Öl-in-Wasser Emulsionen mit Triacylglyceriden sind interessante für viele Anwendungen, etwa in der Kosmetik, Pharmazie oder für Lebensmittel. Allerdings ist die Formulierung von Emulsionen mit ausreichender Langzeitstabilität oft eine große Herausforderung, insbesondere bei der Verwendung von Triacylglyceriden. Ein Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderung ist die Herstellung von Nanoemulsionen. Nanoemulsionen mit ihrem kleinen Durchmesser von 50–400 nm sind in der Regel kinetisch relativ stabil. Aufgrund ihres hohen Oberflächen-zu-Volumen Verhältnisses bieten sie zudem den Vorteil einer schnellen und kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen, die in ihrem hydrophoben Kern enthalten sind.
In dieser Arbeit untersuchten wir ein breiteres Spektrum an Bioamphiphilen, wie Natriumoleat, Natriumcocoyltaurat, Saponin, Rhamnolipid, Sojalecithin und Tween 80, hinsichtlich ihrer Eignung als Stabilisatoren für Nanoemulsionen. In unseren Experimenten bestimmten wir die Grenzflächenspannung (IFT) als wichtigen Parameter zur Beschreibung der Solubilisierungseigenschaften gegenüber Capryl-/Caprinsäuretriglycerid und Paraffinöl in Abhängigkeit von der Tensidkonzentration sowie auch für Mischungen der Tenside. In den Mischungen wurden ausgeprägte synergistische Effekte bei der Reduktion der IFT durch geeignete Kombination der verschiedenen Komponenten beobachtet, insbesondere bei Kombinationen nichtionischer und ionischer Tenside.
In unserer Arbeit werden verschiedene Herstellungsverfahren verglichen, wie Vortexmischen, Ultra-Turrax und Sonikation, wobei sich die Sonikation als mit Abstand beste Methode zur Erzeugung kleiner und langzeitstabiler Nanoemulsionen erwies. Die Nanoemulsionen wurden hinsichtlich ihrer Größe und ihres Alterungsverhaltens mittels Lichtstreuexperimenten sowie ergänzend durch Kleinwinkel-Neutronenstreuung (SANS) charakterisiert. Die Größe stabiler Tröpfchen liegt im Bereich von 100-150 nm, weitgehend unabhängig vom Tensidtyp und der Gesamtkonzentration und im Wesentlichen durch die Herstellungsmethode bestimmt.
Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen Tensiden besteht im erforderlichen Verhältnis von Tensid zu Öl zur Bildung langzeitstabiler Nanoemulsionen, wobei insbesondere Cocoyltaurat und Rhamnolipid gute Ergebnisse zeigten. Zusammenfassend bedeutet dies, dass die Tröpfchengröße und Stabilität solcher Nanoemulsionen durch eine geeignete Wahl der Herstellungsmethode und des stabilisierenden Biotensids gezielt eingestellt werden können, was zur Herstellung langzeitstabiler Nanoemulsionen führt, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können.