Fette und Fetterzeugnisse

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AllgemeinesDie fr Nahrungszwecke verwendeten Fette (exakter ist die Bezeichnung Lipide) stellen relativ kompliziert zusammengesetzte Produkte dar, die zum grten Teil 98 %) aus Triglyceriden bestehen. Fette sind in der Ernhrung auf Grund ihres hohen physiologischen Brennwertes (1 g Fett = 39 kJ (9,3 kcal)) ein wesentlicher Energielieferant, auerdem versorgen sie den menschlichen Oragnismus mit essentiellen Fettsuren sowie fettlslichen Vitaminen und machen Speisen schmackhafter. Die Fette werden berwiegend aus fettreichen tierischen Geweben sowie Pflanzensamen durch verschiedene technologische Verfahren gewonnen. Tierfette werden meist nur durch Ausschmelzen isoliert. Pflanzenfette hingegen werden mitunter allein durch Pressung (z. B. Olivenl), im allgemeinen aber durch Pressung und/oder Extraktion (meist mit Hexan) gewonnen. Bei niedrigen Fettgehalten (unterhalb 20 %) wird aus konomischen Grnden nur extrahiert (z. B. Sojal). Die bei der Pflanzenfettgewinnung anfallenden Rckstnde (Pre- bzw. Extraktionskuchen) sind ein wertvolles, eiweireiches Viehfutter. Besonders wertvolle Rohstoffe werden auch mit berkritischem Kohlendioxid extrahiert. Die so gewonnenen Rohfette werden entweder direkt (das gilt vorzugsweise fr Landtierkrperfette) oder nach Raffination bzw. einer anderen weiteren technologischen Bearbeitung als Lebensmittel bzw. Bestandteil von Lebensmitteln verwendet. Landtierfette drfen, im Gegensatz zu Seetierfetten, nicht raffiniert werden. Pflanzliche le werden je nach Gewinnung und Art (abhngig von enthaltenen Strsubstanzen, wie z. B. freie Fettsuren) einer Raffination unterzogen. ber die Weltfettproduktion unterrichtet Tabelle 21.1.

Fr die Pflanzenfettproduktion ergibt sich fr 1990 folgende Aufschlsselung in Prozent: Sojal Palml Sonnenblumenl Rapsl Cocosfett Olivenl Baumwollsaatl Leinl Palmkernfett Maisl Erdnul Sesaml 28 18 14 12 7 6 6 3 2 2 1 1

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Etwa 80 % der im Weltmastab erzeugten Fette werden fr die menschliche Ernhrung eingesetzt, 6 % fr Futterzwecke und der Rest fr Waschmittel, Kosmetia, Schmierfette usw.

Einteilung der Nahrungsfette

Natrliche Fette

Knstlich vernderte Fette

Tierfette Landtierfette, Krperfette, Milchfette Seetierfette, Krperfette, Leberfette

- Fraktionierte Fette - Fettmischungen - Umgeesterte Fette - Reveresterte Fette - Hydrierte Fette - Emulgierte Fette

Pflanzenfette Fruchtfleischfette Samenfette

LandtierfetteLandtierfette sind praktisch ein Nebenprodukt der Fleischgewinnung, denn - im Gegensatz zur Pflanze - wird kein Tier zum Zwecke der Fettgewinnung gezchtet. Der Fettgehalt der Schlachttiere ist in den letzten 4 Jahrzehnten aufgrund zchterischer Manahmen stark zurckgegangen, da der Konsument zunehmend greren Wert auf fettarmes Fleisch legt.

KrperfetteDie tierischen Depotfette (Reserve- oder Speicherfette), die fr die menschliche Ernhrung mengenmig von Interesse sind - Schweineschmalz und Rindertalg sowie von untergeordneter Bedeutung Hammeltalg und Gnseschmalz - haben eine recht hnliche Fettsurezusammensetzung; Hauptvertreter sind l-, Palmitin- und Stearinsure. Im Gegensatz zu den meisten Pflanzenfetten enthalten Landtierfette geringere Anteile an mehrfach ungesttigten Fettsuren und dafr mehr gesttigte Vertreter. Als typische ungesttigte Fettsure ist in diesen Fetten - im Gegensatz zu Pflanzenfetten - Arachidonsure in Mengen von 0,1 bis 0,7 % anwesend, was zum Nachweis von Tierfetten ausgenutzt werden kann. Typisch fr alle Tierfette ist das Vorkommen von 0,05 bis 0,15 % Cholesterol. Der Schlachtkrper eines Schweines enthlt etwa 35 % Fett und der eines Rindes etwa 10 %.

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SchweineschmalzSchweineschmalz wird berwiegend aus den Bauchwandfettgeweben (Flomen, Liesen) gewonnen, whrend das Rckenfett meist als Speck verzehrt wird. Die Konsistenz und damit die Fettsurenzusammensetzung von Schweineschmalz ist - wie bei allen tierischen Depotfetten von Monogastriden - relativ stark ftterungsbedingt. Bei Verwendung von Mais oder Soja als Mastfutter steigt der Gehalt an ungesttigten Fettsuren im Depotfett (Zunahme der Iodzahl bis zu 15 Einheiten). Nach Art der Gewinnung, Gteklasse und Herkunft unterschiedet man: Roh-, Dampf, Neutral-, Liesen-, Braten- und Griebenschmalz sowie deutsches, chinesisches, amerikanisches Schmalz usw.

RindertalgBeim Rindertalg wird unterschieden zwischen dem aus frischen und ausgewhlten Fettgeweben bei nicht zu hohen Temperaturen (50 55 C) ausgeschmolzenen Feintalg (Premier Jus, Oleo Stock) und dem einfachen Speisetalg (Sekundatalg, Dripping), der aus weniger ausgesuchten Teilen gewonnen wird (ausgeschmolzen bei 60 65 C). Typisch fr Rinderfett ist das Vorkommen von trans- (bis 5 %) verzweigten (bis 3 %) und ungeradzahligen (bis 3 %) Fettsuren, die in allen Wiederkuerfetten vorkommen. Von den Landtierfetten werden - abgesehen von der kchenmigen Verwendung - zumeist nur Rindertalg und Schweineschmalz in der Lebensmittelindustrie teilweise direkt als Bratund Backfett bzw. fr die Margarineproduktion und teilweise erst nach technologischer Weiterverarbeitung (Fraktionierung, Umesterung usw.) genutzt. Nicht unbetrchtliche Mengen werden auch fr technische Zwecke verwendet bzw. in Futtermittel eingearbeitet. Aus emhrungsphysiologischer Sicht werden Schweineschmalz und Rindertalg als nicht besonders hochwertig eingeschtzt, da sie einerseits relativ groe Mengen (40 50 %) gesttigter Fettsuren und nur wenig Linolsure (5 10 %) sowie wenig Tocopherol (5 30 mg/kg) enthalten. Hinzu kommt, da in diesen Fetten 0,05 0,15 % Cholesterol vorhanden ist. Handelsbliche Landtierfette sollten Surezahlen unter 1, Peroxidzahlen (mmol O2 pro kg) unter 5 und Wassergehalte unter 0,3 % haben. In Tab. 21.2 und 21.3 sind einige Kenndaten sowie die Fettsurenzusammensetzung von Landtierfetten angegeben. In Tab. 21.4 ist im Vergleich die Fettsurezusammensetzung von Milchfett aufgefhrt.

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MilchfetteUnter Butter versteht man das aus Kuhmilch gewonnene, sich in starrer Emulsion (Wasser-inl-Emulsion) befindliche Milchfett, das neben einer bestimmten Menge Wasser und Kochsalz noch Reste der ursprnglichen Milchbestandteile (Milchzucker 0,4 0,8 %, Eiwei 0,4 0,8 %, Mineralstoffe 0,1 %) enthlt, wobei Wassergehalt (meist zwischen 15 und 25 %) bzw. Fettgehalt (meist zwischen 75 und 85 %) gesetzlich festgelegt sind. Butter eignet sich gut als Streich-, Koch-, Back- und Bratfett. Sie wird wegen ihres angenehmen Geruches und Geschmackes besonders geschtzt. Charakteristisch fr ihre Fettsurenzusammensetzung ist gegenber den Depotfetten das Auftreten grerer Mengen an Fettsuren mit 4 - 14 C-Atomen. Auerdem enthlt Butter analog wie Rindertalg - ungeradzahlige, verzweigte und trans-Fettsuren. Fr die menschliche Ernhrung ist die Kuhbutter, die als Sauerrahmbutter, mild gesuerte Butter oder als Srahmbutter in den Handel kommt, dominant. Bei der Sauerrahmbutter wird von pasteurisiertem (95 105 C) Rahrn (Fettgehalt meist etwa 40 %) ausgegangen, der bei Temperaturen zwischen 10 20 C, nach Zusatz eines Sureweckers (Mischkultur von Milchsurebakterien) bis zu etwa 20 h einer Suerung (Bildung von Aroma- und Geschmacksstoffen wie Acetoin und Diacetyl) berlassen wird. Anschlieend erfolgt die Verbutterung im Butterfertiger. Als Nebenprodukt fllt hierbei die Buttermilch (Fettgehalt < 0,6 %) an.

Beim Butterungsproze findet eine Phasenumkehr von der Fett-in-Wasser-Emulsion (Rahm) in eine Wasser-in-Fett-Emulsion (Butter) statt, wobei in Deutschland berwiegend Schaumbutterungsverfahren (diskontinuierlich im Butterfa oder und hufiger - in kontinuierlich arbeitenden Butterungsmaschinen) durchgefhrt werden. Bei der Srahmbutter wird der pasteurisierte Rahm zunchst mindestens 3 h bei 5 10 C gelagert (Fettkristallisation), dann etwa 5 h auf 18 20 C gehalten, danach ca. 12 h bei 10 14 C einer Nachreifung berlassen und dann in kontinuierlichen Anlagen verbuttert. Gesuerte Butter ist ein Produkt, bei dem in das bei der Srahmbutterherstellung anfallende Butterkorn entweder Sureweckerkulturen bzw. fermentativ gewonnene Milchsure und Aromakonzentrate eingeknetet werden. Das typische Butteraroma wird in erster Linie durch Diacetyl (Butan-2,3-dion) bedingt, das in Sauerrahmbutter bis zu 4 mg/kg und in Srahmbutter bis zu 0,5 mg/kg vorkommt. Auerdem sind am Butteraroma u. a. beteiligt: Acetoin (3-Hydroxy-butan-2-on), Ethylformiat, Butanol, Butan-2-on, Methylsulfid, Pentan-2-on und aliphatische Lactone der Kettenlnge C8 - C16.

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Infolge ihres hohen Wassergehaltes, verbunden mit dem Vorliegen geringer Phosphatid-, Eiwei- und Kohlenhydratanteile, ist Butter ein guter Nhrboden fr Mikroorganismen, so da enzymatisch-mikrobielle Prozesse des Fettverderbs, wie Hydrolyse, Bildung von Alkan2-onen usw., leicht ablaufen knnen. Ebenso finden reine Autoxidationsvorgnge statt. Geruchs- und Geschmacksabweichungen bei Butter knnen aber auch durch Futterbestandteile, entgleiste Rahmreifung, Aufnahme von Fremdgerchen u. a. zustande kommen. Bestimmte Mikroorganismen bedingen auch gelbe, rote, grne oder schwarze Verfrbungen. Alle diese Fehler knnen durch Auswahl einwandfreier Milch sowie optimale Verfahrensweise bei der Herstellung und Lagerung vermieden werden. Butter wird in Deutschland in den Handelsklassen Deutsche Markenbutter und Deutsche Molkereibutter angeboten. Butter enthlt gegenber Pflanzenlen relativ groe Mengen an gesttigten Fettsuren ( 60 %), verhltnismig wenig Linolsure ( 3 %) und wenig Tocopherol ( 30 mg/kg), dafr aber grere Anteile an Caroten sowie Vitamin A jeweils etwa 10 mg/kg). Neuerdings ist in vielen Lndern das Frben mit -Caroten zulssig. Zum Nachweis von Butterfett ist es hufig ausreichend, die Verseifungs- bzw. Buttersurezahl zu bestimmen. Eindeutige Ergebnisse liefert die gaschromatographische Bestimmung der Fettsurezusammensetzung. In Tab. 21.6 sind einige Kenndaten von Butter aufgefhrt.

Butterschmalz (Fettgehalt ca. 99 %), das durch Ausschmelzen von Butter gewonnen wird und nur noch Spuren von Wasser, Eiwei und Kohlenhydrat enthlt, ist in jedem Fall besser und lnger haltbar als Butter. Butterpulver (Trockenbutter) wird durch Sprhtrocknung eines homogenisierten Gemisches von Butter oder Rahm mit Magermilchpulver gewonnen und enthlt etwa 80 % Milchfett und 18 % fettfreie Milchtrockenmasse. Das Produkt wird berwiegend fr Backzwecke eingesetzt. Milchhalbfett (Halbfettbutter) ist eine energiearme Butter (Fettanteil etwa 40 %), die durch Proteine (z. B. Gelatine) sowie weitere Zusatzstoffe stabilisiert ist. Dreiviertelfettbutter hat einen Fettgehalt von ca. 60 %. Rekonstituierte Butter wird durch Rekombination von Butterschmalz mit Magermilch hergestellt (in den meisten Lndern - auch in Deutschland - nicht erlaubt). Pflanzensahne (non dairy cream) ist ein rahmhnliches Produkt, bei dem das Milchfett durch Pflanzenfett ersetzt ist und das darber hinaus Kohlenhydrate (z. B. Saccharose, Glucosesirup), Milchinhaltsstoffe (z. B. Casein) und Emulgatoren enthlt. Diese Produkte werden gern als Sahneersatz in der Lebensmittelindustrie verwendet, da sie einen hheren Aufschlaggrad als Sahne haben, stabiler und auch billiger sind. Kaffeeweier sind hnlich wie Pflanzensahne zusammengesetzt (z. B. etwa 40 % Fett, 50 % Glucosesirup, 5 % Eiwei sowie 2 % Stabilisator und Emulgator).

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SeetierfetteAls Fettlieferanten kommen die im Meer lebenden Sugetiere (insbesondere Wale und Robben) sowie Fische in Betracht. Zustzlich kann noch jeweils zwischen Krper- und Leberfett unterschieden werden. Seetierfette enthalten als typische Bestandteile grere Mengen an Fettsuren mit 4 und mehr Doppelbindungen sowie mit 20 und mehr C-Atomen. Diese charakteristische Zusammensetzung wird zu ihrem Nachweis herangezogen. Die Gewinnung erfolgt berwiegend durch Ausschmelzen (Naschmelze).

Wal- und RobbenleWal- und Robbenle weichen in ihrer Zusammensetzung erheblich von den Krperfetten der Landsugetiere ab; sie haben mehr hnlichkeit mit Fischlen. Auf Grund ihres relativ hohen Gehaltes an mehrfach ungesttigten Fettsuren verderben sie schnell und sind deshalb unmittelbar als Speisel weniger geeignet. (Fr die arktische Bevlkerung sind sie aber ein wesentliches Nahrungsfett!). In hydrierter Form - hierdurch wird die Oxidationsanflligkeit reduziert und der Schmelzpunkt steigt - sowie nach Raffination knnen sie u. a. als Margarinekomponente, fr Fettglasuren usw. verwendet werden. Die Fettsurenzusammensetzung von Wal- und Robbenlen ist recht hnlich. Dies gilt fr Bartwale (Blau-, Finn-, Seiwal), nicht aber fr Sperm- und Zahnwale (Enten-, Pott-, Spermwal), die im Krperl 30 bis 50 % Unverseifbares (insbes. Fettalkohole) enthalten (Tab. 21.7).

FischleFischl fllt als Nebenprodukt bei der Fischmehlherstellung bzw. der Gewinnung von Eiwei aus Fischen an. Fischle sind meist noch strker ungesttigt als Wal- und Robbenle. Fr ihre Verwendung gelten die gleichen Bedingungen wie dort. Es sind vor allem die Krperle von Fischen aus der Familie der Clupeidae (Hering, Sardine, Menhaden, Pilchard und Anchovis), die fr die Fettgewinnung herangezogen werden.

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LeberleDie Leberle - bei Fischen ist die Leber vielfach ein Fettspeicherorgan - verdanken ihre therapeutische Bedeutung ihrem relativ hohen Gehalt an Vitamin A und Vitamin D, der aber innerhalb recht weiter Grenzen schwankt und von Herkunft sowie Art und Gewinnung abhngig ist. Bei der Aufarbeitung der Lebern mu der groen Instabilitt der Vitamine gegenber ueren Einflssen Rechnung getragen werden. Fr die Leberlgewinnung kommen insbesondere in Betracht Dorsch oder Kabeljau sowie Schellrisch und Heilbutt. Die Fettsurenzusammensetzung von Seetierfetten ist sehr groen Schwankungen unterworfen. Zur Orientierung knnen die in Tab. 21.8 angegebenen Richtwerte gelten.

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PflanzenfetteDie Pflanzenfette werden in Fruchtfleisch- und Samenfette eingeteilt, wobei eine zustzliche Untergliederung der Samenfette in feste und flssige in der Praxis blich ist. Pflanzenfette zeichnen sich gegenber Tierfetten dadurch aus. da sie Cholesterol praktisch nicht bzw. nur in Spuren enthalten und - wenn man von den festen Samenfetten absieht - im allgemeinen weitaus grere Mengen an Linolsure (10 65 %) und Tocopherol (meist 500 1000 mg/kg) aufweisen, wobei parallel mit dem Anstieg des Linolsuregehaltes meist auch ein Anstieg des Tocopherolgehaltes zu verzeichnen ist. Pflanzenfette werden im Gegensatz zu Tierfetten fast immer raffiniert und selten als native Fette verzehrt. Fr Produkte, die ausdrcklich als nativ bzw. naturbelassen bezeichnet sind, ist in der Regel nur Waschen mit Wasser, Trocknen und Filtrieren erlaubt, nicht aber eine Behandlung mit Alkali, Bleicherde usw. wie sie bei der Gewinnung von raffinierten Fetten blich ist.

Gewinnung von Pflanzenfetten

Die Erkennung des Cholesterins als Risikofaktor fr die menschliche Ernhrung hat seit 30 Jahren zu einer starken Zunahme der Nachfrage nach pflanzlichen Fetten gefhrt. Deshalb sind tierische Fette (Ausnahme: Butter) in der Bundesrepublik Deutschland nur noch von relativ geringer Bedeutung fr die menschliche Ernhrung. Die weitaus meisten lsaaten werden importiert. Aus ihnen gewinnt man das Fett mit kontinuierlich arbeitenden Schneckenpressen und anschlieender Extraktion im Gegenstromverfahren mit Benzin oder Trichlorethylen. Weniger wertvolle le werden durch alleiniges Extrahieren aus den zerkleinerten Frchten gewonnen. Besondere Bedeutung wegen ihrer Qualitt besitzen kalt geschlagene le, die ohne Anwendung hherer Temperaturen aus den lfrchten gepret wurden. In der Gesamtmenge der Fette sind sie indes von untergeordneter Bedeutung. Abbildung 14.1 zeigt das Schnittbild einer kontinuierlichen Schneckenpresse sowie das einer Extraktionsanlage. Die gewonnenen le sind hufig farbig, besitzen einen wenig attraktiven Geruch und knnen Schleimstoffe und unlsliche Beimengungen suspendiert enthalten. Sie werden dann der Raffination unterworfen, die sich aus folgenden Einzelschritten zusammensetzt: Zur Entschleimung setzt man wrige Salz- oder Surelsungen (z. B. Phosphorsure) zu und zentrifugiert im Separator. Dieser Schritt ist z. B. bei phosphatidreichen len (Soja, Raps) zur Abscheidung des Lecithins wichtig, das nach Reinigung u. a. in der Margarineproduktion Verwendung findet. Die Entsuerung dient der Entfernung freier, ungebundener Fettsuren. Dies geschieht durch Einsprhen schwacher Alkalilsungen und Abscheidung des Seifenstocks. Zur Entfrbung (Bleichung) werden die erhitzten Fette mit Bleicherden (z. B. Bentonit, Floridaerde) versprht und diese anschlieend durch Zentrifugieren abgeschieden. Bei diesem Schritt knnen die in ungesttigten Fettsuren vorliegenden isolierten Doppelbindungen zu konjugierten Systemen isomerisieren, deren Nachweis man zur Erkennung eines raffinierten Fettes anwenden kann. Zur Desodorisierung der Fette werden geruchlich aktive Carbonyl-Verbindungen mittels Wasserdampf-Destillation bei reduziertem Druck bergetrieben.

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Vorwiegend als Speisel vorgesehene Produkte werden zustzlich einige Zeit auf geeignete Temperaturen abgekhlt (Winterisierung), wobei sich dann einige Triglyceride oder auch Pflanzenwachse (z. B. aus Sonnenblumenl) abscheiden. Man verhindert auf diese Weise Trbungen in Speisel nach Auslieferung an den Handel.

Eine derart durchgefhrte Raffination liefert fr die menschliche Ernhrung einwandfreie Speisefette. Durch Modifizierung von Teilschritten ist man dabei heute in der Lage, einzelne erwnschte Fettbegleitstoffe - wie -Carotin oder Tocopherole - im Fett zu erhalten.

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Einteilung der wichtigsten pflanzlichen Nahrungsfette Fruchtfleischfette Feste Fette Cocosfett Palmkernfett Kakaobutter Samenfette Flssige Fette Baumwolll Erdnul Leinl Raps (Rb)l Sesaml Sojal Sonnenblumenl

Olivenl Palml

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Einflu der Raffination auf PflanzenfetteIm Gegensatz zu den tierischen Fetten werden die meisten Pflanzenfette einer Raffination unterzogen, um unerwnschte Geruchs- und Geschmacksstoffe, Farbstoffe, toxische Substanzen sowie prooxidative Verbindungen zu entfernen und eine gute Lagerstabilitt bei hoher sensorischer Qualitt zu garantieren. Zwangslufig werden aber auch einige wertbestimmende Fettbegleitstoffe (natrliche Antioxidantien, Carotene usw.) bei der Raffination partiell mitentfernt. Die Raffination - unabhngig davon, ob sie periodisch oder kontinuierlich bzw. in einer Miscella durchgefhrt wird - gliedert sich in 4 Hauptprozesse (s. Tab. 21.13).

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Bei phosphatidreichen Rohlen (Soja- und Rapsl) wird der Entschleimung eine Entlecithinierung (Ausquellen der Phospholipide durch Wasser) vorgeschaltet. Tab. 21.14 zeigt am Beispiel von Rapsl, welche Vernderungen an bestimmten Fettinhaltsstoffen. die fr die sensorische Qualitt und Lagerstabilitt mitverantwortlich sind. whrend der Raffination eintreten.

Aus Tab. 21.14 geht hervor, da bei der Raffination alle die Qualitt negativ beeinflussenden Stoffe (freie Fettsuren, Chlorophyll, Phosphor, Schwefel, Kupfer, Eisen, Epoxide und Peroxide) reduziert werden, da aber auch die Menge an wertbestimmenden Stoffen, wie an Tocopherolen und Carotenoiden, abnimmt. Der Anstieg im Carbonylgehalt whrend der Entschleimung bzw. der Bleichung ist auf Peroxidzersetzungen durch die zugesetzte Phosphorsure bzw. die saure Bleicherde zurckzufhren. Die Zunahme an polymeren Fettsuren whrend der Desodorierung resultiert aus den dabei angewendeten Temperaturen. Bei der Raffination werden auch Umweltschadstoffe (z. B. Pflanzenschutzmittel, polycyclische benzoide Kohlenwasserstoffe) weitgehend entfernt.