Quader- oder Folienform vor, die für die Versuchsdurchführung
nur noch zugeschnitten
bzw. noch gefaltet werden müssen, um die
Probendicke zu erhöhen. Während eine Probe
(grüne Kurven) explizit als vegan ausgewiesen
ist, erhebt die zweite Probe (Typ „T“, blaue
Kurven) nicht ausdrücklich diesen Anspruch,
obwohl die Zutatenliste keine gelatinebasierten
Inhaltsstoffe ausweist.
Es fällt auf (Abbildung 3), dass die australisch/
neuseeländischen Produkte die höchsten
Erweichungstemperaturen (19,6 °C bzw. 24,3
°C) aller hier untersuchten Fruchtgummis aufweisen.
Insbesondere die quaderförmigen Proben
sind bis zum Gefrierpunkt relativ steif und
besitzen die höchsten E-Moduli.
Russische gelatinehaltige Fruchtgummis
für die kalten Klimaregionen
Die beiden hier untersuchten russischen gelatinebasierten
Fruchtgummis liegen in Form von
Bären (blaue Kurven) und Würmern (rote Kurven)
vor. Die Bärenform erforderte ein Stanzen,
während sich die Würmer zum direkten Einbau
in die DMA eignen. Obwohl die Erweichung
der Würmer erst bei etwas höheren (Tg = -0,9
°C, rote Kurve) Temperaturen beginnt als die
der Bären (Tg = -4,4 °C, blaue Kurve), haben
beide zum Zeitpunkt der Erweichung eine ähnliche
Steifigkeit.
Der E-Modul der Bären liegt bei den
Serviertemperaturen materialbedingt etwas
unter dem der Würmer (blaue Kurven, Abbildung
4). Die Würmer erweichen bei leicht
erhöhten Temperaturen (3,5 °C, rote Kurven)
im Vergleich zu den Bären. Dementsprechend
sind auch die Genusseigenschaften beider
Fruchtgummitypen einander sehr ähnlich.
Feuchteabhängiges
Verhalten von Fruchtgummis
Die Feuchteabhängigkeit der Proben wird wie
bei den Temperatursweeps im Zugversuch bei
35 °C untersucht. Die Temperatur wird während
der gesamten Versuchsdauer konstant gehalten.
Vor Versuchsbeginn wird den Proben ausreichend
Zeit gegeben, um sich in der Versuchskammer
auf diese Temperatur aufzuwärmen.
Im ersten Versuchsschritt werden die
veganen deutschen und gelatinehaltigen
niederländischen Proben einer Kammerluftfeuchte
von 20 % rF ausgesetzt, die der
NETZSCH GABO Hygromator (Feuchtegenerator)
erzeugt und konstant hält.
Dieser Schritt entspricht einem Trocknungsprozess,
um von einer Umgebungsfeuchte,
die in diesen Ländern jahreszeitbedingt
etwa 50 % bis 60 % rH % beträgt, auf
einen „quasi“ getrockneten Zustand bei 20 %
Fig. 5: Zeitlicher E-Modulverlauf bei Trocknungs- und Befeuchtungsphasen
für ein veganes deutsches (rot) und
ein gelatinebasiertes Fruchtgummi (blau, aus den Niederlanden).
Zusätzlich zu sehen ist der zeitliche Kammerluftfeuchteverlauf
(rF) mit Stufen bei 20 %, 50 % und 90 % rF
für beide Versuche.
rF zu gelangen. Für diese Testreihe sollen, der
Vergleichbarkeit wegen, die zu untersuchenden
Fruchtgummis zuerst in einem getrockneten,
identischen Feuchtezustand vorliegen.
Dazu werden beide Proben für etwa eine
Stunde getrocknet und der zeitliche E-Modulverlauf
aufgezeichnet. Die so getrockneten
Proben werden danach ebenfalls für etwa
eine Stunde einer 50 %-igen und im Anschluss
daran eine weitere Stunde einer 90 %-igen
Kammerluftfeuchte ausgesetzt. Die sich daraus
ergebenden zeitabhängigen Veränderungen
des E-Moduls und die zu jedem Zeitpunkt
herrschende Kammerluftfeuchte sind in Abbildung
5 für eine vegane (rot) und eine gelatinehaltige
Probe (blau) dargestellt.
Abbildung 5 zeigt für vegane und gelatinebasierte
Fruchtgummis ein ähnliches Zeitverhalten,
wobei die veganen Typen in den
vorliegenden Untersuchungen stets höhere
E-Module und eine geringere Feuchteempfindlichkeit
aufweisen. Gemeinsam ist beiden
ein E-Modulanstieg beim Trocknen (hier bei
20 % rF) sowie ein Abfall unter Feuchteinwirkung
(hier bei 50 % und 90 % rF). Für die bei
20 % getrockneten Proben stellt die Auslagerung
bei 50 % rF bereits eine Befeuchtung
dar, wie der E-Modulverlauf zeigt.
Vegane und gelatinebasierte Fruchtgummis
weisen ein ähnliches Zeitverhalten auf,
wobei die veganen Typen in den vorliegenden
Untersuchungen stets höhere E-Module
und eine geringere Feuchtempfindlichkeit
aufweisen. Gemeinsam ist beiden der
E-Modulanstieg beim Trocknen (hier bei
20 % rF) sowie ein Abfall unter Feuchteinwirkung
(hier bei 50 % und 90 % rF). Für die bei
20 % getrockneten Proben stellt die Auslagerung
bei 50 % rF bereits eine Befeuchtung
dar, wie der E-Modulverlauf zeigt.
Qualitätsbestimmung 39
Fazit
Der NETZSCH DMA EPLEXOR® bietet ein
routinetaugliches Verfahren zur Bewertung
verbraucherrelevanter Produkteigenschaften
auch von Lebensmitteln wie z. B. von Fruchtgummis,
die der Produktverbesserung und
Neuentwicklung dienen.
Die Temperaturabhängigkeiten von E-Modul
(Steifigkeit) und Dämpfung stehen in einer sehr
engen Beziehung zum Biss- und Schmelzverhalten
der Fruchtgummis. Die Kenntnis der Feuchteabhängigkeiten
ist dagegen von größerem Wert
für die Bewertung von Lagerungsbedingungen.
Zur Entwicklung weiterer Fruchtgummitypen
insbesondere mit neuen Bindemitteln für
vegane Kunden bietet die dynamisch mechanische
Analyse die Möglichkeit sowohl thermische
als auch mechanische Eigenschaften der Produkte
im Labormaßstab vorab zu erfassen, um so
neue Produkte gezielter und schneller auf den
Markt zu bringen. Außerdem lassen sich Lagerungs
und Verarbeitungsbedingungen mit den
Parametern Feuchte, Temperatur und Zeit mittels
DMA-Messungen im EPLEXOR® simulieren.
Literatur
1 Reinhard Schrieber, Herbert Gareis; Gelatine
Handbook - Therory and Industrial
Practice, WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.
KGaA, Weinheim, 2007;
ISBN: 978-3-527-31548-2
2 Funktionelle Eigenschaften der Gelatine;
Firmenschrift der Firma Gelita, Eberbach:
https://www.gelita.com/de/funktionelleeigenschaften
3 Vegane Gelier- und Bindemittel – 13 vegane
Alternativen; Artikel vom 17.5.2016 der
PETA-Zwei Organisation:
https://www.petazwei.de/veganer-lifestyle/
13-vegane-gelier-und-bindemittel/