Ob hartgekocht oder als Spiegelei wie hier: Eier gehören zu Ostern dazu. Was beim hitzebedingten Erstarren des Eiklars vor sich geht, haben Forscher mithilfe einer speziellen Röntgentechnik sichtbar gemacht
Eier gehören zu den vielfältigsten Lebensmitteln: Im Rohzustand sind sie flüssig und ihre eigentlich getrennten Bestandteile – das Eigelb und Eiweiß – können miteinander vermischt werden, sodass eine Emulsion entsteht. Zudem nehmen gebratene Eier eine schaumartige Konsistenz an und gekocht können sie vergleichsweise fest sein.
Interessant dabei: Beim Erhitzen eines Eis wird ab einer Temperatur von etwa 80 Grad Celsius das normalerweise klare Eiweiß fest und undurchsichtig, wie auch auf unserem Foto sichtbar. Verantwortlich dafür sind die Proteine im Eiweiß, die durch die Hitze eine Netzstruktur bilden. Wie genau die Proteine sich beim Erhitzen anordnen, ist mit bloßem Auge nicht sichtbar.
Um diesen Prozess näher untersuchen zu können, haben Forscher um Nafasia Begam von der Universität Tübingen das aus Hühnereiern isolierte Eiweiß einer speziellen Röntgenuntersuchung unterzogen. Dafür füllten sie das Eiweiß von Hühnereiern in ein Quarzröhrchen mit 1,5 Millimetern Durchmesser und brachten es in den Strahl der Röntgenlichtquelle PETRA III am Deutschen Elektronensynchrotron (DESY) in Hamburg.
„Darin wurde das Eiweiß kontrolliert erhitzt, während wir es mit Röntgenlicht analysiert haben“, berichtet Co-Autor Fabian Westermeier vom DESY. Mit der sogenannten Röntgenphotonen-Korrelationsspektroskopie (XPCS) konnte das Team die Strukturveränderungen der Eiweiß-Proteine beim Erhitzen mitverfolgen.
In den ersten knapp drei Minuten beobachteten die Wissenschaftler, dass sich die Proteine entfalteten und das Proteinnetzwerk exponentiell wuchs. Nach etwa fünf Minuten erreichte das Netz dann ein Plateau, auf dem sich nahezu keine weiteren Proteinverknüpfungen mehr formten. Nach rund einer Viertelstunde war die Vernetzung der Eiweißproteine abgeschlossen. Die Proteine hatten sich in weniger als einem Mikrometer großen Abständen fest aneinandergereiht – das engmaschige, für uns undurchsichtige Proteinnetz des gekochten Eis war entstanden.
