Nanoemulze konopného oleje / CBD pomocí ultrazvuku

Výroba čirých, průsvitných konopných nanoemulzí je skutečnou výzvou. Ultrazvukové emulgační přístroje představují vysoce účinnou techniku pro výrobu čirých, dlouhodobě stabilních nanoemulzí zapouzdřujících kanabinoidy. Ultrazvukem nanoemulgované CBD, CBG nebo THC mají výrazně vyšší biologickou dostupnost.

Výroba nanoemulzí CBD pomocí ultrazvukové sondy

Ultrazvuková kavitace je velmi účinná emulgační metoda pro přípravu vynikajících emulzí v nanometrovém rozsahu. Sonikace zakalených emulzí (mikroemulzí, přibl. 150 až 100nm) je činí průsvitnými nebo čirými a transparentními, protože zmenšuje velikost kapiček CBD na nepatrné kapičky v rozsahu přibl. 10nm. Tím se výrazně zvyšuje stabilita emulze. Ultrazvukem vyrobené emulze jsou často samy o sobě stabilní bez přidání emulgátoru nebo povrchově aktivní látky.
U konopného oleje zlepšuje nanoemulgace absorpci a biologickou dostupnost kanabinoidů, a tím vyvolává výraznější účinek při perorálním podání. Ve srovnání s konvenčními formulacemi CBD proto nanoemulze umožňují nižší dávkování konopného produktu při dosažení stejných účinků.

Emulze konopného oleje jsou suspenze kanabinoidů mikronové nebo nanometrové velikosti pro produkty na bázi konopí, technického konopí, THC nebo CBD, jako jsou tinktury, kapsle, pleťová mléka a náplně do elektronických cigaret. Kanabinoidy jako THC, CBD atd. jsou lipofilní (= hydrofobní). Proto vyžadují intenzivní smyk, aby se kanabinoid dispergoval ve formulacích na vodní bázi. Kanabinoidy nejsou rozpustné ve vodě, ale vykazují dobrou rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech, jako jsou oleje a tuky. K překonání nemísitelnosti kanabinoidů s vodou je zapotřebí vhodná emulgační technika. Intenzivní ultrazvuková kavitace je známou a dobře zavedenou technikou pro výrobu jemných, stabilních emulzí (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikro- a nanoemulzí).

Olej: Rostlinné oleje, jako je olivový olej, kokosový olej nebo olej MCT, napomáhají vstřebávání účinných látek konopí v trávicím systému. Kanabinoidy jako CBD a THC se bez oleje nebo tuku téměř nevstřebávají. Pro dosažení optimální absorpce se konopné extrakty většinou emulgují do oleje a poté se dále zpracovávají na emulzi.
Emulgátor: Lecitin, který je dostupný ve formě prášku, granulí i v tekuté formě, je emulgátor vhodný pro potraviny a zdravotnické produkty. Pro emulze konopného oleje je lecitin jedním z nejběžnějších emulgátorů. Dalšími emulgátory s dobrými účinky jsou arabská guma nebo emulgátory na bázi škrobu.

Jak připravit konopnou emulzi pomocí sonikace

Pro přípravu stabilních nanoemulzí CBD velmi dobře funguje směs polysorbátu 80 a lecitinu. Není nutné kupovat předražené předsměsi, protože obě přísady jsou snadno dostupné v potravinářské kvalitě.

• Polysorbát 80: známý také jako Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• Lecitin: Lipoid je výrobcem vysoce kvalitního lecitinu.

 
Receptury pro formulaci nanoemulzí CBD
 
Pro 2wt% nanoemulzi CDB (olej ve vodě) použijte: 2wt% oleje CBD, 2wt% polysorbátu 80, 1wt% lecitinu, 95wt% vody
Pro 5wt% nanoemulzi CDB (olej ve vodě) použijte: 5wt% oleje CBD, 3,3wt% polysorbátu 80, 1,7wt% lecitinu, 90wt% vody
 

Potřeba ultrazvukové energie: přibl. 300 až 400Ws/g sonikační energie při amplitudách 40 až 70 mikronů. Ultrazvukové přístroje UP200Ht nebo UP400St jsou vhodnými emulgačními zařízeními pro objemy až 5L na šarži.
 

Postup krok za krokem pro výrobu ultrazvukové nanoemulze CBD:

1. Olejová směs: Pro přípravu předem smíchejte přibl. 10mL konopného oleje (např. olej CBD, has oil BHO) se 40mL olivového oleje!
2. Nanoemulze olej ve vodě: Pro přípravu emulze konopného oleje si vezměte kádinku s přibl. 100mL vody. Jako emulgátor přidejte přibl. 10–15 gramů tekutého sójového lecitinu. Voda by měla mít pokojovou teplotu. Kádinku s vodou umístěte do vodní lázně, abyste mohli během sonikace regulovat teplotu. Ponořte sonotrodu přístroje UP400St do kádinky s vodou. Pro sonikaci nastavte amplitudu na 50%. Pomalu nalévejte směs konopného oleje/olivového oleje do 100mL vody o pokojové teplotě za současné sonikace vody, aby vznikla nanoemulze. Pro dosažení lepší emulze přidávejte olejovou předsměs do vody přímo pod sonotrodu pomocí kapátka nebo injekční stříkačky.

U větších zařízení s průtokovou celou se k vstřikování oleje CBD přímo do oblasti ultrazvukové kavitace pod ultrazvukovou sonotrodou používá Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 se používá pro ultrazvukovou inline výrobu nanoemulzí a zajišťuje rovnoměrnou nanoemulgaci směsí oleje CBD ve vodě.

Úloha nosných olejů v ultrazvukových nanoemulzích

Nosné oleje jsou důležitou složkou při přípravě ultrazvukových nanoemulzí CBD.
Aby vznikla stabilní nanoemulze, musí být olej CBD rovnoměrně dispergován v celé vodné fázi. Právě zde přicházejí na řadu nosné oleje. Nosné oleje jsou obvykle lehčí, méně viskózní oleje, které jsou s vodou lépe mísitelné než olej CBD. Používají se k ředění oleje CBD a usnadňují jeho dispergaci ve vodné fázi.
Nosné oleje hrají roli také ve stabilitě nanoemulze. Typ použitého nosného oleje může ovlivnit velikost kapiček a stabilitu nanoemulze. Některé oleje mohou být například lepší ve stabilizaci malých kapiček, zatímco jiné mohou lépe zabraňovat koalescenci kapiček v průběhu času.
Kromě své funkční role mohou nosné oleje ovlivňovat také senzorické vlastnosti konečného produktu. Mohou ovlivnit texturu, barvu a vůni nanoemulze.
Celkově jsou nosné oleje důležitou složkou při přípravě ultrazvukových nanoemulzí CBD. Pomáhají dispergovat olej CBD ve vodné fázi, stabilizují nanoemulzi a mohou ovlivnit senzorické vlastnosti konečného produktu.

Seznam vhodných nosných olejů pro ultrazvukové nanoemulze CBD

V našem výše uvedeném příkladu používáme olivový olej jako nosný olej pro ultrazvukem připravenou nanoemulzi konopného oleje. Kromě olivového oleje existuje několik dalších možností, které se rovněž běžně používají. Nejlepší nosný olej pro nanoemulze CBD může záviset na několika faktorech, jako je požadovaná velikost kapiček, stabilita a senzorické vlastnosti konečného produktu. Zde jsou některé běžné nosné oleje používané pro nanoemulze CBD a některé jejich vlastnosti:

• Olej MCT (triglyceridy se středně dlouhým řetězcem): Olej MCT je lehký, bezbarvý olej bez chuti, který se získává z kokosového oleje. Je oblíbenou volbou pro nanoemulze CBD, protože je vysoce stabilní, má dlouhou trvanlivost a může pomoci vytvářet malé kapičky.
• Slunečnicový olej: Slunečnicový olej je olej neutrální chuti s vysokým obsahem nenasycených mastných kyselin. Je dobrou volbou pro nanoemulze CBD, protože může pomoci vytvářet malé kapičky a má vysokou oxidační stabilitu.
• Olej z konopných semen: Olej z konopných semen je oblíbeným nosným olejem pro produkty s CBD, protože je bohatý na omega-3 a omega-6 mastné kyseliny. Lze jej použít jako nosný olej pro nanoemulze CBD, ale nemusí být tak stabilní jako jiné oleje a může vytvářet větší kapičky.
• Olej z hroznových semen: Olej z hroznových semen je lehký olej bez chuti s vysokým obsahem nenasycených mastných kyselin. Je dobrou volbou pro nanoemulze CBD, protože může pomoci vytvářet malé kapičky a má vysokou oxidační stabilitu.

Volba nosného oleje bude nakonec záviset na konkrétních požadavcích na produkt a na požadovaných senzorických vlastnostech. Je důležité poznamenat, že výběr emulgátoru a podmínek zpracování (jako je energetický vstup během sonikace) může mít rovněž významný vliv na vlastnosti výsledné nanoemulze.

Úzká distribuční křivka nanoemulze konopného oleje ve vodě připravené pomocí ultrazvukového přístroje UP400St.

Liposomální emulze CBD

Ultrazvukové zpracování je preferovanou metodou pro výrobu liposomálního CDB nebo liposomálního THC jako farmaceutických a kosmetických vezikul. Liposomy jsou nanonosiče na bázi lipidů pro účinné složky léčiv, které zlepšují biologickou dostupnost a terapeutické účinky účinných látek, jako je CBD nebo THC. Protože kanabinoidy jsou skutečně citlivé molekuly, podléhají degradaci oxidací i degradaci různými enzymy. Nanoenkapsulace CBD nebo THC do liposomů zabraňuje degradaci kanabinoidů. Sonikace dokáže kanabinoidy účinně enkapsulovat do liposomů.
Klikněte zde a přečtěte si více o liposomální enkapsulaci účinných látek!
 

Stabilita nanoemulzí THC/CBD

Pro výrobu dlouhodobě stabilních nanoemulzí typu olej ve vodě (o/w) je nutné použít vhodnou povrchově aktivní látku nebo vytvořit liposomy, které enkapsulují lipofilní bioaktivní sloučeniny do nosného oleje. U konopného oleje by měl mít nosný olej potravinářskou kvalitu a neměl by ovlivňovat vzhled, chuť ani stabilitu konečného produktu. Kokosový olej (MCT) a olivový olej jsou dobrými nosnými oleji pro kanabinoidy. Nosné oleje jsou velmi důležitým faktorem pro vytvoření fyzikálně-chemicky stabilní emulze, protože mohou pomoci chránit emulzi před Ostwaldovým zráním. Ostwaldovo zrání je hnací silou, která destabilizuje emulzi zhrubnutím kapiček. Nanoemulze triglyceridů s dlouhým řetězcem jsou dlouhodobě stabilní vůči Ostwaldovu zrání. Olivový olej a kokosový olej obsahují triglyceridy s dlouhým řetězcem, takže olivový i kokosový olej jsou vhodnými nosnými oleji pro THC nebo CBD.

Ultrazvuková zařízení pro nanoemulgaci

Nanoemulzi CBD můžete vyrábět v dávkovém nebo kontinuálním režimu pomocí ultrazvukového emulgačního stroje. Ultrazvukové homogenizátory Hielscher jsou výkonné emulgační přístroje pro výrobu stabilních nanoemulzí CBD. Ultrazvuková výroba emulzí konopného oleje (o/w) je snadný a rychlý postup, který přesvědčuje optimálními výsledky.
Hielscher Ultrasonics je vedoucím dodavatelem výkonných a spolehlivých ultrazvukových systémů. Pokrývá celou škálu od laboratorních a stolních přístrojů až po plně průmyslové stroje pro zpracování velkých objemů v náročných podmínkách. Mezi běžné aplikace ultrazvukových strojů Hielscher patří emulgace, homogenizace a extrakce v potravinářském a nápojovém průmyslu, jakož i ve farmaceutickém nebo kosmetickém průmyslu.