Vysoce účinná extrakce kanabidiolu (CBD) z konopí
Hielscher ultrazvukové extraktory jsou nejmodernější technikou, pokud jde o spolehlivou a účinnou extrakci konopných a CBD olejů. Ultrazvuku je dobře známý jako vysoce účinná extrakční technika k uvolňování cenných sloučenin z botanických látek. Ve srovnání s jinými extrakčními metodami, jako je superkritická extrakce CO2, vyniká ultrazvuková technika účinností, jednoduchou obsluhou a všestranným použitím.
Ultrazvuková extrakce
Ultrazvuková extrakce je dobře známá a dlouhodobě zavedený proces extrakce cenných sloučenin z rostlin. Proto je sonifikace ideální technikou pro výrobu vysoce kvalitních CBD olejů. Přesně kontrolovatelnou ultrazvukovou kavitací jsou rostlinné buňky perforovány a rozpouštědlo je vtlačeno do buňky, kde absorbuje intracelulární sloučeniny, jako jsou kanabinoidy, terpeny, flavonoidy atd.
Velkou výhodou ultrazvuku je teplotní rozsah, ve kterém lze extrakci provést. Ultrazvuková extrakce může být provedena od horkého / teplého etanolu až po kryogenní etanol (-70 °C). To umožňuje cílenou izolaci požadovaných sloučenin. Sonikace v kryogenním ethanolu poskytuje hlavně kanabinoidy a terpeny, zatímco extrakce teplým / horkým ethanolem vede k široké škále fytochemických sloučenin (např. aldehydy, estery, ethyly, ketony). Plnospektrální extrakty obsahují velké množství kanabinoidů, terpenů a dalších fytochemikálií. Podle doprovodného efektu mají fytochemikálie (např. kanabinoidy) synergické účinky, a proto lépe spolupracují s dalšími botanickými chemikáliemi. To znamená, že CBD olej, který obsahuje CBD a další kanabinoidy, terpeny a fytochemikálie, bude mít výrazně vyšší terapeutický dopad než CBD olej obsahující pouze CBD. Extrakci chlorofylem se však vyhýbáme, protože dodává extraktu nepříjemnou chuť.
Krok za krokem
- Ultrazvuková extrakce: Ultrazvuková extrakce může být snadno provedena v dávkovém nebo kontinuálním průtokovém režimu – v závislosti na objemu vašeho procesu. Proces extrakce je velmi rychlý a poskytuje vysoké množství účinných látek.
- Filtrace: Směs rostlin a kapalin se filtruje přes papírový filtr nebo filtrační sáček, aby se z kapaliny odstranily pevné části rostlin.
- Vypařování: Pro oddělení CBD oleje od rozpouštědla se běžně používá rotor-výparník. Rozpouštědlo, např. etanol, lze znovu zachytit a znovu použít.
- Nanoemulgace: Sonikací může být čištěný CBD olej zpracován na stabilní nanoemulzi, která nabízí vynikající biologickou dostupnost.
Zde si můžete stáhnout podrobné pokyny krok za krokem!
vysoká rychlost odsávání
Hielscherovy ultrazvukové extraktory mohou být přesně vyladěny na optimální podmínky extrakce – extrakce nejvyššího množství a kvality z vaší suroviny (listy, pupeny, stonky konopí atd.). Intenzita ultrazvuku je zásadní, pokud jde o extrakci botanických sloučenin, jako je vysoce kvalitní CBD olej z konopí. Naše ultrazvukové přístroje UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT a UIP2000hdT jsou vybaveny přesným řízením amplitudy, teplotním senzorem a časovým řízením, které vám umožní pracovat za optimálních podmínek. Díky barevnému dotykovému displeji a ovládání prohlížečem je obsluha a monitorování jednoduché a spolehlivé.
120L ultrazvuková šarže CBD extrakce konopí s UIP2000hdT a míchadlem
UP400St pro extrakci kanabinoidů z konopí
Rozpouštědla pro ultrazvukovou extrakci
Ethanol je široce používán jako rozpouštědlo pro extrakci kanabinoidů. Hielscherovy ultrasonicators otevírají váš výběr rozpouštědel drasticky: směs vody a etanolu, kryogenní ethanol, ethanol, nadměrně odolný alkohol, glycerin atd.
Ethanol je velmi oblíbené rozpouštědlo, protože ethanol rozpouští polární (hydrofilní) i nepolární (hydrofobní/lipofilní) látky. Směsi ethanolu / vody v různých poměrech lze použít i pro ultrazvukovou extrakci. Mezi výhody etanolu/vody patří nižší náklady (díky menšímu množství etanolu) a vyšší bezpečnost, protože je méně hořlavý. Ultrazvuková extrakce kryogenním ethanolem (cca -70 °C) poskytuje velmi vysoký výtěžek a kvalitu.
jednoduchá a bezpečná obsluha
Naše ultrazvuková zařízení jsou navržena tak, aby byla uživatelsky přívětivá, což znamená, že naše ultrazvukové extraktory lze snadno a bezpečně ovládat. Jsme rádi, že můžeme našim klientům pomoci při jejich nastavení a poskytnout jim doporučení týkající se nastavení ultrazvuku a parametrů. Nabízíme vám nejvhodnější zařízení – pro dávkové a inline zpracování.
Výhody oproti CO2 Extrakce
Superkritický CO2 Extraktory jsou drahé na nákup a provoz. Provoz CO2 Extrakce je komplikovaná a vyžaduje odborníka, který ví, jaké tlaky a teploty jsou vhodné pro získání požadovaných kanabinoidů a terpenů. Vysoké tlaky a vysoké teploty významně přispívají ke zvýšení nákladů ve srovnání s konvenční kapalinovou extrakcí. Ve srovnání s tím je ultrazvuková extrakce levná na nákup a provoz, výtěžky ve vysokých extraktech, které jsou získány během několika minut. Vzhledem k tomu, že sonikace se provádí při okolním (nebo mírně zvýšeném) tlaku a nízkých teplotách, je ultrazvuková extrakce snadná a bezpečná. Hielscher sonikátory jsou uznávány a preferovány pro svou vysokou rychlost extrakce, kompatibilitu s různými rozpouštědly, snadné použití a lineární škálovatelnost.
Nanoemulze
Aby bylo dosaženo vysoké biologické dostupnosti a nejlepších účinků CBD, měly by být kapičky CBD oleje podávány v nanoformě.
Krása Hielscher sonikátorů spočívá v jejich všestranném využití: Naše ultrazvukové systémy lze použít pro extrakci konopí A výrobu nanoemulzí. Musíte si koupit pouze jedno zařízení, abyste mohli extrahovat CBD z konopí a poté zpracovat CBD olej na stabilní, vysoce biologicky dostupnou nanoemulzi.
Klikněte zde a dozvíte se více o ultrazvukové nanoemulgaci CBD!
Vysoce výkonné ultrazvukové systémy od laboratorního až po pilotní a průmyslové měřítko.
Vysoce výkonné ultrazvukové extraktory
Hielscher Ultrasonics dodává ultrazvukové extrakční zařízení pro extrakci konopí a emulgaci nano-formulací.
Kromě přesné ovladatelnosti a uživatelské přívětivosti jsou všechny naše ultrazvukové přístroje konstruovány pro provoz 24/7. Naše systémy jsou schopny dodávat od nízkých až po velmi vysoké amplitudy. Pro extrakci kanabinoidů a terpenů nabízíme speciální ultrazvukové sonotrody (známé také jako ultrazvukové sondy nebo rohy), které jsou optimalizovány pro citlivou izolaci vysoce kvalitních účinných látek. Všechny naše systémy lze použít pro extrakci a následnou emulgaci kanabinoidů.
Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu v náročném provozu a v náročných prostředích.
Kontaktujte nás ještě dnes! Jsme rádi, že vám můžeme doporučit nejvhodnější ultrazvukové nastavení pro vaše potřeby extrakce!
- Vysoce kvalitní extrakty
- Úplnější extrakce
- vysoká rychlost odsávání
- Plnospektrální extrakt
- Použití různých rozpouštědel
- Netoxický
- Netepelná (studená) metoda
- Rychlý proces extrakce
- Bezpečné a snadno použitelné
- Lineární škálovatelnost
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.
Fakta, která stojí za to vědět
Výhody ultrazvukové extrakce
Ultrazvuková extrakce je založena na principu akustiky kavitace. Kavitace nastává jako důsledek vysoce výkonného ultrazvuku v kapalině a je charakterizována energeticky hustými mechanickými účinky, které probíhají v takzvaných horkých místech.
Ultrazvuková extrakce – Kavitační účinky
Když jsou ultrazvukové vlny páry do kapaliny (např. suspenze skládající se z botanického materiálu v rozpouštědle), ultrazvukové vlny procházejí kapalinou a způsobují střídání vysokotlakých / nízkotlakých cyklů. Během nízkotlakých cyklů vznikají nepatrné vakuové bubliny (tzv. kavitační bubliny), které rostou v průběhu několika tlakových cyklů. Při určité velikosti, kdy bubliny nemohou absorbovat více energie, během vysokotlakého cyklu prudce implodují. Imploze bublin je charakterizována intenzivními kavitačními silami, včetně mikroturbulencí a proudů kapalin s rychlostmi až 100 m/s. Tyto kavitační smykové efekty jsou také známé jako sonomechanické efekty. Ultrazvuková extrakce bioaktivních molekul je způsobena hlavně sonomechanickými účinky:
Mimořádné podmínky ultrazvukové kavitace perforují a/nebo narušují buněčné stěny a membrány a umožňují větší průnik rozpouštědla do vzorku. Ultrazvukovou extrakcí se tedy dosahuje velmi rychlé izolace sloučenin – překonává konvenční metody extrakce v kratší době procesu, vyšším výtěžku a při nižších teplotách. Jako mírné (sono-)mechanické ošetření zabraňuje ultrazvuková extrakce tepelné degradaci bioaktivních sloučenin a překonává ostatní techniky, jako je konvenční extrakce rozpouštědlem, hydrodestilace nebo Soxhletova extrakce, o kterých je známo, že ničí molekuly citlivé na teplo. Díky těmto výhodám je ultrazvuková extrakce preferovanou technikou pro uvolňování aktivních sloučenin citlivých na teplotu z botanických látek.
Proto je ultrazvuková extrakce preferovanou technikou pro extrakci bioaktivních molekul, jako jsou polyfenoly, terpeny, éterické oleje a kanabinoidy z rostlinných materiálů.
Mimořádné podmínky ultrazvukové kavitace perforují a/nebo narušují buněčné stěny a membrány a umožňují větší průnik rozpouštědla do vzorku. Ultrazvukovou extrakcí se tedy dosahuje velmi rychlé izolace sloučenin – překonává konvenční metody extrakce v kratší době procesu, vyšším výtěžku a při nižších teplotách. Jako mírné mechanické ošetření ultrazvuková extrakce zabraňuje tepelné degradaci bioaktivních sloučenin a překonává jiné techniky, jako je konvenční extrakce rozpouštědlem, hydrodestilace nebo Soxhletova extrakce, o kterých je známo, že ničí molekuly citlivé na teplo. Díky těmto výhodám je ultrazvuková extrakce preferovanou technikou pro uvolňování aktivních sloučenin citlivých na teplotu z botanických látek.
Ultrazvuková extrakce z rostlinných buněk: mikroskopický příčný řez (TS) ukazuje mechanismus účinku při ultrazvukové extrakci z buněk (zvětšení 2000x) [zdroj: Vilkhu et al. 2011]
kanabinoidy
Kanabinoidy jsou přirozeně se vyskytující sloučeniny, které se nacházejí v rostlině Cannabis sativa. V rostlině konopí je přítomno více než 480 různých sloučenin. Konopí (nazývané také marihuana) je mimořádně silná léčivá bylina. Ze široké škály terapeuticky aktivních sloučenin se 85 fytochemikálií nazývá kanabinoidy (a mohou být detekovány další). CBD a THC (tetrahydrokanabinol / Δ9-THC) jsou nejvýznamnější kanabinoidy. Nejdůležitějším rozlišovacím znakem je, že CBD není psychotropní, zatímco THC vykazuje psychoaktivní účinky.
Kanabinoidy jsou konzumovány z rekreačních a lékařských důvodů.
Farmakokinetické údaje CBD:
Biologická dostupnost – Perorálně: 13–19 %, Vdechnutě: 11–45 % (průměrně 31 %)
eliminační poločas: 9 hodin
V USA jsou produkty CBD obsahující méně než 0,03 % THC, extrahované ze semen nebo stonků technického konopí, federálně legální a lze je legálně zakoupit ve všech státech, bez ohledu na zákony o marihuaně.
Farmakokinetické údaje THC:
Biologická dostupnost – Perorální: 6–20 %, Vdechovaný: 10–35 %
eliminační poločas: 1,6–59 hodin, 25–36 hodin (perorálně podávaný dronabinol)
Nanoformulace
Nanokanabinoidy jsou konopné oleje formulované do nano emulze olej ve vodě, která nabízí vysokou biologickou dostupnost (rychlejší vstřebávání a zvýšené účinky na zdraví), a proto může být podávána v nižších dávkách. Kromě toho lze konopné nanoemulze snadno přimíchat do léčivých přípravků, nápojů, poživatin a kosmetických výrobků (např. krémů, pleťových vod). Vzhledem k tomu, že nanoemulze jsou často průsvitné, lze je snadno formulovat do jiných produktů, aniž by to ovlivnilo jejich vzhled.
Pro získání vysoce kvalitní nanoemulze jsou důležitými faktory, které výrazně ovlivňují stabilitu nanoemulze, velikost kapiček a index polydisperzity (PDI). Vysoký index polydisperzity naznačuje existenci velkých kapiček, které destabilizují emulzi koalencí a Ostwaldovým zráním. Malá a úzká distribuce velikosti kapek je proto důležitým faktorem přispívajícím ke stabilitě a delší trvanlivosti (nano- / mikro-) emulze.
Konopí-Nanoemulze: U konopného oleje nebo nanoemulzí CBD je konopný / CBD olej smíchán s vysoce kvalitním potravinářským olejem. Typickými rostlinnými oleji jsou MCT olej, kokosový olej, avokádový olej, olivový olej, lněný olej, olej ze sladkých mandlí a olej z vlašských ořechů. Jako emulgátor (povrchově aktivní látka, smáčedlo, stabilizátor) se úspěšně používá polysorbát 80, lecitin, saponiny quillaja, sójový lecitin a mýdlová kůra. Xanthanová guma, pektin nebo syrovátkový protein mohou být přidány dodatečně pro zlepšení reologie a stability emulze.
Emise CO2 Extrakce
Emise CO2 Extrakci lze provést dvěma způsoby: superkritickou a subkritickou extrakcí. Když CO2 používá se jako rozpouštědlo, má různé vlastnosti, které závisí na jeho tekutém stavu. Podkritický CO2 definuje emise CO2 při stavu mezi 5-10°C (278,15-283,15K, 41-50°F) a tlaku mezi 800-1500psi (54,43-102,06atm, 5,51-10,24MPa). Při této teplotě a tlaku CO2 Chová se jako hustá tekutina. Když se teplotní a tlakové podmínky zvýší a překročí kritickou teplotu (304,25 K, 31,10 °C, 87,98 °F) a kritický tlak (72,9 atm, 7,39 MPa, 1 071 psi), CO2 se v nádobě rozpíná jako plyn, ale s hustotou jako kapalina. Tento jev je znám jako superkritický oxid uhličitý (sCO)2 nebo SC-CO2)).
Podkritický CO2 Extrakce využívá nízkou teplotu a nízký tlak, a proto trvá déle. Podkritický CO2 Extrakce poskytuje menší výnosy a může si ponechat některé terpeny a oleje. Pro superkritický CO2 Při extrakci se používají vyšší teploty a vyšší tlaky, které mohou poškodit terpeny a další fytochemikálie. Pro superkritický CO2 extrakce, navazující proces – známé jako zazimování – je nutný k odstranění nežádoucích sloučenin, jako jsou lipidy a chlorofyl. Během kroku zazimování se surový extrakt zmrazí v ethanolu, aby se oddělily čisté kanabinoidy a terpeny od ostatních vedlejších produktů odstraněných během extrakce.