Fette und Öle unter der Lupe

Fette und Öle unter

der Lupe

Gliederung

I. Geschichte und Gewinnung II. Aufbau und Eigenschaften

III. Gesättigte und ungesättigte Fettsäuren IV. Lecithin

V. Verwendung von Fetten

VI. Rückblick

Gewinnung und Geschichte von Fetten und Ölen

• Als streichbares Fett seit mindestens 2000 Jahren bekannt

• Änderung der Lebensbedingungen in den letzten 200 Jahren

• Industrielle Entwicklung

• Fette knapper und immer teurer

• Sicherung der Fettversorgung

Olivenpresse Gewinnung

Ausschmelzen tierischer Fette

Auspressen fettreicher Pflanzensamen Extraktion mit Lösungsmitteln

Gewinnung und Geschichte von Fetten und Ölen

• 1866 Auftrag zur Entwicklung von geeignetem Speisefett

• 1869 Hippolyte Mége-Mouriés

• Rindertalg + Magermilch = Fett

• Nachteil Pflanzenfett:

aus flüssigen Fetten kein streichfähiges Fett herstellbar

Mége-Mouriés Napoleon III.

• Standardware: Mischung aus pflanzlichen und tierischen Fetten

• Pflanzenmargarine

• Diätmargarine

• Halbfettmargarinen bzw. fettreduzierte Margarinen

Gewinnung und Geschichte von Fetten und Ölen

Verbrauch an Nahrungsfetten (in kg pro Kopf, Deutschland)

Jahr 1914/18 1919/23 1950 1960 1970 1993

Margarine 0,50 4,00 8,00 11,00 8,80 8,20

Butter 1,00 5,00 6,10 8,30 8,60 6,80

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V1 Raffination von gebrauchtem Frittierfett

Entlecithinierung Entschleimung

Entsäuerung Bleichung Desodorierung rohes Öl

reines Öl

Die Inhaltsstoffe

Milchfett

Farbstoff

ß-Carotin

Wasser Gelatine

Säuerungsmittel Margarine

Emulgator

Farbstoff

ß-Carotin

Pflanzliche

Fette / Öle

natürliches

Aroma Emulgatoren

Farbstoff

ß-Carotin

Pflanzliche

Fette / Öle

Wasser Emulgatoren

Warum ist Margarine gelb-orange gefärbt ?

Warum ist nach dem Erhitzen nur eine Phase gelb-orange gefärbt ? Wieso ist der Brotaufstrich trotz des hohen Wasseranteils fest ?

Strategie zur Analyse der Margarine in der Schule

Margarine

Obere Phase Dünnschicht – Chromatographie

Untere Phase

Wassernachweis / Fettnachweis

Biuret-Reaktion Wassernachweis /

Fettnachweis

Ölige Phase

ß-Carotin

Wässrige Phase Eiweiß - Gelatine -

Chemischer Aufbau

O O O

CH₃ O

CH₃ O

O

CH₃ Fett (altgriech. : lipos)

Ester der Fettsäuren Triglycerid

Eigenschaften von Fetten und Ölen

Konsistenz

• fest (Fett)

enthalten mehr langkettige oder gesättigte Fettsäuren

• flüssig (Öl)

reich an ungesättigten oder kurzkettigen Fettsäuren Ursachen für das Ranzigwerden von Fetten:

• hydrolytische Spaltung der Esterbindungen unter Mitwirkung von Bakterien (Geruch nach Buttersäure!)

Wilhelm Norman Erhöhung der Haltbarkeit von Fetten:

• Wasserentzug: Butterschmalz (früher)

• Luftzutritt verhindern

• 1902 Chemiker Wilhelm Norman: „Fetthärtung“

COOH

COOH

Eigenschaften von Fetten und Ölen

Fette erfüllen Schutzfunktionen im Organismus

Fette dienen dem Wärmeschutz

Fette bieten Schutz gegen Stoß und Druck

Fette sind Polster für bewegliche Organe

Fette haben eine wasserabstoßende Wirkung

Bedeutung: Energiereserve

 hoher physiologischer Brennwert: ca. 40 kJ/g

 Kohlenhydrate ca. 17,5 kJ/g

 Eiweiß ca. 18,6 kJ/g

Depotfett (z.B. bei Winterschläfern und Zugvögeln)

Eigenschaften von Fetten und Ölen

Essentielle Fettsäuren:

Mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die der Organismus nicht selbst synthetisieren kann.

Linolensäure Linolsäure

COOH COOH

V2 Löslichkeitsversuch Öl in H

O / Öl in Benzin

Lösung Emulsion

H O

H _OH

O

Wasser Öl Octan

V3 Löslichkeit von lipophilen Stoffen

ß-Carotin wurde erstmals 1831 von Wackenroder aus Karotten isoliert

vorher nachher

Löslichkeit von lipophilen Stoffen

Gelborange S (E 110)

OH O₃S

N N SO₃

Na⁺

Na⁺

ß-Carotin (E 160 a)

V4 H

O-Nachweis

getrocknetes

Kupfersulfat CuSO₄ ^. 5 H₂O + H₂O

Färben mit Sudan III ^N

N N

N O H

V5 Fettgehaltvergleich

Margarine Butter

Palmin

Demo 1 DC von Fetten und Ölen

Triglyceride

Fettsäuren Cholesterol

Diglyceride

Kokosfett

Margarine

Speiseöl

Butter

Fleischwurst Fließmittel:

CHCl₃

Einfluss der Erhitzung auf Fett

Angriffsstellen:

Esterbindungen zwischen Glycerin und Fettsäuren Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren

Bildung von stechend riechenden Dämpfen

Reaktion von Glycerin zu Acrolein

Eliminierung:

- H₂O

H

H H O H

Acrolein H

H OH H

OH OH H

H

Glycerin

- H₂O

H

H OH H

OH H

H

H OH H

H O H

Enol

Gesättigte und ungesättigte Fettsäuren

Anzahl der C-Atome

12

16

18

18 Laurinsäure

Palmitinsäure

Ölsäure

Linolsäure

Smp. °C 44

63

13,4

-5

COOH

COOH

COOH COOH

V6 Nachweis für Fettsäuren

O O

O

R O

R O

R O

OH OH

OH

+ 3 OH^{- -}OOC-R¹

+ ^-OOC-R^{2 -}OOC-R³

1

2

3

Allgemeiner Nachweis der Fettsäuren:

O

O K⁺ R

+ HCl_(aq)

O R OH

+ Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

weiß

Na ⁺

V7 Nachweis der C-C-Doppelbindung mit Bromwasser

Ungesättigte Fettsäuren:

+ Br_{2 (aq)}

Br Br δ+

δ-

π – Komplex

H H

R_x R

y

H H

Rx Ry

+ Br ^-_(aq) nucleophile anti-Addition

Vicinale Dibromverbindung Bromoniumion

C C

H H

R

Br

R +

x y

H Br H R_x Br R_y

Hydrierung von Öl

• über 90% der DoBi´s cis-Konfiguration

• synthetische harte Margarine: 35% ges. und 12% unges. Fettsäuren

• Butter: 50% ges. und 3-4% unges. Fettsäuren

Hydrierung von Öl

Ölsäure

+ H₂

Stearinsäure

Pd-Kat

Ölsäure Smp.: ~ 13 °C Stearinsäure Smp.: ~ 69 °C

COOH

COOH

Lecithin

Grenzschicht Öl

Wasser

+

Phospholipid-Molekül

O O

O P O O

O (H₃C)₃N

O O

V8 Lecithin – Emulgiervermögen

Öl

H

O

V9 Herstellung von Seife

Alkalische Hydrolyse:

O O

O

R O

R O

R O

OH OH

OH

+ 3 OH^{- -}OOC-R¹

+ ^-OOC-R^{2 -}OOC-R³

1 2 3

Mechanismus der alkalischen Esterverseifung:

R OR´

O

R OH O

OR´ R OH

O

R OK O

+ Na⁺ + NaOR´

+ HOR´

Na⁺ OH^-

Na

Besonderheiten

Vergiftetes Speiseöl in Spanien Das französische Paradoxon

CH₂ CH CH₂

OH OH OH ^{+ 3 N}

H

C₁₇H₃₃ O

Ölsäureanilid

Vergiftetes Speiseöl in Spanien (1981)

NH₂

+ 3 200 °C

Anilin

O C₁₇H₃₃ O

H₂C

O C₁₇H₃₃ O

O C₁₇H₃₃ HC O

H₂C - C₁₇H₃₃

Das französische Paradoxon

USA Europa Frankreich China

Fettverzehr Herzerkrankungen

Die Inhaltsstoffe

Milchfett

Farbstoff

ß-Carotin

Wasser Gelatine

Säuerungsmittel Margarine

Emulgator

Farbstoff

ß-Carotin

Pflanzliche

Fette / Öle

natürliches

Aroma Emulgatoren

Farbstoff

ß-Carotin

Pflanzliche

Fette / Öle

Wasser Emulgatoren

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