Fette

Butter aufs Brot, Öl in der Pfanne, die Pommes in der Fritteuse: Fette begegnen dir jeden Tag beim Essen. Sie liefern deinem Körper mehr Energie als jeder andere Nährstoff und stecken zugleich in Seife, Kerzen und Kosmetik. In diesem Kapitel verstehst du, woraus Fette chemisch aufgebaut sind, warum manche fest und andere flüssig sind und was bei Verseifung und Fetthärtung passiert.

Was Fette chemisch sind

Chemisch gehören Fette zur Stoffgruppe der Ester. Ein Ester entsteht, wenn eine Säure mit einem Alkohol reagiert und dabei Wasser abgespalten wird. Bei Fetten ist der Alkohol immer derselbe: das dreiwertige Glycerin (Propan-1,2,3-triol), ein Molekül mit drei \(\text{OH}\)-Gruppen.

An jede dieser drei \(\text{OH}\)-Gruppen bindet eine Fettsäure. Fette sind also Dreifachester aus Glycerin und drei Fettsäuren – man nennt sie deshalb auch Triglyceride oder Triacylglycerine.

Merke: Fett = 1 Glycerin + 3 Fettsäuren, verbunden über drei Esterbindungen.

Der Unterschied zwischen „Fett" und „Öl" ist nur der Aggregatzustand bei Raumtemperatur: Fette sind fest, Öle sind flüssig. Chemisch sind beide Triglyceride.

Fettsäuren – die Bausteine

Eine Fettsäure ist eine langkettige Carbonsäure: eine lange Kette aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen mit einer Carboxylgruppe (\(\text{–COOH}\)) am Ende. Die Kette hat meist 12 bis 22 Kohlenstoffatome und immer eine gerade Anzahl davon.

Man unterscheidet zwei große Gruppen:

• Gesättigte Fettsäuren: Die Kohlenstoffkette enthält nur Einfachbindungen. Jedes C-Atom ist mit dem Maximum an Wasserstoff „gesättigt".
• Ungesättigte Fettsäuren: Die Kette enthält eine oder mehrere C=C-Doppelbindungen. Bei einer Doppelbindung heißt sie einfach ungesättigt, bei mehreren mehrfach ungesättigt.

Tipp: Zähle die Wasserstoffatome. Jede Doppelbindung „kostet" zwei H-Atome. Ölsäure hat zwei H weniger als die gleich lange Stearinsäure – genau eine Doppelbindung.

Warum manche Fette fest und andere flüssig sind

Der entscheidende Faktor ist die Form der Fettsäureketten. Gesättigte Ketten sind gerade und können sich dicht aneinanderlegen. Zwischen ihnen wirken viele Van-der-Waals-Kräfte, die sie zusammenhalten – der Schmelzpunkt ist hoch, das Fett ist fest.

Eine C=C-Doppelbindung erzeugt in der Kette einen Knick. Geknickte Ketten passen schlechter zusammen, die Anziehungskräfte sind schwächer, der Schmelzpunkt sinkt – das Fett ist flüssig.

Merke: Je mehr Doppelbindungen, desto niedriger der Schmelzpunkt. Tierische Fette (Butter, Schmalz) sind meist gesättigt und fest; pflanzliche Öle (Oliven-, Rapsöl) sind ungesättigt und flüssig.

Beispiel: Stearinsäure (gesättigt) schmilzt bei etwa \(69\,^\circ\text{C}\). Ölsäure (eine Doppelbindung, gleiche Kettenlänge) schmilzt schon bei etwa \(13\,^\circ\text{C}\) – deshalb ist Olivenöl bei Zimmertemperatur flüssig.

Eigenschaften von Fetten

Fettmoleküle bestehen fast nur aus C- und H-Atomen und sind darum unpolar. Daraus folgen ihre typischen Eigenschaften:

• Nicht wasserlöslich (hydrophob): Öl und Wasser mischen sich nicht, weil Wasser polar ist. „Gleiches löst sich in Gleichem".
• Löslich in unpolaren Lösungsmitteln wie Benzin oder Aceton.
• Leichter als Wasser: Öl schwimmt oben, weil seine Dichte kleiner ist.
• Fettfleck-Probe: Ein Tropfen Fett auf Papier bleibt durchscheinend, auch nach dem Trocknen – ein einfacher Nachweis.

Fette als Energiespeicher

Fette sind der wichtigste Energiespeicher des Körpers. Bei ihrer Verbrennung (Oxidation) im Körper wird viel Energie frei: etwa \(39\,\text{kJ}\) pro Gramm – mehr als doppelt so viel wie bei Kohlenhydraten oder Eiweiß (\(\approx 17\,\text{kJ/g}\)).

Einige mehrfach ungesättigte Fettsäuren kann der Körper nicht selbst herstellen; sie heißen essentielle Fettsäuren und müssen mit der Nahrung aufgenommen werden (z. B. Linolsäure aus pflanzlichen Ölen).

Wichtige Reaktionen der Fette

Verseifung

Kocht man ein Fett mit einer starken Lauge wie Natronlauge (\(\text{NaOH}\)), werden die Esterbindungen gespalten. Es entstehen Glycerin und die Natriumsalze der Fettsäuren – das ist Seife. Diese Reaktion heißt Verseifung (die Umkehrung der Esterbildung, eine Hydrolyse).

Beispiel: In Worten:

Fetthärtung

Bei der Fetthärtung werden die C=C-Doppelbindungen flüssiger Öle mit Wasserstoff abgesättigt (Hydrierung, mit einem Katalysator). Aus einem flüssigen Öl wird so ein festeres Fett – so stellt man z. B. Margarine aus Pflanzenölen her.

Merke: Verseifung spaltet das Fett (Ester + Lauge → Seife + Glycerin). Fetthärtung sättigt Doppelbindungen ab und macht Öl fest.

Zusammenfassung

• Fette sind Triglyceride: Ester aus einem Glycerin und drei Fettsäuren.
• Fettsäuren sind langkettige Carbonsäuren; gesättigt = nur Einfachbindungen, ungesättigt = mit C=C-Doppelbindungen.
• Mehr Doppelbindungen → mehr Knicke → niedrigerer Schmelzpunkt: Öle flüssig, feste Fette meist gesättigt.
• Fette sind unpolar, daher nicht wasserlöslich und leichter als Wasser.
• Fette sind der energiereichste Nährstoff (\(\approx 39\,\text{kJ/g}\)); manche Fettsäuren sind essentiell.
• Verseifung: Fett + Lauge → Seife + Glycerin. Fetthärtung: Hydrierung macht Öl fest (Margarine).

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Aufbau der Fette

Denk an Butter, Öl und Schmalz: chemisch sind das alles dieselbe Stoffgruppe. Fette gehören zu den Estern – sie entstehen, wenn eine Säure mit einem Alkohol reagiert. In der Erklärung hast du gesehen, dass der Alkohol immer das dreiwertige Glycerin ist und daran drei Fettsäuren binden. Diese Grundstruktur schauen wir uns jetzt genauer an.

Fettsäuren: gesättigt oder ungesättigt

Die drei Fettsäuren bestimmen die Eigenschaften eines Fetts. Eine Fettsäure ist eine langkettige Carbonsäure – eine lange C-H-Kette mit einer COOH-Gruppe am Ende. Entscheidend ist, ob die Kette Doppelbindungen enthält.

Fest oder flüssig?

Warum ist Butter fest und Olivenöl flüssig, obwohl beide Fette sind? Der Grund liegt in der Form der Fettsäureketten – und der bestimmt den Schmelzpunkt.

Eigenschaften und Energie

Fettmoleküle bestehen fast nur aus C und H – sie sind unpolar. Daraus lassen sich fast alle Alltagseigenschaften der Fette ableiten, auch ihre Rolle als Energiespeicher.

Reaktionen: Verseifung und Fetthärtung

Zwei Reaktionen solltest du sicher können – beide betreffen die chemischen Werkzeuge der Fettindustrie: Verseifung stellt Seife her, Fetthärtung macht aus Öl Margarine.

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