Visoko efikasna ekstrakcija kanabidiola (CBD) iz kanabisa
Hielscher ultrazvučni ekstraktori su vrhunska tehnika kada je u pitanju pouzdano i efikasno vađenje ulja konoplje i CBD. Ultrazvučna obrada je dobro poznata kao vrlo moćna tehnika ekstrakcije za oslobađanje vrijednih spojeva iz biljaka. U poređenju sa drugim metodama ekstrakcije kao što je ekstrakritična ekstrakcija CO2, ultrazvučna tehnika prevazilazi efikasnost, jednostavan rad i raznovrsnu upotrebu.
ultrazvučna ekstrakcija
Ultrazvučna ekstrakcija je dobro poznat i dugotrajno uspostavljen proces za ekstrakciju vrijednih spojeva iz biljaka. Stoga je sonifikacija idealna tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih CBD ulja. Precizno kontroliranom ultrazvučnom kavitacijom, biljne stanice se perforiraju i rastvarač se gura u ćeliju, gdje apsorbira unutarćelijska jedinjenja kao što su kanabinoidi, terpeni, flavonoidi itd.
Velika prednost ultrazvučne obrade je temperaturni raspon u kojem se ekstrakcija može izvesti. Ultrazvučna ekstrakcija se može izvesti od vrućeg/toplog etanola do kriogenog etanola (-70°C). Ovo omogućava ciljanu izolaciju željenih spojeva. Sonikacija u kriogenom etanolu daje uglavnom kanabinoide i terpene, dok ekstrakcija toplog/vrućeg etanola rezultira širokim spektrom fitokemijskih spojeva (npr. aldehidi, estri, etil, ketoni). Ekstrakti punog spektra sadrže mnoštvo kanabinoida, terpena i drugih fitokemikalija. Prema učinku okruženja, fitokemikalije (npr. kanabinoidi) imaju sinergističke efekte i time bolje djeluju zajedno s drugim botaničkim hemikalijama. To znači da će CBD ulje koje sadrži CBD plus druge kanabinoide, terpene i fitokemikalije imati znatno veći terapeutski učinak od CBD ulja koje sadrži samo CBD. Međutim, izbjegava se ekstrakcija hlorofila jer ekstraktu daje neprijatan okus.
Korak po korak
- Ultrazvučna ekstrakcija: Ultrazvučna ekstrakcija se može lako izvesti u šaržnom ili kontinuiranom protočnom režimu – u zavisnosti od vašeg obima procesa. Proces ekstrakcije je vrlo brz i daje veliku količinu aktivnih spojeva.
- Filtracija: Filtrirajte mješavinu biljke i tekućine kroz papirni filter ili filter vrećicu kako biste uklonili čvrste dijelove biljke iz tekućine.
- isparavanje: Za odvajanje CBD ulja od rastvarača, obično se koristi rotor-isparivač. Rastvarač, npr. etanol, može se ponovo uhvatiti i ponovo koristiti.
- Nano-emulzifikacija: Sonikacijom, pročišćeno CBD ulje može se preraditi u stabilnu nanoemulziju, koja nudi vrhunsku bioraspoloživost.
Ovdje preuzmite svoje detaljne upute korak po korak!
Visoka stopa ekstrakcije
Hielscherovi ultrazvučni ekstraktori mogu se precizno podesiti na optimalne uvjete ekstrakcije – izvlačenje najveće količine i kvaliteta iz vaše sirovine (lišće, pupoljci, stabljike, itd.). Intenzitet ultrazvuka je ključan kada je u pitanju ekstrakcija botaničkih jedinjenja kao što je visokokvalitetno CBD ulje iz kanabisa. Naši ultrasonikatori UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT i UIP2000hdT Opremljeni su preciznom kontrolom amplitude, temperaturnim senzorom i kontrolom vremena kako bi vam omogućili rad u optimalnim uvjetima. Ekran na dodir u boji i kontrola preglednika čine rad i praćenje jednostavnim i pouzdanim.
120L ultrazvučna šaržna CBD ekstrakcija kanabisa s UIP2000hdT i miješalicom
UP400St za ekstrakciju kanabinoida iz kanabisa
Rastvarači protiv ultrazvučne ekstrakcije
Etanol se široko koristi kao rastvarač za ekstrakciju kanabinoida. Hielscherovi ultrasonikatori drastično otvaraju vaš izbor rastvarača: mješavina vode i etanola, kriogeni etanol, etanol, previše otporni alkohol, glicerin itd.
Etanol je vrlo popularno otapalo jer etanol otapa i polarne (hidrofilne) i nepolarne (hidrofobne/lipofilne) tvari. Smjese etanol/voda u različitim omjerima mogu se koristiti i za ultrazvučnu ekstrakciju. Prednosti etanola/vode uključuju smanjene troškove (zbog manje etanola) i veću sigurnost jer je manje zapaljiv. Ultrazvučna ekstrakcija kriogenim etanolom (cca. -70°C) daje vrlo visok prinos i kvalitet.
Jednostavan i siguran rad
Naši ultrazvučni uređaji dizajnirani su za optimalnu prilagodbu korisniku, što znači da se našim ultrazvučnim ekstraktorima može lako i bezbedno koristiti. Drago nam je što možemo pomoći našim klijentima prilikom njihovog postavljanja i dati im preporuke u vezi ultrazvučnog podešavanja i parametara. Nudimo Vam najprikladniji uređaj – za serijsku i inline obradu.
Prednosti u odnosu na CO2 Ekstrakcija
superkritični CO2 ekstraktori su skupi za kupovinu i rad. Rad CO2 ekstrakcija je komplikovana i zahteva stručnjaka koji zna koji su pritisci i temperature prikladni za dobijanje željenih kanabinoida i terpena. Visoki pritisci i visoke temperature značajno doprinose povećanju troškova u odnosu na konvencionalnu tečnu ekstrakciju. Za usporedbu, ultrazvučna ekstrakcija je jeftina za kupovinu i korištenje, daje visoke ekstrakte, koji se dobijaju u roku od nekoliko minuta. Budući da se sonikacija izvodi pri ambijentalnom (ili blago povišenom) pritisku i niskim temperaturama, ultrazvučna ekstrakcija je jednostavna i sigurna za rad. Hielscher sonikatori su priznati i poželjni zbog svoje visoke stope ekstrakcije, kompatibilnosti s različitim otapalima, jednostavnog korištenja i linearne skalabilnosti.
Nanoemulzije
Da bi se postigla visoka bioraspoloživost i najbolji efekti CBD-a, kapljice CBD ulja treba davati u nanoformi.
Ljepota Hielscher sonikatora leži u njihovoj svestranoj upotrebi: Naši ultrazvučni sistemi se mogu koristiti za ekstrakciju kanabisa I proizvodnju nanoemulzija. Morate kupiti samo jedan uređaj za ekstrakciju CBD-a iz kanabisa i preradu CBD ulja nakon toga u stabilnu, visoko bioraspoloživu nanoemulziju.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj nanoemulzifikaciji CBD-a!
Ultrazvučni sistemi velike snage od laboratorijskih do pilotskih i industrijskih razmjera.
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi
Hielscher Ultrasonics isporučuje opremu za ultrazvučnu ekstrakciju za ekstrakciju kanabisa i emulgiranje nano formulacija.
Osim njihove precizne kontrole i jednostavnosti za korištenje, svi naši ultrazvučni uređaji su napravljeni za rad 24/7. Naši sistemi su u stanju da isporuče od malih do veoma velikih amplituda. Za ekstrakciju kanabinoida i terpena nudimo posebne ultrazvučne sonotrode (poznate i kao ultrazvučne sonde ili rogovi) koje su optimizirane za osjetljivu izolaciju visokokvalitetnih aktivnih tvari. Svi naši sistemi mogu se koristiti za ekstrakciju i naknadnu emulzifikaciju kanabinoida.
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima.
Kontaktirajte nas danas! Drago nam je da vam preporučimo najprikladniji ultrazvučni set za vaše potrebe ekstrakcije!
- Ekstrakti visokog kvaliteta
- Potpuna ekstrakcija
- Visoka stopa ekstrakcije
- Ekstrakt punog spektra
- Upotreba raznih rastvarača
- netoksičan
- Netermalna (hladna) metoda
- Brzi proces ekstrakcije
- Siguran i jednostavan za korištenje
- linearnu skalabilnost
Literatura / Reference
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Espinoza-Silva, Clara, Pascual, Erika, Delgadillo, Yacnehs, Flores, Omar R., Artica, Luis M., Marmolejo, Doris and Baños-Medina, Lilian (2023): Optimization of extraction using surface response methodology and quantification of cannabinoids in female inflorescences of marijuana (Cannabis sativa L.) at three altitudinal floors of Peru. Open Agriculture, Vol. 8, No. 1, 2023.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Činjenice koje vrijedi znati
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije
Ultrazvučna ekstrakcija se zasniva na akustičnom principu kavitacija. Kavitacija nastaje kao rezultat ultrazvuka visokih performansi u tečnosti i karakterišu je energetski gusti mehanički efekti, koji se dešavaju u takozvanim vrućim tačkama.
ultrazvučna ekstrakcija – Efekti kavitacije
Kada su ultrazvučni talasi upareni u tečnost (npr. suspenzija koja se sastoji od botaničkog materijala u rastvaraču), ultrazvučni talasi putuju kroz tečnost izazivajući naizmenične cikluse visokog/niskog pritiska. Tokom ciklusa niskog pritiska stvaraju se sitni vakuum mjehurići (tzv. kavitacijski mjehurići), koji rastu u nekoliko ciklusa pritiska. Pri određenoj veličini, kada mjehurići ne mogu apsorbirati više energije, oni snažno implodiraju tokom ciklusa visokog pritiska. Imploziju mjehurića karakteriziraju intenzivne kavitacijske sile, uključujući mikro-turbulencije i struje tekućine sa brzinama do 100 m/s. Ovi efekti kavitacionog smicanja poznati su i kao sonomehanički efekti. Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih molekula uglavnom je uzrokovana sonomehaničkim efektima:
Izvanredni uslovi ultrazvučne kavitacije perforiraju i/ili remete ćelijske zidove i membrane i omogućavaju veći prodor rastvarača u uzorak. Ultrazvučna ekstrakcija stoga postiže vrlo brzu izolaciju spojeva – nadmašujući konvencionalne metode ekstrakcije u kraćem vremenu procesa, većem prinosu i na nižim temperaturama. Kao blagi (sono-)mehanički tretman, ultrazvučna ekstrakcija sprječava termičku degradaciju bioaktivnih spojeva i nadmašuje druge tehnike kao što su konvencionalna ekstrakcija rastvaračem, hidrodestilacija ili Soxhletova ekstrakcija, za koje je poznato da uništavaju molekule osjetljive na toplinu. Ove prednosti čine ultrazvučnu ekstrakciju poželjnom tehnikom za oslobađanje aktivnih spojeva osjetljivih na temperaturu iz biljaka.
Stoga je ultrazvučna ekstrakcija poželjna tehnika za ekstrakciju bioaktivnih molekula kao što su polifenoli, terpeni, eterična ulja i kanabinoidi iz biljnih materijala.
Izvanredni uslovi ultrazvučne kavitacije perforiraju i/ili remete ćelijske zidove i membrane i omogućavaju veći prodor rastvarača u uzorak. Ultrazvučna ekstrakcija stoga postiže vrlo brzu izolaciju spojeva – nadmašujući konvencionalne metode ekstrakcije u kraćem vremenu procesa, većem prinosu i na nižim temperaturama. Kao blagi mehanički tretman, ultrazvučna ekstrakcija sprječava termičku degradaciju bioaktivnih spojeva i nadmašuje druge tehnike kao što su konvencionalna ekstrakcija rastvaračem, hidrodestilacija ili Soxhletova ekstrakcija, za koje se zna da uništavaju molekule osjetljive na toplinu. Ove prednosti čine ultrazvučnu ekstrakciju poželjnom tehnikom za oslobađanje aktivnih spojeva osjetljivih na temperaturu iz biljaka.
Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih ćelija: mikroskopski poprečni presek (TS) pokazuje mehanizam delovanja tokom ultrazvučne ekstrakcije iz ćelija (uvećanje 2000x) [izvor: Vilkhu et al. 2011]
kanabinoidi
Kanabinoidi su prirodna jedinjenja koja se nalaze u biljci Cannabis sativa. Postoji preko 480 različitih jedinjenja prisutnih u biljci kanabisa. Kanabis (koji se naziva i marihuana) je izuzetno moćna ljekovita biljka. Od širokog spektra terapeutski aktivnih spojeva, 85 fitokemikalija se nazivaju kanabinoidi (i još ih se može otkriti). CBD i THC (tetrahidrokanabinol / Δ9-THC) su najistaknutiji kanabinoidi. Najvažnija razlikovna karakteristika je da CBD nije psihotropan, dok THC pokazuje psihoaktivne efekte.
Kanabinoidi se konzumiraju iz rekreativnih i medicinskih razloga.
Farmakokinetički podaci CBD-a:
bioraspoloživost – Oralno: 13–19%, Inhalirano: 11–45% (prosječno 31%)
poluvrijeme eliminacije: 9 sati
U SAD-u, CBD proizvodi koji sadrže manje od 0,03% THC-a, ekstrahirani iz sjemenki ili stabljika industrijske konoplje, su federalno legalni i mogu se legalno kupiti u svim državama, bez obzira na zakone o marihuani.
Farmakokinetički podaci THC-a:
bioraspoloživost – Oralno: 6–20%, Inhalirano: 10–35%
poluvrijeme eliminacije: 1,6-59 sati, 25-36 sati (oralno primijenjen dronabinol)
nanoformulacije
Nano-kanabinoidi su ulja kanabisa formulirana u emulziju ulja u vodi nano veličine, koja nudi visoku bioraspoloživost (brže usvajanje i povećani zdravstveni učinci) i stoga se može primijeniti u nižim dozama. Nadalje, nanoemulzije kanabisa mogu se lako umiješati u medicinske proizvode, napitke, jestive i kozmetičke proizvode (npr. kreme, losione). Budući da su nano-emulzije često prozirne, mogu se lako formulirati u druge proizvode bez utjecaja na izgled.
Da bi se dobila visokokvalitetna nanoemulzija, veličina kapljice i indeks polidisperznosti (PDI) su važni faktori koji značajno utiču na stabilnost nanoemulzije. Visok indeks polidisperznosti ukazuje na postojanje velikih kapljica, koje destabilizuju emulziju koalescencijom i Ostwaldovim zrenjem. Mala i uska raspodjela veličine kapljica je stoga važan faktor koji doprinosi stabilnosti i dužem vijeku trajanja (nano-/mikro-) emulzije.
Kanabis-nanoemulzije: Za ulje konoplje ili CBD nanoemulzije, ulje konoplje / CBD se miješa u visokokvalitetno ulje za hranu. Tipična biljna ulja su MCT ulje, kokosovo ulje, ulje avokada, maslinovo ulje, laneno ulje, ulje slatkog badema i ulje oraha. Kao emulgator (surfaktant, sredstvo za vlaženje, stabilizator) uspešno se koriste polisorbat 80, lecitin, quillaja saponini, sojin lecitin i kora od sapuna. Ksantan guma, pektin ili protein sirutke mogu se dodati dodatno radi poboljšanja reologije i stabilnosti emulzije.
CO2 Ekstrakcija
CO2 ekstrakcija se može izvesti na dva načina: superkritična i subkritična ekstrakcija. Kada CO2 se koristi kao rastvarač, ima različite karakteristike koje zavise od njegovog fluidnog stanja. Podkritični CO2 definira CO2 na stanju između 5-10°C (278.15-283.15K, 41-50°F) i tlaku između 800-1500psi (54.43-102.06atm, 5.51-10.24MPa). Na ovoj temperaturi i pritisku, CO2 ponaša se kao gusta tečnost. Kada se uslovi temperature i pritiska povećaju i premaše kritičnu temperaturu (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) i kritični pritisak (72,9atm, 7,39MPa, 1,071psi), CO2 se širi u posudi poput gasa, ali sa gustine poput tečnosti. Ovo je poznato kao superkritični ugljični dioksid (sCO2 ili SC-CO2)).
Podkritični CO2 ekstrakcija koristi nisku temperaturu i nizak pritisak i stoga traje više vremena. Podkritični CO2 ekstrakcija daje manje prinose i može zadržati neke terpene i ulja. Za superkritični CO2 ekstrakcije, primjenjuju se više temperature i viši pritisci, koji mogu oštetiti terpene i druge fitokemikalije. Za superkritični CO2 ekstrakcije, nizvodni proces – poznato kao zimovanje – potrebna je za uklanjanje neželjenih spojeva kao što su lipidi i hlorofil. Tokom koraka zimovanja, sirovi ekstrakt se zamrzava u etanolu kako bi se odvojili čisti kanabinoidi i terpeni od drugih nusproizvoda koji se uklanjaju tokom ekstrakcije.