Süße Studie findet heraus, wie Gummibärchen länger kaubar bleiben

Elizabeth Rayne – 8. Juni 2023, 16:38 Uhr UTC

Diese Gummibärchen von letztem Halloween mögen zwar steinhart sein, aber eine neue Studie hat mithilfe von Physik und Chemie herausgefunden, welche Faktoren dazu führen, dass Gummibärchen fast unmöglich zu kauen sind – und wie man sie so lange wie möglich gummiartig hält.

Bei Gummis kommt es vor allem auf die Textur an. Sie sollten nicht zu hart, weich oder klebrig sein, aber je nach Inhalt der Zutaten oder Lagerung (oft beides) können sie beides werden. Sie frisch zu halten bedeutet, Veränderungen ihrer inneren Chemie zu verhindern, die sonst im Laufe der Zeit auftreten würden. Die Zutaten, aus denen Gummibonbons bestehen, und wie viel davon verwendet wird, wirken sich zwangsläufig auf die ablaufenden chemischen Reaktionen aus, ebenso wie die Lagertemperatur und die Aufbewahrungsdauer. Deshalb experimentierte ein Forscherteam mit verschiedenen Formeln und Lagerungsmethoden, um den ultimativen Gummibärchen herzustellen.

Die Hauptbestandteile eines Gummibärchens sind Glukosesirup, Saccharose, Stärke, Gelatine und Wasser. Unter der Leitung von Suzan Tireki von der Ozyegin-Universität in der Türkei mischte das Forschungsteam acht Chargen mit unterschiedlichen Mengen dieser Hauptzutaten (Geschmack und Farbe hatten bei dieser Arbeit niedrige Priorität). Das Verhältnis von Glukosesirup zu Saccharose war besonders wichtig, da es den größten Einfluss auf die Gummitextur hat. Glukose ist auch für die Süße verantwortlich und wirkt als Konservierungsmittel, indem sie überschüssiges Wasser absorbiert, das sonst Mikroben anlocken könnte. Gelatine und Stärke sind Polymere und Geliermittel, die dazu beitragen, Gummibärchen ihre ikonische Textur zu verleihen.

Dies ist eine außergewöhnliche Forschungsarbeit, da zu den Methoden auch das Rezept für die Herstellung eigener Gummibärchen gehört. Zunächst wurde eine Mischung aus Glucose, Saccharose und Wasser in einem offenen Topf zum Kochen gebracht. Gelatine und Stärke wurden eine Weile in warmem Wasser eingeweicht und dann in die Mischung eingearbeitet. Zum Schluss wurden Zitronensäure, Farbstoff und Aroma hinzugefügt. Der Gummischlamm wurde in Formen gegossen und gelagert, bis der größte Teil seines Wassers verdunstet war. Überschüssige Stärke wurde von den abgekühlten Gummibärchen abgebürstet.

Von da an ging es darum, das Rezept zu optimieren. „Der effektivste Weg, die Geltextur zu manipulieren, besteht darin, die Anzahl der Vernetzungen pro Volumeneinheit zu ändern“, sagten die Forscher in einer kürzlich in Physics of Fluids veröffentlichten Studie. „Um dies zu erreichen, können Konzentration und Typ des Polymers geändert oder die Menge des verdunsteten Wassers angepasst werden.“

Gummibonbons sind für ihre Textur stark von den Polymeren und den darin enthaltenen Vernetzungen abhängig. Polymere entstehen durch chemische Reaktionen zwischen Untereinheiten, sogenannten Monomeren, die sich zu einem Gel verbinden können, wie es in Gummibonbons verwendet wird. Vernetzungen in Form von kovalenten Bindungen zwischen Polymermolekülen halten die Mischung aus Glucose und Saccharose an Ort und Stelle und führen zu einer festen, aber möglicherweise matschigen Süßigkeit – mehr Vernetzungen führen zu einem härteren Endprodukt. Eine Änderung der Anzahl der Vernetzungen verändert daher die Textur.

Die Forscher wollten auch sehen, wie sich die Lagerung auf verschiedene Gummibärchenchargen auswirkt. Die Gummibärchen aus jeder Charge wurden in Untergruppen eingeteilt und jede Untergruppe wurde im Laufe eines Jahres bei einer von drei verschiedenen Temperaturen gelagert.

Jede Charge zeigte Stabilität bei Raumtemperatur, aber eine stach heraus. Der Gewinner bei allen Temperaturen hatte den höchsten Gelatinegehalt und war frei von Stärke. Es enthielt auch das höchste Verhältnis von Glucose zu Saccharose, was den Abstand zwischen den Vernetzungen vergrößerte und es weicher und dehnbarer machte. Es gab nur einen kleinen Unterschied in der Vernetzungslänge, wenn die Gummibärchen bei niedrigeren Temperaturen gelagert wurden. Während bei der Herstellung der Bonbons der Gelatine-, Glukose- und Saccharosegehalt bestimmt wurde und sich beim Kombinieren der Zutaten Vernetzungen bildeten, konnte sich diese Charge aufgrund der prozentualen Anteile der Inhaltsstoffe und der molekularen Bindungen wirklich behaupten, wodurch die Konsistenz über die Zeit stabil blieb. Nachdem die Charge aus dem Lager genommen wurde, wies sie immer noch den höchsten Vernetzungsabstand auf.

Die Forscher fanden auch heraus, dass einige Inhaltsstoffe keine wirkliche Rolle spielten. „Unser überraschendstes Ergebnis war, dass die Härte und der durchschnittliche Vernetzungsabstand nicht von der Stärkemenge beeinflusst wurden“, sagte Tireki in einer Pressemitteilung. Während Stärke einige Aspekte der Textur von Gummibonbons verändern kann, wurde festgestellt, dass sie keinen Einfluss darauf hat, wie hart oder weich die Gummibonbons werden, und keinen Einfluss auf molekulare Bindungen hat, einschließlich der Vernetzungen, die besonders wichtig dafür sind, wie gut sie die Lagerung überstehen.

Tirekis Team möchte außerdem untersuchen, wie sich die Haltbarkeit pflanzlicher Gummibärchen verbessern lässt, die nicht aus Gelatine, sondern aus einem löslichen Ballaststoff aus Tapioka hergestellt werden. In der Zwischenzeit könnte die Frage eines Wissenschaftlers der beste Weg sein, um herauszufinden, ob diese Tüte Gummibärchen wirklich von einem Halloween zum nächsten reicht.

Physik der Flüssigkeiten, 2023. DOI: 10.1063/5.0146761

Elizabeth Rayne ist eine Kreatur, die schreibt. Ihre Arbeiten wurden auf SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek und Forbidden Futures veröffentlicht. Wenn sie nicht gerade schreibt, verändert sie ihre Gestalt, zeichnet oder verkörpert das Cosplay einer Figur, von der noch nie jemand gehört hat. Folgen Sie ihr auf Twitter @quothravenrayne.