Einleitung
Fruchtgummis sind süß und sauer zugleich, schmecken gut und haben einen gewissen Süchtigkeitsfaktor. Wer kann ihnen schon wiederstehen? Geschmack und Kauverhalten werden durch Temperatur und Feuchtigkeit beeinflusst, was sich wiederum auf die Elastizität und Festigkeit auswirkt. Dies hat jedoch auch Einfluss auf die Wahrnehmung des Verbrauchers.
Messbedingungen
Hier wird das dynamisch-mechanische Verhalten eines veganen Gummibärchens und eines Gummibärchens auf Gelatinebasis während der Trocknung und Feuchtigkeitsaufnahme untersucht. Dazu wurde der Hochkraft- DMA Eplexor®, ausgestattet mit einem Feuchtegenerator (Hygromator, optional), verwendet.
Mit diesem Gerät erhält man Daten über die Bisshärte (komplexer Modul) und das Kauempfinden (Dämpfungseigenschaften Tan deltaTangens des Phasenwinkels δ der Probe.tan delta). Beide Eigenschaften sind temperatur- und feuchtigkeitsabhängig. Da Fruchtgummis bei Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur sehr steif werden, kann nur eine DMA mit hoher Kraft diese „Prüfaufgabe“ erfolgreich erfüllen. Die Feuchtigkeitsabhängigkeit der Proben wurde im Zugversuch bei einer konstanten Temperatur von 35 °C untersucht.
Messergebnisse
In einem ersten Schritt wurden die veganen und gelatinehaltigen Proben für ca. 1 Stunde einer Luftfeuchte von 20 % rF ausgesetzt. Dieser Schritt entspricht einem Trocknungsprozess von der Umgebungsfeuchte in einen „fast“ trockenen Zustand bei 20 % rF. Am Ende befinden sich die Fruchtgummis im gleichen getrockneten Feuchtigkeitszustand, so dass die in den folgenden Schritten erhaltenen Kurven verglichen werden können. Die Änderung des Elastizitätsmoduls wurde aufgezeichnet (Abbildung 1, erster Schritt).
Die auf diese Weise getrockneten Proben werden dann etwa eine Stunde einer Luftfeuchtigkeit von 50 % und anschließend eine weitere Stunde einer Luftfeuchtigkeit von 90 % ausgesetzt.
Die daraus resultierenden zeitabhängigen Änderungen des E-Moduls und der Luftfeuchte sind in Abbildung 1 (zweiter und dritter Schritt) dargestellt.
Alle Untersuchungen wurden mit einer Frequenz von 1 Hz durchgeführt, um den menschlichen Biss nachzuahmen, der nicht mehr als 1 oder 2 Hz beträgt.
Das vegane Gummibärchen weist höhere E-Module und in etwa die gleiche Feuchteempfindlichkeit auf wie das Gummibärchen auf Gelatinebasis. Beiden gemeinsam ist ein Anstieg des E-Moduls beim Trocknen (hier bei 20 % relativer Luftfeuchtigkeit) und eine Abnahme bei Einwirkung von Feuchtigkeit (hier bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit und 90 % relativer Luftfeuchte).
Fazit
Sowohl die veganen als auch die gelatinebasierten Gummibärchen zeigten während des Trocknens und der Feuchtigkeitsaufnahme Änderungen der Steifigkeit (E-Modul). Beide Sorten sind auch sehr feuchteempfindlich. Die Steifigkeit beider Proben fällt von einem Maximum von 7 MPa (vegan) bzw. 6 MPa (gelatinebasiert) nach einer Stunde bei 20 % relativer Luftfeuchtigkeit auf 1,5 MPa (vegan) bzw. 0,2 MPa (gelatinebasiert) nach einer Stunde bei 90 % relativer Luftfeuchtigkeit. Die vegane Sorte ist jedoch definitiv „härter im Biss“ als die Gummibärchen auf Gelatinebasis.