Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 21. Juni 2021

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Name: Armin Tavakoli, 2021-06

Fetthärtung und Margarineherstellung

Grundwissen zu Fetten:

Fette sind Triglyceride, welche durch die dreifache Veresterung von Glycerin entstehen. Aufgrund ihrer oftmals langen Kettenlänge und der dadurch wirkenden Van-der-Waals Kräfte, können Fette bei Raumtemperatur nur in flüssiger oder in fester Form vorkommen. Sie werden in zwei Gruppen unterteilt: Ungesättigte Fettsäuren und gesättigte Fettsäuren. Ungesättigte Fettsäuren sind meistens bei Pflanzen aufzufinden, während gesättigte Fettsäuren eher bei Tieren zu finden sind.

Grundwissen zum Aufbau von Fetten:

Auf der molekularen Ebene kann man natürlich das Fett in Glycerin und Fettsäuren aufteilen. Der interessantere Teil liegt jedoch im Unterschied der gesättigten und ungesättigten Fettsäuren. Ungesättigte Fettsäuren haben nämlich Doppelbindungen an bestimmten C-Atomen der Kette (9-10,12-13,15-16). Dieser Unterschied im Aufbau des Moleküls wirkt sich klar auf die Van-der-Waals Kräfte aus, da die Doppelbindungen von ungesättigten Fettsäuren das Molekül verformt und diese zwischenmolekularen Kräfte abschwächt. Deswegen findet man tendenziell ungesättigte Fettsäuren häufiger in flüssiger Form als gesättigte Fettsäuren, da bei gesättigten Fettsäuren stärkere Van-der-Waals Kräfte wirken, wegen ihrer gradlinigen Form, welche entweder die Zähigkeit des Öls vergrößern oder es komplett in den festen Aggregatzustand versetzen.

Fetthärtung (durch Hydrierung):

Der Zustand der Fettsäure, also ungesättigt oder gesättigt, ist veränderbar. 1901 hat Wilhelm Normann es geschafft, die Doppelbindung von ungesättigten Fettsäuren mit gespaltenen Wasserstoff-Atomen zu sättigen. Für diese Reaktion erfordert es einen Katalysator, wie zum Beispiel Nickel, da die Spaltung von Wasserstoff eine sehr hohe Menge an Energie erfordert (ca. 180°C und 5bar Druck). Nachdem der Wasserstoff gespalten wird, reagiert er mit der Fettsäure, löst ihre Doppelbindung auf und es entsteht eine gesättigte Fettsäure. Wie schon im Begriff Fetthärtung enthaltend, kann das Fett in einen festen Aggregatzustand übergehen nach der Reaktion.

Geschichte der Margarineherstellung und der Vergleich zu Butter:

Da Butter früher ein äußerst kostbares Gut war, gab es eine hohe Nachfrage nach Lebensmitteln, welche dem Menschen genügend gesundes Fett bieten.
Wegen der hohen Nachfrage, errichtete Napoleon III 1864 einen Wettbewerb, wo Hippolyte Mège-Mourès zum ersten Mal "Margarine" hergestellt hat aus Wasser, Milch, Lab und Rindertalg. Nachdem er dann das Patent relativ früh verkauft hat, hat sich die Produktion von Margarine sehr schnell in europäischen Fabriken verbreitet. Die Verwendung von verschiedenen pflanzlichen Fetten wie Palmöl oder Kokosnussfett, abweichend vom Grundrezepts Mège-Mourès, wurde auch relevanter. Die pflanzlichen Fette werden gesättigt und es entsteht ein gehärtetes Fett durch die Emulsion mit Wasser und Milch: Margarine.

Sie besteht zu 80-90% aus pflanzlichen Ölen und Fetten und von 10-19% aus Wasser und Milchprodukten. Der Rest sind nur Zusätze wie Vitamine, ß-Carotin und Stärke. 

Die Hydrierung von Fettsäuren war für die Herstellung von Margarine revolutionär. Jedoch mit einem verbesserten Herstellungsverfahren von nährreichen Fetten, kam auch das Gesundheitsrisiko der Transfettsäuren dazu, welche ein Nebenprodukt der Margarineherstellung sind und fester Bestandteil der Margarine. Diese sind belastend für das Herz-Kreislaufsystem. Dieses Problem wird größtenteils behoben durch eine maximierte Härtung des Fettes, da die erhöhte Härtung die Entstehung von Transfettsäuren reduziert. Somit ist Margarine zur heutigen Zeit deutlich gesundheitsschonender als früher und steht als Fettprodukt auf der selben Qualitätsstufe wie Butter. Aber nur durch industrielle Bearbeitung, da bei der Herstellung von Margarine die enthaltenen Vitamine zerstört werden und später wieder künstlich zugesetzt werden müssen. Butter ist immer noch bis heute das natürlichere und "gesündere" Produkt, aber Margarine bietet eine gesunde Alternative.