Ulje kanabisa / CBD nanoemulzija pomoću ultrazvuka
Izrada bistrih, prozirnih nanoemulzija kanabisa pravi je izazov. Ultrazvučni emulgatori vrlo su učinkovita tehnika za proizvodnju bistrih, dugotrajno stabilnih nanoemulzija koje inkapsuliraju kanabinoide. Ultrazvučno nanoemulgirani CBD, CBG ili THC imaju znatno veću bioraspoloživost.
Izrada CBD nanoemulzija pomoću ultrazvučne sonde
Ultrazvučna kavitacija vrlo je djelotvorna metoda emulgiranja za pripremu vrhunskih emulzija u nano području. Ultrazvučna obrada (sonikacija) emulzija s mutnoćom (mikroemulzije, otprilike 150 do 100nm) čini ih prozirnim ili bistrim i providnim, jer smanjuje veličinu kapljica CBD-a na sitne kapljice u rasponu od otprilike 10nm. Time se znatno povećava stabilnost emulzije. Ultrazvučno proizvedene emulzije često su samostabilne bez dodatka emulgatora ili surfaktanta.
Kod ulja kanabisa nanoemulgiranje poboljšava apsorpciju i bioraspoloživost kanabinoida, čime se postiže izraženiji učinak pri oralnoj primjeni. Zbog toga, u usporedbi s konvencionalnim CBD formulacijama, nanoemulzije omogućuju manju dozu proizvoda od kanabisa uz postizanje istih učinaka.
Emulzije ulja kanabisa su suspenzije kanabinoida veličine mikrona ili nanometara za proizvode na bazi kanabisa, konoplje, THC-a ili CBD-a, kao što su tinkture, kapsule, losioni i patrone za vape e-cigarete. Kanabinoidi poput THC-a, CBD-a itd. su lipofilni (= hidrofobni). Zbog toga zahtijevaju intenzivno smicanje kako bi se kanabinoid dispergirao u formulacijama na vodenoj bazi. Kanabinoidi se ne otapaju u vodi, ali pokazuju dobru topljivost u nepolarnim otapalima kao što su ulja i masti. Za prevladavanje nemješljivosti kanabinoida s vodom potrebna je prikladna tehnika emulgiranja. Intenzivna ultrazvučna kavitacija dobro je poznata i uhodana tehnika za proizvodnju sitnih, stabilnih emulzija (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikro- i nanoemulzije).
Ultrazvučni nano-emulgatori omogućuju proizvodnju bistrih i ukusnih nanoemulzija kanabisa. Na slici je prikazan ultrazvučni uređaj UP400ST (400W)
Ulje: Biljna ulja kao što su maslinovo ulje, kokosovo ulje ili MCT ulje pomažu apsorpciju aktivnih tvari kanabisa u probavnom sustavu. Kanabinoidi poput CBD-a i THC-a mogu se teško apsorbirati bez ulja ili masti. Da bi se postigla optimalna apsorpcija, ekstrakti kanabisa se uglavnom emulgiraju u ulje, a zatim dalje prerađuju u emulziju.
Emulgator: Lecitin, koji je dostupan u obliku praha, granula i tekućine, emulgator je prikladan za prehrambene i medicinske proizvode. Za emulzije ulja kanabisa lecitin je jedan od najčešćih emulgatora. Drugi emulgatori koji daju dobre učinke su gumiarabika ili emulgatori na bazi škroba.
Kako pripremiti emulziju kanabisa ultrazvučnom obradom
Za pripremu stabilnih CBD nanoemulzija vrlo dobro funkcionira mješavina polisorbata 80 i lecitina. Nema potrebe kupovati preskupe gotove mješavine, jer su oba aditiva lako dostupna u prehrambenoj kvaliteti.
- Polisorbat 80: poznat i kao Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lecitin: Lipoid je proizvođač visokokvalitetnog lecitina.
Recepture za formulaciju CBD nanoemulzija
Za 2wt% CDB nanoemulziju (ulje u vodi) koristite: 2wt% CBD ulja, 2wt% polisorbata 80, 1wt% lecitina, 95wt% vode
Za 5wt% CDB nanoemulziju (ulje u vodi) koristite: 5wt% CBD ulja, 3,3wt% polisorbata 80, 1,7wt% lecitina, 90wt% vode
Potrebna ultrazvučna energija: otprilike 300 do 400Ws/g energije ultrazvučne obrade pri amplitudama od 40 do 70 mikrona. Ultrazvučni uređaji UP200Ht ili UP400St prikladni su uređaji za emulgiranje do 5L po šarži.
Protokol korak po korak za izradu ultrazvučne CBD nanoemulzije:
- Uljna mješavina: Za pripremu prethodno izmiješajte otprilike 10mL ulja kanabisa (npr. CBD ulje, ima ulje BHO) s 40mL maslinovog ulja!
- Nanoemulzija ulja u vodi: Za pripremu emulzije ulja kanabisa uzmite čašu s otprilike 100mL vode. Kao emulgator dodajte otprilike 10-15 grama tekućeg sojinog lecitina. Voda treba biti sobne temperature. Čašu s vodom stavite u vodenu kupelj kako biste kontrolirali temperaturu tijekom ultrazvučne obrade. Uronite sonotrodu uređaja UP400St u čašu s vodom. Za ultrazvučnu obradu postavite amplitudu na 50%. Polako ulijevajte mješavinu ulja kanabisa i maslinovog ulja u 100mL vode sobne temperature dok vodu izlažete ultrazvučnoj obradi kako bi se formirala nanoemulzija. Da biste poboljšali emulziju, dodajte uljnu predmješavinu u vodu tik ispod sonotrode pomoću kapaljke ili šprice.
Za postavke većeg opsega s protočnom ćelijom koristi se Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 za ubrizgavanje CBD ulja izravno u područje ultrazvučne kavitacije ispod ultrazvučne sonotrode. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 koristi se za ultrazvučnu inline proizvodnju nanoemulzija i osigurava ujednačeno nanoemulgiranje CBD ulja u mješavinama s vodom.
Uloga nosivih ulja kod ultrazvučnih nanoemulzija
Nosiva ulja važna su komponenta u pripremi ultrazvučnih CBD nanoemulzija.
Da bi se dobila stabilna nanoemulzija, CBD ulje se mora ravnomjerno dispergirati u vodenoj fazi. Tu na scenu stupaju nosiva ulja. Nosiva ulja su obično lakša, manje viskozna ulja koja su bolje mješljiva s vodom od CBD ulja. Koriste se za razrjeđivanje CBD ulja i olakšavaju njegovu dispergaciju u vodenoj fazi.
Nosiva ulja imaju ulogu i u stabilnosti nanoemulzije. Vrsta upotrijebljenog nosivog ulja može utjecati na veličinu kapljica i stabilnost nanoemulzije. Na primjer, određena ulja mogu bolje stabilizirati male kapljice, dok druga mogu bolje spriječiti koalescenciju kapljica tijekom vremena.
Osim funkcionalne uloge, nosiva ulja mogu utjecati i na senzorna svojstva konačnog proizvoda. Mogu utjecati na teksturu, boju i aromu nanoemulzije.
Ukupno gledano, nosiva ulja važna su komponenta u pripremi ultrazvučnih CBD nanoemulzija. Pomažu dispergirati CBD ulje u vodenoj fazi, stabiliziraju nanoemulziju i mogu utjecati na senzorna svojstva konačnog proizvoda.
Popis dobrih nosivih ulja za ultrazvučne CBD nanoemulzije
U našem gornjem primjeru koristimo maslinovo ulje kao nosivo ulje za ultrazvučno pripremljenu nanoemulziju ulja kanabisa. Osim maslinovog ulja postoji i nekoliko drugih opcija koje se također uobičajeno koriste. Najbolje nosivo ulje za CBD nanoemulzije može ovisiti o nekoliko čimbenika, kao što su željena veličina kapljica, stabilnost i senzorna svojstva konačnog proizvoda. Evo nekoliko uobičajenih nosivih ulja koja se koriste za CBD nanoemulzije i nekih njihovih svojstava:
- MCT ulje (triglicerid srednjeg lanca): MCT ulje je lagano, bezbojno ulje bez okusa koje se dobiva iz kokosovog ulja. Popularan je izbor za CBD nanoemulzije jer je vrlo stabilno, ima dug rok trajanja i može pomoći u dobivanju malih kapljica.
- Suncokretovo ulje: Suncokretovo ulje je ulje neutralnog okusa s visokim udjelom nezasićenih masnih kiselina. Dobar je izbor za CBD nanoemulzije jer može pomoći u dobivanju malih kapljica i ima visoku oksidacijsku stabilnost.
- Ulje konopljinog sjemena: Ulje konopljinog sjemena popularno je nosivo ulje za CBD proizvode jer je bogato omega-3 i omega-6 masnim kiselinama. Može se koristiti kao nosivo ulje za CBD nanoemulzije, ali možda nije toliko stabilno kao druga ulja i može dati veće kapljice.
- Ulje koštica grožđa: Ulje koštica grožđa je lagano ulje bez okusa s visokim udjelom nezasićenih masnih kiselina. Dobar je izbor za CBD nanoemulzije jer može pomoći u dobivanju malih kapljica i ima visoku oksidacijsku stabilnost.
Na kraju, izbor nosivog ulja ovisit će o specifičnim zahtjevima proizvoda i željenim senzornim svojstvima. Važno je napomenuti da izbor emulgatora i uvjeta obrade (kao što je unos energije tijekom ultrazvučne obrade) također može imati značajan utjecaj na svojstva konačne nanoemulzije.
Uska krivulja raspodjele nanoemulzije konopljinog ulja u vodi pripremljene ultrazvučnim uređajem UP400St.
Ultrazvučno nanoemulgiranje koristi se za proizvodnju stabilnih CBD nanoemulzija s vrhunskom bioraspoloživošću.
Emulzija ulja kanabisa s maslinovim uljem kao nosivim uljem.
Liposomske emulzije CBD-a
Ultrazvučna obrada je preferirana metoda za proizvodnju liposomskog CDB-a ili liposomskog THC-a kao farmaceutskih i kozmetičkih vezikula. Liposomi su nanonosači na bazi lipida za aktivne sastojke lijekova, koji poboljšavaju bioraspoloživost i terapijske učinke aktivnih tvari kao što su CBD ili THC. Budući da su kanabinoidi vrlo osjetljive molekule, skloni su razgradnji oksidacijom kao i razgradnji djelovanjem različitih enzima. Nanoinkapsulacija CBD-a ili THC-a u liposomima sprječava razgradnju kanabinoida. Ultrazvučna obrada (sonikacija) može učinkovito inkapsulirati kanabinoide u liposome.
Kliknite ovdje da biste saznali više o liposomskoj inkapsulaciji aktivnih tvari!
Stabilnost THC/CBD nanoemulzije
Za proizvodnju dugotrajno stabilnih nanoemulzija ulja u vodi (o/w) potrebno je koristiti prikladan surfaktant ili formirati liposome koji inkapsuliraju lipofilne bioaktivne spojeve u nosivo ulje. Za ulje kanabisa nosivo ulje treba biti prehrambene kvalitete i ne smije ometati izgled, okus ili stabilnost konačnog proizvoda. Kokosovo ulje (MCT) i maslinovo ulje dobra su nosiva ulja za kanabinoide. Nosiva ulja vrlo su važan čimbenik za stvaranje fizikalno-kemijski stabilne emulzije jer mogu pomoći u zaštiti emulzije od Ostwaldovog sazrijevanja. Ostwaldovo sazrijevanje je pokretačka sila koja destabilizira emulziju grubljenjem kapljica. Nanoemulzije triglicerida dugog lanca dugotrajno su stabilne protiv Ostwaldovog sazrijevanja. Maslinovo i kokosovo ulje sadrže trigliceride dugog lanca, pa su i maslinovo i kokosovo ulje prikladna nosiva ulja za THC ili CBD.
Ultrazvučna oprema za nanoemulgiranje
CBD nanoemulziju možete proizvoditi u šaržnom ili kontinuiranom načinu rada pomoću ultrazvučnog uređaja za emulgiranje. Hielscher ultrazvučni homogenizatori snažni su emulgatori za proizvodnju stabilnih CBD nanoemulzija. Ultrazvučna proizvodnja emulzija ulja kanabisa (o/w) jednostavan je i brz postupak koji uvjerava optimalnim rezultatima.
Hielscher Ultrasonics je vodeći dobavljač snažnih i pouzdanih ultrazvučnih sustava. Pokriva cijeli raspon od laboratorijskih i stolnih uređaja do punih industrijskih strojeva za obradu velikih volumena u zahtjevnim uvjetima. Uobičajene primjene Hielscher ultrazvučnih strojeva uključuju emulgiranje, homogenizaciju i ekstrakciju za hranu i piće, kao i u farmaceutskoj ili kozmetičkoj industriji.
| Volumen šarže emulzije | Protok emulzije | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster uređaja UIP16000 |
Ultrazvučna ekstrakcija
Ultrazvučna ekstrakcija dobro je poznat i dugo uhodan postupak za izdvajanje vrijednih spojeva iz biljnog materijala. Stoga je sonikacija idealna tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih CBD ulja. Precizno kontroliranom ultrazvučnom kavitacijom biljne stanice se perforiraju, a otapalo se potiskuje u stanicu, gdje apsorbira unutarstanične spojeve kao što su kanabinoidi, terpeni, flavonoidi itd.
Saznajte više o ekstrakciji iz kanabisa!
Zanimljive činjenice
THC i CBD nanoemulzije
Nanoemulzije su poznate i kao miniemulzije ili submikronske emulzije. Nanoemulzije su emulzije s veličinom kapljica između 20 i 500nm. Nanoemulzija je termodinamički stabilan izotropni sustav koji se sastoji od dvije nemješljive tekućine (npr. ulja i vode). Jedna od dvije nemješljive tekućine vrlo se fino disperguje u drugu fazu kako bi se formirala jedna faza. Dodatak emulgatora, npr. surfaktanata i ko-surfaktanata, stabilizira emulzije sprječavanjem koalescencije kapljica. Veličina i oblik čestica/kapljica dispergiranih u kontinuiranoj fazi određuju glavnu razliku između emulzije i nanoemulzije. Ostwaldovo sazrijevanje glavni je mehanizam destabilizacije kod THC ili CBD nanoemulzija. Ostwaldovo sazrijevanje je difuzijski proces razgradnje, što znači da se nehomogena struktura kao što je emulzija mijenja tijekom vremena. Kapljice emulzije povećavaju se tijekom vremena jer se manje kapljice otapaju i svoj materijal ponovno talože na veće kapljice. Vrsta ulja ima veliki utjecaj na intenzitet i brzinu Ostwaldovog sazrijevanja. To znači da izbor prikladnog ulja može znatno utjecati na stabilnost emulzije. Nanoemulzije pokazuju poboljšanu isporuku aktivnih sastojaka (npr. lijekova).
O butanskom hašišnom ulju (BHO)
Hašišno ulje proizvodi se ekstrakcijom otapalom, npr. ultrazvučnom ekstrakcijom ili ultrazvučno potpomognutom superkritičnom ekstrakcijom C02. Za proizvodnju hašišnog ulja poželjno se koristi suhi, dekarboksilirani biljni materijal. Sljedeće tekućine su često korištena otapala za ekstrakciju hašišnog ulja: etanol, kloroform, diklormetan, petroleter, nafta, benzen, butan, metanol, izopropanol i maslinovo ulje. Nepolarna otapala kao što su benzen, kloroform i petroleter ne mogu ekstrahirati u vodi topljive sastojke marihuane ili hašiša. To pomaže u dobivanju potentnijeg hašišnog ulja. Ekstrakcija ekstrakata kanabisa nepolarnim otapalima daje proizvod boljeg okusa nego ekstrakcija polarnim otapalima. Pranje ekstrakata alkalijom može poboljšati miris i okus hašišnog ulja.
Hašišno ulje čuvajte u hermetički zatvorenoj posudi i zaštićeno od izlaganja svjetlu. Izlaganje zraku, toplini i svjetlu uzrokuje da ulje zbog starenja gubi okus i psihoaktivnost. Dodatak antioksidansa formulaciji hašišnog ulja može smanjiti ovaj negativan učinak.
O kanabinoidima
U kanabisu postoji najmanje 113 identificiranih vrsta kanabinoida. Kanabinoidi su aktivne fitokemijske tvari s psihoaktivnim i/ili medicinskim učincima. THC ili tetrahidrokanabinol primarni je psihoaktivni spoj u kanabisu. CBD ili kanabidiol je još jedan važan sastojak s terapijskim učincima. Kanabinoidi su lipofilni i potencijalno kiselinski labilni spojevi. Kanabinoidi su netopljivi u vodi, ali su vrlo topljivi u nepolarnim otapalima (npr. masti i ulje). Radi poboljšanja probave kanabinoida, ekstrakti kanabisa miješaju se s nosivim uljima, a zatim se ultrazvučno prerađuju u nanoemulzije.