زيت القنب / مستحلب CBD النانوي بالموجات فوق الصوتية

يمثل تحضير مستحلبات القنب النانوية الصافية وشبه الشفافة تحديًا حقيقيًا. تُعد المستحلبات بالموجات فوق الصوتية تقنية عالية الكفاءة لإنتاج مستحلب نانوي صافٍ ومستقر لفترة طويلة يُغلّف الكانابينويدات. يتمتع CBD أو CBG أو THC المستحلب نانويًا بالموجات فوق الصوتية بتوافر حيوي أعلى بدرجة ملحوظة.

حضّر مستحلبات CBD النانوية باستخدام مسبار بالموجات فوق الصوتية

يُعد التجويف بالموجات فوق الصوتية طريقة استحلاب فعالة للغاية لتحضير مستحلبات فائقة الجودة في النطاق النانوي. إن معالجة المستحلبات العكرة بالموجات فوق الصوتية (المستحلبات الدقيقة، بحجم يقارب 150 إلى 100nm) تجعلها شبه شفافة أو صافية وشفافة، لأنها تُقلّل حجم قطيرات CBD إلى قطيرات متناهية الصغر في نطاق يقارب 10nm. وهذا يزيد استقرار المستحلب بدرجة ملحوظة. وغالبًا ما تكون المستحلبات المنتجة بالموجات فوق الصوتية مستقرة ذاتيًا دون إضافة عامل استحلاب أو مادة خافضة للتوتر السطحي.
بالنسبة إلى زيت القنب، يحسّن الاستحلاب النانوي امتصاص الكانابينويدات وتوافرها الحيوي، مما يُنتج تأثيرًا أقوى عند تناولها عن طريق الفم. لذلك، تتيح المستحلبات النانوية استخدام جرعة أقل من منتج القنب مع تحقيق التأثيرات نفسها مقارنة بتركيبات CBD التقليدية.

مستحلبات زيت القنب هي معلقات من الكانابينويدات ذات أحجام ميكرونية أو نانوية تُستخدم في المنتجات القائمة على القنب أو القنب الصناعي أو THC أو CBD، مثل الصبغات والكبسولات والمستحضرات السائلة وخراطيش سوائل السجائر الإلكترونية. تُعد الكانابينويدات، مثل THC وCBD وغيرها، محبة للدهون (= كارهة للماء). ولذلك تتطلب قصًا شديدًا لتشتيت الكانابينويد في التركيبات المائية. لا تذوب الكانابينويدات في الماء، لكنها تتمتع بذوبانية جيدة في المذيبات غير القطبية، مثل الزيوت والدهون. ويتطلب التغلب على عدم قابلية الكانابينويدات للامتزاج بالماء تقنية استحلاب مناسبة. ويُعد التجويف الشديد بالموجات فوق الصوتية تقنية معروفة وراسخة لإنتاج مستحلبات مستقرة ذات أحجام دقيقة (o/w وw/o وw/o/w وo/w/o، والمستحلبات الدقيقة والنانوية).

الزيت: تساعد الزيوت النباتية، مثل زيت الزيتون أو زيت جوز الهند أو زيت MCT، على امتصاص المواد الفعالة في القنب داخل الجهاز الهضمي. يصعب امتصاص الكانابينويدات، مثل CBD وTHC، دون زيت أو دهن. ولتحقيق الامتصاص الأمثل، تُستحلب مستخلصات القنب غالبًا في الزيت ثم تُعالج لاحقًا لتحويلها إلى مستحلب.
عامل الاستحلاب: الليسيثين، المتوفر على هيئة مسحوق وحبيبات وسائل، هو عامل استحلاب مناسب للمنتجات الغذائية والطبية. ويُعد الليسيثين أحد أكثر عوامل الاستحلاب شيوعًا لمستحلبات زيت القنب. ومن عوامل الاستحلاب الأخرى التي تعطي نتائج جيدة الصمغ العربي أو عوامل الاستحلاب القائمة على النشا.

كيفية تحضير مستحلب القنب بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية

لتحضير مستحلبات CBD نانوية مستقرة، يعمل مزيج من بوليسوربات 80 والليسيثين بكفاءة عالية. ولا حاجة إلى شراء خلطات جاهزة مرتفعة السعر، إذ تتوفر المادتان المضافتان بسهولة بجودة صالحة للاستخدام الغذائي.

• بوليسوربات 80: يُعرف أيضًا باسم Alkest TW 80 وScattics وCanarcel وPoegasorb 80 وMontanox 80 وTween 80
• الليسيثين: Lipoid شركة مصنّعة لليسيثين عالي الجودة.

 
وصفات لتركيب مستحلبات CBD النانوية
 
لتحضير مستحلب CDB نانوي بتركيز 2wt% (زيت في ماء)، استخدم: 2wt% من زيت CBD، و2wt% من بوليسوربات 80، و1wt% من الليسيثين، و95wt% من الماء
لتحضير مستحلب CDB نانوي بتركيز 5wt% (زيت في ماء)، استخدم: 5wt% من زيت CBD، و3.3wt% من بوليسوربات 80، و1.7wt% من الليسيثين، و90wt% من الماء
 

الطاقة فوق الصوتية المطلوبة: نحو 300 إلى 400Ws/g من طاقة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عند سعات اهتزاز تتراوح بين 40 و70 ميكرون. يُعد جهازا المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP200Ht أو UP400St مناسبين للاستحلاب بأحجام تصل إلى 5L لكل دفعة.
 

بروتوكول خطوة بخطوة لتحضير مستحلب CBD نانوي بالموجات فوق الصوتية:

1. مزيج الزيت: للتحضير، امزج مسبقًا نحو 10mL من زيت القنب (مثل زيت CBD، وhas oil BHO) مع 40mL من زيت الزيتون!
2. مستحلب نانوي من الزيت في الماء: لتحضير مستحلب زيت القنب، استخدم كأسًا مخبريًا يحتوي على نحو 100mL من الماء. أضف نحو 10–15 غرامًا من ليسيثين الصويا السائل بوصفه عامل استحلاب. يجب أن يكون الماء بدرجة حرارة الغرفة. ضع الكأس المحتوي على الماء في حمام مائي لضبط درجة الحرارة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية. اغمر سونوترود UP400St في الكأس المحتوي على الماء. للمعالجة بالموجات فوق الصوتية، اضبط سعة الاهتزاز على 50%. اسكب مزيج زيت القنب/زيت الزيتون ببطء في 100mL من الماء بدرجة حرارة الغرفة مع معالجة الماء بالموجات فوق الصوتية لتكوين مستحلب نانوي. ولتحسين المستحلب، أضف مزيج الزيت المحضّر مسبقًا إلى الماء مباشرة أسفل السونوترود باستخدام قطّارة أو محقنة.

في التجهيزات الأكبر حجمًا التي تستخدم خلية التدفق، يُستخدم Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 لحقن زيت CBD مباشرة في منطقة التجويف بالموجات فوق الصوتية أسفل السونوترود فوق الصوتي. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 يُستخدم لإنتاج المستحلبات النانوية بالموجات فوق الصوتية ضمن خط المعالجة، ويضمن الاستحلاب النانوي المتجانس لزيت CBD في الخلطات المائية.

دور الزيوت الحاملة في المستحلبات النانوية المحضّرة بالموجات فوق الصوتية

تُعد الزيوت الحاملة مكوّنًا مهمًا في تحضير مستحلبات CBD النانوية بالموجات فوق الصوتية.
لإنتاج مستحلب نانوي مستقر، يجب تشتيت زيت CBD بالتساوي في جميع أنحاء الطور المائي. وهنا يأتي دور الزيوت الحاملة. عادةً ما تكون الزيوت الحاملة أخف وأقل لزوجة وأكثر قابلية للامتزاج بالماء من زيت CBD. وتُستخدم لتخفيف زيت CBD وتسهيل تشتيته في الطور المائي.
تؤدي الزيوت الحاملة أيضًا دورًا في استقرار المستحلب النانوي. ويمكن أن يؤثر نوع الزيت الحامل المستخدم في حجم القطيرات واستقرار المستحلب النانوي. فعلى سبيل المثال، قد تكون بعض الزيوت أفضل في تثبيت القطيرات الصغيرة، بينما قد تكون زيوت أخرى أفضل في منع اندماج القطيرات بمرور الوقت.
بالإضافة إلى دورها الوظيفي، قد تؤثر الزيوت الحاملة أيضًا في الخصائص الحسية للمنتج النهائي. إذ يمكن أن تؤثر في قوام المستحلب النانوي ولونه ورائحته.
عمومًا، تُعد الزيوت الحاملة مكوّنًا مهمًا في تحضير مستحلبات CBD النانوية بالموجات فوق الصوتية. فهي تساعد على تشتيت زيت CBD في الطور المائي وتثبيت المستحلب النانوي، وقد تؤثر في الخصائص الحسية للمنتج النهائي.

قائمة بالزيوت الحاملة الجيدة لمستحلبات CBD النانوية المحضّرة بالموجات فوق الصوتية

في المثال أعلاه، نستخدم زيت الزيتون بوصفه زيتًا حاملًا لمستحلب زيت القنب النانوي المحضّر بالموجات فوق الصوتية. وإلى جانب زيت الزيتون، توجد عدة خيارات أخرى شائعة الاستخدام أيضًا. وقد يعتمد أفضل زيت حامل لمستحلبات CBD النانوية على عدة عوامل، مثل حجم القطيرات المطلوب والاستقرار والخصائص الحسية للمنتج النهائي. فيما يلي بعض الزيوت الحاملة الشائعة المستخدمة في مستحلبات CBD النانوية وبعض خصائصها:

• زيت MCT (الدهون الثلاثية متوسطة السلسلة): زيت MCT زيت خفيف وعديم اللون والطعم، يُستخلص من زيت جوز الهند. وهو خيار شائع لمستحلبات CBD النانوية لأنه يتمتع باستقرار عالٍ وعمر تخزين طويل، ويمكن أن يساعد على إنتاج قطيرات صغيرة.
• زيت دوّار الشمس: زيت دوّار الشمس زيت ذو طعم محايد وغني بالأحماض الدهنية غير المشبعة. وهو خيار جيد لمستحلبات CBD النانوية لأنه يمكن أن يساعد على إنتاج قطيرات صغيرة ويتمتع باستقرار تأكسدي عالٍ.
• زيت بذور القنب: زيت بذور القنب زيت حامل شائع لمنتجات CBD لأنه غني بالأحماض الدهنية أوميغا-3 وأوميغا-6. ويمكن استخدامه بوصفه زيتًا حاملًا لمستحلبات CBD النانوية، لكنه قد لا يكون مستقرًا بقدر الزيوت الأخرى وقد يُنتج قطيرات أكبر.
• زيت بذور العنب: زيت بذور العنب زيت خفيف وعديم الطعم وغني بالأحماض الدهنية غير المشبعة. وهو خيار جيد لمستحلبات CBD النانوية لأنه يمكن أن يساعد على إنتاج قطيرات صغيرة ويتمتع باستقرار تأكسدي عالٍ.

في النهاية، يعتمد اختيار الزيت الحامل على متطلبات المنتج المحددة والخصائص الحسية المطلوبة. وتجدر الإشارة إلى أن اختيار عامل الاستحلاب وظروف المعالجة (مثل الطاقة المُدخلة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية) قد يؤثر أيضًا بدرجة ملحوظة في خصائص المستحلب النانوي النهائي.

منحنى توزيع ضيق لمستحلب نانوي من زيت القنب في الماء محضّر باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP400St.

مستحلبات CBD الليبوسومية

المعالجة بالموجات فوق الصوتية هي الطريقة المفضلة لإنتاج CDB ليبوسومي أو THC ليبوسومي على هيئة حويصلات للاستخدامات الدوائية والتجميلية. الليبوسومات نواقل نانوية قائمة على الدهون للمكونات الدوائية الفعالة، وهي تحسّن التوافر الحيوي والتأثيرات العلاجية للمواد الفعالة، مثل CBD أو THC. ولأن الكانابينويدات جزيئات شديدة الحساسية، فهي عرضة للتحلل بفعل الأكسدة وكذلك بفعل إنزيمات مختلفة. يمنع التغليف النانوي لـ CBD أو THC داخل الليبوسومات تحلل الكانابينويدات. ويمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تغليف الكانابينويدات داخل الليبوسومات بفعالية.
انقر هنا لقراءة المزيد عن التغليف الليبوسومي للمواد الفعالة!
 

استقرار مستحلبات THC/CBD النانوية

لإنتاج مستحلبات نانوية من الزيت في الماء (o/w) مستقرة على المدى الطويل، من الضروري استخدام مادة خافضة للتوتر السطحي مناسبة أو تكوين ليبوسومات تُغلّف المركبات النشطة حيويًا والمحبة للدهون داخل زيت حامل. بالنسبة إلى زيت القنب، يجب أن يكون الزيت الحامل صالحًا للاستخدام الغذائي، وألا يؤثر في مظهر المنتج النهائي أو طعمه أو استقراره. يُعد زيت جوز الهند (MCT) وزيت الزيتون زيتين حاملين جيدين للكانابينويدات. وتُعد الزيوت الحاملة عاملًا بالغ الأهمية لإنتاج مستحلب مستقر فيزيائيًا وكيميائيًا، إذ قد تساعد على حماية المستحلب من نضج أوستفالد. ونضج أوستفالد هو القوة الدافعة التي تُزعزع استقرار المستحلب من خلال زيادة حجم القطيرات. تتمتع المستحلبات النانوية للدهون الثلاثية طويلة السلسلة باستقرار طويل الأمد في مواجهة نضج أوستفالد. ويحتوي زيت الزيتون وزيت جوز الهند على دهون ثلاثية طويلة السلسلة، ولذلك يُعد كلاهما زيتًا حاملًا مناسبًا لـ THC أو CBD.

معدات الموجات فوق الصوتية للاستحلاب النانوي

يمكنك إنتاج مستحلب CBD نانوي بنمط الدفعات أو النمط المستمر باستخدام آلة استحلاب بالموجات فوق الصوتية. تُعد مجانسات Hielscher بالموجات فوق الصوتية أجهزة استحلاب قوية لإنتاج مستحلبات CBD نانوية مستقرة. إن إنتاج مستحلبات زيت القنب (o/w) بالموجات فوق الصوتية إجراء سهل وسريع يتميز بنتائج مثلى.
Hielscher Ultrasonics هي المورّد الرائد لأنظمة الموجات فوق الصوتية القوية والموثوقة. وتغطي المجموعة الكاملة من الأجهزة المخبرية والأجهزة المنضدية إلى الآلات الصناعية المتكاملة لمعالجة أحجام كبيرة في ظروف صعبة. وتشمل التطبيقات الشائعة لآلات Hielscher بالموجات فوق الصوتية الاستحلاب والتجانس والاستخلاص للأغذية والمشروبات، وكذلك في الصناعات الدوائية أو التجميلية.