3D ha anche vantaggi che vanno dalla nutrizione personalizzata alla sostenibilità e alla limitazione degli sprechi alimentari. Con gli alimenti stampati, possiamo personalizzare i pasti, il che significa che possiamo adattare il rapporto tra grassi, carboidrati, proteine e tutti gli altri componenti per soddisfare esattamente le esigenze personali degli individui, ha affermato il prof. dott. Jekle.
E posso anche ottenere alcune delle materie prime da materiali residui che si creano durante la produzione alimentare, per esempio.