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Untersuchungen zur Strukturstabilität von W1/O/W2 – Doppelemulsionen für die Freisetzung eines darin verkapselten Wirk- oder Effektstoffes

IGF-Nr. 19443 N

Forschungsstelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik

Bereich I: Lebensmittelverfahrenstechnik

Kaiserstraße 12

76131 Karlsruhe

Projektleiter: M. Sc. S. Neumann
Laufzeit: 01.04.2017 - 31.03.2019

Wasser-in-Öl-in-Wasser - Doppelemulsionen bestehen aus einer Öl-in-Wasser - Emulsion, in deren inneren Öl-Phase wiederum Wasser dispers vorliegt. Aufgrund dieses speziellen Aufbaus und des sich ergebenden Anwendungspotentials als Verkapselungssystem stehen sie im Fokus aktueller Forschung. Da die Stabilisierung dieser Systeme jedoch eine große Herausforderung darstellt, sind die industriellen Umsetzungen heutzutage rar. Gerade für KMU würde sich durch die Produktion doppelemulsionsbasierter, hochpreisiger Nischenprodukte ein neuer Markt eröffnen und sie könnten sich von international agierenden Großunternehmen absetzen. Der Schwerpunkt des Forschungsvorhabens liegt auf der Aufklärung der Stabilisierungsmechanismen in Doppelemulsionen. Dabei sollen allgemeine Zusammenhänge aufgestellt werden, die es dem Anwender ermöglichen, sowohl die stabilisierenden Zusatzstoffe, als auch den Herstellungsprozess produktorientiert auszuwählen. Hierfür werden die Einflüsse der Molekülstruktur, des Molekulargewichts und die Hydrophilität des äußeren (hydrophilen) Emulgators auf die Emulsionsstabilität und auf die Wechselwirkungen mit dem lipophilen (inneren) Emulgator untersucht. Die Doppelemulsionen werden hinsichtlich ihrer Koaleszenzstabilität und ihrer Stabilität gegen den Verlust an innerem Wasser untersucht. Dieser Herangehensweise liegt zu Grunde, dass Doppelemulsionen nur dann sedimentationsstabil sein können, wenn hohe Füllgrade an innerem Wasser realisiert werden und die Tropfengröße der inneren Emulsion unveränderlich ist. Da die aktuelle Charakterisierung von Doppelemulsionen nicht die Art des Wasserverlustes aufklären kann (Koaleszenz oder Diffusion), werden Einzeltropfenexperimente durchgeführt, die eine detailliertere rezepturabhängige Aufklärung der Instabilitätsmechanismen ermöglichen. Abschließend werden Zusammenhänge zwischen den Einflussgrößen und der Emulsionsstabilität herausgearbeitet und auf Basis dessen Rezepturen für Freisetzungsexperimente ausgewählt.

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