Fettsäuren

Fettsäuren lassen sich fast überall finden, denn wir nehmen sie jeden Tag zu uns. Du nimmst sie auch über die Nahrung auf, wenn Du morgens ein Ei an brätst und dafür Butter in die Pfanne gibst, oder wenn Du eine leckere Scheibe Käse isst. Dabei gibt es viele verschiedenen Fettsäuren: gesättigte und ungesättigte Fettsäuren, Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren und essenzielle Fettsäuren. Was das alles bedeutet, erfährst Du in dieser Erklärung.

Fettsäuren und ihr Aufbau

Fettsäuren sind Bestandteile natürlicher Fette und Öle. Denn durch Veresterung von Fettsäuren mit Glycerin entstehen Triacylglycerine, die als Fette gespeichert werden. Sie liefern unter anderem Nahrungsenergie, wobei bestimmte Fettsäuren auch besondere Funktionen im Körper übernehmen. Fettsäuren können entweder gesättigt oder ungesättigt sein. Was das bedeutet, erfährst Du im Laufe dieser Erklärung.

Schematisch sieht die allgemeine Strukturformel der Triglyceride folgendermaßen aus. Drei Fettsäuren sind dabei an ein Glycerin geknüpft.

Abb. 2: Allgemeine Struktur eines Triglycerids

Der Fettsäurestoffwechsel

Fette sind neben Kohlenhydraten und Eiweißen die Hauptbestandteile der menschlichen Ernährung. Sie liefern dem Körper Energie und Bausteine für den Aufbau der Zellen. Auch für die Bildung von Hormonen oder Gallensäure werden Fette benötigt. Dabei gibt es verschiedene Arten von Fetten. Aus der Nahrung nehmen wir zum Beispiel zum größten Teil Triglyceride auf. Dazu kommen noch Phospholipide, Cholesterin, freie Fettsäuren und fettlösliche Vitamine wie zum Beispiel das Vitamin A. Verschiedene Mechanismen gewährleisten, dass der Körper diese Fette dann nutzen kann.

Während der Verdauung werden die fettigen Bestandteile der Nahrung im Magen und Darm zerkleinert. Durch die stetige Bewegung werden die Fette immer kleiner. Im Dünndarm kommt dann die Gallenflüssigkeit hinzu. Diese hilft, die Fetttröpfchen noch weiter zu zerkleinern. Je kleiner, desto besser. Denn dann sind sie gut zugänglich für Enzyme, die die Fette in ihre Bestandteile zerlegen.

Aufgespalten können die Fette, über die Zellen des Dünndarms aufgenommen werden, um in den Blutkreislauf zu gelangen. Sie werden mithilfe von Eiweißen weiter transportiert und liefern so Energie. Einen Großteil der benötigten Fette kann der Körper selbst herstellen.

Es gibt gesättigte und ungesättigte Fettsäuren. Sie unterscheiden sich darin, dass sie eine unterschiedliche Anzahl an Doppelbindungen in der Fettsäurekette aufweisen. Gesättigte Fettsäuren enthalten keine Doppelbindungen zwischen den C-Atomen der Kohlenwasserstoffkette. Die allgemeine Summenformel dieser Fettsäuren lautet: C_nH_2n+1COOH. Ungesättigte Fettsäuren sind vor allem in tierischen Lebensmitteln wie Fleisch oder Milchprodukten zu finden.

Ungesättigte Fettsäuren hingegen weisen mindestens eine Doppelbindung in ihrer Fettsäurekette auf. Die Anzahl der Doppelbindungen hat Einfluss darauf, wie flüssig oder fest die Fettsäure bei Zimmertemperatur ist. Gesättigte Fettsäuren wie Kokosfett sind bei Raumtemperatur fest und ungesättigte Fette wie Rapsöl sind bei Raumtemperatur flüssig.

Gesättigte Fettsäuren

Die gesättigten Fettsäuren gehören zur Untergruppe der Alkansäuren. Durch die allgemeine Summenformel kann eine homologe Reihe gebildet werden. Homologe Reihen sind Abfolgen von Molekülen, die über die gleiche grundlegende Summenformel dargestellt werden können und sich nur in der Kettenlänge unterscheiden. Gesättigte Fettsäuren dienen dem Menschen vor allem als Energiequelle und -speicher. Ihre Aufgabe ist der Schutz von Organen und der Aufbau von Biomembranen. In der folgenden Tabelle sind einige wichtige gesättigte Fettsäuren aus der homologen Reihe aufgezeigt.

Tabelle 1: Homologe Reihe der gesättigten Fettsäuren

Ungesättigte Fettsäuren

Ungesättigte Fettsäuren auf der anderen Seite sind sogenannte Alkensäuren. Diese sind ebenfalls Carbonsäuren, aber müssen abgesehen von einer Carboxygruppe mindestens eine C-C-Doppelbindung haben. Bei den ungesättigten Fettsäuren lässt sich noch die Untergruppe der mehrfach ungesättigten Fettsäuren einordnen. Diese besitzen entweder zwei oder mehr Doppelbindungen zwischen den C-Atomen.

Des Weiteren lassen sich ungesättigte Fettsäuren in einfach, doppelt, dreifach oder eben mehrfach ungesättigte Fettsäuren einteilen. Der Fachbegriff dafür ist Monoensäuren, Diensäuren, Triensäuren oder Polyensäuren. Zwei wichtige mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind die Linolsäure und die Linolensäure:

Tabelle 2: Merkmale von Linolsäure und Linolensäure

Essenzielle Fettsäuren: Omega-3 und Omega-6

Es gibt Organismen, die Fettsäuren nicht selbst herstellen können, aber trotzdem benötigen. Dazu gehört unter anderem der Mensch. Diese Fettsäuren werden als essenzielle Fettsäuren bezeichnet. Essenzielle Fettsäuren müssen vom Menschen über die Nahrung aufgenommen werden. Zu diesen essenziellen Fettsäuren werden die Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren gezählt.

Linolsäure ist eine zweifach ungesättigte Fettsäure, die zu den Omega-6-Fettsäuren zählt. Die Linolensäure gehört zu den Omega-3-Fettsäuren. Sie sind in verschiedenen Fischarten enthalten, aber auch in Speiseölen wie Hanföl oder auch in Gemüse, Nüssen, Samen und in Soja.

Die Namensgebung "Omega" kommt daher, dass immer vom Ende der Fettsäure aus gezählt wird, wann die letzte Doppelbindung in der mehrfach ungesättigten Kohlenstoffkette auftritt. Omega-3 bedeutet also, dass die letzte Doppelbindung an der drittletzten C-C-Bindung vorliegt. Bei Omega-6-Fettsäuren liegt die letzte Doppelbindung an der sechsten C-C-Bindung.

Transfettsäuren

Transfettsäuren sind ungesättigte Fettsäuren, die mindestens eine Doppelbindung in Trans-Stellung aufweisen. Die Struktur von Transfettsäuren ist geradkettig, da sich zwei Wasserstoffatome an der Doppelbindung gegenüberstehen. Die Schmelztemperatur ist dementsprechend höher. In der Industrie können diese Transfettsäuren durch eine Fetthärtung hergestellt werden. Dabei wird mithilfe eines Katalysators unter Druck und hoher Temperatur, Wasserstoff an die Doppelbindung der ungesättigten Fettsäure angelagert.

So werden feste Fette zum Kochen wie zum Beispiel Margarine hergestellt. Aus ernährungsphysiologischer Sicht gehören Transfette eher zu den unerwünschten Bestandteilen der Ernährung. Hohe Mengen von Transfettsäuren erhöhen das Gesamtcholesterin und das Low-Density-Lipoprotein (LDL)-Cholesterin im Blut. Gleichzeitig wird das High-Density-Lipoprotein (HDL)-Cholesterin verringert.

Verzweigte Fettsäuren

Verzweigte Fettsäuren sind Fettsäuren, die eine Verzweigung in der Kohlenstoffkette der Fettsäure aufweisen. Im Organismus handelt es sich dabei häufig um Abbauprodukte der Isoprenoide, die meist Methylverzweigungen aufweisen. Der Mensch nimmt täglich etwa 0,5 g verzweigtkettige Fettsäuren über die Nahrung zu sich.

Eigenschaften von Fettsäuren

Es gibt für Fettsäuren keinen bestimmten Schmelzpunkt. Viel mehr gibt es einen Temperaturbereich, also einen Schmelzbereich. Je nach Kettenlänge und Anzahl der Doppelbindungen der Kohlenstoffatome steigt oder fällt die Schmelztemperatur. Fettsäuren sind hydrophob ("wassermeidend") und somit kaum wasserlöslich. Weiterhin sind sie überwiegend geruchs- und geschmacklos.

Durch starkes Rühren beziehungsweise Schütteln kann eine Emulsion mit kleinsten Fetttröpfchen zwischen Fetten und Wasser entstehen. Diese Emulsion hält jedoch nicht lange an. Dabei kann es sich um eine Öl-in-Wasser (O/W) oder eine Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O) handeln.