Unter Fett versteht man primär ein Stoffgemisch aus verschiedenen Fettsäuretriglyceriden, die entweder aus Tieren oder Pflanzen gewonnen werden. Verbindungen dieser Art werden
Triglyceride oder
Triacylglycerine genannt. Diese Moleküle entstehen durch die Veresterung aller Hydroxygruppen des Glycerinmoleküls (Propan-1,2,3-triol). Die dafür benötigten Carbonsäuren nennt man Fettsäuren. Dabei können die Fette nur eine Sorte oder auch unterschiedliche Fettsäuren enthalten. Als Naturstoffe werden Fette den Lipiden zugeordnet.
Fette können bei Raumtemperatur entweder fest oder flüssig sein. Die festen Triacylglycerine werden Fette genannt, die flüssigen fette Öle (sie unterscheiden sich von ätherischen Ölen und Mineralölen). Der Aggregatzustand ist abhängig von den in den Fetten gebundenen Fettsäuren. Das sind langkettige, unverzweigte Carbonsäuren mit einer geraden Anzahl an Kohlenstoffatomen.
Abb.: Kokosfett in festem Zustand
Es gibt gesättigte Fettsäuren ohne Mehrfachbindungen und ungesättigte Fettsäuren mit nichtkonjugierten Doppelbindungen in Z-Konfiguration.
Werden Fette erhitzt, werden sie langsam weich und schmelzen. Daher besitzen Fette keinen Schmelzpunkt, sondern einen Schmelzbereich. Das liegt daran, dass Fette meist keine Reinstoffe sind, sondern ein Gemisch aus verschiedenen Triacylglycerinen mit jeweils unterschiedlichen Schmelzpunkten. Je länger die Ketten der Kohlenstoffatome und je weniger Doppelbindungen zwischen ihnen desto höher liegt der Schmelzbereich.
Abb.: Diverse Speisefette in flüssiger Form
Fette und fette Öle finden Verwendung als Nahrungsmittel und werden auch technisch z.B. als Schmierstoff eingesetzt.
Gewinnung
Fette können aus tierischen Produkten oder aus Pflanzen gewonnen werden. Tierische Fette werden entweder direkt aus Fettgewebe geschmolzen (Schmalz, Tran, Talg) oder aus Milch gewonnen, wie etwa
Butter. Für Lebensmittel verwendete pflanzliche Öle und Fette werden aus Ölpflanzen oder Ölsaat durch Pressung oder Extraktion mit Dampf oder Lösungsmitteln gewonnen. Raffination und damit die Entfernung unerwünschter Inhaltsstoffe macht die Fette für den Menschen nutzbar. Kaltgepresste Öle (Olivenöl extra, Kürbiskernöl, Lein- oder Rapsöl, Distelöl, usw.) sind im Bereich der Nahrungsmittel für den Menschen sehr wichtig. Diese Öle sind naturbelassen und somit deutlich gesünder für den Menschen, da Vitamine und essentielle Fettsäuren erhalten bleibten.
Margarine, die ursprünglich tierischen Ursprungs war, besteht heutzutage aus gehärteten und ungehärteten Pflanzenfetten.
Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften eines Fettes werden durch die Kettenlängen und besonders durch die Häufigkeit von Doppelbindungen in den Fettsäureresten beeinflusst. Eine gesättigte Fettsäure besitztz keine Doppelbindungen zwischen den C-Atomen während ungesättigte Fettsäuren eine oder mehrere Doppelbindungen (mehrfach ungesättigte Fettsäuren) zwischen den Kohlenstoffatomen der Kette haben.
Doppelbindungen in natürlichen Fetten und Ölen besitzen fast ausschließlich cis-Konfiguration; enthält eine Fettsäure mehrere Doppelbindungen, so sind sie in der Regel durch eine Methylengruppe (-CH2-) voneinander getrennt. Pflanzliche Fette enthalten viele ungesättigte Fettsäuren und liegen daher meist als Öle vor. Ungesättigte Fettsäuren sind wichtig für das Wachstum, den Aufbau von Zellmembranen, etc. Allerdings kann der Körper sie nicht selbst herstellen. Daher müssen diese essentiellen Fettsäuren über entsprechende Fette aufgenommen werden.
Der Konsum von Fetten ist besonders in Kombination mit Vitaminen wichtig. Die Vitamine A, D oder E sind fettlösliche Vitamine und müssen mit Fetten konsumiert werden, um nicht unverdaut vom Körper ausgeschieden zu werden.
Ob es sich bei einem Triacylglycerin um ein festes Fett oder ein fettes Öl handelt, hängt davon ab, welche Fettsäuren in dem Molekül gebunden sind. Bei festen Fetten sind die zwischenmolekularen Wechselwirkungen höher als bei den fetten Ölen. Die einzigen Wechselwirkungen die hier auftreten können, sind van-der-Waals-Wechselwirkungen. Es gelten also wieder die bereits bekannten Entscheidungsregeln, was Folgendes bedeutet:
• Je länger die Fettsäure ist, desto höher sind die van-der-Waals-Kräfte.
• Je mehr Doppelbindungen in der Fettsäure sind, desto niedriger sind die van-der-Waals-Kräfte, da durch Doppelbindungen Knicke entstehen und das Fettmolekül somit sperriger wird.
Sind also lange gesättigte Fettsäuren in dem Fettmolekül gebunden, handelt es sich um ein festes Fett. Sind hingegen Fettsäuren mit vielen Doppelbindungen gebunden, handelt es sich um ein fettes Öl.
Durch die relativ langen Ketten der Fettsäuren (4 bis 26, typischerweise 12 bis 22 C-Atome) werden die Sauerstoffatome der Esterbindung abgeschirmt, so dass Fette hydrophob und damit kaum in Wasser löslich sind.
Die Geschmacksrichtung "fettig" wurde als sechste und bislang letzte identifiziert und anerkannt. Fette sind meist geruchs- und geschmacklos, wirken aber als Aromaträger. Der bei ranzigem Fett auftretende intensive Geruch stammt von kurzkettigen, freigesetzten Fettsäuren wie z.B. Buttersäure.
Verwendung durch den Menschen
Fette und Öle gehören zu den Grundnährstoffen des Menschen. Sie werden unter anderem als Energiequelle genutzt sowie zur langfristigen Speicherung von Energie.
Außerdem dienen sie dem Körper als
• Isolator gegen Kälte
• Lösungsmittel für nur fettlösliche Stoffe wie Vitamine
• Schutzpolster für innere Organe und das Nervensystem
• Bestandteil der Zellmembranen
Fette sind neben den Kohlenhydraten wie Zucker und Glykogen die wichtigsten Energiespeicher der Zellen. Das Depotfett als Energiespeicher im menschlichen Körper stammt aus dem mit der Nahrung aufgenommenen Fett, oder aus in anderer Form dem Körper zugeführter Energie (Zucker und Eiweiß), die in Fett umgewandelt wurde.
Abb.: Essentielle Fette nimmt der Mensch über die Nahrung auf
Die lebensnotwendigen, mindestens zweifach ungesättigten Fettsäuren nennt man essentielle Fettsäuren (z.B. Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren, veraltete Bezeichnung: Vitamin F). Wobei die "6" oder die "3" der jeweils genannten Omega-Fettsäuren, die Stellung der ersten Doppelbindung, von der Methylgruppe aus gesehen, angibt. Diese müssen dem Körper über die Nahrung zugefügt werden, da sie nicht gebildet werden können.
Die Dichte des menschlichen Fettgewebes liegt bei 0,94 kg/l, der physiologische Brennwert (Energiegehalt) bei rund 29.000 kJ/kg (7.000 kcal/kg). Im Blut des Menschen werden die Gesamttriglyceride bestimmt und zählen als solche neben dem Cholesterinwert zu den Blutfetten. Der Normalwert der Triglyceride im Blut beträgt 70 bis 170 mg/dl.
Weitere Verwendung
Da Fette energiereich sind, können sie auch als Treibstoff eingesetzt. Wenn die Fette dafür aus Pflanzen (meist Raps) gewonnen, handelt es sich um nachwachsende Rohstoffe. Rapsöl selbst ist für Motoren allerdings zu dickflüssig. Daher wird es in einer chemischen Reaktion zu
Biodiesel umgewandelt. Rapsöl wird dafür mit Methanol zur Reaktion gebracht, wobei der Biodiesel und Glycerin entstehen. Diese Art von Reaktion nennt man Umesterung.
www.donauchem.at
Weiterführende Links/Quellen:
Informationen zu Fetten:
www.chemie.de
www.studyhelp.de/online-lernen/chemie/fette/
Informationen zu Fettsäuren:
www.chemie.de/