甘い研究により、グミベアをより長く噛み続けられるようにする方法が発見されました

エリザベス・レイン - 2023 年 6 月 8 日午後 4 時 38 分 UTC

昨年のハロウィーンで作られたグミベアは石のように固いかもしれないが、新しい研究では物理学と化学を利用して、どのような要因がグミを噛むことがほとんど不可能になる危険にさらしているのか、そしてグミをできるだけ長く保つ方法を明らかにした。

グミは食感がすべてです。 硬すぎたり、柔らかすぎたり、ベタベタしたりしてはいけませんが、成分の含有量や保存方法（多くの場合両方）によっては、そのいずれかになる可能性があります。 新鮮に保つということは、時間の経過とともに起こる内部化学変化を防ぐことを意味します。 グミキャンディに含まれる成分とそれぞれの使用量は、保管温度や保管期間と同様に、必然的に発生する化学反応に影響を与えます。 そこで研究チームは、究極のグミを作るためにさまざまな配合や保存方法を実験しました。

グミの主成分は、ブドウ糖シロップ、ショ糖、でんぷん、ゼラチン、水です。 トルコのオジェギン大学のスーザン・ティレキ氏が率いる研究チームは、これらの主要成分の量を変えて8つのバッチを混合した（この研究では風味と色は優先順位が低かった）。 グルコースシロップとスクロースの比率は、グミの質感に最も大きな影響を与えるため、特に重要でした。 ブドウ糖は甘みの原因でもあり、微生物を引き寄せる可能性がある余分な水分を吸収することで保存剤としても機能します。 ゼラチンとデンプンは、グミにその象徴的な食感を与えるのに役立つポリマーおよびゲル化剤です。

この論文には、独自のグミベアを作るためのレシピが含まれているため、優れた研究論文です。 まず、グルコース、スクロース、水の混合物を開いた鍋で沸騰させました。 ゼラチンとデンプンを温水にしばらく浸してから混合物に加えました。 最後に、クエン酸、着色料、香料を加えました。 ゴム状の滲出液を型に流し込み、ほとんどの水分が蒸発するまで保管しました。 冷却したグミから余分なデンプンを払い落としました。

そこからは、そのレシピを微調整することが問題でした。 「ゲルの質感を操作する最も効果的な方法は、単位体積あたりの架橋の数を変更することです」と研究者らは最近『Physics of Fluids』に掲載された研究で述べている。 「これを達成するには、ポリマーの濃度と種類を変更したり、蒸発する水の量を調整したりできます。」

グミキャンディーの食感はポリマーとその内部の架橋に大きく依存しています。 ポリマーは、モノマーと呼ばれるサブユニット間の化学反応によって形成され、結合してグミ キャンディーに使用されるタイプのようなゲルを作成できます。 ポリマー分子間の共有結合の形での架橋により、グルコースとスクロースの混合物が所定の位置に保持され、固形ではありますが潜在的にふわふわしたキャンディが得られます。架橋が増えると最終製品がより硬くなります。 したがって、架橋の数を変えると質感が変わります。

研究者らはまた、保管がグミのさまざまなバッチにどのような影響を与えるかを確認したいと考えていました。 各バッチのグミをサブグループに分け、各サブグループを 3 つの異なる温度のいずれかで 1 年間にわたって保管しました。

すべてのバッチは室温で安定性を示しましたが、1 つのバッチが際立っていました。 すべての温度で勝者は、ゼラチンのレベルが最も高く、デンプンを欠いていました。 また、スクロースに対するグルコースの比率が最も高く、架橋間の距離が長くなるため、より柔らかく伸縮性が高くなります。 グミを低温で保管した場合、架橋長にはわずかな差しかありませんでした。 ゼラチン、グルコース、スクロースのレベルはキャンディーの製造中に決定され、材料を組み合わせるときに架橋が形成されますが、このバッチは、その材料のパーセンテージと分子結合のおかげで、時間が経っても安定した状態を保つことができました。 バッチを保管場所から取り出した後も、依然として最も高い架橋距離を保持していました。

研究者らはまた、一部の成分は実際には重要ではないことも発見しました。 「最も驚くべき発見は、硬度と平均架橋距離がデンプンの量に影響されないということでした」とティレキ氏はプレスリリースで述べた。 でんぷんはグミキャンディーの食感の一部の側面を変える可能性がありますが、グミの硬さまたは柔らかさには影響せず、保存状態での保存状態に特に重要な架橋などの分子結合には影響を及ぼさないことが判明しました。

タイレキ氏のチームはまた、ゼラチンではなくタピオカ由来の可溶性繊維で作られた植物ベースのグミの保存期間を延ばす方法を研究したいと考えている。 それまでの間、そのグミの袋がハロウィーンから次のハロウィーンまで本当に長持ちするかどうかを知るには、科学者に尋ねるのが最善の方法かもしれません。

流体の物理学、2023 年。DOI: 10.1063/5.0146761

エリザベス・レインは書く生き物です。 彼女の作品は、SYFY WIRE、Space.com、Live Science、Grunge、Den of Geek、Forbidden Futures に掲載されています。 執筆以外のときは、変身したり、絵を描いたり、誰も聞いたことのないキャラクターのコスプレをしたりしています。 Twitter @quothravenrayne で彼女をフォローしてください。