Wie ihr bei dem vorherigen Versuch beobachten konntet, verhalten sich verschiedene Fruchtgummis in warmem Wasser unterschiedlich. Das liegt daran, dass in den Fruchtgummis unterschiedliche Geliermittel vorkommen.
Geliermittel
In jeder der drei Fruchtgummisorten war ein anderes Geliermittel enthalten. In Sorte A ist es Gelatine, Sorte B enthält modifizierte Stärke und Sorte C beinhaltet Pektin.
Wieso sind in Fruchtgummis überhaupt Geliermittel?
Geliermittel werden in Fruchtgummis verwendet, um ihnen die benötigte Konsistenz zu geben. Geliermittel sind daher für die typisch gummiartige Konsistenz der Fruchtgummis verantwortlich.
Funktionsweise eines Geliermittels
Die Funktionsweise eines Geliermittels beruht auf seiner Struktur. Geliermittel bilden Gele. Gele sind aufgrund ihrer Struktur ein Feststoff mit geringer mechanischer Stabilität, aber elastischer Verformbarkeit. Sie bestehen aus einem stabilen Gerüst, in welches eine Flüssigkeit eingeschlossen ist. Sie vereinen also die Eigenschaften beider Komponenten, von Feststoffen und Flüssigkeiten.
Gelatine
Das bekannteste Geliermittel ist wohl die Gelatine. Doch aus ethischen oder religiösen Gründen essen viele Personen keine Gelatine. Der Grund dafür ist, dass Gelatine ein tierisches Produkt ist und für Fruchtgummis hauptsächlich aus Schweineschwarten hergestellt wird. Gelatine ist ein Protein, sie ist auf der Teilchenebene aus Aminosäuren aufgebaut, welche durch Peptidbindungen miteinander verknüpft sind.
Gelierprozess
Dieses Beispiel behandelt überblicksmäßig den Geliervorgang der Gelatine.
Vor dem Geliervorgang liegen die Aminosäureketten der Gelatine gelöst im Wasser vor. Diese Lösung bezeichnet man als Sol.
Durch Abkühlen wird der Gelierprozess eingeleitet. Die Aminosäureketten der Gelatine bilden ein stabiles Gerüst.
Dieses Gerüst bildet Poren – ähnlich wie bei einem Schwamm. In diesen Poren kann das Wasser eingeschlossen werden.
Gelatine kann daher große Flüssigkeitsmengen aufnehmen, bleibt aber trotzdem formstabil.
Die Abbildung auf der rechten Steite represäntiert den Vorgang auf Teilchenebene. Auf der Makroebene können wir den Gelierprozess folgendermaßen wahrnehmen:
Links: Sol vor der Gelierung
Rechts: Gel
Der Gelierprozess kann auch wieder rückgängig gemacht werden. Bei Gelatine ist die Gelierung thermoreversibel. Das heißt bei hohen Temperaturen wird die Gelphase wieder in die Solphase umgewandelt.
Pflanzliche Geliermittel
Die häufigsten pflanzlichen Geliermittel, welche in Fruchtgummis verwendet werden, sind Pektin und modifizierte Stärke. Im Gegensatz zur Gelatine handelt es sich bei Pektin und modifizierter Stärke unm Polysaccharide, nicht um Proteine. Pektin und modifizierte Stärke sind auf Teilchenebene wie die Gelatine aus Makromolekülen aufgebaut und können ähnlich wie die Gelatine mit Wasser stabile Gele bilden.
Pektin ist ein Polysaccharid, welches aus den Schalen von Citrusfrüchten und Apfeltrestern gewonnen wird. Stärke ist ebenfalls ein Polysaccharid. Wird Stärke durch physikalische oder chemische Methoden verändert, um ihr gewisse gewünschte Eigenschaften zu verleihen, spricht man von modifizierter Stärke.
Eine andere sehr bekannte pflanzliche Alternative zur Gelatine ist Agar-Agar. Agar-Agar wird aus Algen gewohnen und weist ebenfalls eine gute Gelierfähigkeit auf. Bei kommerziell erhältlichen Fruchtgummis wird Agar-Agar jedoch kaum verwendet. Bei Agar-Agar kann einerseits der hohe Preis hinderlich sein. Andererseits bildet Agar-Agar an der Oberfläche eine Flüssigkeitsschicht, die bei Fruchtgummis unerwünscht ist.