Die Chemie veganer Ersatzprodukte. Gesundheitliche Revolution oder Risiko? Und ihre Behandlung im Chemieunterricht Diplomarbeit zur Erlangung des akademischen Grades einer Magistra der Naturwissenschaften an der Karl-Franzens-Universität Graz vorgelegt von Katharina Angelika KOSCHAT am Institut für Chemie Begutachterin: Mag. Dr.rer.nat. Claudia Reidlinger Graz, Juni 2018 Ehrenwörtliche Erklärung Ich erkläre ehrenwörtlich, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen nicht benutzt und die den Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht habe. Die vorliegende Fassung entspricht der eingereichten elektronischen Version. Graz, am _____________________ _____________________________________________ Katharina Angelika Koschat 1 1. Danksagung An dieser Stelle möchte ich mich bei den Menschen bedanken, welche mich sowohl auf meinem Weg durch das Studium als auch beim Schaffungsprozess dieser Arbeit besonders unterstützt haben. Mein Dank gilt: Meiner Betreuerin Frau Mag. Dr. rer. nat. Claudia Reidlinger, welche mir mit Hilfestellungen in allen Belangen bei dieser Diplomarbeit hervorragend zur Seite stand und stets für Fragen erreichbar war. Meiner ganzen Familie die mich während meines gesamten Studiums begleitet hat und immer für mich da war und ist. Hierbei möchte ich mich besonders bei meiner Mutter Susanne Koschat-Hetzendorf bedanken, welche mich geduldig während des ganzen Studiums sowie bei der Diplomarbeit mit ihrem umfassenden Wissen unterstützt hat. Weiters möchte ich meiner Großmutter und Fels in der Brandung Sieglinde Koschat, meiner Schwester und besten Freundin Anna Schütz, meinem Bruder und „kleinen“ Liebling Paul Hetzendorf und meinem Stiefvater Walter Hetzendorf, dem familiären Ruhepol, danken. Meinem Freund Erich Untersberger, der mir in den letzten Jahren in jeder Lebenslage zur Seite stand und sich auch nach harten Arbeitstagen immer die Zeit nahm mich als Prüfungstrainer, Lektor oder auch als Motivationscoach sowohl im Studium als auch bei der Diplomarbeit zu unterstützen. Danke, dass du immer das Beste in mir siehst. Meinen Freunden, welche mir während meines Studiums in Höhen wie auch Tiefen immer zur Seite gestanden sind. Ohne euch wäre diese Zeit nicht so unvergesslich geworden. 2 2. Kurzfassung Die vegane Ernährung liegt weltweit im Trend und es gibt nicht nur immer mehr Menschen die diesem Lebensstil folgen, sondern auch in den Sozialen Medien kann sich der Veganismus behaupten. Diese Arbeit behandelt das Thema der veganen Ersatzprodukte, mit Fokus auf Fleisch- und Käsealternativen, deren Spektrum in den Regalen der Märkte immer größer und abwechslungsreicher wird. Es zeigt sich dabei durch Studien von ÖKO-TEST sowie aus den Zutatenlisten, dass pflanzlichen Fertigprodukten, wie auch den tierischen Originalen, große Mengen Zusatzstoffe, Geschmacksverstärker, Gewürze, Aromastoffe und Salze zugesetzt werden. Durch genauere Analysen konnten weiters auch gesundheitlich bedenkliche Mineralölrückstände, Fettschadstoffe und gentechnisch veränderter Soja nachgewiesen werden. Ob die veganen Ersatzprodukte wirklich die gesundheitliche Revolution darstellen, kann nicht mit einem einfachen ja oder nein beantwortet werden. Fakt ist, dass die Inhaltsstoffe und die Verarbeitungsgrade bei den Produkten sehr variabel sind, so auch ihre ernährungsphysiologischen Aspekte. Daher muss jedes Produkt individuell betrachtet werden. Die wenig verarbeiteten pflanzlichen Fertigprodukte, welche hinsichtlich ihrer Nährwerte die gegebenen Ernährungsempfehlungen erfüllen, bieten sicherlich ernährungsphysiologisch positive Alternativen zu den tierischen Lebensmitteln. Das Thema der veganen Ernährung und ihrer Ersatzprodukte bietet ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten im Schulalltag. So können Experimente zu vielen Themen des Chemieunterrichts, wie zum Beispiel Fette und Öle, Kohlenhydrate, Aminosäuren durchgeführt werden. Anhand des Veganismus kann aber auch auf die gesundheitlichen und ökonomischen Aspekte der Ernährung eingegangen werden. Dabei sollen die SchülerInnen ermutigt werden einen kritischen Blickwinkel auf die Inhaltsstoffe sowie Nährwerte von Lebensmitteln zu werfen um sich bewusst für einen Lebensstil zu entscheiden. 3 3. Abstract Vegan nutrition is trending worldwide. More and more people are following this lifestyle and this matter high frequently discussed in social media. This thesis deals with vegan substitutes with the focus on substitutes for meat and cheese of which the variety of possibilities is broadened successively in market shelves. Studies of ÖKÖ-TEST as well as documented lists of ingredients will show that herbal convenience products as well as their animal counterparts are enriched with high amounts of additives, flavour enhancers, spices, flavouring and salt. With detailed analysis unhealthy critical residues like oils, fats and genetically modified soy can be proven. If vegan substitutes can be seen as the revolution in health, can not just easily be determined but the fact is that ingredients are widely spread throughout various products and so are their physiological aspects based on this kind of nutrition. As a result each product has to be discussed individually. The few herbal convenience products which meet food recommendations can definitely be seen as a positive alternative to animal foods. Vegan nutrition and the substitutes that go along with it, have broad capabilities in everyday life in school. For instance, chemistry can include experimental tasks with oils and fats, carbs and amino acids. Based on veganism, factors of this kind of nutrition like economy and health can be highlighted. With that students should be encouraged to have more awareness for ingredients, the quality and the nutritional values of food and so choose one lifestyle for themselves. 4 Abkürzungsverzeichnis 3-MCPD 3-Monochlorpropan-1,2-diol HUN Ungarn ADA Academy of Nutritions and IEP isoelektrischer Punkt Dietics ADI-Wert acceptable daily intake – ITA Italien zulässige tägliche Aufnahmemenge AS Aminosäure JHCI Joint Health Claims Initiative (Großbritannien) AUT Österreich KAZ Kasachstan BfR Bundesinstitut für LDL low density lipoprotein Risikobewertung (Deutschland) BMI Body Mas Index MOAH Mineralöl aromatische Kohlenwasserstoffe BW Biologische Wertigkeit MOH Mineralöl Kohlenwasserstoffe Bzw. Beziehungsweise MOSH Mineralöl gesättigte Kohlenwasserstoffe CHN China MSG Monosodium-L-glutamat CO2e Kohlendioxidäuquivalenz PDCAAS Protein Digestibility Correctes Amino Acid Score DEU Deutschland PE Polyethylen DGE Deutsche Gesellschaft für POSH Polyolefin oligomere Ernährung gesättigte Kohlenwasserstoffe EFSA European Food Safety PP Polypropylen Authority Etc. et cetera SVK Slowakei F DA Food and Drug Administration T Temperatur FRA Frankreich TAG Triacylglycerin FS Fettsäuren TDI tolerable daily intake GI glykämischer Index THG Treibhausgase GL glykämische Last USA United States of America GVO gentechnisch veränderte Usw. und so weiter Organismen HDL high density lipoprotein 5 Inhalt 1. Danksagung ......................................................................................................................... 2 2. Kurzfassung ........................................................................................................................ 3 3. Abstract ............................................................................................................................... 4 4. Einleitung ............................................................................................................................ 8 5. Definition der VeganerInnen / VegetarierInnen in Österreich und ihre unterschiedlichen Ernährungsformen .................................................................................................................... 11 5.1. Die gesetzlichen Bestimmungen zur Begriffsdefinition „vegetarisch“ und „vegan“ 16 5.2. Ein geschichtlicher Überblick zu dem vegetarisch/veganen Trend ........................... 19 5.3. Beweggründe für den vegetarisch/veganen Lebensstil ............................................. 22 5.4. Der Umweltfaktor der Ernährung .............................................................................. 26 6. Gesundheitliche Aspekte des veganen Lebensstils ........................................................... 30 6.1. Kritische Mikronährstoffe ......................................................................................... 30 7. Ausgewählte vegane Ersatzprodukte ................................................................................ 36 7.1. Quellen für Makronährstoffe in veganen Milch- und Fleischersatzprodukten .......... 38 7.1.1. Fett- und Ölquellen ............................................................................................. 41 7.1.1.1. Chemischer Hintergrund ............................................................................. 41 7.1.1.2. Empfohlene Fettzufuhr ............................................................................... 45 7.1.1.3. Gesundheitliche Aspekte ............................................................................ 46 7.1.1.4. Fettsäuremuster von Fetten und Ölen ......................................................... 48 7.1.2. Kohlenhydratquellen .......................................................................................... 50 7.1.2.1. Chemischer Hintergrund ............................................................................. 51 7.1.2.2. Die Stärke ...................................................................................................