Sachverhalt:
In der zwischen Z._ (Ehemann) und X._ (Ehefrau) hängigen Eheschutzsache stellten der Gerichtspräsident von A._ mit Entscheid vom 23. Juni 2009 wie auf Appellation hin auch das Obergericht des Kantons Bern mit Entscheid vom 12. Oktober 2009 die beiden Kinder S._ (geb. Mai 2002) und T._ (geb. Mai 2004) für die Dauer der Aufhebung des gemeinsamen Haushaltes unter die Obhut des Vaters, unter Erteilung eines Besuchs- und Ferienrechts an die Mutter, Errichtung einer Beistandschaft und Verpflichtung der Mutter zu Unterhaltsbeiträgen von je Fr. 220.-- pro Kind.
Gegen den obergerichtlichen Entscheid hat die Mutter am 12. November 2009 eine Beschwerde in Zivilsachen eingereicht mit den Begehren, die Kinder seien unter ihre Obhut zu stellen, unter Erteilung eines Besuchs- und Ferienrechts an den Vater, und dieser sei zu Unterhaltsbeiträgen von Fr. 600.-- pro Kind zu verpflichten. Mit Eingabe vom 27. November 2009 verlangte sie die unentgeltliche Rechtspflege. Es wurden keine Vernehmlassungen eingeholt.

Erwägungen:
1. Angefochten ist ein kantonal letztinstanzlicher Endentscheid in einer Zivilsache, gegen den die Beschwerde in Zivilsachen offen steht (Art. 72 Abs. 1, Art. 75 Abs. 1 und Art. 90 BGG).
Eheschutzentscheide betreffen vorsorgliche Massnahmen im Sinn von Art. 98 BGG, weshalb nur die Verletzung verfassungsmässiger Rechte gerügt werden kann (<ref-ruling> E. 5 S. 396 f.). Hierfür gilt das strenge Rügeprinzip (Art. 106 Abs. 2 BGG). Das bedeutet, dass das Bundesgericht nur klar und detailliert erhobene und soweit möglich belegte Rügen prüft, während es auf ungenügend begründete Rügen und rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht eintritt. Wird die Verletzung des Willkürverbots gerügt, reicht es sodann nicht aus, die Rechtslage aus Sicht des Beschwerdeführers darzulegen und den davon abweichenden angefochtenen Entscheid als willkürlich zu bezeichnen; vielmehr ist im Einzelnen darzulegen, inwiefern das kantonale Gericht willkürlich entschieden haben soll und der angefochtene Entscheid deshalb an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (<ref-ruling> E. 2.2 S. 246). Willkür in der Beweiswürdigung setzt voraus, dass der Richter den Sinn und die Tragweite eines Beweismittels offensichtlich nicht erkannt, ohne vernünftigen Grund ein entscheidendes Beweismittel ausser Acht gelassen oder aus den vorhandenen Beweismitteln einen unhaltbaren Schluss gezogen hat (<ref-ruling> E. 2.1 S. 9).
Diesen Rügeanforderungen vermag die Beschwerde über weite Strecken nicht zu genügen. Es wird zwar wiederholt eine Verletzung des rechtlichen Gehörs und des Willkürverbotes angerufen, aber die behaupteten Grundrechtsverletzungen werden vermengt (häufig auch gemeinsam genannt) und nur vereinzelt in der erforderlichen Weise substanziiert; die Ausführungen bleiben weitgehend appellatorisch, indem einfach der Sachverhalt aus eigener Sicht dargestellt wird. Dies ist zur Begründung von Verfassungsrügen unzureichend, wobei jeweils im Sachzusammenhang darauf zurückzukommen sein wird.
2. Das Obergericht hat auf das gerichtliche Gutachten, mit welchem dem Vater insgesamt eher die Eignung zur Ausübung der Obhut attestiert wird, und die Erwägungen des erstinstanzlichen Richters verwiesen, der die Parteien zweimal einvernommen hatte und im Rahmen der beiden mündlichen Verhandlungen den gleichen Eindruck erhalten hatte. Das Gutachten setze sich mit den Vor- und Nachteilen der Kinderzuteilung an den Vater eingehend auseinander. Die Stärken des Vaters lägen nicht vorab bei der Erziehungsfähigkeit, aber er könne die Kinder selbst betreuen, ihnen stabile Verhältnisse bieten und er habe die Fähigkeit, in erzieherischen Belangen mit externen Stellen zusammenzuarbeiten. Insgesamt eigne er sich charakterlich und vom Umfeld her eher, die Kinder eigenverantwortlich zu betreuen und zu erziehen.
3. Die Beschwerdeführerin rügt in verschiedener Hinsicht eine Verletzung des rechtlichen Gehörs. Wegen dessen formeller Natur (<ref-ruling> E. 2.1 S. 390) sind die entsprechenden Rügen vorweg zu prüfen.
3.1 Die Beschwerdeführerin rügt, dass das Obergericht zum Thema des Einlebens der Kinder in B._ (wohin sie im Zuge der Trennung gezogen ist) ihre Beweisanträge auf Parteiverhör, Zeugeneinvernahme und Kinderanhörung abgewiesen bzw. übergangen habe.
Den Antrag auf ein oberinstanzliches Parteiverhör hat das Obergericht von der Sache her aufgrund einer antizipierten Beweiswürdigung abgelehnt, indem es befunden hat, seit dem erstinstanzlichen Entscheid sei es mutmasslich zu keinen erheblichen Veränderungen gekommen. Die antizipierte Beweiswürdigung ist ein Teil der Beweiswürdigung, die vom Bundesgericht nur auf Willkür hin überprüft werden kann. Erweist sich die antizipierte Beweiswürdigung als willkürfrei, liegt in ihr keine Verletzung des Anspruchs auf rechtliches Gehör (<ref-ruling> E. 3 S. 157). Weil die diesbezüglichen Willkürrügen, wie sich noch ergeben wird, zu wenig substanziiert sind (siehe E. 4) und insbesondere das Gutachten aktuell ist, d.h. das Obergericht entgegen der Behauptung der Beschwerdeführerin von der Situation in B._ im Bilde war (dazu E. 4), so dass nicht erst eine mündliche Verhandlung hierüber hätte Aufschluss geben können, hat die obergerichtliche Sachverhaltsfeststellung bzw. Beweiswürdigung als willkürfrei zu gelten und sind damit die Gehörsfragen gegenstandslos; ebenso wenig in der von der Beschwerdeführerin angerufene "Anspruch auf faires Verfahren" gemäss Art. 6 Ziff. 1 EMRK verletzt.
Was die Zeugeneinvernahme anbelangt, so findet sich im obergerichtlichen Entscheid einzig die Erwägung, aufgrund einer antizipierten Beweiswürdigung habe der erstinstanzliche Richter von der Einvernahme der Zeugin M._ absehen dürfen. Zu der gemäss Darstellung der Beschwerdeführerin beantragten Einvernahme von N._, O._, P._, Q._ und Frau R._ finden sich keine Erwägungen. Die Beschwerdeführerin müsste zur Substanziierung ihrer Verfassungsrüge jedoch aufzeigen, an welcher Stelle sie die betreffenden Beweisanträge gestellt hat; es ist nicht die Aufgabe des Bundesgerichtes, in den kantonalen Akten danach zu forschen (Urteile 4A_80/2009, E. 2.6; 5P.498/2006, E. 3.2). In der obergerichtlichen Erwägung, eine mündliche Appellationsverhandlung sei mangels erheblicher Veränderung der Tatsachen nicht nötig, kann im Übrigen sinngemäss eine Abweisung der Beweisanträge auf Zeugeneinvernahme aufgrund einer antizipierten Beweiswürdigung gesehen werden, wovon offenbar auch die Beschwerdeführerin ausgeht (vgl. Beschwerde S. 6).
Was sodann die Anhörung der Kinder betrifft, geht das Bundesgericht davon aus, dass diese grundsätzlich ab dem vollendeten sechsten Altersjahr stattzufinden hat, soweit sie beantragt ist, und dass sich je nach den konkreten Umständen sogar die Anhörung eines etwas jüngeren Kindes aufdrängen kann, etwa wenn von mehreren Geschwistern das jüngste kurz vor dem genannten Schwellenalter steht (<ref-ruling> E. 1.2.3 S. 557). Das Obergericht hat befunden, die Kinder seien mit fünf und sieben Jahren noch sehr jung und ihre Einvernahme würde keine neuen Erkenntnisse zu Tage fördern. Damit übergeht es zwar die bundesgerichtliche Überlegung, dass es bei kleineren Kindern nicht um die Befragung über Zuteilungswünsche, sondern darum geht, dass sich das urteilende Gericht ein persönliches Bild machen kann und über ein zusätzliches Element bei der Sachverhaltsfeststellung und Entscheidfindung verfügt (<ref-ruling> E. 1.2.2 S. 555). Dies bedeutet aber noch nicht, dass die Kinder oder jedenfalls S._, welche die kritische Altersschwelle überschritten hat, zwingend durch das Gericht hätten angehört werden müssen. Gemäss Art. 144 Abs. 2 ZGB, der im Eheschutzverfahren sinngemäss zur Anwendung gelangt (<ref-ruling> E. 1.1 S. 553), kann auch eine Drittperson mit der Anhörung beauftragt sein. Davon ist auszugehen, wenn die Kinder im Rahmen eines gerichtlichen Gutachtens durch eine unabhängige und qualifizierte Fachperson zu den entscheidrelevanten Punkten angehört worden sind und die Anhörung bzw. das Ergebnis noch aktuell ist (<ref-ruling> E. 4 S. 555). Wie sich aus dem Gutachten ergibt, haben auch mit den Kindern Gespräche stattgefunden und wurde ihre Entwicklung sowie Persönlichkeit dargestellt. Auf die (gegebene) Aktualität des Gutachtens wird noch zurückzukommen sein (E. 4). Der verfassungsmässige Anspruch auf rechtliches Gehör im Zusammenhang mit der Kindesanhörung ist mithin nicht verletzt. Eine andere Frage, nämlich eine solche des Willkürverbotes, ist hingegen vor dem Hintergrund, dass die Mutter einen veränderten Sachverhalt durch Einleben der Kinder in B._ behauptet, ob das Obergericht aufgrund einer antizipierten Beweiswürdigung zu Recht befinden durfte, die gerichtliche Kindesanhörung würde keine neuen Erkenntnisse bringen (dazu E. 4).
3.2 Die Beschwerdeführerin behauptet weiter eine Verletzung der Begründungspflicht als Teilgehalt des rechtlichen Gehörs, indem das Obergericht all ihre Vorbringen zum inzwischen erfolgten Einleben in B._, insbesondere auch den Bericht der Heilpädagogin, überhaupt nicht in die Entscheidfindung habe einfliessen lassen.
Die Vorwürfe der Beschwerdeführerin treffen insofern zu, als das Obergericht die betreffenden Vorbringen zwar erwähnt, sich aber inhaltlich nicht damit befasst hat. Dennoch vermag der angefochtene Entscheid vor dem verfassungsrechtlichen Minimalanspruch standzuhalten: Dieser geht nicht so weit, dass sich die Behörde mit jeder tatsächlichen Behauptung und mit jedem rechtlichen Einwand auseinandersetzen muss; vielmehr kann sie sich auf die für den Entscheid wesentlichen Gesichtspunkte beschränken. Insgesamt muss die Begründung eines Entscheides so abgefasst sein, dass der Betroffene ihn gegebenenfalls sachgerecht anfechten kann, was der Fall ist, wenn sowohl er wie auch die Rechtsmittelinstanz sich über die Tragweite des Entscheides ein Bild machen können. In diesem Sinn müssen wenigstens kurz die Überlegungen genannt werden, von denen sich die Behörde hat leiten lassen und auf welche sich ihr Entscheid stützt (<ref-ruling> E. 3.3 S. 455; <ref-ruling> E. 4.1 S. 88).
Diese Vorgaben hält der angefochtene Entscheid ein. Er verweist auf die ausführlichen Erwägungen des Erstrichters und gibt die zentralen gutachterlichen Überlegungen direkt wieder. Damit sind die zentralen Überlegungen, von denen das Obergericht ausgegangen ist, genannt, und mit ihrer ausführlichen Eingabe zeigt die Beschwerdeführerin denn auch, dass sie in der Lage war, den obergerichtlichen Entscheid sachgerecht anzufechten. Vor diesem Hintergrund sind die verfassungsrechtlichen Vorgaben an die Begründungspflicht eingehalten, auch wenn sich das Obergericht zu den neuen Vorbringen nicht geäussert hat. Hingegen stellt sich - unter Vorbehalt genügender Substanziierung der betreffenden Rügen - die Frage, ob dadurch die Sachverhaltsfeststellung bzw. Beweiswürdigung willkürlich erscheint (dazu E. 4).
4. Was die Sachverhaltsfeststellung und Beweiswürdigung durch das Obergericht anbelangt, beschränkt sich die Beschwerdeführerin in ihrer Beschwerde darauf, ihre betreuerischen Vorzüge anzupreisen und geltend zu machen, die Kinder hätten sich inzwischen in B._ gut eingelebt. Sie hätten dort viele "Gspänli" gefunden und würden vom heilpädagogischen Früherziehungsdienst C._ gezielt gefördert. Wenn sie arbeiten gehe, sei die Betreuung der Kinder durch ihren Lebenspartner und eine Nachbarin sichergestellt. Insgesamt habe sie viel mehr Zeit für die Kinder als der Vater, der mit seinem Landwirtschaftsbetrieb insbesondere zu den Morgen- und Abendzeiten intensiv beschäftigt sei, wenn die Mädchen zur Schule gehen oder ihre Hausaufgaben erledigen müssten.
Diese eigene Sachverhaltsdarstellung genügt nicht zur Begründung einer Willkürrüge: Abgesehen davon, dass das Rechtsmittelverfahren nicht zur Schaffung eines neuen Sachverhaltes durch Zeitablauf, sondern zur Überprüfung des angefochtenen Entscheides dient, müsste die Beschwerdeführerin fortlaufend einen Bezug zwischen ihren Willkürrügen und den jeweiligen oberinstanzlichen Erwägungen herstellen (vgl. E. 1), was nicht der Fall ist. Insbesondere müsste sie sich auch mit den gutachterlichen Aussagen, denen das Obergericht gefolgt ist, im Einzelnen auseinandersetzen.
Im Gutachten wird darauf hingewiesen, dass die Beschwerdeführerin ein unstetes Leben führe, rasch neue Beziehungen eingehe, sich aber nur auf Zeit binde und allgemein wenig Rücksicht auf die Bedürfnisse anderer, insbesondere auch diejenigen ihrer Kinder, nehme. So habe sie den Beschwerdegegner und ihre beiden Söhne aus erster Ehe vom einen Tag auf den anderen verlassen und in B._ sei aus ihrer Anstellung bei Herrn V._ in kürzester Zeit eine Paarbeziehung geworden. Sie gerate auch rasch in Konflikt mit ihrer Umgebung, in D._ v.a. mit dem Schwager und jetzt in B._ mit Herrn W._. Die Geschichten würden sich gleichen; sie überfordere die Töchter mit ihren neuen Paarbeziehungen und ihr Erziehungsstil sei ein "laisser faire". Sie missachte auch Regeln, habe eine Unterschrift gefälscht und unter einem Vorwand die Weihnachtsferien verlängert. Sie agiere in ihrem sozialen Umfeld und spiele Personen gegeneinander aus. Nur durch Drittpersonen sei bekannt geworden, wie sich der Unfall von T._ zugetragen habe und dass sie kürzlich innerhalb von B._ umgezogen sei. Demgegenüber wird der Beschwerdegegner im Gutachten als kompromiss- und hilfsbereit geschildert. Er mache sich Sorgen um die Töchter und sei jederzeit zu deren Betreuung bereit. Allerdings lasse auch er sie zu viel machen, ohne zu intervenieren, und verkenne ihren Betreuungs- und Förderungsbedarf; er kooperiere aber mit den Fachpersonen und verfüge in der Nachbarschaft über ein stabiles, unterstützendes soziales Netz.
Mit all diesen Tatbestandselementen setzt sich die Beschwerdeführerin nicht auseinander; vielmehr beschränkt sie sich auf appellatorische Ausführungen zum Einleben in B._ und behauptet, das Gutachten basiere auf einem veralteten Sachverhalt. Dabei übergeht sie aber die Tatsache, dass sich das Gutachten einlässlich mit der Situation in B._ auseinandersetzt. Die Gutachterin hat in B._ einen Hausbesuch gemacht und mit allen dort involvierten Personen (u.a. mit Herrn V._, dem neuen Lebenspartner der Beschwerdeführerin; Herrn W._, dessen Onkel; Frau P._, heilpädagogischer Früherziehungsdienst; Frau E._, schulpsychologischer Dienst; Frau M._, Tagesmutter; Frau H._, Kindergärtnerin; Frau F._, Logopädin) Gespräche geführt. Ferner hat sie auch in D._ beim Beschwerdegegner einen Hausbesuch gemacht und mit den dortigen Bezugspersonen sowie mit den beiden beim Beschwerdegegner verbliebenen Söhnen aus der ersten Ehe der Beschwerdeführerin Gespräche geführt. Die Standpunkte all dieser Personen sind im Gutachten gesondert dargestellt. Die aktuelle Wohn- und Betreuungssituation der Kinder in B._ wird im Gutachten ausführlich behandelt.
Indem sich die Beschwerdeführerin zu all diesen Umständen nicht äussert und die Behauptung, das - unmittelbar vor dem erstinstanzlichen Entscheid ergangene - Gutachten vom 2. Februar 2009 bzw. Ergänzungsgutachten vom 3. Juni 2009 sei veraltet, offensichtlich unzutreffend ist, bleiben ihre Willkürrügen, soweit sie überhaupt Bezug auf die obergerichtlichen Erwägungen nehmen, unsubstanziiert und sind nicht geeignet aufzuzeigen, inwiefern das Obergericht in Willkür verfallen wäre, wenn es den Schlussfolgerungen im Gutachten bzw. Ergänzungsgutachten gefolgt ist.
5. Hält die obergerichtliche Beweiswürdigung vor dem Willkürverbot stand und ist damit als Sachverhaltsbasis von einem unsteten Lebenswandel der Beschwerdeführerin auszugehen, der die beiden Mädchen überfordert, während der Vater den Mädchen ein stabiles Umfeld bieten kann, fehlt es der Rüge, das Obergericht habe die rechtlichen Zuteilungskriterien willkürlich angewandt und insbesondere dem Grundsatz der Beziehungs- und Erlebniskontinuität keine Beachtung geschenkt, an Boden. Es kann deshalb offen bleiben, ob die Willkürrüge hinsichtlich der Rechtsanwendung überhaupt genügend substanziiert wäre, wenn die Beschwerdeführerin nicht einmal angibt, welche Rechtsnorm das Obergericht willkürlich angewandt haben soll.
6. Zusammenfassend ergibt sich, dass die Beschwerde in Zivilsachen abzuweisen ist, soweit auf sie eingetreten werden kann. Sie kann jedoch nicht als von Anfang an aussichtslos bezeichnet werden, weshalb der prozessbedürftigen Beschwerdeführerin die unentgeltliche Rechtspflege zu erteilen ist, unter Verbeiständung durch den sie vertretenden Anwalt (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Die grundsätzlich der Beschwerdeführerin aufzuerlegenden Gerichtskosten (Art. 66 Abs. 1 BGG) sind deshalb einstweilen auf die Gerichtskasse zu nehmen. Der Gegenpartei ist kein entschädigungspflichtiger Aufwand entstanden.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde in Zivilsachen wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Der Beschwerdeführerin wird die unentgeltliche Rechtspflege erteilt, unter Verbeiständung durch Rechtsanwalt Peter Arnold.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt, jedoch einstweilen auf die Gerichtskasse genommen.
4. Rechtsanwalt Peter Arnold wird aus der Gerichtskasse mit Fr. 2'000.-- entschädigt.
5. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Bern, Appellationshof, 2. Zivilkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 29. Januar 2010
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Der Gerichtsschreiber:
Hohl Möckli