Fette
In der Ernährungswissenschaft, Biologie und Chemie bezeichnet der Begriff Fett in der Regel alle Ester von Fettsäuren oder ein Gemisch solcher Verbindungen, die in der Regel in Lebewesen oder in Lebensmitteln vorkommen. ⓘ
Der Begriff bezieht sich häufig speziell auf Triglyceride (Dreifachester des Glycerins), die die Hauptbestandteile von Pflanzenölen und von Fettgewebe bei Tieren sind, oder, noch enger gefasst, auf Triglyceride, die bei Raumtemperatur fest oder halbfest sind, also keine Öle. Der Begriff kann auch im weiteren Sinne als Synonym für Lipide verwendet werden, d. h. für jede biologisch relevante Substanz, die aus Kohlenstoff, Wasserstoff oder Sauerstoff besteht und in Wasser unlöslich, in unpolaren Lösungsmitteln jedoch löslich ist. In diesem Sinne umfasst der Begriff neben den Triglyceriden verschiedene andere Arten von Verbindungen wie Mono- und Diglyceride, Phospholipide (z. B. Lecithin), Sterole (z. B. Cholesterin), Wachse (z. B. Bienenwachs) und freie Fettsäuren, die in der menschlichen Ernährung gewöhnlich in geringeren Mengen vorkommen. ⓘ
Fette sind neben Kohlenhydraten und Proteinen eine der drei wichtigsten Makronährstoffgruppen in der menschlichen Ernährung und die Hauptbestandteile gängiger Lebensmittel wie Milch, Butter, Talg, Schmalz, gesalzenes Schweinefleisch und Speiseöle. Sie stellen für viele Tiere eine wichtige und dichte Nahrungsenergiequelle dar und erfüllen bei den meisten Lebewesen wichtige strukturelle und metabolische Funktionen, wie z. B. Energiespeicherung, Wasserdichtigkeit und Wärmeisolierung. Der menschliche Körper kann das benötigte Fett aus anderen Nahrungsbestandteilen herstellen, mit Ausnahme einiger essenzieller Fettsäuren, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen. Nahrungsfette sind auch die Träger einiger Geschmacks- und Aromastoffe sowie von Vitaminen, die nicht wasserlöslich sind. ⓘ
Fette und fette Öle (Neutralfette) sind Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin (Propan-1,2,3-triol) mit drei, meist verschiedenen, überwiegend geradzahligen und unverzweigten aliphatischen Monocarbonsäuren, den Fettsäuren. Verbindungen dieser Art werden auch Triglyceride genannt, die IUPAC empfiehlt jedoch als Name Triacylglycerine. ⓘ
Je nachdem, ob ein Fett bei Raumtemperatur fest oder flüssig ist, spricht man von Fett oder fettem Öl. Bekannteste Fette sind die namensgebenden Stoffgemische aus verschiedenen Fettsäuretriglyceriden, die aus Tieren gewonnen werden, der Ausdruck fettes Öl grenzt die (dünn)flüssigen Fette von anderen Gruppen der Öle (allgemein unspezifisch diverse Gruppen flüssiger organischer Verbindungen) ab. ⓘ
Als Naturstoffe werden Fette den Lipiden zugeordnet und sind in lipophilen organischen Lösungsmitteln wie Petrolether, Ether und Benzol löslich. Fette sind mit einer Energiedichte von 37 kJ/g (9 kcal/g) der wichtigste Energiespeicher für Menschen, Tiere und auch einige Pflanzen. In Pflanzen findet man Fette vornehmlich in Samen oder Keimen, im tierischen Organismus im Fettgewebe. Fette und fette Öle finden Verwendung als Nahrungsmittel (Speisefette und -öle). ⓘ
Biologische Bedeutung
Bei Menschen und vielen Tieren dienen Fette sowohl als Energiequelle als auch als Speicher für Energie, die der Körper nicht sofort benötigt. Jedes Gramm Fett setzt bei seiner Verbrennung oder Verstoffwechselung etwa 9 Nahrungskalorien frei (37 kJ = 8,8 kcal). ⓘ
Fette sind auch eine Quelle für essenzielle Fettsäuren, die ein wichtiger Bestandteil der Ernährung sind. Die Vitamine A, D, E und K sind fettlöslich, das heißt, sie können nur in Verbindung mit Fetten verdaut, absorbiert und transportiert werden. ⓘ
Fette spielen eine wichtige Rolle bei der Erhaltung gesunder Haut und Haare, der Isolierung von Körperorganen gegen Schocks, der Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und der Förderung einer gesunden Zellfunktion. Fett dient auch als nützlicher Puffer gegen eine Vielzahl von Krankheiten. Wenn eine bestimmte Substanz, sei es eine chemische oder eine biotische, im Blutkreislauf ein bedenkliches Niveau erreicht, kann der Körper die angreifenden Substanzen wirksam verdünnen - oder zumindest das Gleichgewicht aufrechterhalten -, indem er sie in neuem Fettgewebe speichert. Auf diese Weise werden die lebenswichtigen Organe geschützt, bis die schädlichen Stoffe verstoffwechselt oder durch Ausscheidung, Urinieren, versehentlichen oder absichtlichen Aderlass, Talgausscheidung und Haarwachstum aus dem Körper entfernt werden können. ⓘ
Adipöses Gewebe
Bei Tieren ist das Fettgewebe das Mittel des Körpers, um Stoffwechselenergie über längere Zeiträume zu speichern. Adipozyten (Fettzellen) speichern Fett, das aus der Nahrung und dem Leberstoffwechsel stammt. Unter Energiestress können diese Zellen ihr gespeichertes Fett abbauen, um Fettsäuren und auch Glycerin in den Kreislauf zu leiten. Diese Stoffwechselaktivitäten werden durch verschiedene Hormone (z. B. Insulin, Glukagon und Adrenalin) reguliert. Das Fettgewebe schüttet auch das Hormon Leptin aus. ⓘ
Die Lage des Gewebes bestimmt sein Stoffwechselprofil: Viszerales Fett befindet sich innerhalb der Bauchdecke (d. h. unter der Bauchmuskelwand), während subkutanes Fett unter der Haut liegt (und Fett umfasst, das sich im Bauchbereich unter der Haut, aber oberhalb der Bauchmuskelwand befindet). Kürzlich wurde entdeckt, dass das viszerale Fett ein bedeutender Produzent von Signalstoffen (d. h. Hormonen) ist, von denen mehrere an entzündlichen Gewebereaktionen beteiligt sind. Eines dieser Hormone ist Resistin, das mit Fettleibigkeit, Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes in Verbindung gebracht wird. Das letztgenannte Ergebnis ist derzeit umstritten, und es gibt seriöse Studien, die alle Seiten in dieser Frage unterstützen. ⓘ
Herstellung und Verarbeitung
Für die Herstellung und Verarbeitung von Fetten wird eine Vielzahl chemischer und physikalischer Verfahren angewandt, sowohl in der Industrie als auch in der Heim- und Hauswirtschaft. Dazu gehören:
- Pressen zur Gewinnung flüssiger Fette aus Früchten, Samen oder Algen, z. B. Olivenöl aus Oliven;
- Lösungsmittelextraktion unter Verwendung von Lösungsmitteln wie Hexan oder superkritischem Kohlendioxid.
- Rendering, das Schmelzen von Fett im Fettgewebe, z. B. zur Herstellung von Talg, Schmalz, Fischöl und Walöl.
- Schmelzen von Milch zur Herstellung von Butter.
- Hydrierung, um den Grad der Ungesättigtheit der Fettsäuren zu verringern.
- Umesterung, die Umlagerung von Fettsäuren in verschiedenen Triglyceriden.
- Überwinterung zur Entfernung von Ölbestandteilen mit höherem Schmelzpunkt.
- Klärung von Butter. ⓘ
Stoffwechsel
Die Lipase der Bauchspeicheldrüse wirkt auf die Esterbindung ein, hydrolysiert die Bindung und setzt die Fettsäure "frei". In Form von Triglyceriden können die Fette nicht vom Zwölffingerdarm absorbiert werden. Fettsäuren, Monoglyceride (ein Glycerin, eine Fettsäure) und einige Diglyceride werden vom Zwölffingerdarm absorbiert, nachdem die Triglyceride aufgespalten wurden. ⓘ
Im Darm werden die Triglyceride nach Sekretion von Lipasen und Galle in einem als Lipolyse bezeichneten Prozess in Monoacylglycerin und freie Fettsäuren gespalten. Anschließend werden sie zu den absorbierenden Enterozytenzellen transportiert, die den Darm auskleiden. In den Enterozyten werden die Triglyceride aus ihren Bruchstücken wieder aufgebaut und zusammen mit Cholesterin und Proteinen zu Chylomikronen verpackt. Diese werden aus den Zellen ausgeschieden und vom Lymphsystem aufgefangen und zu den großen Gefäßen in der Nähe des Herzens transportiert, bevor sie dem Blut beigemischt werden. Verschiedene Gewebe können die Chylomikronen auffangen und die Triglyceride freisetzen, um sie als Energiequelle zu nutzen. Die Leberzellen können Triglyceride synthetisieren und speichern. Wenn der Körper Fettsäuren als Energiequelle benötigt, signalisiert das Hormon Glucagon den Abbau der Triglyceride durch hormonempfindliche Lipase, um freie Fettsäuren freizusetzen. Da das Gehirn Fettsäuren nicht als Energiequelle verwerten kann (es sei denn, sie werden in ein Keton umgewandelt), kann die Glycerinkomponente der Triglyceride über die Gluconeogenese durch Umwandlung in Dihydroxyacetonphosphat und anschließend in Glyceraldehyd-3-phosphat in Glukose umgewandelt werden, die dem Gehirn als Brennstoff dient, wenn sie abgebaut wird. Aus diesem Grund können auch Fettzellen abgebaut werden, wenn der Bedarf des Gehirns größer ist als der des Körpers. ⓘ
Triglyceride können die Zellmembranen nicht frei passieren. Spezielle Enzyme an den Wänden der Blutgefäße, so genannte Lipoproteinlipasen, müssen die Triglyceride in freie Fettsäuren und Glycerin zerlegen. Die Fettsäuren können dann über den Fettsäuretransporter (FAT) von den Zellen aufgenommen werden. ⓘ
Triglyceride spielen als Hauptbestandteile von VLDL (Very Low Density Lipoprotein) und Chylomikronen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel als Energiequelle und Transporter von Nahrungsfett. Sie enthalten mehr als doppelt so viel Energie (etwa 9 kcal/g oder 38 kJ/g) wie Kohlenhydrate (etwa 4 kcal/g oder 17 kJ/g). ⓘ
Ernährungswissenschaftliche und gesundheitliche Aspekte
Arten von Fetten in Lebensmitteln ⓘ |
---|
|
Siehe auch |
|
Die häufigste Fettart in der menschlichen Ernährung und in den meisten Lebewesen ist das Triglycerid, ein Ester aus dem dreifachen Alkohol Glycerin H(-CHOH-)
3H und drei Fettsäuren. Das Molekül eines Triglycerids kann als Ergebnis einer Kondensationsreaktion (genauer gesagt einer Veresterung) zwischen jeder der -OH-Gruppen des Glycerins und dem HO-Teil der Carboxylgruppe HO(O=)C- jeder Fettsäure beschrieben werden, wobei eine Esterbrücke -O-(O=)C- unter Abspaltung eines Wassermoleküls H
2O. ⓘ
Andere, weniger verbreitete Fettarten sind Diglyceride und Monoglyceride, bei denen die Veresterung auf zwei oder nur eine der -OH-Gruppen des Glycerins beschränkt ist. Andere Alkohole, wie z. B. Cetylalkohol (der in Walrat vorherrscht), können Glycerin ersetzen. In den Phospholipiden wird eine der Fettsäuren durch Phosphorsäure oder einen Monoester davon ersetzt. Der Nutzen und die Risiken der verschiedenen Mengen und Arten von Nahrungsfetten sind Gegenstand zahlreicher Studien und werden nach wie vor sehr kontrovers diskutiert. ⓘ
Essentielle Fettsäuren
In der menschlichen Ernährung gibt es zwei essenzielle Fettsäuren (EFAs): Alpha-Linolensäure (eine Omega-3-Fettsäure) und Linolsäure (eine Omega-6-Fettsäure). Der erwachsene Körper kann aus diesen beiden Fettsäuren andere Fette synthetisieren, die er benötigt. ⓘ
Ernährungsbedingte Quellen
Art | Verarbeitung Behandlung |
Gesättigte Fettsäuren |
Einfach ungesättigte Fettsäuren |
Mehrfach ungesättigt Fettsäuren |
Rauchpunkt | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Gesamt | Ölsäure säure (ω-9) |
Gesamt | α-Linolensäure säure (ω-3) |
Linolsäure säure (ω-6) |
ω-6:3 Verhältnis | ||||
Avocado | 11.6 | 70.6 | 52–66 | 13.5 | 1 | 12.5 | 12.5:1 | 250 °C (482 °F) | |
Paranuss | 24.8 | 32.7 | 31.3 | 42.0 | 0.1 | 41.9 | 419:1 | 208 °C (406 °F) | |
Raps | 7.4 | 63.3 | 61.8 | 28.1 | 9.1 | 18.6 | 2:1 | 238 °C (460 °F) | |
Kokosnuss | 82.5 | 6.3 | 6 | 1.7 | 175 °C (347 °F) | ||||
Mais | 12.9 | 27.6 | 27.3 | 54.7 | 1 | 58 | 58:1 | 232 °C (450 °F) | |
Baumwollsamen | 25.9 | 17.8 | 19 | 51.9 | 1 | 54 | 54:1 | 216 °C (420 °F) | |
Leinsamen/Leinsaat | 9.0 | 18.4 | 18 | 67.8 | 53 | 13 | 0.2:1 | 107 °C (225 °F) | |
Traubenkerne | 10.5 | 14.3 | 14.3 | 74.7 | – | 74.7 | sehr hoch | 216 °C (421 °F) | |
Hanfsamen | 7.0 | 9.0 | 9.0 | 82.0 | 22.0 | 54.0 | 2.5:1 | 166 °C (330 °F) | |
Olive | 13.8 | 73.0 | 71.3 | 10.5 | 0.7 | 9.8 | 14:1 | 193 °C (380 °F) | |
Palme | 49.3 | 37.0 | 40 | 9.3 | 0.2 | 9.1 | 45.5:1 | 235 °C (455 °F) | |
Erdnuss | 16.2 | 57.1 | 55.4 | 19.9 | 0.318 | 19.6 | sehr hoch | 232 °C (450 °F) | |
Reiskleieöl | 25 | 38.4 | 2.2 | 34.4 | 15.6 | 232 °C (450 °F) | |||
Safloröl mit hohem Ölsäuregehalt | 7.5 | 75.2 | 75.2 | 12.8 | 0 | 12.8 | sehr hoch | 212 °C (414 °F) | |
Sesam | ? | 14.2 | 39.7 | 39.3 | 41.7 | 0.3 | 41.3 | 138:1 | |
Sojabohnen | teilweise hydriert | 14.9 | 43.0 | 42.5 | 37.6 | 2.6 | 34.9 | 13.4:1 | |
Sojabohnen | 15.6 | 22.8 | 22.6 | 57.7 | 7 | 51 | 7.3:1 | 238 °C (460 °F) | |
Walnussöl | unraffiniert | 9.1 | 22.8 | 22.2 | 63.3 | 10.4 | 52.9 | 5:1 | 160 °C (320 °F) |
Sonnenblume | 8.99 | 63.4 | 62.9 | 20.7 | 0.16 | 20.5 | sehr hoch | 227 °C (440 °F) | |
Baumwollsamen | hydriert | 93.6 | 1.5 | 0.6 | 0.2 | 0.3 | 1.5:1 | ||
Palme | hydriert | 88.2 | 5.7 | 0 | |||||
Die Nährwerte werden in Masseprozent (%) des Gesamtfetts angegeben. |
Gesättigte vs. ungesättigte Fette
Verschiedene Lebensmittel enthalten unterschiedliche Mengen an Fett mit unterschiedlichen Anteilen an gesättigten und ungesättigten Fettsäuren. Einige tierische Erzeugnisse wie Rindfleisch und Milchprodukte aus Vollmilch oder fettreduzierter Milch wie Joghurt, Eiscreme, Käse und Butter enthalten überwiegend gesättigte Fettsäuren (und einige haben einen erheblichen Gehalt an Cholesterin in der Nahrung). Andere tierische Erzeugnisse wie Schweinefleisch, Geflügel, Eier und Meeresfrüchte enthalten überwiegend ungesättigte Fettsäuren. Industriell hergestellte Backwaren können ebenfalls Fette mit einem hohen Gehalt an ungesättigten Fettsäuren enthalten, insbesondere solche, die teilweise hydrierte Öle enthalten, und verarbeitete Lebensmittel, die in hydriertem Öl frittiert werden, weisen einen hohen Gehalt an gesättigten Fettsäuren auf. ⓘ
Pflanzen und Fischöl enthalten im Allgemeinen einen höheren Anteil an ungesättigten Fettsäuren, obwohl es Ausnahmen wie Kokosnussöl und Palmkernöl gibt. Zu den Lebensmitteln, die ungesättigte Fette enthalten, gehören Avocado, Nüsse, Olivenöl und Pflanzenöle wie Rapsöl. ⓘ
Viele sorgfältige Studien haben ergeben, dass der Ersatz von gesättigten Fetten durch cis-ungesättigte Fette in der Ernährung das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Tod verringert. Diese Studien haben viele medizinische Organisationen und Gesundheitsämter, darunter auch die Weltgesundheitsorganisation, dazu veranlasst, diese Empfehlung offiziell auszusprechen. Zu den Ländern mit solchen Empfehlungen gehören:
- Vereinigtes Königreich
- die Vereinigten Staaten
- Indien
- Kanada
- Australien
- Singapur
- neuseeland
- Hongkong ⓘ
Ein Bericht aus dem Jahr 2004 kam zu dem Schluss, dass "kein unterer sicherer Grenzwert für die Zufuhr spezifischer gesättigter Fettsäuren ermittelt wurde", und empfahl, dass der Einfluss der unterschiedlichen Zufuhr gesättigter Fettsäuren vor dem Hintergrund unterschiedlicher individueller Lebensstile und genetischer Voraussetzungen im Mittelpunkt künftiger Studien stehen sollte. ⓘ
Dieser Ratschlag wird oft zu stark vereinfacht, indem die beiden Fettarten als schlechte bzw. gute Fette bezeichnet werden. Da jedoch die Fette und Öle in den meisten natürlichen und traditionell verarbeiteten Lebensmitteln sowohl ungesättigte als auch gesättigte Fettsäuren enthalten, ist der vollständige Ausschluss von gesättigten Fetten unrealistisch und möglicherweise unklug. So sind beispielsweise einige Lebensmittel, die reich an gesättigten Fettsäuren sind, wie Kokosnuss- und Palmöl, für einen großen Teil der Bevölkerung in Entwicklungsländern eine wichtige Quelle für billige Kalorien in der Ernährung. ⓘ
Auf einer Konferenz der American Dietetic Association im Jahr 2010 wurden außerdem Bedenken geäußert, dass eine pauschale Empfehlung, gesättigte Fette zu meiden, die Menschen dazu verleiten könnte, auch die Menge an mehrfach ungesättigten Fetten zu reduzieren, die möglicherweise gesundheitsfördernd sind, und/oder Fette durch raffinierte Kohlenhydrate zu ersetzen, die ein hohes Risiko für Fettleibigkeit und Herzerkrankungen bergen. ⓘ
Aus diesen Gründen rät beispielsweise die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) nicht zu einem vollständigen Verzicht auf gesättigte Fette, sondern empfiehlt lediglich, dass diese nicht mehr als 30 % der täglichen Kalorienzufuhr ausmachen sollten. In einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation und der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) aus dem Jahr 2003 wird empfohlen, die gesättigten Fettsäuren auf weniger als 10 % der täglichen Energiezufuhr und auf weniger als 7 % für Risikogruppen zu beschränken. Ein allgemeiner Grenzwert von 7 % wurde auch von der American Heart Association im Jahr 2006 empfohlen. ⓘ
In dem WHO/FAO-Bericht wird auch empfohlen, die Fette so zu ersetzen, dass insbesondere der Gehalt an Myristin- und Palmitinsäure reduziert wird. ⓘ
Die so genannte Mittelmeerdiät, die in vielen Ländern des Mittelmeerraums verbreitet ist, enthält mehr Gesamtfett als die Ernährung in den nordeuropäischen Ländern, aber das meiste davon in Form von ungesättigten Fettsäuren (insbesondere einfach ungesättigte Fettsäuren und Omega-3-Fettsäuren) aus Olivenöl und Fisch, Gemüse und bestimmten Fleischsorten wie Lammfleisch, während der Verzehr von gesättigten Fetten im Vergleich dazu minimal ist. Eine Überprüfung aus dem Jahr 2017 ergab, dass eine mediterrane Ernährung das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die allgemeine Krebsinzidenz, neurodegenerative Erkrankungen, Diabetes und die Sterblichkeitsrate verringern könnte. Eine Überprüfung aus dem Jahr 2018 ergab, dass eine mediterrane Ernährung den allgemeinen Gesundheitszustand verbessern kann, etwa durch ein geringeres Risiko für nicht übertragbare Krankheiten. Sie kann auch die sozialen und wirtschaftlichen Kosten von ernährungsbedingten Krankheiten verringern. ⓘ
Eine kleine Anzahl zeitgenössischer Studien hat diese negative Sichtweise auf gesättigte Fette in Frage gestellt. So wurde beispielsweise in einer Auswertung von Studien aus den Jahren 1966 bis 1973 festgestellt, dass der Ersatz von gesättigten Fetten durch Linolsäure die Sterblichkeitsrate bei allen Ursachen, koronaren Herzkrankheiten und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöht. Diese Studien wurden von vielen Wissenschaftlern angezweifelt, und in der medizinischen Fachwelt herrscht Konsens darüber, dass gesättigte Fette und Herz-Kreislauf-Erkrankungen eng miteinander verbunden sind. Dennoch haben diese widersprüchlichen Studien die Debatte über die Vorteile des Ersatzes von gesättigten Fetten durch mehrfach ungesättigte Fette angeheizt. ⓘ
Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Die Auswirkungen von gesättigten Fetten auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurden umfassend untersucht. Allgemeiner Konsens ist, dass es mäßige Beweise für einen starken, konsistenten und abgestuften Zusammenhang zwischen der Aufnahme gesättigter Fette, dem Cholesterinspiegel im Blut und dem Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen gibt. Die Beziehungen werden als kausal akzeptiert, auch von vielen staatlichen und medizinischen Organisationen. ⓘ
Eine Studie der American Heart Association aus dem Jahr 2017 schätzt, dass der Ersatz von gesättigten Fetten durch mehrfach ungesättigte Fette in der amerikanischen Ernährung das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen um 30 % senken könnte. ⓘ
Der Verzehr von gesättigten Fetten gilt allgemein als Risikofaktor für Dyslipidämie - abnormale Blutfettwerte, einschließlich hoher Gesamtcholesterinwerte, hoher Triglyceridwerte, hoher Werte von Lipoprotein niedriger Dichte (LDL, "schlechtes" Cholesterin) oder niedriger Werte von Lipoprotein hoher Dichte (HDL, "gutes" Cholesterin). Diese Parameter wiederum gelten als Risikoindikatoren für bestimmte Arten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Diese Auswirkungen wurden auch bei Kindern beobachtet. ⓘ
Mehrere Meta-Analysen (Übersichten und Zusammenfassungen mehrerer zuvor veröffentlichter experimenteller Studien) haben einen signifikanten Zusammenhang zwischen gesättigten Fetten und hohen Serumcholesterinwerten bestätigt, die wiederum mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht werden (die so genannte Lipid-Hypothese). Ein hoher Cholesterinspiegel kann jedoch durch viele Faktoren verursacht werden. Andere Indikatoren, wie ein hohes LDL/HDL-Verhältnis, haben sich als aussagekräftiger erwiesen. In einer Studie über Myokardinfarkte in 52 Ländern war das ApoB/ApoA1-Verhältnis (bezogen auf LDL bzw. HDL) unter allen Risikofaktoren der stärkste Prädiktor für CVD. Es gibt noch andere Zusammenhänge, die u. a. mit Fettleibigkeit, Triglyceridspiegeln, Insulinsensitivität, Endothelfunktion und Thrombogenität zu tun haben, die bei CVD eine Rolle spielen, obwohl es scheint, dass die anderen bekannten Risikofaktoren bei Fehlen eines ungünstigen Blutfettprofils nur einen schwachen atherogenen Effekt haben. Verschiedene gesättigte Fettsäuren haben unterschiedliche Auswirkungen auf verschiedene Lipidwerte. ⓘ
Krebs
Die Beweise für einen Zusammenhang zwischen der Aufnahme gesättigter Fettsäuren und Krebs sind deutlich schwächer, und es scheint keinen klaren medizinischen Konsens darüber zu geben. ⓘ
- Eine 2003 veröffentlichte Meta-Analyse ergab einen signifikanten positiven Zusammenhang zwischen gesättigten Fetten und Brustkrebs. Zwei spätere Überprüfungen ergaben jedoch einen schwachen oder unbedeutenden Zusammenhang und wiesen auf das Vorhandensein von Störfaktoren hin.
- Eine andere Übersichtsarbeit fand begrenzte Hinweise auf einen positiven Zusammenhang zwischen dem Verzehr von tierischen Fetten und der Häufigkeit von Darmkrebs.
- Andere Meta-Analysen ergaben Hinweise auf ein erhöhtes Risiko für Eierstockkrebs bei hohem Konsum gesättigter Fette.
- Einige Studien weisen darauf hin, dass Myristinsäure und Palmitinsäure im Serum und gesättigte Myristinsäure und Palmitinsäure in der Nahrung in Verbindung mit einer Alpha-Tocopherol-Supplementierung dosisabhängig mit einem erhöhten Prostatakrebsrisiko verbunden sind. Diese Assoziationen können jedoch Unterschiede in der Aufnahme oder im Stoffwechsel dieser Fettsäuren zwischen den Präkanzerosen und den Kontrollpersonen widerspiegeln und sind nicht auf eine tatsächliche Ursache zurückzuführen. ⓘ
Knochen
Verschiedene Tierstudien haben gezeigt, dass die Aufnahme von gesättigten Fettsäuren negative Auswirkungen auf die Mineraldichte der Knochen hat. Eine Studie deutet darauf hin, dass Männer besonders gefährdet sein könnten. ⓘ
Veranlagung und allgemeine Gesundheit
Studien haben gezeigt, dass der Ersatz von gesättigten Fettsäuren durch einfach ungesättigte Fettsäuren mit einer erhöhten täglichen körperlichen Aktivität und einem höheren Ruheenergieverbrauch einhergeht. Mehr körperliche Aktivität, weniger Ärger und weniger Reizbarkeit wurden mit einer Ernährung mit höherem Ölsäuregehalt in Verbindung gebracht als mit einer Ernährung mit Palmitinsäure. ⓘ
Einfach ungesättigtes vs. mehrfach ungesättigtes Fett
Ausgehend von der Annahme, dass ungesättigte Fettsäuren (UFAs) im Allgemeinen gesünder sind als gesättigte Fettsäuren (SFAs), ist eine weitere Frage, die in den letzten Jahrzehnten an Aufmerksamkeit gewonnen hat, die nach den Risiken und Vorteilen von einfach ungesättigten Fettsäuren (MUFAs, mit einer einzigen Doppelbindung) gegenüber mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs, mit zwei oder mehr Doppelbindungen). ⓘ
Die in der menschlichen Ernährung am häufigsten vorkommenden Fettsäuren sind ungesättigt oder einfach ungesättigt. Einfach ungesättigte Fette sind in tierischem Fleisch wie rotem Fleisch, Vollmilchprodukten, Nüssen und fettreichen Früchten wie Oliven und Avocados enthalten. Olivenöl besteht zu etwa 75 % aus einfach ungesättigten Fetten. Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt enthält mindestens 70 % einfach ungesättigte Fettsäuren. Rapsöl und Cashewnüsse enthalten beide etwa 58 % einfach ungesättigte Fettsäuren. Talg (Rinderfett) enthält etwa 50 % einfach ungesättigte Fettsäuren, und Schmalz enthält etwa 40 % einfach ungesättigte Fettsäuren. Weitere Quellen sind Haselnuss-, Avocado-, Macadamianuss-, Traubenkern-, Erdnuss-, Sesam-, Mais-, Popcorn-, Weizenvollkorn-, Getreide-, Haferflocken-, Mandel-, Sonnenblumen-, Hanf- und Kamelientee-Öl. ⓘ
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren finden sich vor allem in Nüssen, Samen, Fisch, Samenölen und Austern. ⓘ
Zu den Nahrungsquellen für mehrfach ungesättigte Fettsäuren gehören:
Lebensmittelquelle (100g) | Mehrfach ungesättigtes Fett (g) ⓘ |
---|---|
Walnüsse | 47 |
Rapsöl | 34 |
Sonnenblumenkerne | 33 |
Sesamsamen | 26 |
Chia-Samen | 23.7 |
Ungesalzene Erdnüsse | 16 |
Erdnussbutter | 14.2 |
Avocadoöl | 13.5 |
Olivenöl | 11 |
Färberdistelöl | 12.82 |
Seetang | 11 |
Sardinen | 5 |
Sojabohnen | 7 |
Thunfisch | 14 |
Wildlachs | 17.3 |
Weizen-Vollkorn | 9.7 |
Insulinresistenz und -empfindlichkeit
Es wurde festgestellt, dass MUFAs (vor allem Ölsäure) das Auftreten von Insulinresistenz verringern; PUFAs (vor allem große Mengen an Arachidonsäure) und SFAs (wie Arachidinsäure) erhöhen sie. Diese Verhältnisse lassen sich in den Phospholipiden der menschlichen Skelettmuskulatur und auch in anderen Geweben nachweisen. Diese Beziehung zwischen Nahrungsfetten und Insulinresistenz ist vermutlich sekundär zu der Beziehung zwischen Insulinresistenz und Entzündung, die teilweise durch das Verhältnis von Nahrungsfetten (Omega-3/6/9) moduliert wird, wobei sowohl Omega-3 als auch Omega-9 als entzündungshemmend und Omega-6 als entzündungsfördernd gelten (sowie durch zahlreiche andere Nahrungsbestandteile, insbesondere Polyphenole und Bewegung, die beide entzündungshemmend wirken). Obwohl sowohl entzündungsfördernde als auch entzündungshemmende Fette biologisch notwendig sind, ist das Verhältnis der Fette in den meisten US-Diäten in Richtung Omega 6 verschoben, was zu einer Enthemmung der Entzündung und einer Verstärkung der Insulinresistenz führt. Dies steht im Gegensatz zu neueren Studien, die zeigen, dass mehrfach ungesättigte Fette vor Insulinresistenz schützen. ⓘ
In der groß angelegten KANWU-Studie wurde festgestellt, dass eine höhere Aufnahme von MUFA und eine geringere Aufnahme von SFA die Insulinempfindlichkeit verbessern kann, allerdings nur, wenn die Gesamtfettaufnahme in der Ernährung niedrig war. Einige MUFAs können jedoch die Insulinresistenz fördern (wie die SFAs), während PUFAs davor schützen können. ⓘ
Krebs
Der Gehalt an Ölsäure und anderen MUFAs in den Membranen der roten Blutkörperchen wurde positiv mit dem Brustkrebsrisiko in Verbindung gebracht. Der Sättigungsindex (SI) derselben Membranen stand in umgekehrtem Zusammenhang mit dem Brustkrebsrisiko. MUFAs und ein niedriger SI in Erythrozytenmembranen sind Prädiktoren für Brustkrebs nach der Menopause. Diese beiden Variablen hängen von der Aktivität des Enzyms Delta-9-Desaturase (Δ9-d) ab. ⓘ
Die Ergebnisse klinischer Beobachtungsstudien über die Aufnahme von PUFAs und Krebs sind widersprüchlich und variieren je nach zahlreichen Faktoren der Krebsinzidenz, einschließlich Geschlecht und genetischem Risiko. Einige Studien haben einen Zusammenhang zwischen einer höheren Aufnahme und/oder einem höheren Blutspiegel von Omega-3-Fettsäuren und einem geringeren Risiko für bestimmte Krebsarten, einschließlich Brust- und Dickdarmkrebs, gezeigt, während andere Studien keinen Zusammenhang mit dem Krebsrisiko feststellen konnten. ⓘ
Störungen während der Schwangerschaft
Eine Supplementierung mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren hat keine Auswirkungen auf das Auftreten von schwangerschaftsbedingten Störungen wie Bluthochdruck oder Präeklampsie, kann jedoch die Schwangerschaftsdauer leicht verlängern und das Auftreten von Frühgeburten verringern. ⓘ
Expertengremien in den Vereinigten Staaten und Europa empfehlen, dass schwangere und stillende Frauen höhere Mengen an mehrfach ungesättigten Fetten zu sich nehmen als die Allgemeinbevölkerung, um den DHA-Status des Fötus und des Neugeborenen zu verbessern. ⓘ
"Cis-Fett" vs. "Trans-Fett"
In der Natur haben ungesättigte Fettsäuren in der Regel Doppelbindungen in cis-Konfiguration (mit den benachbarten C-C-Bindungen auf der gleichen Seite) im Gegensatz zu trans. Dennoch kommen trans-Fettsäuren (TFA) in geringen Mengen in Fleisch und Milch von Wiederkäuern (z. B. Rindern und Schafen) vor, in der Regel 2-5 % des Gesamtfetts. Natürliche TFAs, zu denen konjugierte Linolsäure (CLA) und Vaccensäure gehören, entstehen im Pansen dieser Tiere. CLA hat zwei Doppelbindungen, eine in der cis-Konfiguration und eine in der trans-Konfiguration, was sie gleichzeitig zu einer cis- und einer trans-Fettsäure macht. ⓘ
Art des Lebensmittels | Gehalt an Transfetten |
---|---|
Butter | 2 g bis 7 g |
Vollmilch | 0,07 g bis 0,1 g |
tierisches Fett | 0g bis 5 g |
Rinderhackfleisch | 1 g |
Bedenken über Transfettsäuren in der menschlichen Ernährung wurden geäußert, als man feststellte, dass sie ein unbeabsichtigtes Nebenprodukt der teilweisen Hydrierung von Pflanzen- und Fischölen sind. Diese Transfettsäuren (im Volksmund "Transfette" genannt) sind zwar essbar, werden aber mit zahlreichen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht. ⓘ
Das von Wilhelm Normann 1902 erfundene und patentierte Hydrierungsverfahren ermöglichte es, relativ billige flüssige Fette wie Wal- oder Fischöl in festere Fette umzuwandeln und deren Haltbarkeit zu verlängern, indem es das Ranzigwerden verhinderte. (Das Ausgangsfett und das Verfahren wurden zunächst geheim gehalten, um den Unmut der Verbraucher zu vermeiden). Dieses Verfahren wurde von der Lebensmittelindustrie bereits in den frühen 1900er Jahren weitgehend übernommen, zunächst für die Herstellung von Margarine, einem Ersatz für Butter und Backfett, und schließlich für verschiedene andere Fette, die in Snacks, verpackten Backwaren und frittierten Produkten verwendet werden. ⓘ
Die vollständige Hydrierung eines Fetts oder Öls ergibt ein vollständig gesättigtes Fett. Im Allgemeinen wurde die Hydrierung jedoch vor ihrem Abschluss unterbrochen, um ein Fettprodukt mit einem bestimmten Schmelzpunkt, einer bestimmten Härte und anderen Eigenschaften zu erhalten. Leider werden bei der partiellen Hydrierung einige der cis-Doppelbindungen durch eine Isomerisierungsreaktion in trans-Bindungen umgewandelt. Die trans-Konfiguration wird bevorzugt, weil sie die energieärmere Form ist. ⓘ
Diese Nebenreaktion ist für den weitaus größten Teil der heute konsumierten trans-Fettsäuren verantwortlich. Eine Analyse einiger industrieller Lebensmittel aus dem Jahr 2006 ergab bis zu 30 % Transfette" in künstlichen Backfetten, 10 % in Brot und Kuchen, 8 % in Keksen und Crackern, 4 % in salzigen Snacks, 7 % in Kuchenglasuren und Süßigkeiten und 26 % in Margarine und anderen verarbeiteten Brotaufstrichen. Eine andere Analyse aus dem Jahr 2010 ergab jedoch nur 0,2 % Transfette in Margarine und anderen verarbeiteten Brotaufstrichen. Bis zu 45 % des Gesamtfetts in Lebensmitteln, die künstlich hergestellte Transfette enthalten, die durch die teilweise Hydrierung von Pflanzenfetten entstehen, können Transfette sein. Backfette enthalten, sofern sie nicht umformuliert wurden, etwa 30 % Transfette im Verhältnis zu ihrem Gesamtfettgehalt. Fettreiche Molkereiprodukte wie Butter enthalten etwa 4 %. Margarinen, die nicht zur Reduzierung von Transfetten umformuliert wurden, können bis zu 15 % Transfett nach Gewicht enthalten, aber einige umformulierte Margarinen enthalten weniger als 1 % Transfett. ⓘ
Hohe TFA-Gehalte wurden in beliebten Fast-Food-Gerichten festgestellt. Eine Analyse von Pommes frites von McDonald's aus den Jahren 2004 und 2005 ergab, dass die in New York City servierten Pommes frites doppelt so viel Transfette enthielten wie in Ungarn und 28 Mal so viel wie in Dänemark, wo Transfette eingeschränkt sind. Bei den Produkten von Kentucky Fried Chicken war das Muster umgekehrt: Das ungarische Produkt enthielt doppelt so viel Transfette wie das New Yorker Produkt. Selbst innerhalb der Vereinigten Staaten gab es Unterschiede: Pommes frites aus New York enthielten 30 % mehr Transfette als solche aus Atlanta. ⓘ
Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Zahlreiche Studien haben ergeben, dass der Verzehr von Transfettsäuren das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen erhöht. Die Harvard School of Public Health empfiehlt, trans-Fettsäuren und gesättigte Fettsäuren durch einfach und mehrfach ungesättigte Fettsäuren zu ersetzen. ⓘ
Es hat sich gezeigt, dass der Verzehr von Transfetten das Risiko einer koronaren Herzkrankheit erhöht, und zwar zum Teil dadurch, dass der Gehalt an Lipoprotein niedriger Dichte (LDL, oft als "schlechtes Cholesterin" bezeichnet) steigt, der Gehalt an Lipoprotein hoher Dichte (HDL, oft als "gutes Cholesterin" bezeichnet) sinkt, die Triglyceride im Blutkreislauf ansteigen und systemische Entzündungen gefördert werden. ⓘ
Das wichtigste Gesundheitsrisiko, das für den Konsum von Transfetten festgestellt wurde, ist ein erhöhtes Risiko für koronare Herzkrankheiten (KHK). In einer Studie aus dem Jahr 1994 wurde geschätzt, dass in den Vereinigten Staaten jährlich über 30.000 Todesfälle durch Herzerkrankungen auf den Konsum von Transfetten zurückzuführen sind. Bis 2006 wurden höhere Schätzungen von 100.000 Todesfällen vorgeschlagen. Ein umfassender Überblick über Studien zu Transfetten, der 2006 im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurde, berichtet über einen starken und zuverlässigen Zusammenhang zwischen dem Verzehr von Transfetten und kardiovaskulären Erkrankungen und kommt zu dem Schluss, dass "Transfette das Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen auf einer Pro-Kalorien-Basis stärker zu erhöhen scheinen als jeder andere Makronährstoff, wobei sie schon bei geringem Verzehr (1 bis 3 % der Gesamtenergiezufuhr) ein deutlich erhöhtes Risiko mit sich bringen". ⓘ
Die wichtigsten Belege für die Auswirkungen von Transfetten auf KHK stammen aus der Nurses' Health Study, einer Kohortenstudie, in der 120 000 Krankenschwestern seit ihrer Gründung im Jahr 1976 beobachtet wurden. In dieser Studie analysierten Hu und Kollegen die Daten von 900 Koronarereignissen aus der Studienpopulation während der 14-jährigen Nachbeobachtungszeit. Er stellte fest, dass sich das KHK-Risiko einer Krankenschwester für jede 2 %ige Zunahme der verzehrten Transfettkalorien (anstelle von Kohlenhydratkalorien) ungefähr verdoppelte (relatives Risiko von 1,93, CI: 1,43 bis 2,61). Im Gegensatz dazu stieg das Risiko für jede 5 %ige Zunahme an gesättigten Fettkalorien (anstelle von Kohlenhydratkalorien) um 17 % (relatives Risiko von 1,17, KI: 0,97 bis 1,41). "Der Ersatz von gesättigten Fetten oder trans-ungesättigten Fetten durch cis-(unhydrierte) ungesättigte Fette war mit einer größeren Risikoreduktion verbunden als ein isokalorischer Ersatz durch Kohlenhydrate." Hu berichtet auch über die Vorteile einer Reduzierung des Transfettkonsums. Ersetzt man 2 % der Nahrungsenergie aus Transfetten durch nicht-trans-ungesättigte Fette, so halbiert sich das KHK-Risiko um mehr als die Hälfte (53 %). Werden dagegen 5 % der Nahrungsenergie aus gesättigten Fetten durch nicht-trans-ungesättigte Fette ersetzt, sinkt das Risiko für KHK um 43 %. ⓘ
Eine andere Studie untersuchte die Todesfälle aufgrund von KHK, wobei der Konsum von Transfetten mit einem Anstieg der Sterblichkeit und der Konsum von mehrfach ungesättigten Fetten mit einem Rückgang der Sterblichkeit in Verbindung gebracht wurde. ⓘ
Es wurde festgestellt, dass Transfette wie gesättigte Fette den Blutspiegel von LDL ("schlechtes Cholesterin") erhöhen; im Gegensatz zu gesättigten Fetten senken sie jedoch auch den Spiegel von HDL ("gutes Cholesterin"). Der Nettoanstieg des LDL/HDL-Verhältnisses bei Transfetten, einem weithin anerkannten Indikator für das Risiko von Herzkranzgefäßen, ist etwa doppelt so hoch wie bei gesättigten Fetten. Eine 2003 veröffentlichte randomisierte Crossover-Studie, in der die Auswirkungen einer Mahlzeit auf die Blutfette von (relativ) cis- und trans-fettreichen Mahlzeiten verglichen wurden, zeigte, dass der Cholesterinestertransfer (CET) nach der trans-Mahlzeit um 28 % höher war als nach der cis-Mahlzeit und dass die Lipoproteinkonzentrationen nach den trans-Mahlzeiten mit Apolipoprotein(a) angereichert waren. ⓘ
Der Citokyne-Test ist ein potenziell zuverlässigerer Indikator für das KHK-Risiko, wird jedoch noch untersucht. Eine Studie mit über 700 Krankenschwestern zeigte, dass die Blutwerte des C-reaktiven Proteins (CRP) bei denjenigen, die das höchste Quartil des Transfettkonsums aufwiesen, um 73 % höher waren als bei denjenigen im niedrigsten Quartil. ⓘ
Stillen
Es ist erwiesen, dass die Transfette in der menschlichen Muttermilch mit dem mütterlichen Konsum von Transfetten schwanken und dass die Menge an Transfetten im Blut von gestillten Säuglingen mit den in der Milch gefundenen Mengen schwankt. Im Jahr 1999 lagen die gemeldeten Prozentsätze von Transfetten (im Vergleich zu den Gesamtfetten) in der Muttermilch zwischen 1 % in Spanien, 2 % in Frankreich, 4 % in Deutschland und 7 % in Kanada und den Vereinigten Staaten. ⓘ
Andere Gesundheitsrisiken
Es gibt Hinweise darauf, dass die negativen Folgen des Transfettkonsums über das kardiovaskuläre Risiko hinausgehen. Im Allgemeinen gibt es einen weitaus geringeren wissenschaftlichen Konsens darüber, dass der Verzehr von Transfetten das Risiko für andere chronische Gesundheitsprobleme erhöht:
- Die Alzheimer-Krankheit: Eine im Februar 2003 in Archives of Neurology veröffentlichte Studie deutet darauf hin, dass die Aufnahme von Transfetten und gesättigten Fetten die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit begünstigt, obwohl dies in einem Tiermodell nicht bestätigt wurde. Es wurde festgestellt, dass Transfette das Gedächtnis und das Lernen bei Ratten mittleren Alters beeinträchtigen. Die Gehirne von Ratten, die Transfette zu sich nahmen, wiesen weniger Proteine auf, die für eine gesunde neurologische Funktion wichtig sind. Entzündungen im und um den Hippocampus, dem Teil des Gehirns, der für Lernen und Gedächtnis zuständig ist. Dies sind genau die Arten von Veränderungen, die normalerweise zu Beginn der Alzheimer-Krankheit zu beobachten sind, aber bereits nach sechs Wochen auftraten, obwohl die Ratten noch jung waren.
- Krebs: Es besteht kein wissenschaftlicher Konsens darüber, dass der Konsum von Transfetten das Krebsrisiko generell signifikant erhöht. Die Amerikanische Krebsgesellschaft erklärt, dass ein Zusammenhang zwischen Transfetten und Krebs "nicht festgestellt wurde". Eine Studie hat einen positiven Zusammenhang zwischen Transfetten und Prostatakrebs festgestellt. In einer größeren Studie wurde jedoch ein Zusammenhang zwischen Transfetten und einem deutlichen Rückgang von hochgradigem Prostatakrebs festgestellt. Eine erhöhte Aufnahme von Transfettsäuren kann das Brustkrebsrisiko um 75 % erhöhen, so die Ergebnisse des französischen Teils der European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition.
- Diabetes: Es wird zunehmend befürchtet, dass das Risiko für Typ-2-Diabetes mit dem Konsum von Transfetten steigt. Ein Konsens ist jedoch nicht erreicht worden. So ergab eine Studie, dass das Risiko für Personen im höchsten Quartil des Transfettkonsums höher ist. In einer anderen Studie wurde kein Diabetesrisiko festgestellt, wenn andere Faktoren wie die Gesamtfettaufnahme und der BMI berücksichtigt wurden.
- Fettleibigkeit: Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Transfette trotz ähnlicher Kalorienzufuhr zu Gewichtszunahme und Bauchfett führen können. Ein 6-Jahres-Experiment ergab, dass Affen, die mit einer Transfett-Diät gefüttert wurden, 7,2 % ihres Körpergewichts zunahmen, während es bei Affen, die eine einfach ungesättigte Fettdiät erhielten, nur 1,8 % waren. Obwohl Fettleibigkeit in den populären Medien häufig mit Transfetten in Verbindung gebracht wird, geschieht dies in der Regel im Zusammenhang mit dem Verzehr von zu vielen Kalorien; es besteht kein eindeutiger wissenschaftlicher Konsens über den Zusammenhang zwischen Transfetten und Fettleibigkeit, obwohl das 6-Jahres-Experiment einen solchen Zusammenhang feststellte und zu dem Schluss kam, dass "unter kontrollierten Fütterungsbedingungen der langfristige TFA-Konsum ein unabhängiger Faktor für die Gewichtszunahme war. TFAs verstärkten die intraabdominale Ablagerung von Fett, selbst wenn kein Kalorienüberschuss vorlag, und wurden mit einer Insulinresistenz in Verbindung gebracht, was auf eine gestörte Signaltransduktion nach der Insulinrezeptorbindung hindeutet.
- Unfruchtbarkeit bei Frauen: In einer Studie aus dem Jahr 2007 wurde festgestellt, dass jede 2 %ige Erhöhung der Energiezufuhr aus trans-ungesättigten Fetten im Vergleich zu der aus Kohlenhydraten mit einem 73 % höheren Risiko für ovarielle Unfruchtbarkeit verbunden ist...".
- Schwere depressive Störung: Spanische Forscher analysierten die Ernährungsgewohnheiten von 12 059 Personen über einen Zeitraum von sechs Jahren und stellten fest, dass diejenigen, die am meisten Transfette zu sich nahmen, ein 48 % höheres Risiko für Depressionen hatten als diejenigen, die keine Transfette zu sich nahmen. Ein Mechanismus könnte die Substitution von Docosahexaensäure (DHA) im orbitofrontalen Kortex (OFC) durch Transfette sein. Eine sehr hohe Aufnahme von Transfettsäuren (43 % des Gesamtfetts) bei Mäusen im Alter von 2 bis 16 Monaten war mit einem geringeren DHA-Spiegel im Gehirn verbunden (p=0,001). Als die Gehirne von 15 schwer depressiven Personen, die Selbstmord begangen hatten, post mortem untersucht und mit 27 altersgleichen Kontrollpersonen verglichen wurden, stellte sich heraus, dass die Gehirne der Selbstmörder 16 % (männlicher Durchschnitt) bis 32 % (weiblicher Durchschnitt) weniger DHA im OFC aufwiesen. Der OFC steuert Belohnung, Belohnungserwartung und Empathie (die bei depressiven Verstimmungen vermindert sind) und reguliert das limbische System.
- Verhaltensbedingte Reizbarkeit und Aggression: Eine 2012 durchgeführte Beobachtungsanalyse von Probanden einer früheren Studie ergab einen starken Zusammenhang zwischen ernährungsbedingten Transfettsäuren und selbstberichteter verhaltensbedingter Aggression und Reizbarkeit, was auf einen Kausalzusammenhang hindeutet, ihn aber nicht belegt.
- Vermindertes Gedächtnis: In einem Artikel aus dem Jahr 2015 behaupten Forscher, die die Ergebnisse der UCSD Statin Study aus den Jahren 1999-2005 erneut analysierten, dass "ein höherer Verzehr von Transfettsäuren mit einem schlechteren Wortgedächtnis bei Erwachsenen im Alter von <45 Jahren in den Jahren hoher Produktivität verbunden ist".
- Akne: Laut einer Studie aus dem Jahr 2015 sind Transfette einer von mehreren Bestandteilen der westlichen Ernährungsmuster, die Akne begünstigen, zusammen mit Kohlenhydraten mit hoher glykämischer Last wie raffiniertem Zucker oder raffinierter Stärke, Milch und Milchprodukten sowie gesättigten Fetten, während Omega-3-Fettsäuren, die Akne reduzieren, in den westlichen Ernährungsmustern Mangelware sind. ⓘ
Biochemische Mechanismen
Die genauen biochemischen Prozesse, durch die Transfette spezifische Gesundheitsprobleme verursachen, sind Gegenstand laufender Forschungen. Die Aufnahme von Transfetten aus der Nahrung stört die Fähigkeit des Körpers, essenzielle Fettsäuren (EFAs, einschließlich Omega-3) zu verstoffwechseln, was zu Veränderungen in der Phospholipid-Fettsäurezusammensetzung der Arterienwände führt und damit das Risiko einer koronaren Herzkrankheit erhöht. ⓘ
Es wird behauptet, dass trans-Doppelbindungen eine lineare Konformation des Moleküls bewirken, was seine starre Packung wie bei der Plaquebildung begünstigt. Im Gegensatz dazu soll die Geometrie der cis-Doppelbindung eine Biegung des Moleküls bewirken und dadurch starre Formationen ausschließen. ⓘ
Während die Mechanismen, durch die Transfettsäuren zur koronaren Herzkrankheit beitragen, recht gut verstanden sind, wird der Mechanismus für ihre Auswirkungen auf Diabetes noch untersucht. Sie können den Stoffwechsel der langkettigen mehrfach ungesättigten Fettsäuren (LCPUFAs) beeinträchtigen. Die Aufnahme von Transfettsäuren durch die Mutter während der Schwangerschaft steht jedoch in umgekehrtem Zusammenhang mit dem LCPUFA-Gehalt des Säuglings bei der Geburt, wovon man annimmt, dass es einen positiven Zusammenhang zwischen Stillen und Intelligenz gibt. ⓘ
Transfette werden von der Leber anders verarbeitet als andere Fette. Sie können Leberfunktionsstörungen verursachen, indem sie die Delta-6-Desaturase beeinträchtigen, ein Enzym, das an der Umwandlung essenzieller Fettsäuren in Arachidonsäure und Prostaglandine beteiligt ist, die beide für das Funktionieren der Zellen wichtig sind. ⓘ
Natürliche "Transfette" in Molkereiprodukten
Einige Transfettsäuren kommen in natürlichen Fetten und traditionell verarbeiteten Lebensmitteln vor. Vaccensäure kommt in Muttermilch vor, und einige Isomere der konjugierten Linolsäure (CLA) sind in Fleisch und Milchprodukten von Wiederkäuern enthalten. Butter zum Beispiel enthält etwa 3 % Transfette. ⓘ
Der US National Dairy Council hat erklärt, dass die in tierischen Lebensmitteln enthaltenen Transfette von anderer Art sind als die in teilweise hydrierten Ölen und offenbar nicht dieselben negativen Auswirkungen haben. Eine kürzlich durchgeführte wissenschaftliche Untersuchung stimmt dieser Schlussfolgerung zwar zu (und stellt fest, dass "die Summe der derzeitigen Beweise darauf hindeutet, dass die Auswirkungen des Verzehrs von Transfetten aus Wiederkäuerprodukten auf die öffentliche Gesundheit relativ begrenzt sind"), gibt aber zu bedenken, dass dies möglicherweise auf den geringen Verbrauch von Transfetten aus tierischen Quellen im Vergleich zu künstlichen Fetten zurückzuführen ist. ⓘ
Eine neuere Untersuchung (unabhängig von der Milchindustrie) ergab in einer niederländischen Metaanalyse aus dem Jahr 2008, dass alle Transfette, unabhängig von ihrem natürlichen oder künstlichen Ursprung, den LDL-Spiegel gleichermaßen erhöhen und den HDL-Spiegel senken. Andere Studien haben jedoch andere Ergebnisse gezeigt, wenn es um Transfette tierischen Ursprungs wie konjugierte Linolsäure (CLA) geht. CLA ist zwar für seine krebshemmenden Eigenschaften bekannt, doch haben Forscher auch herausgefunden, dass die cis-9, trans-11-Form von CLA das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen senken und Entzündungen bekämpfen kann. ⓘ
Zwei kanadische Studien haben gezeigt, dass Vaccensäure, eine TFA, die natürlicherweise in Milchprodukten vorkommt, im Vergleich zu hydriertem Pflanzenfett oder einer Mischung aus Schweineschmalz und Sojafett vorteilhaft sein könnte, indem sie die Gesamt-LDL- und Triglyceridwerte senkt. Eine Studie des US-Landwirtschaftsministeriums hat gezeigt, dass Vaccensäure sowohl das HDL- als auch das LDL-Cholesterin anhebt, während industrielle Transfette nur das LDL-Cholesterin anheben und keine positive Wirkung auf das HDL-Cholesterin haben. ⓘ
Offizielle Empfehlungen
In Anbetracht der anerkannten Beweise und der wissenschaftlichen Übereinstimmung betrachten die Ernährungsbehörden alle Transfette als gleichermaßen gesundheitsschädlich und empfehlen, ihren Konsum auf Spuren zu reduzieren. Die Weltgesundheitsorganisation empfahl 2003, dass Transfette nicht mehr als 0,9 % der Ernährung eines Menschen ausmachen sollten, und stellte 2018 einen sechsstufigen Leitfaden zur Eliminierung industriell hergestellter Transfettsäuren aus der weltweiten Lebensmittelversorgung vor. ⓘ
Die National Academy of Sciences (NAS) berät die Regierungen der Vereinigten Staaten und Kanadas in ernährungswissenschaftlichen Fragen zur Verwendung in der öffentlichen Politik und in Programmen zur Produktkennzeichnung. Ihre 2002 Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids enthält ihre Erkenntnisse und Empfehlungen bezüglich des Verzehrs von Transfetten (Zusammenfassung Archived 2007-06-25 at the Wayback Machine). ⓘ
Die Empfehlungen beruhen auf zwei wichtigen Fakten. Erstens: "Transfettsäuren sind nicht essentiell und bieten keinen bekannten Nutzen für die menschliche Gesundheit", unabhängig davon, ob sie tierischen oder pflanzlichen Ursprungs sind. Zweitens kam die NAS angesichts ihrer nachgewiesenen Auswirkungen auf das LDL/HDL-Verhältnis zu dem Schluss, dass Transfettsäuren in der Ernährung schädlicher für die koronare Herzkrankheit sind als gesättigte Fettsäuren". In einer 2006 im New England Journal of Medicine (NEJM) veröffentlichten Übersichtsarbeit heißt es: "Aus ernährungswissenschaftlicher Sicht führt der Verzehr von Transfettsäuren zu erheblichem potenziellem Schaden, aber keinem offensichtlichen Nutzen." ⓘ
Aufgrund dieser Fakten und Bedenken ist die NAS zu dem Schluss gekommen, dass es kein sicheres Maß für den Konsum von Transfettsäuren gibt. Es gibt weder eine angemessene Menge noch eine empfohlene Tagesdosis oder eine tolerierbare Obergrenze für Transfette. Dies liegt daran, dass jede Zunahme der Transfettaufnahme das Risiko einer koronaren Herzkrankheit erhöht. ⓘ
Trotz dieser Besorgnis wurde in den NAS-Ernährungsempfehlungen nicht vorgeschlagen, Transfette aus der Ernährung zu streichen. Der Grund dafür ist, dass Transfette in vielen tierischen Lebensmitteln von Natur aus in Spuren vorhanden sind, so dass ihre Entfernung aus der normalen Ernährung zu unerwünschten Nebenwirkungen und ernährungsbedingten Ungleichgewichten führen könnte. Die NAS hat daher empfohlen, den Verzehr von Transfettsäuren so gering wie möglich zu halten und gleichzeitig eine ernährungsphysiologisch angemessene Nahrung zu sich zu nehmen". Wie die NAS hat auch die Weltgesundheitsorganisation versucht, die Ziele der öffentlichen Gesundheit mit einem praktikablen Niveau des Transfettverbrauchs in Einklang zu bringen, und empfahl 2003, Transfette auf weniger als 1 % der Gesamtenergiezufuhr zu beschränken. ⓘ
Regulatorische Maßnahmen
In den letzten Jahrzehnten wurden in vielen Ländern umfangreiche Vorschriften erlassen, um den Transfettgehalt von industriellen und kommerziellen Lebensmitteln zu begrenzen. ⓘ
Alternativen zur Hydrierung
In den letzten Jahren haben das negative Image in der Öffentlichkeit und die strengen Vorschriften viele fettverarbeitende Industrien dazu veranlasst, die partielle Hydrierung durch die Fettumesterung zu ersetzen, ein Verfahren, bei dem die Fettsäuren einer Triglyceridmischung chemisch durcheinandergebracht werden. Bei Anwendung auf ein geeignetes Gemisch von Ölen und gesättigten Fetten, möglicherweise mit anschließender Abtrennung unerwünschter fester oder flüssiger Triglyceride, kann dieses Verfahren ähnliche Ergebnisse wie die partielle Hydrierung erzielen, ohne die Fettsäuren selbst zu beeinträchtigen, insbesondere ohne neue "Transfette" zu erzeugen. ⓘ
Forscher des Landwirtschaftsministeriums der Vereinigten Staaten haben untersucht, ob die Hydrierung ohne den Nebeneffekt der Erzeugung von Transfetten erreicht werden kann. Sie variierten den Druck, unter dem die chemische Reaktion durchgeführt wurde - sie übten einen Druck von 1400 kPa (200 psi) auf Sojabohnenöl in einem 2-Liter-Behälter aus und erhitzten es auf 140 °C bis 170 °C. Bei der Standard-Hydrierung mit 140 kPa (20 psi) entsteht ein Produkt mit etwa 40 Gewichtsprozent trans-Fettsäure, bei der Hochdruck-Methode sind es nur etwa 17 Prozent. Gemischt mit ungehärtetem flüssigen Sojabohnenöl ergab das hochdruckbehandelte Öl Margarine mit 5 bis 6 % Transfettsäuren. Nach den geltenden US-Kennzeichnungsvorschriften (siehe unten) könnte der Hersteller behaupten, das Produkt sei frei von Transfetten. Der Gehalt an Transfetten kann auch durch Änderung der Temperatur und der Dauer der Hydrierung verändert werden. ⓘ
Eine Forschungsgruppe der Universität von Guelph hat einen Weg gefunden, Öle (wie Oliven-, Soja- und Rapsöl), Wasser, Monoglyceride und Fettsäuren zu einem "Kochfett" zu mischen, das sich genauso verhält wie trans-Fette und gesättigte Fette. ⓘ
Omega-drei- und Omega-sechs-Fettsäuren
Die ω-3-Fettsäuren haben in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erhalten. ⓘ
Von den Omega-3-Fettsäuren wurden weder die langkettigen noch die kurzkettigen Formen konsequent mit dem Brustkrebsrisiko in Verbindung gebracht. Ein hoher Gehalt an Docosahexaensäure (DHA), der am häufigsten vorkommenden mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäure in den Membranen der Erythrozyten (rote Blutkörperchen), wurde jedoch mit einem geringeren Brustkrebsrisiko in Verbindung gebracht. Die durch den Verzehr von mehrfach ungesättigten Fettsäuren gewonnene DHA steht in einem positiven Zusammenhang mit kognitiven und verhaltensbezogenen Leistungen. Darüber hinaus ist DHA für die Struktur der grauen Substanz des menschlichen Gehirns sowie für die Stimulation der Netzhaut und die Neurotransmission unerlässlich. ⓘ
Veresterung
In einigen Studien wurden die gesundheitlichen Auswirkungen von veresterten Fetten untersucht, indem Diäten mit veresterten und nicht veresterten Fetten mit der gleichen Gesamtfettsäurezusammensetzung verglichen wurden. ⓘ
Mehrere experimentelle Studien am Menschen ergaben keinen statistischen Unterschied bei den Nüchternblutfetten zwischen einer Ernährung mit großen Mengen an IE-Fett, das 25-40 % C16:0 oder C18:0 in der 2-Position aufweist, und einer ähnlichen Ernährung mit Nicht-IE-Fett, das nur 3-9 % C16:0 oder C18:0 in der 2-Position aufweist. Ein negatives Ergebnis wurde auch in einer Studie erzielt, in der die Auswirkungen eines IE-Fettprodukts, das Kakaobutter imitiert, und des echten Nicht-IE-Produkts auf den Cholesterinspiegel im Blut verglichen wurden. ⓘ
In einer vom Malaysian Palm Oil Board finanzierten Studie aus dem Jahr 2007 wurde behauptet, dass der Ersatz von natürlichem Palmöl durch andere umgeesterte oder teilweise hydrierte Fette negative Auswirkungen auf die Gesundheit hat, wie z. B. ein höheres LDL/HDL-Verhältnis und höhere Plasmaglukosespiegel. Diese Auswirkungen könnten jedoch eher auf den höheren Anteil an gesättigten Säuren in den interesterifizierten und teilhydrierten Fetten als auf das Interesterifizierungsverfahren selbst zurückzuführen sein. ⓘ
Rolle bei Krankheiten
Im menschlichen Körper wird ein hoher Triglyceridspiegel im Blut mit Arteriosklerose, Herzerkrankungen und Schlaganfall in Verbindung gebracht. Die relativen negativen Auswirkungen eines erhöhten Triglyceridspiegels im Vergleich zum LDL:HDL-Verhältnis sind jedoch noch unbekannt. Das Risiko lässt sich zum Teil durch eine starke inverse Beziehung zwischen Triglyceridspiegel und HDL-Cholesterinspiegel erklären. Das Risiko ist aber auch darauf zurückzuführen, dass ein hoher Triglyceridspiegel die Menge der kleinen, dichten LDL-Partikel erhöht. ⓘ
Leitlinien
Das National Cholesterol Education Program hat Richtlinien für Triglyceridwerte festgelegt:
Wert | Auswertung ⓘ | |
---|---|---|
(mg/dL) | (mmol/L) | |
< 150 | < 1.70 | Normaler Bereich - geringes Risiko |
150–199 | 1.70–2.25 | Geringfügig über dem Normalbereich |
200–499 | 2.26–5.65 | Gewisses Risiko |
500 oder höher | > 5.65 | Sehr hoch - hohes Risiko |
Diese Werte werden nach 8- bis 12-stündigem Fasten gemessen. Die Triglyceridwerte bleiben nach dem Essen eine Zeit lang erhöht. ⓘ
Die American Heart Association empfiehlt einen optimalen Triglyceridspiegel von 100 mg/dL (1,1 mmol/L) oder weniger, um die Herzgesundheit zu verbessern. ⓘ
Senkung des Triglyzeridspiegels
Gewichtsabnahme und Ernährungsumstellung sind wirksame Erstbehandlungen zur Änderung des Lebensstils bei Hypertriglyceridämie. Für Menschen mit leicht oder mäßig hohen Triglyceridwerten werden Änderungen des Lebensstils, einschließlich Gewichtsabnahme, moderater körperlicher Betätigung und Ernährungsumstellung empfohlen. Dazu kann die Einschränkung von Kohlenhydraten (insbesondere Fruktose) und Fett in der Ernährung und der Verzehr von Omega-3-Fettsäuren aus Algen, Nüssen, Fisch und Samen gehören. Bei hohen Triglyceridwerten, die sich mit den oben genannten Änderungen der Lebensweise nicht korrigieren lassen, werden Medikamente empfohlen, wobei Fibrate die erste Wahl sind. Omega-3-Carbonsäuren sind ein weiteres verschreibungspflichtiges Medikament, das zur Behandlung sehr hoher Triglyceridwerte im Blut eingesetzt wird. ⓘ
Die Entscheidung, eine Hypertriglyceridämie medikamentös zu behandeln, hängt von den Werten und dem Vorhandensein anderer Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen ab. Sehr hohe Werte, die das Risiko einer Bauchspeicheldrüsenentzündung erhöhen würden, werden mit einem Medikament aus der Klasse der Fibrate behandelt. Niacin und Omega-3-Fettsäuren sowie Medikamente aus der Klasse der Statine können in Kombination eingesetzt werden, wobei Statine die Hauptmedikation bei mäßiger Hypertriglyceridämie sind, wenn eine Reduzierung des kardiovaskulären Risikos erforderlich ist. ⓘ
Fettverdauung und -stoffwechsel
Fette werden im gesunden Körper aufgespalten, um ihre Bestandteile, Glycerin und Fettsäuren, freizusetzen. Glycerin selbst kann von der Leber in Glukose umgewandelt werden und so zu einer Energiequelle werden. Fette und andere Lipide werden im Körper durch die in der Bauchspeicheldrüse produzierten Enzyme, die so genannten Lipasen, aufgespalten. ⓘ
Viele Zelltypen können entweder Glukose oder Fettsäuren als Energiequelle für den Stoffwechsel nutzen. Vor allem Herz- und Skelettmuskeln bevorzugen Fettsäuren. Trotz langjähriger gegenteiliger Behauptungen können Fettsäuren durch mitochondriale Oxidation auch als Brennstoffquelle für Gehirnzellen genutzt werden. ⓘ
Etymologie
Das Wort Fett ist eine Substantivierung des ursprünglich niederd. Adjektivs mnd. vet (oberd.: feist), welches seinerseits das 2. Partizip des im Nhd. untergegangenen Verbs mhd. veiȥen „fett machen“ darstellt. Zugrunde liegt eine Erweiterung der idg. Wurzel pē̆[i]- „strotzen, fett sein“. ⓘ
Gewinnung
Fette werden entweder aus tierischen Produkten oder aus Pflanzen (Nutzpflanzen), teilweise auch in der chemischen Industrie gewonnen. Tierische Fette werden entweder direkt aus Fettgewebe geschmolzen (Schmalz, Tran, Talg) oder aus Milch (Butter) gewonnen. Die für Lebensmittel verwendeten pflanzlichen Öle und Fette werden aus Ölpflanzen oder Ölsaat durch Pressung oder Extraktion mit Dampf oder Lösungsmitteln gewonnen. Raffination und damit Entfernung unerwünschter Inhaltsstoffe macht die Fette für den Menschen nutzbar. Margarine ist ursprünglich tierischer Herkunft gewesen, wird heutzutage aber durch Hydrierung (Fetthärtung) der C=C-Doppelbindung(en) in den Fettsäureresten pflanzlicher Öle (Sonnenblumenöl, Rapsöl) gewonnen. Dabei können sich auch trans-Fettsäuren bilden, was unerwünscht ist. ⓘ
In Deutschland gab es im Jahr 2006 53 Betriebe, die mit der Fett-Gewinnung und -Raffination befasst waren. Mit 3445 Mitarbeitern wurde ein Gesamtumsatz von 131 Millionen Euro erreicht. Die Raffination von Fetten ist mit 82,7 Millionen Euro ein wichtiger Wirtschaftszweig. ⓘ
Im Jahr 2007 wurden in Deutschland 2,4 Millionen Tonnen Rapsöl, 685.300 Tonnen Sojaöl, 47.700 Tonnen Sonnenblumenöl, 1.961 Tonnen Leinöl hergestellt. Raffiniert wurden 2007 hauptsächlich Rapsöl (1,55 Millionen Tonnen), Sonnenblumenöl (195.000 Tonnen), Sojaöl (510.600 Tonnen), Palmöl (504.000 Tonnen). Ein Großteil der Produkte ist für den Export bestimmt. Die Produktion von Margarine (2007: 430.000 Tonnen) und Butter (2007: 1,35 Millionen Tonnen) ist ebenfalls wichtig. ⓘ
Eigenschaften
Trocknende Öle und Fette
Trocknende Öle sollten richtigerweise härtende Öle heißen, da sie nicht durch Abgabe eines Lösungsmittels trocknen, sondern zumeist durch Oxidation vernetzen. Dieser Vorgang wird auch Verharzen oder Polymerisation genannt. ⓘ
Je höher der Anteil ungesättigter Fettsäuren, desto höher die Iodzahl und desto eher neigen Öle zur Polymerisation. Leicht polymerisierende Öle wie Leinöl haben eine Iodzahl von mehr als 140 und werden trocknende bzw. härtende Öle genannt. Halbtrocknende Öle haben eine Iodzahl zwischen 100 und 140; bei nichttrocknenden Ölen liegt sie unter 100. ⓘ
In Verbindung mit Pigmenten werden trocknende Öle als Ölfarben sowie unter Zusatz von Harzen als Öllacke verwendet. ⓘ
Geschichte der Fettchemie
Michel Eugène Chevreul hat um 1823 die erste grundlegende Arbeit zur Aufklärung der chemischen Struktur von Fetten und Fettsäuren als Buch mit 484 Seiten veröffentlicht. In späteren Jahren folgten Arbeiten von Heintz über die Palmitin- und Stearinsäure. ⓘ
Fettsäurezusammensetzung einiger Fette und Öle
Fettsäuren kommen chemisch gebunden in Triglyceriden in fast allen natürlichen (pflanzlichen und tierischen) Ölen und Fetten vor. Entgegen weitverbreiterter Anschauung enthalten natürliche Fette und Öle keine freien (chemisch ungebundenen) Fettsäuren, sondern Glycerinester der Fettsäuren. ⓘ
Anzahl C-Atome | cis-Doppelbindung an | Name | Butter | Olivenöl | Kokosfett | Leinöl | Sonnenblumenöl | Palmöl ⓘ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4 6 8 10 |
– | Buttersäure Capronsäure Caprylsäure Caprinsäure |
9 % | 0 % | 16 % | 0 % | 0 % | 0 % |
12 | – | Laurinsäure | 3 % | 1 % | 48 % | 0 % | 0 % | 0 % |
14 | – | Myristinsäure | 8 % | 1 % | 16 % | 0 % | 0 % | 1 % |
16 | – | Palmitinsäure | 22 % | 10 % | 9 % | 5 % | 8 % | 44 % |
18 | – | Stearinsäure | 10 % | 2 % | 3 % | 4 % | 8 % | 4 % |
18 | 9 | Ölsäure | 37 % | 78 % | 6 % | 22 % | 27 % | 39 % |
18 | 9, 12 | Linolsäure | 10 % | 9 % | 2 % | 17 % | 57 % | 11 % |
18 | 9, 12, 15 | α-Linolensäure | 0 % | 0 % | 0 % | 50 % | 0 % | 0 % |
20 | 5, 8, 11, 14 | Arachidonsäure | 0 % | 0 % | 0 % | 0 % | 0 % | 0 % |
Physiologie
Fette und Öle gehören zu den Grundnährstoffen des Menschen. Sie werden im menschlichen Körper unter anderem benötigt als
- Energielieferant (sogenannter Reservestoff),
- Isolatoren gegen Kälte,
- Lösungsmittel für nur fettlösliche Stoffe wie einige Vitamine,
- Schutzpolster für innere Organe und das Nervensystem,
- Bestandteil der Zellmembranen. ⓘ
Fette als Energiespeicher
Fette sind neben den Kohlenhydraten (Zucker, Stärke und Glykogen) die wichtigsten Energiespeicher der Zellen. Der physiologische Brennwert liegt mit 37 kJ/g Fett mehr als doppelt so hoch wie bei Kohlenhydraten und Proteinen (17 kJ/g). ⓘ
Das Depotfett als Energiespeicher im menschlichen Körper stammt aus dem in Lebensmitteln enthaltenen Fett oder aus anderen Makronährstoffen (Kohlenhydrate, Proteine), die bei Energieüberschuss über mehrere Zwischenstufen letztlich in Fett umgewandelt werden können. Es ist umstritten, in welchem Umfang die Umwandlung der Makronährstoffe Fett, Kohlenhydrate und Proteine unmittelbar zur Bildung von Fettgewebe beiträgt. Insbesondere aus Sicht der Kalorienlehre wird ein solcher Zusammenhang hergestellt. Andere Säugetiere können gut aus einem Energieüberschuss in der Nahrung Depotfette bilden. ⓘ
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). Die Differenz zu 37.000 kJ/kg von Fett ergibt sich daraus, dass das Fettgewebe nicht aus reinem Fett besteht. 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. ⓘ
Laut der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) ist eine Fettzufuhr von 60 bis 80 g pro Tag für einen erwachsenen Menschen ausreichend, was 25 Prozent der zugeführten Energie aus Lebensmitteln entspricht. Dabei kann es durchaus zu kleinen Überschreitungen kommen, sofern in den folgenden Tagen die Fettzufuhr ausgeglichen wird. Maximal sollten Frauen wöchentlich ca. 420 g und Männer ca. 560 g Fett zu sich nehmen. Grundlage dieser Berechnung ist ein angenommener Energiebedarf von ca. 10 bis 13,4 MJ pro Tag (= 2.400 bis 3.200 kcal/d). Dies entspräche beispielsweise einem 40-jährigen Büroangestellten mit einem Körpergewicht zwischen 80 kg und 107 kg, der keinen regelmäßigen Sport treibt. Erst die Bestimmung des tatsächlichen Ruheumsatzes und der individuellen körperlichen Aktivität erlaubt eine genaue Bedarfsermittlung. Dabei sind Begleiterkrankungen mit zu berücksichtigen. ⓘ
Trans-Fettsäuren können den Körper belasten und zu Gefäßschädigungen führen. ⓘ
Biosynthese der Fette
Der Aufbau der Triacylglycerine erfolgt aus den Bestandteilen Glycerin und Fettsäuren in mehreren Reaktionsschritten. ⓘ
Zunächst wird die Fettsäure mithilfe einer von mehreren Fettsäure-CoA-Ligasen und Glycerin mittels einer der Glycerinkinasen aktiviert. Die Endprodukte Acyl-CoA und Glycerin-3-phosphat reagieren zur Lysophosphatidsäure, katalysiert vom Enzym Glycerinphosphat-O-Acyltransferase. Ein weiteres Fettsäuremolekül wird von der Acylglycerin-3-phosphat-O-Acyltransferase übertragen, es entsteht Phosphatidsäure. Eine der Phosphatidat-Phosphatasen spaltet Phosphat ab, wobei Diacylglycerol übrig bleibt. Schließlich überträgt die Diacylglycerol-O-Acyltransferase ein drittes Fettsäuremolekül zum Triacylglycerin. ⓘ
Abbau der Fette
In Fettzellen werden Triacylglycerine mit einer Hülle aus dem Proteinkomplex Perilipin:CGI-58 umgeben, der je nach Phosphorylierungsgrad den Abbau der Fette durch Hydrolyse verhindert. Für den Beginn des Abbaus ist das Enzym Hormonsensitive Lipase (HSL) zuständig, die sowohl einer positiven (Katecholamine, ACTH, Glucagon) als auch einer negativen Regulation (Insulin) unterworfen ist. ⓘ
Der Abbau der Triacylglycerine erfolgt in zwölf Schritten: nach Phosphorylierung der HSL und ihrer Dimerisierung wird die Proteinschicht um die Lipide mit Katecholaminen oder Glucagon aufgebrochen, Perilipin trennt sich von CGI-58 und wird von Proteinkinase A phosphoryliert und später mit Proteinphosphatase 1 recycliert. HSL gelangt in die Nähe der Lipide; ihre Hydrolyseaktivität wird durch Komplexierung mit FAB4 noch verstärkt. So entstehen aus Cholesterinestern Fettsäuren und Cholesterin und aus Triacylglycerin Glycerin und drei Moleküle Fettsäure. Dephosphorylierung der HSL beendet den Prozess, wobei die Identität der Phosphatase, die diese Reaktion katalysiert, unbekannt ist. Der Ablauf des gesamten Stoffwechselwegs wurde aus Ratten- und Mäusezellen erschlossen. ⓘ
Verwendung
Fette wurden bereits im Altertum als Zutat zu Arzneimitteln verwendet. Das dazu auch in der frühen Neuzeit noch verwendete Fett (lateinisch Axungia bzw. Pinguedo) war etwa Schweinefett (axungia porci[nae]), Hühnerfett (axungia gallinarum), Gänsefett (axungia anseris), Entenfett (axungia anatis) oder Bärenfett (axungia ursi). Die Verwendung von Fetten und fetten Ölen (letztere werden umgangssprachlich meist kurz Öle genannt) als Nahrungsmittel und in der Nahrungsmittel-Zubereitung sowie in der -Konservierung ist weit verbreitet. Neuerdings werden erhebliche Mengen pflanzlicher Öle (Rapsöl, Palmöl) chemisch zu Biodiesel umgesetzt. Dazu werden die Öle einer Umesterung mit Methanol in Gegenwart saurer heterogener Katalysatoren unterworfen. Dabei entstehen Fettsäuremethylester (FAME) und Glycerin. Fettsäuremethylester werden direkt als Biodiesel verkauft, viel größere Mengen werden jedoch herkömmlichem Diesel-Kraftstoff bereits in den Raffinerien der Mineralöl-Industrie beigemischt. Dazu hat der Gesetzgeber Vorschriften erlassen, demnach ist eine Beimischung von bis zu 5 Volumen-% Fettsäuremethylester ohne Kennzeichnung des Kraftstoffs zulässig und wird auch breit praktiziert. Der Fettsäuremethylester muss bestimmte genau definierte Qualitätsparameter erfüllen, die in der Norm DIN EN 14214 definiert sind. ⓘ
Die direkte Verbrennung von aufgeschmolzenen Fetten und fetten Ölen in Lkw-Dieselmotoren ist verbreitet. Allerdings müssen die Fahrzeuge dafür zuvor speziell umgebaut werden. ⓘ
Durch Verseifung (Esterspaltung mit Alkalihydroxiden) werden aus Fetten oder fetten Ölen Seifen, die Alkalisalze von Fettsäuren, hergestellt. Dabei fällt auch Glycerin an. ⓘ
Analytik
Der Fettgehalt von Lebensmitteln wird in der Regel durch Extraktion mit lipophilen Lösemitteln bestimmt. Die FDA definiert Fett als den verseifbaren Anteil eines Lebensmittels. Damit fallen Nichtacylglyceride, wie Sterine oder Phosphatide, nicht unter die FDA-Definition von Fett. ⓘ
Zur Fettcharakterisierung werden titrationsanalytische Kennzahlen wie Iodzahl, Reichert-Meißl-Zahl, Verseifungszahl, Peroxidzahl oder Säurezahl bestimmt. Zur qualitativen und quantitativen Bestimmung einzelner Fettbestandteile werden bevorzugt chromatographische Verfahren eingesetzt. So kann die Fettsäureverteilung mittels Gaschromatographie ermittelt werden. Fettbegleitsubstanzen wie Zoo- oder Phytosterine oder lipophile Vitamine werden ebenfalls gaschromatographisch oder durch HPLC bestimmt. Für die zuverlässige Identifizierung einzelner Komponenten der Fette wird die Massenspektrometrie meist in der Kopplung mit der Gaschromatographie oder mit der HPLC eingesetzt. Die Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaft definierte bereits mehr als 400 Analyseverfahren, darunter Methoden zur Echtheitserkennung von nativem Olivenöl oder der Bestimmung von Abbauprodukten in benutzten Fritteusefetten. ⓘ
Fettbegleitstoffe
Zu den Fettbegleitstoffen zählen:
- Phosphatide
- Sphingolipide
- Lipochrome
- Wachse
- Cholesterin ⓘ
Fettverderb
Fette sind verderblich, insbesondere durch Licht, höhere Temperaturen, Luftsauerstoff, Wasser und Mikroben können sie sich chemisch verändern. In der Regel sind beim Verderb die Doppelbindungen oder die Esterbindungen betroffen, wobei sie ranzig und unter Umständen gesundheitsschädlich werden. Vorteilhaft schützt man Fette durch kühle, trockene, luftunzugängliche Lagerung. ⓘ
Frische Fette enthalten in der Regel wenig freie, unveresterte Säuren. Durch Feuchtigkeit sowie Einwirkung von Licht und Mikroorganismen verseifen Fette im Laufe der Zeit. Sie werden sauer und ranzig. Eine Indikation hierfür ist die Säurezahl SZ (oder Neutralisationszahl NZ), die angibt, wie viel Milligramm Kaliumhydroxid zur Neutralisation der in einem Gramm Fett enthaltenen freien Säuren erforderlich sind. ⓘ
Verwandte Themen
Ölfarben ⓘ
Öle spielen kunstgeschichtlich eine sehr wichtige Rolle als Bindemittel. Mit Farbpigmenten vermengt waren diese Ölfarben von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung der Malerei (siehe auch: Ölmalerei). Auch als Firnis (Schutzanstrich nach Ausführung der Malerei) werden Pflanzenfette verwendet. ⓘ
Fett in der Kunst ⓘ
Fett war ein vom Künstler Joseph Beuys häufiger eingesetztes Material, um innerhalb eines künstlerischen Objektes oder einer Rauminstallation gespeicherte Energie zu symbolisieren. Bekannteste Objekte sind die Fettecke und der Fettstuhl. ⓘ
Fettabscheider ⓘ
Typischerweise werden Fettabscheider in Metzgereien, Schlachthöfen, Frittier- und Großküchen eingesetzt. Sie werden immer dann eingesetzt, wenn Fette und Öle organischen Ursprungs aus dem Schmutzwasser zurückgehalten werden sollen. Über eine integrierte Prallplatte wird das Schmutzwasser in den Fettabscheider geführt, was zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit und einer gleichförmigen Strömungsverteilung führt. Die Trennung der abscheidbaren Leichtstoffe (Fett) und Sinkstoffe (Schlamm) von Schmutzwasser wird alleine durch die Wirkung der Schwerkraft erreicht. Mit einem Koaleszenzabscheider können auch feiner verteilte Öle und Fette abgeschieden werden. ⓘ