Gisela Lück, Peter Gaymann. Am Ei erklärt. Wissen und Experimente rund ums Ei

Transkript

1 Gisela Lück, Peter Gaymann Am Ei erklärt Wissen und Experimente rund ums Ei

2 Inhalt Anstelle eines Vorworts ein bisschen Hühner- und Eierstatistik... 7 Warum wir Sie davon überzeugen wollen, mit Hühnereiern die Welt der Chemie und Physik zu entdecken Teil Naturwissenschaftliche Experimente mit einem Hühnerei...15 Warum wird eigentlich ein Hühnerei beim Erhitzen hart?...16 Ein Spiegelei braten naturwissenschaftlich betrachtet...21 Das Geheimnis»verlorener Eier«und warum man sie genau genommen immer wiederfindet Frühstücksei-Salzen einmal genau betrachtet...30 Ein Hühnerei im Wasser...33 Wie aus dem Ei gepellt...39 Osmose oder: Wie man aus kleinen Eiern große machen kann und umgekehrt...43 Die Eierschale als Modell für Kariesschutz Von Natur aus stabil verpackt: Die Eierschale hält manches aus...50 Ei-Auspusten ein Beispiel für die hohe Stabilität der Eierschale...54 Ein Frühstücksei aus der Mikrowelle? Bloß nicht!...56 Wo ist das Fett im Hühnerei?...58 Hält Wasser und Öl zusammen: Eigelb als Soßenbinder...61 Gelingt auch im Sommer: Eischnee...68 Ein rohes oder gekochtes Ei?... 75

3 Ei-Ansaugen eine Alternative zum Modellschiff in der Flasche...78 Das Frühstücksei und der Silberlöffel Teil Daten und Fakten zum Hühnerei...85 Was alles in einem Hühnerei steckt...86 Nährstoffe im Hühnerei...91 Ein Ei gleicht nicht dem anderen: Gewichts- und Güteklassifizierungen des Hühnereis Woher kommt mein Hühnerei?...95 Zu guter Letzt...97 Wodurch unterscheiden sich braune und weiße Eier?...98 Können Schokoladenhasen Eier legen? Huhn und Ei in Prosa und Poesie Anmerkungen Literatur Etwas Nachdenkliches zum Schluss Die Autorin Der Zeichner

4 Anstelle eines Vorworts ein bisschen Hühner- und Eierstatistik In Deutschland leben zurzeit etwa 45,1 Millionen eierlegende Hühner! 1 Damit kommt auf jede Person in etwa ein halbes Huhn, aber weil halbe Hühner keine Eier legen, ist folgende Rechnung anschaulicher: 1,8 Deutsche teilen sich ein Huhn. Sorgfältig wird hierzulande auch die Legehennenleistung beobachtet und die hat sich in den letzten zehn Jahren sogar gesteigert um exakt 15 Eier! Mittlerweile legt uns jedes Huhn im Jahr rund 290 Eier in einem Schaltjahr kann es natürlich auch mal eins mehr sein 2 Zählen wir nun alle Eier zusammen, die unsere Hühner so im Jahr in deutschen Landen legen, dann kommt da eine ganz stattliche Zahl heraus: Knapp 13,1 Milliarden Eier, nur mal so grob gezählt, manchmal geht ja auch eins kaputt oder rollt einen Abhang hinunter! Aufs große weite Land verteilt ist die Zahl vielleicht noch nicht so erstaunlich und legte man alle Eier nebeneinander, ließen sich bestimmt noch Flächen auffinden, die sozusagen»eierfrei«blieben, aber wie wäre es, wenn wir alle Eier eines Jahres zu einem Berg zusammentragen würden? Dazu müssten wir die Eier in Schichten zu einer Pyramide aufeinanderstapeln, damit das Ganze nicht ins Rutschen käme. Mit insgesamt 3325 Schichten würde eine über 167 Meter große Pyramide entstehen, die damit deutlich größer wäre als die Cheops-Pyramide, die es nur auf schlappe 138,75 Meter bringt. Und drinnen gäb es für einen Pharaonen weit und breit keinen Platz, denn alles wäre ja voller Eier und ganz unten wären bestimmt jede Menge Knick-Eier! Aber bevor wir uns nun ernstlich Sorgen machen, wo wir eine solche Eier-Pyramide in Deutschland überhaupt errichten könnten, kommen wir zurück zur Realität: Wir Deutschen lassen es nämlich 7

5 erst gar nicht so weit kommen, dass ein Eierberg entsteht: Kaum hat ein Huhn ein Ei gelegt, essen wir es alsbald schon auf; im Jahr pro Kopf 235 Eier. Und wer jetzt ganz genau nachgerechnet hat, der wird spitzfindig feststellen, dass dann einigen von uns sogar Eier fehlen. 3 Richtig: Deutschland ist trotz der vielen Hühner sogar ein Eierimportland und bekommt zum Glück viele Eier aus den Niederlanden, wo offensichtlich so viele Hennen Eier legen, dass man uns noch welche abgeben kann. Obwohl die Schweizer nur 175 Eier pro Jahr konsumieren, muss auch die Schweiz Eier importieren fast 40 Prozent des Eierbedarfs. Das ist viel, sehr viel und lässt Raum für Spekulationen: Taucht man tief in die aktuelle Schweizer Eierliteratur ein, so ist zu lesen, dass es den Schweizer Hennen recht gut geht. 75 Prozent der in der Schweiz gehaltenen Legehennen haben regelmäßigen Auslauf! Aber könnte hierin nicht auch gleichzeitig die Ursache für den hohen Import liegen? Wenn wir uns die geografischen Verhältnisse einmal genau vor Augen halten, dann wird klar, dass so ein spazieren gehendes Huhn durchaus einmal ins Gebirge und damit in abschüssiges Gelände gelangen kann. Wir stellen daher rein wissenschaftlich die Hypothese auf, dass der hohe Eierimportanteil der Schweiz durch die vielen hohen Berge verursacht wird. Nicht selten nämlich kullern von den Gipfeln und Hängen die Eier, der Gravitation ausgeliefert, ins Tal, wo sie schließlich entzwei gehen. Zum Glück gibt es in der Schweiz neben 70 Prozent Gebirgslandschaft auch Flachland und Hochebenen, die nicht nur die Menschen zum Wohnen, sondern auch die Hennen zum Eierlegen bevorzugen. Auch Österreich ist mit rund 40 Prozent Gebirgslandschaft über 1000 Meter für Hennen und vor allem für Eier ein gefährliches Pflaster. Dennoch decken die 6 Millionen Hennen 84 Prozent der Eier-Nachfrage. 4 Wir bleiben bei unserer Gebirgs-Kullerhypothese 8

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7 und vermuten, dass der im Vergleich zur Schweiz höhere Flachlandanteil diesen geringeren Eierimport ermöglicht! Aber zurück zum hohen Eier-Jahresverbrauch. Die Eier essen wir natürlich nicht alle als Frühstücks- oder Spiegelei, sondern auch versteckt in Nudeln, Kuchen, Gebäck und Soßen und immer übers ganze Jahr verteilt. Genau um diese vielen Eier geht es uns in diesem Buch. Wir möchten Sie davon überzeugen, in diesem Jahr vielleicht einmal ein Ei weniger zu verzehren und mit diesem etwas ganz Besonderes anzustellen nämlich chemische und physikalische Experimente durchzuführen. Wer so gar nicht auf dieses Ei verzichten will, für den haben wir einen Kompromiss: Genau genommen können Sie nach dem Experimentieren sogar Teile vom»versuchsei«essen. Lassen Sie sich also überraschen, was in unseren Hühnern steckt! 10

8 Warum wir Sie davon überzeugen wollen, mit Hühnereiern die Welt der Chemie und Physik zu entdecken Sie zögern noch? Warum ein schönes, leckeres Hühnerei opfern, um damit naturwissenschaftliche Experimente durchzuführen? Vielleicht gehören Sie ja zu denjenigen, die seit der Schulzeit mit Chemie und Physik auf Kriegsfuß stehen. Vermutlich haben auch Sie sich im Chemiesaal lieber in den hinteren Reihen herumgedrückt, weil es vorne ohnehin nicht viel zu sehen gab, denn Experimente wurden so gut wie nie durchgeführt und wenn, dann klappten sie irgendwie nie. Von alldem ist über die Jahre vielleicht hängen geblieben, dass sich Lackmus in Säuren rot und in Laugen blau färbt. Aber wer hat schon Lackmus im Haus und wozu hilft uns das Wissen über die Farbveränderung? Dazu all die Formeln und Gleichungen, von denen allenfalls H 2 O in Erinnerung geblieben ist und diese Formel wäre Ihnen auch ohne Chemieunterricht über den Weg gelaufen. Statistisch gesehen zählen Sie bestimmt eher zu denjenigen, die erleichtert waren, als das Klingelzeichen das Ende der Chemie- oder Physikstunde ankündigte. Chemie und Physik zählen bis heute zu den unbeliebtesten Unterrichtsfächern des deutschen Bildungssystems. Schade eigentlich, denn hin und wieder wäre es doch ganz hilfreich zu verstehen, was es mit der Chemie so auf sich hat. Dass wir immer noch zu den Chemieahnungslosen zählen, hat vermutlich mit dem Hühnerei zu tun. Das kam in unserem Unterricht nämlich nicht vor! Und dabei hätte es uns so viele lebensnahe Gebiete der Chemie und Physik eröffnen können ganz ohne Lackmus und Formeln! Eiweißgerinnung, Kohlenstoffdioxidherstellung, Dichteunterschiede von wässrigen Lösungen, Oxidation von Metal- 11

9 len und vieles andere mehr lassen sich am Mikrokosmos Ei anschaulich verdeutlichen. Zum Glück lässt sich das jetzt alles nachholen aber Sie zögern ja immer noch! Vielleicht ist Ihnen gerade eingefallen, dass Sie all die im Unterricht unvermeidlichen chemischen Apparaturen und Gerätschaften nicht griffbereit haben: Erlenmeyerkolben, Reagenzgläser, Bunsen12

10 brenner, Bechergläser, Rührstäbe und vor allem Destillationskolonnen sind eben leider nicht verfügbar ganz abgesehen von den Chemikalien! Aber ein Hühnerei wird doch irgendwo in Ihrem Haushalt aufzufinden sein? Wenn Sie dann noch über einen Salzstreuer, ein Glas, etwas Essig, Wasser, eine Pfanne und eine Heizplatte sowie einen Silberlöffel verfügen, steht Ihrem Experimentieren eigentlich nichts mehr im Wege. Diesmal nicht im Chemiesaal, sondern in Ihrer Küche, nicht in der hinteren Reihe, sondern ganz vorne am Küchentisch. Nur Sie und das Hühnerei. 13

11 1. Teil Natur wissenschaftliche Experimente mit einem Hühnerei

12 Warum wird eigentlich ein Hühnerei beim Erhitzen hart? Wir alle kennen die Prozedur beim morgendlichen Frühstücksei- Kochen: Kochtopf rausholen, Wasser zum Kochen bringen und dann lange vier bis fünf Minuten warten, bis das Ei gerade die richtige Festigkeit hat eben nicht steinhart, aber auch bloß nicht mehr flüssig. Ähnlich ergeht es uns, wenn wir uns für ein Spiegelei in der Bratpfanne entscheiden: Ohne Wärmezufuhr wird das Ei in der Regel nicht hart. Eigentlich erstaunlich, denn ansonsten verflüssigt sich ein Feststoff durch Wärmezufuhr denken Sie nur einmal an Schokolade, wenn sie bei sommerlichen Temperaturen im Auto liegen gelassen wurde. Auch Schnee und Eis schmelzen in der Sonne. Während flüssige Schokolade und Wasser beim Erkalten allerdings wieder fest werden, bleibt unser gekochtes Hühnerei gegenüber jeder Abkühlung im wahrsten Sinne des Wortes hart. Oder haben Sie schon einmal beobachtet, dass ein hart gekochtes Ei im Kühlschrank wieder flüssig wurde? Lassen Sie uns doch einmal ganz genau beobachten, was beim Kochen eines Hühnereis so vor sich geht. Diese Materialien benötigen Sie 1 rohes Ei 1 Teeglas (hitzestabil) 1 Kochtopf, zur Hälfte mit Wasser gefüllt (falls vorhanden, 1 hitzestabiles Thermometer mit einer Temperaturskala zwischen 20 C und 100 C, aber wer hat das schon im Haus?) 16

13 So wird s gemacht Schlagen Sie das rohe Ei auf, trennen Sie das Eiweiß vom Eigelb und fangen Sie einen Teil des Eiweißes in einem Teeglas oder einem anderen hitzestabilen durchsichtigen Behältnis auf den Rest des Eiklars benötigen Sie noch für die folgenden beiden Experimente. Erwärmen Sie das Wasser im Kochtopf auf einer Herdplatte zunächst auf kleiner Flamme. Bei handwarmer Temperatur des Wassers (ca C; evtl. mit dem Thermometer kontrollieren) wird das Teeglas in das Wasser gehalten und beobachtet, ob eine Veränderung eintritt. Das Wasser wird nun weiter erhitzt (für Beherzte ohne Thermometer: Einfach mit der Hand fühlen; natürlich nicht, wenn es schon kocht). Erneut wird das Teeglas mit dem Eiklar in das erwärmte Wasser gehalten. Ist eine Veränderung zu beobachten? Das gibt s zu sehen Das Eiklar färbt sich im heißen Wasser nach einiger Zeit je nach Wassertemperatur kann das einige Minuten dauern allmählich weiß und wird hart. Die Farbveränderung tritt zunächst an der Glaswand ein. Deutung des Experiments Das Eiklar des Hühnereis besteht zu rund 10 Prozent aus Eiweiß, auch Protein genannt; der größte Teil des Eiklars, nämlich 88 Prozent, besteht aus Wasser. 4 Im rohen Ei, in dem das Eiklar noch flüssig vorliegt, haben die Proteine eine Struktur, die mit einem langen Faden vergleichbar ist, der sich ein wenig kräuselt. Im rohen Zustand liegen diese Protein fäden isoliert vor, sind also unterein- 17

14 ander nicht verbunden. Ähnlich wie Haaren, die leicht durchkämmt und aneinander vorbeigeschoben werden können, gelingt es auch den Proteinen im flüssigen Eiklar problemlos, aneinander vorbeizugleiten; das Eiklar ist beweglich wie andere Flüssigkeiten auch. Das Licht kann zudem durch die Fäden hindurchleuchten, weshalb das Eiklar durchsichtig erscheint. Erhitzt man nun das Eiklar, dann wird die vorgegebene Struktur der Proteinfäden des Eiklars nach und nach verändert: Die zunächst isolierten, nur zusammengewickelten Proteine werden entfaltet. An den Stellen, an denen zuvor die verknäulten Eiweiße miteinander verbunden waren, bilden sich nun Verbindungen mit benachbarten Eiweißen aus und bleiben wie die beiden Teile eines Druckknopfs fest miteinander verbunden man sagt auch: Sie gerinnen oder koagulieren. Dadurch verlieren sie ihre Beweglichkeit und das Eiklar wird zunächst weich und weiß und dann allmählich immer härter. Die Farbveränderung können wir damit erklären, dass das Licht nun nicht mehr ungehindert durch das Eiklar hindurchtreten kann, sondern von dem Proteingeflecht reflektiert wird: Es erscheint weiß. Dieser Vorgang der Eiweißgerinnung durch Temperaturzufuhr ist irreversibel, d. h., auch bei noch so niedriger Temperatur werden aus den vielen verknäulten Proteinen nie wieder isolierte Proteinfäden. Was ist noch zu beobachten? Das Experiment zeigt uns, dass die Eiweißgerinnung zunächst an der Glaswand beginnt und sich erst allmählich im Inneren fortsetzt. Genauso ist es auch im Hühnerei: Das Eiklar wird zunächst in der Nähe der Eierschale fest und erst anschließend in der Mitte, weil die Wärme des Wassers außen am schnellsten wirkt. So kann man sich auch erklären, weshalb das Eigelb, das sich ja in der Mitte des Eis befindet, bei einem gut gekochten Hühnerei noch flüssig ist, während das Eiklar bereits fest 18

15 a) b) c) a) Eiklar nicht erhitzt b) Eiklar mit entfalteten Proteinen c) denaturiertes Eiweiß Nach: McGee, On food and cooking, S. 98. erscheint (wobei hierfür auch noch weitere Ursachen verantwortlich sind, um die es in den folgenden Experimenten gehen wird). Mathematisch genau betrachtet hat die»durchhärtungsgeschwindigkeit«des Hühnereis etwas mit seiner Größe zu tun: Je größer das Ei, desto langsamer erfolgt die Gerinnung in heißem Wasser. Oder noch exakter: Die Kochzeit des Hühnereis nimmt mit dem Quadrat des Ei-Durchmessers zu. Sollte Ihr Schatz Sie beim nächsten gemeinsamen Frühstück also wieder einmal fragen, wie lang denn Ihr Frühstücksei gekocht werden soll, antworten Sie nicht lapidar mit»viereinhalb Minuten, Liebling«, sondern fragen Sie zunächst einmal, wie groß denn das für Sie vorgesehene Hühnerei ist. Ein relativ kleines Ei mit einem Durchmesser von weniger als 40 mm braucht nämlich nur etwa 19