ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Regionalwettbewerb Jugend forscht NEUMARKT Alles Eier Sophie Grabe Daphne Toliopoulou Schule: Christoph-Jacob-Treu-Gymnasium Lauf a.d. Pegnitz Jugend forscht 2017
Langfassung Jugend forscht Projekt Alles Eier 1. Einleitung Im Supermarkt oder Discounter steht man oft vor der Frage Welche Eier soll ich kaufen?. Gibt es überhaupt nachweisbare oder messbare Qualitätsunterschiede bei einem Hühnerei aus der Bodenhaltung, Freilandhaltung oder einem Ei mit Bio-bzw. Ökosiegel? Die Haltungsmethoden unterscheiden sich zunächst sehr stark voneinander. Bei der Bodenhaltung leben etwa 9 Hennen auf einem Quadratmeter. Ein Betrieb hat in etwa 200.000 Tiere. Der Boden ist mit Einstreu bedeckt. Oft befinden sich Stangen oder Gitter auf mehreren Etagen, sodass der Platz für ein Huhn sehr begrenzt ist. Bodenhaltung Bei der Freilandhaltung und der Biohaltung stehen jedem Huhn 4 Quadratmeter Auslauffläche zu. Allerdings sind die Bedingungen im Stall bei der Freilandhaltung die gleichen wie bei der Bodenhaltung. Bei der Biohaltung dürfen im Stall nicht mehr als 6 Hühner pro Quadratmeter leben. Freilandhaltung Der Verbraucher kann die Eier beim Kauf durch ihre Kennzeichnung unterscheiden: Eine 2 steht für Bodenhaltung, die 1 für Freilandhaltung und 0 für Biohaltung. Wir wollen in unserer Arbeit untersuchen, ob es bei der Eierschale z.b. Schalendicke, regelmäßiger Aufbau, Porenanzahl, Stabilität messbare Unterschiede gibt und ob man daraus Rückschlüsse auf die Haltungsform schließen kann.
2. Prüfung der Eierschalen Neben unserer Schule befindet sich das Zentrum für Werkstoffanalytik Lauf, kurz ZWL. Dort haben wir die Möglichkeit unsere Eierschalen mit dem Raster-Elektronenmikroskop (REM) zu betrachten. Die Eierschalen wurden hierzu gebrochen, um eine möglichst frische Bruchkante zu erhalten. Anschließend wurden die Schalen mit Graphit bedampft, damit die Oberfläche elektrisch leitend wird und mit dem REM betrachtet werden kann. Zudem wurden die Schalen mit Röntgenstrahlen beschossen, was Informationen über die chemische Zusammensetzung liefert. 3. Ergebnisse Mit Hilfe der Röntgenstrahlen-Analyse erkennt man, dass Eierschalen komplett aus Kalk bestehen. Die chemische Formel dafür ist CaCO 3 oder Calciumcarbonat. Genauer noch handelt es sich bei dem Material um Calcit. Ergebnisse der Röntgenanalyse bei Freilandeiern. Man erkennt Signale bei den Atomen O, C und Ca. Anhand der elektronenmikroskopischen Bilder erkennt man deutliche Unterschiede bei der Porenanzahl, Fehlstellen in der Schale, der Schalendicke und der Regelmäßigkeit. Die Ergebnisse werden in folgender Tabelle zusammengefasst.
Bodenhaltung Freilandhaltung Biohaltung Ökosiegel Porenanzahl relativ niedrig schwer zu erkennen relativ hoch relativ hoch Dicke in µm 406 340 333 407 Einschlüsse/ Fehlstellen nein ja nein nein Regelmäßigkeit niedrig niedrig hoch schöne Kristalle hoch schöne Kristalle Oberfläche rau Vertiefungen glatt glatt glatt Bilder der Oberfläche Bodenei Freilandei Bioei Ökoei Bilder zur Anzahl der Poren und zur Regelmäßigkeit Bodenei mit relativ wenig Poren, unregelmäßige Kristalle Freilandei mit relativ wenig Poren, sehr unregelmäßige Kristalle, Fehlstellen
Bioei mit relativ viel Poren, regelmäßige Kristalle Ökoei mit viel Poren, sehr regelmäßige Kristalle 4. Diskussion der Ergebnisse Die Auswertung der Bilder zeigt einen Zusammenhang zwischen der Qualitätsstufe des Eis und den ausgewählten Kriterien. Schalen von Bioeiern bzw. Ökoeiern sind viel regelmäßiger aufgebaut und zeigen nach Aussage des ZWL regelmäßige Calcitkristalle. Diese sind bei den Boden- bzw. Freilandeiern nicht so deutlich ausgeprägt. Durch die für die Hühner besseren Lebensbedingungen können die Eierschalen regelmäßiger ausgebildet werden. Dies könnte am geringeren Stress oder auch am besseren und hochwertigeren Futter liegen. Die Eierschalendicke variiert bei den Eiern zwischen 330 und 400 µm. Die Variation könnte auch durch die Hühnerart bedingt sein. Auffällig ist auch die Porenanzahl. Die Poren sind für die Sauerstoffversorgung des Embryos sehr wichtig. Dies spielt für den Verbraucher sicher keine große Rolle, wohl aber für das Huhn. Hier fällt die große Anzahl an Poren bei den Ökoeiern und Bioeiern auf, bei welchen der Embryo sehr gut versorgt ist. Das Freilandei zeigt als Auffälligkeit sehr große Unregelmäßigkeiten beim Schalenaufbau. Nach Aussagen des ZWL ist die Ausbildung der Calcit-Kristalle durch andere Stoffe gestört. Dies ist auf das Futter zurückzuführen. Als Zusammenfassung und auf Grundlage unserer bisherigen Untersuchungen haben die Biobzw. Ökoeier die beste Qualität. Sie kosten auch am meisten. Platz drei belegt das Bodenei. Aufgrund der Fehlstellen in der Schale hat das Freilandei die schlechteste Qualität.
5. Ausblick Bis zum Wettbewerb wollen wir die Schalen der Eier noch weiter untersuchen. Mit einem speziellen Dickenmessgerät für Folien wollen wir feststellen, ob die Schalen überall gleich dick sind oder ob es Unregelmäßigkeiten gibt. Darüber hinaus wollen wir die Belastbarkeit der Eierschalen testen. 6. Quellen Internet https://albert-schweitzer-stiftung.de/massentierhaltung/legehennen http://www.greenpeace.org/austria/de/themen/konsum/hintergrund- Info/essen/konsum/fleisch-eier/eier/eier-haltungsformen/ Mitarbeiter des ZWL