TechnischeUniversität Berlin

Institut für Berufliche Bildung und Arbeitslehre

Fakultät I

Geisteswissenschaften

Fachdidaktik 3

Ernährung und Lebensmittelwissenschaft

StR. Dipl.-Ing. Franz Horlacher

Beobachtung und Auswertung beruflicher Lehr- und Lernprozesse

im Berufsfeld Ernährung

Thema: Pochiertes Ei

Eingereicht: Juni 2012

Namen: Nadja Burmann

Jessica Scheel

Philipp Martin

Denis Schulz

Studiengang: Ernährung- und Lebensmittelwissenschaften mit Lehramtsoption (Bachelor)

Inhalt

i

Inhalt

Abbildungsverzeichnis: ........................................................................................................................................................... ii

Tabellenverzeichnis: ........................................................................................................................................................... ii

1 Einleitung ................................................................................................................................................................................. 1

2 Sachanalyse ............................................................................................................................................................................. 2

2.1 Einleitung der Sachanalyse zum Thema „Pochiertes Ei“ ............................................................................ 2

2.2 Aufbau und Zusammensetzung des Eies ........................................................................................................... 3

2.3 Kennzeichnung von Eiern........................................................................................................................................ 5

2.4 Qualität von Eiern ....................................................................................................................................................... 6

2.4.1 Frischetest ............................................................................................................................................................ 6

2.4.2 Salmonellen ......................................................................................................................................................... 7

2.5 Ernährungsphysiologische Wertigkeit .............................................................................................................. 8

2.5.1 Proteinqualität ................................................................................................................................................... 8

2.5.2 Wichtige Inhaltsstoffe für die ernährungsphysiologische Wertigkeit ........................................ 8

2.5.3 Allergene Wirkung des Eiklars .................................................................................................................... 9

2.5.4 Cholesterin ........................................................................................................................................................... 9

2.6 Aufbau von Proteinen ............................................................................................................................................ 10

2.6.1 Denaturierung ................................................................................................................................................. 11

2.6.2 Hitzedenaturierung ....................................................................................................................................... 12

2.6.3 Säuredenaturierung ...................................................................................................................................... 12

2.6.4 Denaturierung bei pochierten Eiern ...................................................................................................... 12

2.7 Pochieren..................................................................................................................................................................... 14

2.8 Frittieren ..................................................................................................................................................................... 14

2.8.1 Frittieren mit Speiseöl oder -fett ............................................................................................................. 14

2.8.2 Unerwünschte Veränderungen ................................................................................................................ 15

2.8.3 Frittieren mit Wasser ................................................................................................................................... 16

2.8.4 Trehalose-Zucker ........................................................................................................................................... 17

3 Didaktische Reduktion .................................................................................................................................................... 19

4 Arbeitsauftrag ..................................................................................................................................................................... 22

5. Reflexion des Projektes am Tag der „Langen Nacht der Wissenschaft“ ..................................................... 26

6 Quellenverzeichnis ............................................................................................................................................................ 29

6.1 Literaturverzeichnis: ..................................................................................................................................................... 29

6.2 Abbildungsquellen: ........................................................................................................................................................ 30

7. Anhang ................................................................................................................................................................................... 31

............................................................................................................................................................................................................. 31

Inhalt

ii

Abbildungsverzeichnis:

Abbildung 1: Aufbau eines Hühnereis 3

Abbildung 2: α- Helix 11

Abbildung 3: β- Faltblatt 11

Abbildung 4: Maillard-Reaktion von Acrylamid 16

Abbildung 5: Frittieren in Wasser 17

Abbildung 6: Trehalose-Zucker 18

Abbildung 7: Vorbereitung Lange Nacht der Wissenschaft 26

Abbildung 8: Osmose 27

Abbildung 9: Denaturierung 27

Abbildung 10: Kostprobe 27

Abbildung 11: Das Team 28

Tabellenverzeichnis:

Tabelle 1: Eiklarproteine 4

Tabelle 2: Verschiebung des pH-Wertes/Denaturierungstemperatur 13

Tabelle 3: Lernfeld 1.1 19

Tabelle 4: Didaktische Reduktion 20

Einleitung

1

1 Einleitung

Unser Team, bestehend aus Nadja Burmann, Jessica Scheel, Philipp Martin und Denis Schulz,

wird sich in der Ausarbeitung, im Rahmen des im Bachelorstudienganges eingegliederten

Moduls Fachdidaktik 3, mit dem Thema „Pochiertes Ei“ und dessen Weiterverarbeitung

befassen. Dabei dient die Sachanalyse als Basis für die didaktische Reduktion, die wiederum

als Arbeitsmaterial für den späteren Lehrerberuf dienen kann. Ziel der Arbeit ist es, eine

fachwissenschaftliche Grundlage für die „Lange Nacht der Wissenschaft“ zu konzipieren, bei

der wir unser Projekt vorstellen möchten.

Sachanalyse

2

2 Sachanalyse

Ein fundiertes Fachwissen der Lehrkraft ist Voraussetzung für die Gestaltung eines guten

Unterrichts. Zur Aneignung dieses Fachwissens werden wir uns vorerst mit der komplexen

Struktur unseres Themas auseinandersetzen und analytische Kenntnisse erlangen.

2.1 Einleitung der Sachanalyse zum Thema „Pochiertes Ei“

Der Pro–Kopf–Verbrauch an Eiern im Jahr 2010 in Deutschland liegt bei 214 Eiern im Jahr.

Laut Dr. Bernd Dieckmann, dem Vizepräsident des Zentralverbandes der Deutschen

Geflügelwirtschaft, liegt der enorme Verbrauch an Eiern an der hohen biologischen

Wertigkeit dieses Nahrungsmittels (Deutscher Landwirtschaftsverlag GmbH 2011). Nicht

nur der ernährungsphysiologische Aspekt sondern auch der Verwendungszweck von Eiern ist

sehr vielfältig. Sie dienen beispielsweise als Backzutat, Lockerungsmittel, Bindemittel oder

Emulgatoren. Zum Verzehr werden Eier gekocht oder auch gebraten

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 50). Dabei werden als Lebensmittel nicht nur

Hühnereier sondern auch Wachtel-, Enten- oder Gänseeier verwendet. Rechtlich betrachtet

darf allerdings nur das Hühnerei als „Ei“ betitelt werden (Erbersdobler/Möhring/Rimbach

2010: 48). Innerhalb unseres Projektes werden wir die Zubereitungsart Pochieren und

Frittieren analytisch betrachten, wobei wir als innovative Idee für die Lange Nacht der

Wissenschaft das Frittieren des pochierten Eies in einer wässrigen Trehaloselösung vorstellen

wollen.

Sachanalyse

3

2.2 Aufbau und Zusammensetzung des Eies

Im Groben betrachtet, besteht ein Ei aus dem Eigelb, dem sogenannten Dotter. Dieses

liegt zentral in der Mitte des Eies und wird vom Eiweiß, dem Eiklar, umgeben. Als

äußere Hülle dient die Eischale, wie man in Abbild 1 erkennen kann.

Abb. 1: Aufbau eines Hühnereis [1]

Die Eischale ist etwa 0,3 mm dick und trägt zu 10 Prozent des Gesamtgewichts des Eies bei.

Hauptsächlich besteht die poröse Kalkschale aus einem Eiweißgerüst, einem

Mucopolysaccharidkoplex, sowie Calciumcarbonat, Calciumphosphat und

Magnesiumcarbonat. Die in Abbildung 1 angezeigten Poren dienen der Atmung des Kükens.

An der Innenseite der Schale liegt eine dünne und doppelschichtige Schalenhaut an, welche

sich aus einer Schalen- und Eimembran zusammensetzt. Am breiteren Ende des Eies befindet

sich anfangs eine kleine und mit zunehmendem Alter des Eies größer werdende Luftkammer.

Das Oberhäutchen, Cuticula, besteht aus Proteinen und dient dem Schutz des Eies vor

Mikroorganismen. Das Eiklar beträgt 58 Prozent des Gesamtgewichts des Eies und setzt sich

hauptsächlich aus Eiklarproteinen zusammen, welche in Tabelle 1 aufgelistet sind

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 58 - 60).

Sachanalyse

4

Tabelle 1: Eiklarproteine (Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 60) (Belitz/Grosch/Schieberle 2008: 566-570) (modifiziert)

Protein Anteil am

Gesamtprotein

(%)

Bemerkungen

Ovalbumin 54 - Besteht aus einer Peptidkette mit 385 Aminosäuren

- Denaturiert beim Schlagen

-Im Laufe der Lagerung Bildung zu hitzestabilerem S-Ovalbumin

Conalbumin 12 - Koaguliert bei niedriger Temperatur

- Bindet Metallionen

Ovomucoid 11 - Glycoprotein

- Stabil gegenüber Hitzekoagulation

- Hemmt Trypsin vom Rind, nicht vom Menschen

G2, G3 Globulin je 4 - Gute Schaumbildner

Ovomucin 3,5 - Glykoprotein

- in vierfacher Konzentration im Eiklar (Viskosität)

- Hitzestabil

- Komplexbildung mit Lysozym

Lysozym 3,4 - Eine Peptidkette aus 129 Aminosäureresten

- Zerstört Zellwände von Bakterien

Ovoglykoprotein 1,0 - Sialoprotein

Flavoprotein 0,8 - Glycoprotein

- Bindet Riboflavin

Ovomakroglobulin 0,5 - Glycoprotein

Ovoinhibitor 0,1 - Glycoprotein

- Hemmt verschiedene Proteinasen

Avidin 0,05 - Glycoprotein

- Bindet Biotin

- Antibakterielle Funktion

Cystatin 0,05 - Peptidkette mit ca. 120 Aminosäureresten

- Hemmt Cysteinproteinasen

Das Eiklar wird unterteilt in das dünnflüssige und dickflüssige, beziehungsweise zähflüssige

Eiklar. Die ungleichmäßige Viskosität basiert auf der unterschiedlichen Konzentration an

Ovomucin der beiden Schichten, welches aus Tabelle 1 zu entnehmen ist. Kohlenhydrate

kommen im Eiweiß zu zirka 1 Prozent vor, wovon die Hälfte an Eiweiße gebunden ist und die

andere in freier Form als Glukose vorliegt. Das Eidotter besteht zu 30 Prozent aus Lipiden.

Diese Form des Eieröls setzt sich zu 65% aus Triglyceriden und zu 30 Prozent aus

Phospholipiden, welche für die Emulgierbarkeit des Eigelbs sorgen, zusammen

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 59 - 61). Neben diesen Lipiden trägt Cholesterin zu 6

Prozent des Gesamtlipids bei (Belitz/Grosch/Schieberle 2008: 573). Die Linolsäure und

Sachanalyse

5

Ölsäure, beide ungesättigt, sind ebenfalls enthalten. Das Eidotter besteht hauptsächlich aus

den Eiweißen Levitin, ein wasserlösliches und glöbuläres Protein, Lipovitellinen, ein

Lipoprotein mit einer hohen Dichte, und den Phosvitinen. Die Intensität der gelben Färbung

des Dotters ist abhängig von der Fütterung des Huhns. Die ausschlaggebenden Farbstoffe sind

Carotinoide, welche über das Futter aufgenommen werden müssen

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 61 - 62).

2.3 Kennzeichnung von Eiern

Nach der EG- Vermarktungsnorm werden Hühnereier in Gewichts- und Güteklassen sowie

nach Herkunft und Haltungsart der Legehennen eingeteilt. Sie werden anhand dieser Kriterien

in Handelsklassen untergliedert. Das Gewicht der Hühnereier ist abhängig vom Futterangebot,

Jahreszeit, Alter der Legehenne und Lagerdauer, wobei das Durchschnittsgewicht bei 57 g

liegt. Laut der EG-Verordnung Nr. 589/2008 findet eine Einteilung der Hühnereier in die

Gewichtsklassen S ( 53 g), M (53 – 62 g), L (63 – 72 g) und XL ( 73 g) statt.

Des Weiteren werden die Eier in die Güteklassen A, B oder C untergliedert. Dabei wird die

Güteklasse A als „frisch“ bezeichnet und B als „2. Qualität“. Genussfähige Eier der

Güteklasse C dürfen nicht im Handel angeboten werden. Die Voraussetzungen der Eier der

Güteklasse A sind eine saubere und unverletzte Schale, eine Luftkammer mit einer maximalen

Größe von 6 mm, das Eiweiß darf keine Einlagerungen haben und muss eine feste

gallertartige Konsistenz besitzen, das Eidotter darf keine fremden Ein- oder Auflagerungen

aufzeigen und es darf kein fremdartiger Geruch feststellbar sein. Der Unterschied zur

Güteklasse B liegt vor allem in der Größe der Luftkammer. Hier darf die Luftkammer eine

Größe von 9 mm betragen. Sofern das Hühnerei unsymmetrisch ist, eine unebene Oberfläche

hat, die Schale verletzt ist oder das Ei bebrütet ist, darf es nicht mehr der Güteklasse A oder B

zugeordnet werden (Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 48 - 50).

Bei der Haltungsform wird in ökologische Erzeugung, Freiland-, Boden- und Käfighaltung

unterschieden. Bei der Käfighaltung lebt die Legehenne auf einer festgelegten Fläche mit

Gitterboden sowie einem Futtertrog und einer Wassertränke. Seit 2009 ist diese Art von

Haltung jedoch in Deutschland verboten, sodass die Käfige mit einem Nest, Sitzstange und

Scharrmöglichkeiten modifiziert werden mussten. Bei der Bodenhaltung handelt es sich um

einen geschlossenen Stallraum mit natürlichem Tageslicht, wobei der zur Verfügung stehende

Platz einer Henne genau definiert ist. Steht der Henne neben dieser Haltung noch ein

Sachanalyse

6

Freilandauslauf von 4 m2 zur Verfügung, handelt es sich um die Freilandhaltung. Die

Haltungsform der ökologischen Erzeugung hat noch den Zusatz, dass die Legehennen eine

bestimmte Zeit im Freien verbringen dürfen, es ausreichend Buschwerk gibt und dass das

Futter aus ökologischer Erzeugung stammt (Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 50 - 53).

2.4 Qualität von Eiern

Ein Einflussfaktor der Qualität von Eiernder Zustand der Eiinhaltsstoffen, welche von der

Lagerzeit und Lagertemperatur abhängig ist. Bei Zimmertemperatur beträgt die Haltbarkeit

des Eies eine Woche, hingegen im Kühlschrank bei einer Temperatur von 6 – 8 °Celsius drei

bis vier Wochen. Die Mindesthaltbarkeit beträgt 28 Tage, da die Ei-internen

Abwehrmechanismen nach etwa 18 Tagen nach der Eiablage inaktiv werden und die ersten

Verderbniserscheinungen nach 28 Tagen auftreten können. Der 21. Tag nach der Eiablage ist

das letzte Verkaufsdatum. Die natürliche Schutzschicht des Eies beeinflusst die Haltbarkeit

und daher darf das Ei, nachdem es gelegt wurde, nicht abgewaschen werden

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 53).

2.4.1 Frischetest

Einer der Parameter, um die Frische des Eies festzustellen, ist dessen Luftkammer. Je älter das

Ei wird, desto größer wird die Luftkammer, da während der Lagerung Wasser verdunstet.

Infolgedessen nimmt das Gewicht des Eies ab. Daher kann ein Frischetest in Form einer

Durchleuchtung, mit Hilfe einer Schierlampe, durch Schütteln oder einen Schwimmtest

vollzogen werden. Beim Durchleuchten erkennt man die Größe der Luftkammer, welche sich

nach 30 Tagen um zirka 8 mm vergrößert hat. Beim Schütteln dürfen keine Geräusche

auftreten, sofern das Ei frisch ist. Um den Schwimmtest durchzuführen legt man das Ei in

kaltes Wasser. Bleibt das Ei am Boden, handelt es sich um ein frisches Ei, steigt es auf,

handelt es sich um ein älteres Ei. Bei einem gekochten Ei wird das Alter anhand der Position

des Eidotters signalisiert. Durch die vergrößerte Luftkammer bei älteren Eiern liegt das Dotter

nicht mehr zentral im Ei-Inneren, sondern befindet sich am Rand in der Nähe der Schale.

Sachanalyse

7

Auch durch die Prüfung der Viskosität des Eiklars kann die Frische des Eies erkannt werden.

Ist das Eiklar nach dem Aufschlagen deutlich zweischichtig, beziehungsweise zum einen

gallertartig und zum anderen flüssig, so ist dieses ein Merkmal der Frische des Eies

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 54 - 56).

2.4.2 Salmonellen

Unsachgemäße Lagerung der Eier und mangelnde Hygiene am Arbeitsplatz sind

ausschlaggebende Gründe für Salmonellenerkrankungen beim Menschen. Immunschwache

Personen, wie Kinder und ältere Menschen, sind besonders anfällig für Salmonellose

(Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 57). Salmonellen sind stäbchenförmige Bakterien und

kommen in zirka 2500 verschiedenen Arten vor. Bei einer Temperatur von 8 – 63 °Celsius

sind diese in der Lage sich zu vermehren, wobei das Wachstumsoptimum zwischen 10

°Celsius und 50 °Celsius liegt. Unter 8 °Celsius wird das Wachstum der Salmonellen

eingestellt, setzt jedoch bei höheren Temperaturen wieder ein. Ein Absterben der Salmonellen

wird lediglich über eine Erhitzung von über 70 °Celsius herbeigeführt (Dörr 2009: 327).

Grundsätzlich sind frische Eier steril, dennoch kann es zu einer Kontamination mit

Salmonella Enteritidis kommen. Durch den Hühnerkot ausgeschiedene Salmonellen können

über die verschmutzte Schale ins Ei-Innere gelangen. Eier besitzen einen natürlichen

Abwehrmechanismus gegenüber Salmonellen, welcher jedoch im Laufe der Eialterung

abnimmt. Daher ist die Lagerung, bezüglich der richtigen Temperatur, besonders wichtig.

Diese sollte 7 °Celsius nicht überschreiten. Um eine Infektion mit Salmonellen über den

Verzehr von Eiern zu verhindern, sollten Speisen, die rohe Eier enthalten, erst kurz vor dem

Verzehr hergestellt werden (Erbersdobler/Möhring/Rimbach 2010: 57).

Sachanalyse

8

2.5 Ernährungsphysiologische Wertigkeit

In vielerlei Hinsicht kommt dem Ei ein hoher ernährungsphysiologischer Wert zu (Wirths

1977: 196). Das Ei ist ein hochwertiges Lebensmittel, was unter anderem an der großen

Anzahl an essentiellen Nährstoffen, die der Körper für das Wachstum und die Entwicklung

benötigt, liegt (Schwarz 1994: 219). In dem folgendem Kapitel wird daher näher auf die

ernährungsphysiologische Wertigkeit und die Proteinqualität von Eiern eingegangen.

2.5.1 Proteinqualität

Das Protein eines Eies ist reich an essentiellen Aminosäuren, welche in einem günstigen

Verhältnis vorliegen. Die enthaltenen essentiellen Aminosäuren in einem Ei sind Isoleucin,

Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin sowie Tryptophan und Valin (Schwarz

1994: 219 -220). Durch diesen Anteil an essentiellen Aminosäuren besitzt das Ei eine hohe

Proteinqualität, die als biologische Wertigkeit bezeichnet wird. Bei dieser Ermittlung muss

die Aminosäurezusammensetzung der Nahrungsproteine mit dem Bedarf der Körperproteine

verglichen werden (Schlieper 2004: 118). Das bedeutet, dass die biologische Wertigkeit

davon abhängt, wie gut das Nahrungseiweiß in Körpereiweiß umgewandelt werden kann.

Grundlegend sind eiweißreiche tierische Lebensmittel für den Menschen wertvoller als

pflanzliche Lebensmittel, da die tierischen Eiweißstoffe den menschlichen ähnlicher sind. Das

Vollei besitzt eine biologische Wertigkeit von 93,7 Prozent, wohingegen Rindfleisch nur 74,3

und Fisch 76 Prozent aufweisen (Lück/Gaymann 2005: 105).

2.5.2 Wichtige Inhaltsstoffe für die ernährungsphysiologische Wertigkeit

Des Weiteren ist der Mineralstoffgehalt in Eiern beachtenswert. Natrium, Kalium,

Magnesium, Chlor sowie Calcium und Phosphor sind in größeren Mengen in Eiern enthalten.

Calcium und Phosphor sind primär im Eidotter zu finden, das nach dem Käse den höchsten

Phosphorgehalt aufweist. Neben den Mineralstoffen enthält das Ei einige Spurenelemente wie

Aluminium, Eisen, Kupfer, Mangan, Zink, Jod und Fluor in bemerkenswerten Mengen

(Wirths 1977: 196). Der hohe Eisengehalt in dem Eidotter führte dazu, dass gekochte und

vom

Sachanalyse

9

Eiklar entfernte Eigelbe in der Kleinkindernährung eine wesentliche Rolle spielen (Schwarz

1994: 236).

Vitamine sind ein weiterer Bestandteil des Eies. Speziell die wasserlöslichen Vitamine der B-

Gruppe sind in hohen Mengen enthalten. Besonders Vitamin B1, Vitamin B2, Niacin, Cholin

sowie Biotin und Pantothensäure sind hier zu nennen (Wirths 1977: 198). Des Weiteren kann

durch den Verzehr des Eies der tägliche Bedarf an Vitamine A, D, B12 und B2 zu über 10

Prozent gedeckt werden (Schwarz 1994: 232).

2.5.3 Allergene Wirkung des Eiklars

Gegen bestimmte Lebensmittel tritt eine immunologische Abwehrreaktion des Körpers auf,

die unter dem Begriff „Allergie“ allgemein bekannt ist. Erst nach einer wiederholten

Aufnahme des Allergens kommt es zu einer allergischen Reaktion, da zunächst spezielle

Antikörper, Proteine der ɣ-Globulinfraktion, produziert werden müssen (Schwarz 1994: 223).

Ei-Allergien gehören zu den am häufigsten auftretenden Nahrungsmittelallergien. Dermatitis,

bronchiales Asthma, Nesselsucht, Erbrechen sowie Schnupfen und Bindehautentzündungen

sind die wichtigsten Symptome einer Ei-Allergie.

Zu den bedeutungsvollsten allergenen Proteinen des Eiklars gelten Ovalbumin, Ovomucoid

und Ovotransferrin. Allerdings nimmt ihre allergene Wirkung durch eine Hitzebehandlung ab,

erlischt jedoch nicht vollständig (Schwarz 1994: 224).

2.5.4 Cholesterin

Da Eier einen hohen Gehalt an Cholesterin aufweisen, haben sie im Allgemeinen den Ruf

ungesund zu sein und werden häufig mit der krankhaften Veränderung der Arterien,

Arteriosklerose, in Verbindung gebracht. Die Verhärtungen und der Elastizitätsverlust der

Arterien führen zu Gefäßeinengungen und können die Blutzirkulation behindern (Schwarz

1994: 226). Dadurch steigt das Risiko einen Herzinfarkt zu erleiden.

Sachanalyse

10

Allerdings sollte man berücksichtigen, dass Cholesterin nicht nur negativ anzusehen ist. Für

unseren Körper ist es lebensnotwendig, da dieses Lipid unsere Zellmembranen und Nerven

schützt. Des Weiteren braucht der Körper Cholesterin, um spezielle Hormone zu bilden und

ist zudem Ausgangssubstanz von bestimmten Säuren, welche der Körper zur Fettverdauung

benötigt. Der menschliche Organismus kann auf Cholesterin nicht verzichten und es wird aus

diesem Grund synthetisiert. Ob das Ei an einem erhöhten Cholesteringehalt beteiligt ist,

wurde in zahlreichen Studien getestet und aufgeführt. Jedoch sind die erlangten Ergebnisse

eher kontrovers zu betrachten und stellen keine zufriedenstellenden Antworten zur

Verfügung. Die Framingham-Studie beispielsweise zeigte auf, dass es keinen Zusammenhang

zwischen dem Eiverzehr und auftretenden Herzerkrankungen besteht (Schwarz 1994: 226).

2.6 Aufbau von Proteinen

Bevor man sich dem Prozess der Denaturierung widmet, ist es notwendig sich mit der

Struktur der Proteine auseinanderzusetzen. Ein Protein besteht aus mindestens 100

Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verknüpft sind. “Ihre elementaren

Bausteine sind 20 verschiedene Aminosäuren, die den Faden eines Proteins bilden“ (Vilgis

2007: 40). Bei der bereits angesprochenen Peptidbindung handelt es sich um eine Bindung

mit „partiellen Doppelbindungscharakter“ (Ludwig 1963: 4), dadurch liegen die Atome auf

einer Ebene. Diese Strukturform wird als Primärstruktur bezeichnet. „Die ebene Anordnung

und die Tendenz der Peptidbindung von H-Brücken sind die Grundlage für das Entstehen

höherer Strukturformen“ (Ludwig 1963: 4). Gemeint sind damit die Sekundär-, Tertiär-, und

die Quartärstruktur. Bei der Sekundärstruktur kommt es zur Wechselwirkung zwischen dem

Wasserstoff und den CO- und NH-Gruppen des Proteinmoleküls. Im Vergleich zu den Van-

der-Waals-Kräften oder der Dipol-Dipol-Wechselwirkung sind die

Wasserstoffbrückenbindung als intramolekulare Bindungskraft relativ stabil

(Bindungsenthalpie: 17 kJ mol-1

) (Brockhaus 1965: 1518). Dieser Aspekt hat nicht nur zur

Folge, dass relativ viel Energie benötigt wird um diese zu lösen, sondern die Sekundärstruktur

liegt dadurch spiralförmig und nicht in gestreckter Form vor. Bei der Sekundärstruktur wird

zwischen der α-Helix (siehe Abbildung 2) und dem β-Faltblatt (siehe Abbildung 3)

unterschieden.

Sachanalyse

11

Abb. 2: α- Helix: [2]

Abb. 3: β- Faltblatt [3]

Von den weiteren übergeordneten Strukturen ist noch die Tertiärstruktur erwähnt. Unter der

Tertiärstruktur versteht man eine räumliche Anordnung von mehreren Sekundärstrukturen, die

auch als globuläre Proteine bezeichnet werden. Für die Stabilisierung sorgen nicht nur

Wasserstoffbrücken und Van der Waals Kräfte, sondern auch die Disulfidbindungen zwischen

den Cysteinresten des Proteins. Die hier aufgezeigten intramolekularen Bindungskräfte sind

die Grundlage, um den Vorgang der Denaturierung verstehen zu können (Ludwig 1963: 5).

2.6.1 Denaturierung

Unter dem Begriff der Denaturierung wird im Allgemeinen die Strukturveränderung von

Eiweißmolekülen genannt, die durch Hitze- oder Säureeinwirkung sowie mechanisch

herbeigeführt werden können. In diesem Abschnitt soll auf die chemischen und

physikalischen Veränderungen bei der Denaturierung eingegangen werden (Ternes 2007: 603

- 606).

Sachanalyse

12

2.6.2 Hitzedenaturierung

Wie bereits beschrieben, kommt es bei Denaturierung zur Strukturänderung. Bei der

Hitzedenaturierung wird dieser Vorgang durch hohe Temperaturen verursacht. Die kovalenten

Bindungen zwischen den einzelnen Proteinen bleiben erhalten. Jedoch wird durch das

thermische Einwirken, das Molekül in Schwingung versetzt. „Dabei bleibt die Struktur der

Peptidketten erhalten, es werden jedoch die Querverbindungen zwischen den

Peptidbindungen, wie Wasserstoff- und Salzbrücken [...] aufgespalten“ (Brockhaus ABC

1965: 274). Die Proteinstruktur wird entfaltet und Wasserstoffbrücken und Disulfidbrücken

ordnen sich mehr oder minder nach dem Gesetz des Zufalls neu an (de Groot 2001: 92). Auf

Grund der eher zufälligen Anordnung und des hohen energetischen Einwirkens auf das

Proteinmolekül handelt es sich bei den meisten Hitzedenaturierungen um irreversible

Prozesse. Eine Ausnahme wäre die mechanisch herbeigeführte Denaturierung.

Aufgeschlagenes Eiklar zum Beispiel wird nach kurzem Ruhen wieder flüssig. Der Grund für

die Re- oder Irreversibilität hängt vom Grad der Zerstörung der Ordnungsstufen ab. Sind die

Ordnungsstufen nur teilweise zerstört, können die Proteine in ihren ursprünglichen Zustand

zurückkehren (de Groot 2001: 91).

2.6.3 Säuredenaturierung

Wie bereits erwähnt, kann die Denaturierung auch durch Säuren herbeigeführt werden. Bei

der Säuredenaturierung handelt es sich um eine molekulare Ladungsverschiebung. Das

bedeutet, die Säure gibt H+-Ionen ab und verschiebt somit die Ladungsträger im

Proteinmolekül. Die Folge ist, ähnlich wie bei der Hitzedenaturierung, die Zerstörung und

Neuausbildung von intramolekularen Bindungskräften. (de Groot 2001: S. 93)

2.6.4 Denaturierung bei pochierten Eiern

Beide bereits beschriebene Denaturierungsformen spielen bei der gewählten Thematik die

zentrale Rolle. Bei der Betrachtung der folgenden Tabelle kann ein direkter Zusammenhang

beider Parameter hergestellt werden, denn die Tabelle 2 zeigt die Denaturierungstemperatur in

Abhängigkeit vom pH-Wert. Vor allem das Ovalalbumin wird bei der pH-Wertabsenkung

Sachanalyse

13

stark in seinem Denaturierungsverhalten beeinflusst. Dessen Gehalt liegt im Eiklar bei 58

Prozent und spielt somit bei der Zubereitung von pochierten Eiern eine entscheidende Rolle.

Die Denaturierungstemperatur ändert sich bei der Verschiebung des pH-Wertes von fünf

Einheiten um 18 °Celsius. Ähnlich verhält sich das S-Ovalbumin bei der Verschiebung des

pH-Wertes. Seine Denaturierungstemperatur ändert sich um 17 °Celsius (siehe Tabelle).

Tabelle 2:Verschiebung des pH-Wertes/Denaturierungstemperatur (Ternes 2008: 603)

Eiklarproteine Denaturierungstemperaturen ( °Celsius)

pH=4 pH= 5 pH=7 pH=9

Ovalalbumin 66 71,5 79 84

S- Ovalbumin 75 79 85 92

Conalbumin 48 56 61,5 60

Lysozym 78 - 81,5 -

Ovoblobulin - - 92,5 -

Ovomucin - 70 -

Diesen Aspekt macht man sich bei der Zubereitung von pochierten Eiern zu Nutze. Auf

Grund der Herabsetzung der Denaturierungstemperatur koaguliert das Eiklar schneller. Fügt

man dem Pochierwasser keine Essigsäure hinzu, würde das Eiklar im Topf unkontrolliert

herumschwimmen und nicht wie gewollt das Eidotter umschließen. Ein gegenteiliger Effekt

lässt sich bei der Zugabe von Zucker beobachten. Durch die Zugabe von Zucker wird die

Denaturierungstemperatur erhöht. Dies erklärt auch, warum eine Sauce Hollandaise

(Essigsäurereduktion) über einem Wasserbad erwärmt werden muss und eine Sabayone (mit

Zucker) über dem Gas zubereitet werden kann. Zudem bewirkt die Zugabe von Zucker, dass

der Teig beim Backen elastisch verschiebbar bleibt (Ternes 2008: 603). Das bedeutet, die

Proteine des Teiges denaturieren erst nach dem Abschluss des Triebes beim Backen. Der

Zucker hat im Molekül eine Schutzfunktion, da er im Gegensatz zur Säure Vernetzungen

ausbildet, anstatt sie zu zerstören. Auch aus ernährungsphysiologischer Sicht lässt sich der

Prozess der Denaturierung beurteilen. Denaturierte Speisen sind im menschlichen Organismus

enzymatisch leichter angreifbar. Daraus folgt, dass rohes Fleisch beispielsweise ist schwerer

verdaulicher ist als gegartes. Des Weiteren verändern sich bei der Denaturierung die

Löslichkeit beziehungsweise Viskosität. Die Löslichkeit nimmt mit den Grad der

Denaturierung ab und die Viskosität zu ( Brockhaus 1965: 274).

Sachanalyse

14

2.7 Pochieren

Pochieren ist eine Gartechnik, in der ein Lebensmittel in wässriger Flüssigkeit gar zieht. Bei

diesem Verfahren liegt die Temperatur zwischen 70 – 98 °Celsius. Das Ziel ist es,

empfindliche Lebensmittel schonend für deren Konsistenz zu garen, wie beispielsweise beim

pochierten Ei oder bei zarten Fleischstücken. Dabei wird in direktes und indirektes Pochieren

unterschieden. Beim direkten Pochieren wird das Gargut direkt in die entweder kalte,

aromatisierte, wässrige Flüssigkeit gegeben oder in die bereits siedende, aromatisierte,

wässrige Flüssigkeit. Das direkte Pochieren wird beispielsweise bei Fleischklößen oder

kleineren Fischstücken angewandt. Das indirekte Pochieren unterscheidet sich insofern, dass

das Gargut in einer Form gegart wird, welches sich in dem Wasserbad mit entsprechender

Temperatur befindet. Dieses Verfahren wird teilweise auch beim Einwecken von Konfitüren

angewandt, wobei jedoch die Konfitüre nicht garen muss, sondern nur erwärmt wird und

dadurch konserviert (Hecker/Herrmann 2001: 125).

Beim pochierten Ei wird das direkte Pochieren angewandt, bei dem das Ei in etwa

80 – 90 °Celsius heißem Wasser mit etwas Essig gar zieht.

2.8 Frittieren

Frittieren ist das Garen von wasserhaltigen Lebensmitteln bei einer Temperatur von

140 – 180 °Celsius, bei dem das Gargut gewöhnlich vollständig von Speiseöl oder -fett

umgeben ist. In der Umgangssprache wird dieser Prozess als „Ausbacken im Fettbad“

bezeichnet. Jedoch wurde vor etwa zwölf Jahren ein neu entdeckter Stoff (Trehalose-Zucker)

legalisiert, der es erlaubt, Lebensmittel in Wasser zu frittieren. Im Folgenden soll auf beide

Methoden eingegangen werden (BfR 2001; Hecker/Herrmann 2002: 131).

2.8.1 Frittieren mit Speiseöl oder -fett

Frittieren mit Speiseöl oder -fett hat das Ziel, durch kurzzeitige und intensive

Hitzeeinwirkung das Lebensmittel zu garen. Außerdem soll das Gargut auf diese Weise eine

rösche Kruste und gleichmäßige Bräunung erhalten. Durch die gebildeten Röststoffe wird

Sachanalyse

15

eine Geschmacksverbesserung und ein attraktiveres Aussehen angestrebt (Hecker/Herrmann

2002: 131). Da Fette und Öle eine hohe Wärmekapazität haben und Temperaturen über den

Siedepunkt von Wasser annehmen können, erfolgt durch den Wärmetransfer das schnelle

Garen der Lebensmittel. Das gebundene Wasser der Frittierprodukte verdunstet nach und

nach an den Randzonen. Infolge des Massentransfers wird das innen liegende Wasser nach

außen transportiert und verdampft teilweise. Dadurch kann das Lebensmittel im Inneren eine

Temperatur von über 100 °Celsius erreichen, wohingegen die Temperatur an den Randzonen

höher ist als im Inneren. Je nach Beschaffenheit der Randzone beziehungsweise der Kruste

verläuft dieser Verdunstungsvorgang schneller oder langsamer ab (DGF 2007). Ein Beispiel

wäre, wenn ein rohes Stück Schweinefleisch und zur Gegenüberstellung ein mit Ei und

Semmelmehl paniertes Stück Schweinefleisch, wie beim Schnitzel „Wiener Art“, verglichen

werden würden. Die Verdunstung des gebundenen Wassers würde beim rohen unpanierten

Stück Fleisch schneller vorangehen als bei dem panierten Stück Schweinefleisch, da das Ei

schneller denaturiert und somit das gebundene Wasser bis zu einem gewissen Grad

einschließt, wodurch das Produkt saftig gehalten wird.

Im Bezug auf das bereits pochierte Ei, welches frittiert werden soll, wird das Ei wie beim

Wiener Schnitzel mit flüssigem Ei und Semmelmehl paniert. Wenn das auf diese Weise

panierte Ei nun in einem Fettbad frittiert wird, dann nur um eine rösche Kruste zu erzielen, da

das Ei bereits zuvor einen optimalen Garpunkt durch den Vorgang des Pochierens erhalten

hat.

2.8.2 Unerwünschte Veränderungen

In Bezug auf das Lebensmittel ist es, wie anfangs im Kapitel erwähnt, das wünschenswerte

Ziel, eine rösche Kruste sowie Geschmacksverbesserungen zu erlangen. Darüber hinaus gibt

es jedoch auch negative Auswirkung beim Frittieren. Zum einen ist hier der

ernährungsphysiologische Aspekt zu erwähnen. Da es sich beim Frittieren um das Backen im

Fettbad handelt, besitzen die verschiedenen Lebensmittel je eine Fettaufnahme von sechs bis

40 Prozent. Daher ist hierbei die richtige Auswahl des Öls beziehungsweise Fettes relevant

(DGF 2007). Es eignen sich besonders raffinierte Öle und Fette, die frei von Schwebstoffen

und anderen Verunreinigungen sind, die den Fettverderb begünstigen.

Sachanalyse

16

Abb. 4: Maillard-Reaktion von Acrylamid [4]

Zum anderen sollte der gesundheitliche Aspekt berücksichtigt werden. Durch die zu hohe

Erhitzung von reduzienden Zuckern und eiweißreichen Lebensmitteln, besonders von Glucose

oder Fructose und Asparagin, kann Acrylamid entstehen. Konkret bedeutet dies, dass

Acrylamid bei der Maillard-Reaktion aus Glucose beziehungsweise Fructose und Asparagin

entsteht (siehe Abbildung: 4). Acrylamid hat die Eigenschaft, dass es wasserlöslich ist und gut

vom menschlichen Organismus absorbiert werden kann. Wie in Tierversuchen

herausgefunden wurde, besteht das Risiko von Acrylamid darin, dass es neurotoxisch,

krebserzeugend und erbgutverändernd wirken kann. Diese Wirkungsweise ist auf den

menschlichen Organismus übertragbar. Die negative Auswirkung des Acrylamid aus dem zu

stark frittieren Lebensmittel können in die Muttermilch gelangen und bei dem

heranwachsenden Fötus erbgutverändernd und krebserzeugend wirken (DGF 2007).

2.8.3 Frittieren mit Wasser

Das Frittieren mit Wasser (siehe Abbildung: 5) erscheint auf den ersten Blick utopisch. Ohne

Zugabe des Stoffs Trehalose-Zucker ist dies auch nicht möglich, da Wasser einen Siedepunkt

von 98 – 100 °Celsius besitzt und das „normale“ Garen in Wasser dann lediglich „kochen“

heißt. Durch die Zugabe von Trehalose-Zucker erhöht sich jedoch der Siedepunkt des

Wassers um mehr als 20 °Celsius, sodass das Wasser beim Kochen eine Temperatur von etwa

120 – 125 °Celsius erreicht.

Sachanalyse

17

Dieser Vorgang kann ebenso als Frittieren in Wasser bezeichnet werden, da eine Temperatur,

ohne Druckerhöhung, von deutlich über 100 °Celsius erreicht wird.

Abb. 5: Frittieren in Wasser [5]

2.8.4 Trehalose-Zucker

Trehalose-Zucker ist ein Disaccharid, der aus zwei Glucosemolekülen besteht, die eine α,α-

1,1 glykosidische Bindung (siehe Abbildung: 6) besitzen. Im Vergleich zur Süßkraft des

Haushaltszuckers, der Saccharose, besitzt Trehalose-Zucker lediglich eine 45 prozentige

Süße, was dem geschmacklichen Eindruck beim frittierten Lebensmittel zugutekommt, da es

keine Beschränkung auf die süßen Lebensmittel festlegt. Mit der geringen Süßkraft und der

α,α-1,1 glykosidische Bindung karamellisiert der Zucker bei höherer Temperatur und erlaubt

so das Frittieren (Food Ingredients). Jedoch muss beim Garen in diesem Medium darauf

geachtet werden, dass nicht zu viel Wasser verdampft oder die Garstücke zu groß sind.

Folglich muss das Verhältnis von Gargut und Garmedium gewahrt sein, da sonst die

Temperatur zu stark absinkt oder bei zu wenig Wasser der Zucker wieder kristallisiert. Das

Verhältnis von Trehalose-Zucker zu Wasser sollte dabei 3 : 1 betragen, dies entspricht einem

Verhältnis von drei Kilogramm Trehalose-Zucker zu einem Liter Wasser (Vilgis 2007: 195).

Sachanalyse

18

Abb. 6: Trehalose-Zucker [6]

Die Inverkehrbringung bzw. das Bereitstellen von Trehalose-Zucker an Dritte ist seit dem

25.09.2001 ohne Einschränkung vom Europäischen Parlament und des Rats legalisiert

worden. Jedoch wird Trehalose-Zucker eher selten zum Frittieren benutzt. In der Industrie

wird es hauptsächlich bei der Zubereitung von Getränken, Schokolade, Tiefkühlprodukten

oder Süßwaren eingesetzt. Der Trehalose-Zucker wird dabei durch mehrere Schritte von

enzymtechnischen Prozessen aus verflüssigter Stärke hergestellt. In der Natur findet man

Trehalose nicht nur in Pflanzen (BfR 2001). Da Trehalose-Zucker den Gefrierpunkt eines

Produktes oder Organismus‘ herabsetzen kann, findet sich Trehalose auch im tierischen

Organismus– der Zucker dient ihnen zum Schutz vor dem Erfrieren. Außerdem besitzt

Trehalose-Zucker eine niedrige Hygroskopizität, welches ihm erlaubt, selbst bei 94

prozentiger, relativer Luftfeuchtigkeit in frei fließender Form vorzuliegen. Dadurch wird das

Verkrusten der Lebensmittel, in denen Trehalose eingesetzt wird, verhindert (Food

Ingredients).

In Bezug auf das Frittieren des pochierten Eies lässt sich zusammenfassend Folgendes

festhalten: Es ist wichtig, dass der Trehalose-Zucker den Siedepunkt des Wassers auf über

120 °Celsius anhebt, da sonst die Panade des pochierten Eies nur gekocht und nicht knusprig

beziehungsweise rösch wird. Bei den mit einer Trehaloselösung erzielbaren Temperaturen ist

eine Bräunung der Panade jedoch nicht möglich. Daher wurden die pochierten Eier nach dem

Garen in dieser Lösung in der durch trockenes Erhitzen vorbereiteten Panade gewälzt, womit

ein knusprig-röscher Mantel erzielt wurde. Außerdem wird die Panade vermutlich leicht

süßlich schmecken, da der Trehalose-Zucker eine zwar geringe aber dennoch ausreichende

Süßkraft hat. Durch das Garen in Essigwasser, ist der leicht süßliche Geschmack der Panade

des Eies abgerundet.

Didaktische Reduktion

19

3 Didaktische Reduktion

Unter der didaktischen Reduktion versteht Wiater „alle Maßnahmen, komplexe, umfangreiche

oder schwierige Unterrichtsstoffe […] so zu vereinfachen und zu elementarisieren, dass sie

von Schüler/innen eines bestimmten Lern- und Entwicklungsalters aufgenommen und

verstanden werden können“ (Wiater 1997: 225). Um didaktisch reduzieren zu können, ist es

daher notwendig sich über die konkrete Lerngruppe, die Adressaten, zu informieren. Die

erarbeitete didaktische Reduktion aus Tabelle 3 bezieht sich auf eine Kochklasse im 1.

Lehrjahr, dessen Lernziel aus Tabelle 2 zu entnehmen ist.

Tabelle 3: Lernfeld 1.1 (KMK 1997)

Lernfeld 1.1 1. Ausbildungsjahr

Zeitrichtwert: 140 Stunden

Zielformulierung:

Die Schülerinnen und Schüler können einfache Speisen unter Berücksichtigung von Rezepturen vor-

und zubereiten sowie anrichten. Die Arbeitsschritte werden nach ökonomischen und ökologischen

Gesichtspunkten geplant, die Arbeitsergebnisse selbstständig kontrolliert und bewertet.

Sie verstehen lebensmittelrechtliche Forderungen und handeln danach. Insbesondere werden

H gieneregeln von den Schülerinnen und Schülern begründet und im Umgang mit Lebensmitteln

angewandt.

Die Rohstoffauswahl für die Speisenherstellung erfolgt nach sensorischen und

ernährungsph siologischen riterien, nach Verwendungszweck, Beschaffenheit und

Wirtschaftlichkeit.

Die Schülerinnen und Schüler wenden geeignete Verfahren der Vor- und ubereitung an, um die

Werterhaltung von Lebensmitteln zu sichern sowie ein ausgewogenes Verhältnis von

Nahrungsinhaltsstoffen und Energiewert zu erreichen. Sie führen Verlust-, Nähr- und

Energiewertberechnungen durch.

Sie verstehen die Bedeutung des Umweltschutzes und sind in der Lage, umweltbewusst zu handeln.

Die Schülerinnen und Schüler verfügen über enntnisse zur Unfallverhütung und halten die

Sicherheitsvorschriften ein.

Sie arbeiten im Team und erkennen die Vorteile dieser Arbeitsorganisation.

Sie wenden die Fachsprache und einfache Formulierungen in der Fremdsprache an.

Inhalte:

− Vor-, ubereitung und Präsentation einfacher Speisen

− Technologische und ernährungsph siologische enntnisse zu ausgewählten Rohstoffen −

Lebensmittelrechtliche Grundlagen

− Personal-, Betriebs- und Produkthygiene

− Umweltschutz

− Arbeitssicherheit

− Teamarbeit

− Berechnungen (Maße, Gewichte, Verluste, Rohstoffmengen, Nähr- und Energiewerte)

Fachsprache

Didaktische Reduktion

20

Tabelle 4: Didaktische Reduktion (Arnold 1990: S 584) (modifiziert)

Reduktionsschritte nach Arnold Ausarbeitung mit Bezug auf die Sachanalyse

1. Wodurch ist die Komplexität

bestimmt?

Kennzeichnung von Eiern

Aufbau, physikalische Eigenschaften und

Zusammensetzung des Eies

Komplexität der Eiklarproteine

Biologische Wertigkeit des Eies

Struktur von Proteinen und dessen Veränderung

bei Wärme- oder Säureeinfluss

Garverfahren: Pochieren und Frittieren in Fett

oder Wasser als Herstellungsprozess

Denaturierung bei pochierten Eiern

Osmose beim Frittieren in Wasser

Maillard Reaktion

Struktur und Eigenschaften des Trehalose-Zuckers

2. Zentrale und weniger zentrale

Strukturbestandteile.

Zentral:

Aufbau des Eies

Aufbau der Eiklarproteine und dessen

Veränderung bei Wärme- oder Säureeinfluss

Garverfahren: Pochieren und Frittieren als

Herstellungsprozesse

Denaturierung und Osmose

Eigenschaften des Trehalosezuckers

Weniger Zentral:

Kennzeichnung von Eiern

Qualitätsbestimmung und mikrobielle Einflüsse

Physikalische Eigenschaften und

Zusammensetzung des Eies

Detaillierter Proteinaufbau und dessen

Strukturveränderung

Detaillierte Prozesse der Denaturierung und

Osmose

Maillard Reaktion

Struktur des Trehalosezuckers

3. Welche Strukturbestandteile können

von den Adressaten verstanden

werden, welche nicht?

Verstanden:

Kennzeichnung von Eiern

Qualitätsbestimmung und mikrobielle Einflüsse

Aufbau des Eies

Aufbau der Eiklarproteine und dessen

Veränderung bei Wärme- oder Säureeinfluss in

vereinfachter Form

Garverfahren: Pochieren und Frittieren als

Herstellungsprozesse

Proteinveränderung bei der Denaturierung

Didaktische Reduktion

21

(Modell)

Vorgänge beim Frittieren vereinfacht dargestellt –

Osmose (Modell)

Nicht verstanden:

Molekulare Schreibweise der Eiklarproteine und

dessen Bindungsarten (Wasserstoff-

brückenbindung, Van-der-Waals-Kräfte)

Einfluss verschiedener Parameter auf molekularer

Ebene (Temperatur, Säure)

Physikalische Eigenschaften (Viskosität,

Siedetemperatur des Wasser, Veränderung

Frittiermedium/-gut)

Naturwissenschaftliche und physikalische Abläufe

der Osmose und Denaturierung

4. Auf welche Bestandteile kann

verzichtet werden, ohne den

Gültigkeitsumfang der Aussage

einzuschränken?

Kennzeichnung von Eiern

Qualitätsbestimmung und mikrobielle Einflüsse

Diverse Proteinbestandteile

Molekulare Schreibweise (Strukturformel und

Bindungen)

Maillard Reaktion

Viskositätsveränderungen

5. Welche Einschränkungen des

Gültigkeitsumfanges müssen in Kauf

genommen werden, damit die Thematik

verstanden wird?

Aufbau der Eiklarproteine und dessen

Veränderung bei Wärme- oder Säureeinfluss

Proteinveränderung bei der Denaturierung

Vorgänge beim Frittieren– Osmose

6. Kann die Verständlichkeit durch

Beispiele, Analogien, Erläuterungen

und Veranschaulichung erhöht

werden?

Vereinfachter Molekülaufbau der Eiweißmoleküle

bei der Denaturierung (3D-Modell).

Veranschaulichung durch Lichtdurchlässigkeit

Bildhafte Darstellung der Osmose in vereinfachter

Form.

Modellversuch: Karton mit Zwischenwand, die

perforiert in der Größe der kleineren Kugelart ist. In

den Karton zwei Kugelarten unterschiedlicher Größe.

Danach den Kasten schütteln

Arbeitsauftrag

22

4 Arbeitsauftrag

Das Thema „Pochiertes Ei“ kann in einer Unterrichtsstunde durch verschiedene Sozialformen

dargestellt werden. Eine Option, wie die Lehrkraft seinen Schülern das Wesentliche des Themas auf

der theoretischen Ebene vermitteln kann, wird in dem folgenden Arbeitsauftrag beschrieben.

Thema: Pochierte Eier frittiert in Fett oder Wasser

Name____________________ Datum______________

1.) Lesen Sie die folgenden Texte über die Zubereitungsarten von:

a) Pochierte Eier,

b) Frittierte Eier in Fett,

c) Frittierte Eier in Wasser.

Markieren Sie sich die wesentlichen Schritte und schreiben Sie diese stichpunkthaltig in die dafür

vorgesehenen freien Felder.

Pochierte Eier:

Anfänglich werden 1 ½ Liter Wasser mit 5 Esslöffel Essig vermengt und zum Kochen

gebracht. Anschließend das Essigwasser auf niedriger Flamme köcheln lassen. Nun werden

die Eier benötigt, die vorzugsweise die Größe L und Zimmertemperatur haben sollten.

Wichtig hierbei ist, dass die Eier frisch sind. Einzeln die Eier in einer Schöpfkelle

aufgeschlagen und vorsichtig in das Essigwasser gleiten lassen. Das Erzeugen eines Strudels,

durch kreisförmiges Rühren mit einem Kochlöffel im Essigwasser, verhindert eine zu große

Verteilung des Eiklars im Essigwasser. Das Ei 3 Minuten ziehen lassen. Das Eigelb sollte

noch flüssig sein. Anschließend das Ei mit einer Schöpfkelle aus dem Essigwasser

herausheben, kurz im kalten Wasser abschrecken und auf einem Tuch abtropfen lassen.

Gegebenenfalls unregelmäßige Ränder abschneiden, um die gewünschte Form zu erreichen.

Frittierte Eier in Fett:

In einem kleinen Topf das Öl zum Frittieren auf circa 160-180 Grad Celsius erhitzen. Parallel

dazu in einer extra Schüssel die Eimischung vorbereiten. Dazu werden Hühnereier mit einer

Gabel aufgeschlagen und mit Salz und Pfeffer gewürzt. Auf einem extra Teller wird die

Panade vorbereitet. Diese besteht aus Semmelbröseln und Blattpetersilie. Die pochierten Eier

werden vorsichtig in Mehl gewälzt. Das überschüssige Mehl abklopfen und die Eier durch die

Eimischung ziehen. Anschließend in den Bröseln panieren. Die Panade dabei nur leicht

andrücken. Danach die Eier in das erhitzte Fett geben und circa 1-2 Minuten frittieren. Sobald

die Panade eine goldbraune Farbe erhalten hat, die Eier aus dem Topf nehmen und auf einem

Küchenpapier kurz abtropfen lassen. Zum Schluss auf einem Teller anrichten und servieren.

Arbeitsauftrag

23

Frittierte Eier in Wasser:

In einem kleinen Topf 100 Milliliter Wasser mit 300 Gramm Trehalose-Zucker vermengen.

Anschließend das Gemisch zum Kochen bringen, bis eine Temperatur von circa 120 Grad

Celsius erreicht wird. Beim Frittieren in Fett wird das pochierte Ei in Mehl gewälzt, durch die

Eimischung gezogen und dann paniert. Dies ist beim Frittieren in Wasser nicht möglich, da

keine Bräunung der Panade stattfinden würde. Demnach nur das pochierte Ei in die

Trehalose-Lösung geben und circa 2 Minuten frittieren. Wichtig, hierbei darf immer nur ein

Ei in das kochende Wasser gegeben werden. Anschließend das Ei aus dem kochenden Wasser

nehmen, kurz auf einem Küchenpapier abtropfen lassen und dann in den vorgerösteten

Semmelbröseln wälzen. Die Semmelbrösel halten am pochierten, frittieren Ei durch den im

Wasser gelösten Zucker. Das Ei kann nun serviert werden.

Pochierte Eier Frittierte Eier in Fett Frittierte Eier in Wasser

__________________ _____________________ ___________________

__________________ _____________________ ___________________

__________________ _____________________ ___________________

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__________________ _____________________ ___________________

Arbeitsauftrag

24

Thema: Pochierte Eier frittiert in Fett oder Wasser

Name____________________ Datum______________

2.) Ordnen Sie die untenstehenden Begriffe, mit Hilfe des Textes, den entsprechenden Feldern in der

Graphik zu!

__________________

Zustand des Eies Zustand des Eies

_____________ _____________

Hitze, Denaturierung, roh, Säure, gekocht

Beim Pochieren des Eies findet eine Hitzedenaturierung statt. Unter dem Begriff der

Denaturierung wird im Allgemeinen die Strukturveränderung von Eiweißmolekülen

verstanden, die durch Hitze- oder Säureeinwirkung sowie mechanisch herbeigeführt werden

kann. Die Strukturveränderung erfolgt auf Grund von Neubildung oder Verschiebung der

Bindungen zwischen den benachbarten Molekülen. Durch die Veränderung der

Eiweißstruktur verändert sich auch die Lichtdurchlässigkeit. Diese ist erkennbar, vergleicht

man ein rohes mit einem gekochten Ei. Das vorerst durchsichtige Eiklar hat nach dem

Erhitzen eine weiße Farbe. Beim Kochen von Eiern ist diese Veränderung irreversibel. Das

heißt, dass ein hartgekochtes Ei nicht wieder in seinen ursprünglichen Zustand gebracht

werden kann.

Arbeitsauftrag

25

Thema: Pochierte Eier frittiert in Fett oder Wasser

Name____________________ Datum______________

3.) Ordnen Sie die untenstehenden Begriffe, mit Hilfe des Textes, den entsprechenden

Feldern in der Graphik zu!

________________________

Nach einiger Zeit

Hoher niedriger

Ionebgehalt Ionengehalt

Wasser, Osmose, „halbdurchlässige“ Membran, ausgeglichene Konzentration von Ionen und Wasser,

Ionen

Beim Frittieren des pochierten Eies in Wasser findet eine Osmose des Garguts statt. Anhand

der obigen Graphik soll die Osmose näher erklärt werden. Bei der Osmose streben zwei

Flüssigkeiten an, ihren unterschiedlichen Ionengehalt auszugleichen. In der obigen Graphik

ist ein Behältnis mit zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Ionengehalt zu sehen. Beide

Flüssigkeiten sind mit einer „halbdurchlässigen“ Membran voneinander getrennt. Lediglich

das Wasser kann diese Membran durchqueren, die Ionen hingegen nicht. Durch den

unterschiedlichen Ionengehalt der beiden Flüssigkeiten entsteht ein sogenannter Osmotischer

Druck. Dieser bewirkt, dass das Wasser von der ionenarmen Seite durch die Membran dringt,

um auf der anderen Seite das Wasser mit hohem Ionengehalt zu verdünnen. Dieser Vorgang

hält solange an, bis der Ionengehalt auf beiden Seiten gleich ist. Um dies auf das pochierte Ei

zu übertragen, kann gesagt werden, dass die Trehalose-Lösung einen hohen Ionengehalt

besitzt und das pochierte Ei einen niedrigen Ionengehalt hat.

Reflexion

26

5. R fl x s P j k s am Tag „La g Na W ss s af “

Unser Team stellte zur „Langen Nacht der Wissenschaft“ am 02.06.2012 im Franklingebäude

der Technischen Universität Berlin unser Projekt, pochiertes Ei frittiert in Fett oder Wasser, dar.

Die einzelnen Gruppenmitglieder konnten sich mit dem Thema gut identifizieren. Jeder

erarbeitete ein Themengebiet und stellte es den anderen Gruppenmitgliedern vor, sodass jeder

über den gesamten Umfang der Ausarbeitung Auskünfte geben konnte.

Die didaktische Reduktion, Modellbildung und Fassung des Arbeitsmaterials fand in

Gemeinschaftsarbeit statt. Mit einem einheitlichen Wissensstand begannen wir am Tag der

„Langen Nacht der Wissensschaft um 16 Uhr mit den Vorbereitungen. Wir bereiteten das

Essigwasser zum Pochieren vor, erhitzten das Fett und das Wasser mit Trehalose-Zucker, bauten

eine „Panierstrasse“ auf und präparierten unsere Station mit den im Vorfeld gestalteten

Arbeitsmaterialien (Abbildung 7). Um 18 Uhr empfingen wir unsere ersten Besucher.

Abb. 7: Vorbereitung Lange Nacht der Wissenschaft

Reflexion

27

Unser Stand wurde von vielen Besuchern begutachtet und durch hintergründige Fragen

bezüglich unseres Projekts konnten wir ein reges Interesse feststellen. Es wurden nicht

nur Fragen über die Zubereitung von pochierten Eiern gestellt, sondern auch das

Frittieren in Wasser, die Alternative zum Frittieren in Fett, verlangte eine detaillierte

Informationsausgabe unsererseits. Hierfür erleichterte uns nicht nur das

Präsentationsmaterial den Besuchern unser komplexes Thema verständlich zu erklären,

sondern auch die selbst entworfenen Modelle, in Abbildung 8 und 9 zu sehen, trugen zur

Veranschaulichung bei.

Abb. 8: Osmose Abb. 9: Denaturierung

Wir ernteten eine positive Resonanz für die innovative Idee des Frittierens in Wasser.

Nicht nur der ernährungsphysiologische Aspekt spielte eine zentrale Rolle, auch

geschmacklich konnten wir eine Mehrzahl der Besucher, mit Hilfe unserer zubereiteten

Kostproben, von unserem Projekt überzeugen und schließlich begeistern.

Abb. 10: Kostprobe

Reflexion

28

Grundsätzlich können wir von einer gelungenen Veranstaltung ausgehen, wobei nicht

nur unser Thema Anklang fand, sondern auch die Zusammenarbeit unseres Teams trug

zu einer angenehmen Gesamtatmosphäre bei. Auch für unsere spätere Tätigkeit als

Lehrer wirkt sich diese Veranstaltung als eine gewinnbringende Erfahrung aus. Vom

komplexen Prozess der Wissensaneignung, über die anschließende Wissensreduktion zur

Anpassung an spezifische Adressaten bis hin zur praktischen Anwendung von Modellen

zur Veranschaulichung und der Präsentation, konnten wir einen effektiven Lernerfolg

erzielen.

Abb.11: Das Team

Quellen

29

6 Quellenverzeichnis

6.1 Literaturverzeichnis:

Belitz, Hans-Dieter; Grosch, Werner; Schieberle, Peter (2008): Lehrbuch der

Lebensmittelchemie. 6., Berlin, Heidelberg: Springer Verlag.

Brockhaus ABC (1965): Chemie in zwei Bänden. Leipzig: Brockhaus Verlag Leipzig.

Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften

(2001): Genehmigung des Inverkehrbringens von Trehalose als ein neuartiges

Lebensmittel. Online verfügbar unter www.bfr.bund.de/cm/343/trehalose.pdf, zuletzt

geprüft am 26.04.2012.

de Groot, Hilka (2007): Ernährungswissenschaft. Ernährungslehre. 4., Haan-Gruiten: Verlag

E Europa Lehrmittel.

Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaft (DGF), Gertz (2007): Optimal Frittieren,

Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Fettwissenschaft. Online verfügbar

unter www.dgfett.de/material/frittierempfehlungen_dgf.pdf, zuletzt geprüft am

26.04.2012.

Deutscher Landwirtschaftsverlag GmbH, Agrarheute, Wörle, Hans (2011): Pro-Kopf

Verbrauch von Eiern steigt kontinuierlich, Hannover. Online verfügbar unter

http://www.agrarheute.com/eierverbrauch, zuletzt geprüft am 18.04.2012.

Dörr, Martin (2009): Ernährung und Stoffwechsel für das berufliche Gymnasium.

1.,korrigierter Nachdruck. Troisdorf: Bildungsverlag EINS.

Erbersdobler, Helmut; Möhring, Jennifer; Rimbach, Gerald (2010): Lebensmittel

Warenkunde für Einsteiger. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag.

Food Ingredients; Georg Breuer GmbH; Pflanzliche Nahrungsmittelrohstoffe, Trehalose – Ein

multifunktioneller Zucker. Online verfügbar unter

www.foodingredients.de/objects/stoffe/25.pdf, zuletzt geprüft am 26.04.2012.

Kultusministerkonferenz (1997): Rahmenlehrplan für den Ausbildungsberu

Koch/Köchin. Online verfügbar unter: http://www.der-junge

koch.de/uploads/media/KMK_RLP_Koch.pdf, zuletzt geprüft am 13.05.2012.

Ludwig, Eberhard (1963): Die Denaturierung von β- Lactoglobulin in saurer Lösung.

Versuche zur Charakterisierung des nicht koagulierten Anteils. Dissertation.

Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften.

Lück, Gisela; Gaymann, Peter (2005): Eiweisheiten, Experimente rund um das Ei. Freiburg

im Breisgau: Verlag Herder.

Schlieper, Cornelia A. (2004): Grundfragen der Ernährung. 17., Kiel: Verlag Handwerk und

Technik.

Quellen

30

Schwarz, K., Nährwerte des Eies. In: Ternes, Waldemar; Acker, Ludwig; Scholtyssek,

Siegfried (1994): Ei und Eiprodukte. Berlin und Hamburg: Verlag Paul Parey.

Ternes, Waldemar (2008): Naturwissenschaftliche Grundlagen der Lebensmittelzubereitung.

3., Hamburg: Behr`s Verlag.

Vilgis, Thomas (2007): Die Molekül-Küche. Physik und Chemie des feinen Geschmacks.

6., Stuttgart: Hirzel Verlag.

Vilgis, Thomas (2007): Die Molekularküche – Das Kochbuch. Wiesbaden.: Tre Torri Verlag.

VNR Verlag für die Deutsche Wirtschaft, Riedel, Christian: Eier sind unschuldig. Bonn.

Online verfügbar unter

http://www.experto.de/b2c/gesundheit/krankheiten/cholesterin/cholesterineiersind

unschuldig.html, zuletzt geprüft am 20.04.2012.

Wiater, W. (1997): Unterrichten und Lernen in der Schule, Eine Einführung in die

Didaktik.6., Donauwörth: Auer Verlag.

Wirths, Willi (1977): Lebensmittel in ernährungsphysiologischer Bedeutung. 2., Paderborn:

UTB Schöningh.

6.2 Abbildungsquellen:

[1] Baumann, Antje (2011): Wie sieht ein Ei von innen aus? In URL: http://www.huehner-

info.de/infos/eier_aufbau.htm, zuletzt geprüft am 21.04.2012.

[2] α-Helix: http://www.cgg.at/www.cgg.at/chemie/schuelerdaten_alt/berufswettbewerb_2000_01

/3a/pt/helix.gif zuletzt geprüft am 19.02.2013.

[3] Reiser, Oliver (2012): β-Faltblatt. In URL: http://www.chemie-im-

alltag.de/articles/0039/Falt.jpg, zuletzt geprüft am 22.04.2012.

[4] Haase, Günter 2002: Krebs – Acrylamid. In URL: http://www.g-

haase.de/ch_acrylamid.htm, zuletzt geprüft am 22.04.2012.

[5] StockFood GmbH (2012): Kaisergranat, Zucchini in Wasser frittiert (Molekularküche). In URL: http://mediaserver02.stockfood.com/previews/NDI4OTU1Ng==/00357463.jpg

zuletzt geprüft am 22.04.2012

[6] Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH (2012): Trehalose. In URL:

http://www.wissenschaft-online.de/lexika/images/bio/faf6783.jpg zuletzt geprüft am

19.02.2013.

Anhang

31

7. Anhang