Aceite de cannabis / Nanoemulsión de CBD mediante ultrasonidos
Elaborar nanoemulsiones de cannabis claras y translúcidas supone un verdadero desafío. Los emulsificadores ultrasónicos constituyen una técnica muy eficiente para producir nanoemulsiones claras y estables a largo plazo que encapsulan cannabinoides. El CBD, el CBG o el THC nanoemulsionados mediante ultrasonidos presentan una biodisponibilidad significativamente mayor.
Prepare nanoemulsiones de CBD con una sonda ultrasónica
La cavitación ultrasónica es un método de emulsificación muy eficaz para preparar emulsiones de calidad superior en el intervalo nanométrico. La sonicación de emulsiones turbias (microemulsiones, aprox. de 150 a 100 nm) las vuelve translúcidas o claras y transparentes, ya que reduce el tamaño de las gotas de CBD hasta obtener gotas diminutas de aprox. 10 nm. Esto aumenta significativamente la estabilidad de la emulsión. Las emulsiones producidas mediante ultrasonidos suelen ser estables por sí mismas, sin necesidad de añadir un emulsionante o un tensioactivo.
En el caso del aceite de cannabis, la nanoemulsificación mejora la absorción y la biodisponibilidad de los cannabinoides, lo que produce un efecto más intenso cuando se administran por vía oral. Por tanto, en comparación con las formulaciones convencionales de CBD, las nanoemulsiones permiten reducir la dosis del producto de cannabis y conseguir los mismos efectos.
Las emulsiones de aceite de cannabis son suspensiones de cannabinoides de tamaño micrométrico o nanométrico para productos a base de cannabis, cáñamo, THC o CBD, como tinturas, cápsulas, lociones y cartuchos de vapeo para cigarrillos electrónicos. Los cannabinoides, como el THC, el CBD, etc., son lipófilos (= hidrófobos). Por ello, requieren un cizallamiento intenso para dispersarse en formulaciones acuosas. Los cannabinoides no son solubles en agua, pero presentan una buena solubilidad en disolventes apolares, como aceites y grasas. Para superar la inmiscibilidad de los cannabinoides en agua se necesita una técnica de emulsificación adecuada. La cavitación ultrasónica intensa es una técnica bien conocida y consolidada para producir emulsiones estables con gotas de pequeño tamaño (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, microemulsiones y nanoemulsiones).
Los nanoemulsificadores ultrasónicos permiten producir nanoemulsiones de cannabis claras y de sabor agradable. La imagen muestra el sonicador UP400ST (400 W)
Aceite: Los aceites vegetales, como el aceite de oliva, el aceite de coco o el aceite MCT, favorecen la absorción de las sustancias activas del cannabis en el sistema digestivo. Los cannabinoides, como el CBD y el THC, apenas pueden absorberse sin aceite o grasa. Para lograr una absorción óptima, los extractos de cannabis suelen emulsionarse en aceite y, posteriormente, procesarse para obtener una emulsión.
Emulsionante: La lecitina, disponible en polvo, gránulos y forma líquida, es un emulsionante adecuado para productos alimentarios y médicos. En las emulsiones de aceite de cannabis, la lecitina es uno de los emulsionantes más habituales. Otros emulsionantes que ofrecen buenos resultados son la goma arábiga y los emulsionantes a base de almidón.
Cómo preparar una emulsión de cannabis mediante sonicación
Para preparar nanoemulsiones estables de CBD, una mezcla de polisorbato 80 y lecitina funciona muy bien. No es necesario comprar premezclas de precio excesivo, ya que ambos aditivos están fácilmente disponibles en calidad alimentaria.
- Polisorbato 80: también conocido como Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lecitina: Lipoid es un fabricante de lecitina de alta calidad.
Recetas para la formulación de nanoemulsiones de CBD
Para una nanoemulsión de CDB al 2wt% (aceite en agua), utilice: 2wt% de aceite de CBD, 2wt% de polisorbato 80, 1wt% de lecitina, 95wt% de agua
Para una nanoemulsión de CDB al 5wt% (aceite en agua), utilice: 5wt% de aceite de CBD, 3,3wt% de polisorbato 80, 1,7wt% de lecitina, 90wt% de agua
Requerimiento de energía ultrasónica: aprox. de 300 a 400 Ws/g de energía de sonicación a amplitudes de 40 a 70 micras. Los sonicadores UP200Ht o UP400St son equipos de emulsificación adecuados para hasta 5 L por lote.
Protocolo paso a paso para elaborar una nanoemulsión de CBD mediante ultrasonidos:
- Mezcla de aceites: para la preparación, ¡mezcle previamente aprox. 10 mL de aceite de cannabis (p. ej., aceite de CBD, has oil BHO) con 40 mL de aceite de oliva!
- Nanoemulsión de aceite en agua: para preparar la emulsión de aceite de cannabis, utilice un vaso de precipitados con aprox. 100 mL de agua. Añada aprox. 10-15 gramos de lecitina de soja líquida como emulsionante. El agua debe estar a temperatura ambiente. Coloque el vaso de precipitados con agua en un baño de agua para controlar la temperatura durante la sonicación. Sumerja el sonotrodo del UP400St en el vaso de precipitados con agua. Para la sonicación, ajuste la amplitud al 50%. Vierta lentamente la mezcla de aceite de cannabis y aceite de oliva en los 100 mL de agua a temperatura ambiente mientras somete el agua a sonicación para formar una nanoemulsión. Para obtener una mejor emulsión, añada la premezcla de aceites al agua justo debajo del sonotrodo con un cuentagotas o una jeringa.
En instalaciones de mayor escala que utilizan una celda de flujo, el Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 se emplea para inyectar el aceite de CBD directamente en la zona de cavitación ultrasónica situada debajo del sonotrodo ultrasónico. El MultiPhaseCavitator InsertMPC48 se utiliza para la producción ultrasónica de nanoemulsiones en línea y garantiza la nanoemulsificación uniforme del aceite de CBD en mezclas con agua.
La función de los aceites portadores en las nanoemulsiones ultrasónicas
Los aceites portadores son un componente importante en la preparación de nanoemulsiones de CBD mediante ultrasonidos.
Para crear una nanoemulsión estable, el aceite de CBD debe dispersarse de manera uniforme por toda la fase acuosa. Aquí es donde intervienen los aceites portadores. Estos suelen ser aceites más ligeros y menos viscosos, con mayor miscibilidad con el agua que el aceite de CBD. Se utilizan para diluir el aceite de CBD y facilitar su dispersión en la fase acuosa.
Los aceites portadores también influyen en la estabilidad de la nanoemulsión. El tipo de aceite portador utilizado puede afectar al tamaño de las gotas y a la estabilidad de la nanoemulsión. Por ejemplo, ciertos aceites pueden ser más adecuados para estabilizar gotas pequeñas, mientras que otros pueden ser mejores para evitar la coalescencia de las gotas con el paso del tiempo.
Además de su función práctica, los aceites portadores también pueden influir en las propiedades sensoriales del producto final. Pueden afectar a la textura, el color y el aroma de la nanoemulsión.
En conjunto, los aceites portadores son un componente importante en la preparación de nanoemulsiones de CBD mediante ultrasonidos. Ayudan a dispersar el aceite de CBD en la fase acuosa, estabilizan la nanoemulsión y pueden influir en las propiedades sensoriales del producto final.
Lista de aceites portadores adecuados para nanoemulsiones de CBD mediante ultrasonidos
En el ejemplo anterior utilizamos aceite de oliva como aceite portador para la nanoemulsión de aceite de cannabis preparada mediante ultrasonidos. Además del aceite de oliva, existen otras opciones de uso habitual. El mejor aceite portador para las nanoemulsiones de CBD puede depender de varios factores, como el tamaño de gota deseado, la estabilidad y las propiedades sensoriales del producto final. A continuación se presentan algunos aceites portadores habituales para las nanoemulsiones de CBD y algunas de sus propiedades:
- Aceite MCT (triglicéridos de cadena media): El aceite MCT es un aceite ligero, incoloro e insípido que se obtiene del aceite de coco. Es una opción popular para las nanoemulsiones de CBD porque es muy estable, tiene una larga vida útil y puede ayudar a producir gotas pequeñas.
- Aceite de girasol: El aceite de girasol es un aceite de sabor neutro con un alto contenido en ácidos grasos insaturados. Es una buena opción para las nanoemulsiones de CBD porque puede ayudar a producir gotas pequeñas y presenta una elevada estabilidad oxidativa.
- Aceite de semillas de cáñamo: El aceite de semillas de cáñamo es un aceite portador popular para los productos de CBD porque es rico en ácidos grasos omega-3 y omega-6. Puede utilizarse como aceite portador para las nanoemulsiones de CBD, pero puede no ser tan estable como otros aceites y puede producir gotas más grandes.
- Aceite de semillas de uva: El aceite de semillas de uva es un aceite ligero e insípido con un alto contenido en ácidos grasos insaturados. Es una buena opción para las nanoemulsiones de CBD porque puede ayudar a producir gotas pequeñas y presenta una elevada estabilidad oxidativa.
En última instancia, la elección del aceite portador dependerá de los requisitos específicos del producto y de las propiedades sensoriales deseadas. Cabe señalar que la elección del emulsionante y las condiciones de procesamiento (como el aporte de energía durante la sonicación) también pueden influir significativamente en las propiedades de la nanoemulsión final.
Curva de distribución estrecha de una nanoemulsión de aceite de cáñamo en agua preparada con el sonicador UP400St.
La nanoemulsificación ultrasónica se utiliza para producir nanoemulsiones estables de CBD con una biodisponibilidad superior.
Emulsión de aceite de cannabis que utiliza aceite de oliva como aceite portador.
Emulsiones liposomales de CBD
La sonicación es el método preferido para producir CDB liposomal o THC liposomal en forma de vesículas farmacéuticas y cosméticas. Los liposomas son nanoportadores de base lipídica para principios activos farmacológicos, que mejoran la biodisponibilidad y los efectos terapéuticos de sustancias activas como el CBD o el THC. Dado que los cannabinoides son moléculas muy delicadas, son propensos a degradarse tanto por oxidación como por la acción de distintas enzimas. La nanoencapsulación de CBD o THC en liposomas evita la degradación de los cannabinoides. La sonicación permite encapsular eficazmente los cannabinoides en liposomas.
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Estabilidad de las nanoemulsiones de THC/CBD
Para producir nanoemulsiones de aceite en agua (o/w) estables a largo plazo, es necesario utilizar un tensioactivo adecuado o formar liposomas que encapsulen los compuestos bioactivos lipófilos en un aceite portador. En el caso del aceite de cannabis, el aceite portador debe ser de calidad alimentaria y no debe interferir en el aspecto, el sabor ni la estabilidad del producto final. El aceite de coco (MCT) y el aceite de oliva son buenos aceites portadores para los cannabinoides. Los aceites portadores son un factor muy importante para crear una emulsión fisicoquímicamente estable, ya que pueden ayudar a protegerla frente a la maduración de Ostwald. La maduración de Ostwald es la fuerza impulsora que desestabiliza una emulsión al aumentar el tamaño de sus gotas. Las nanoemulsiones de triglicéridos de cadena larga son estables a largo plazo frente a la maduración de Ostwald. El aceite de oliva y el aceite de coco contienen triglicéridos de cadena larga, por lo que ambos son aceites portadores adecuados para el THC o el CBD.
Equipos ultrasónicos para nanoemulsificación
Puede producir una nanoemulsión de CBD en modo discontinuo o continuo utilizando un equipo de emulsificación ultrasónica. Los homogeneizadores ultrasónicos de Hielscher son potentes emulsificadores para producir nanoemulsiones estables de CBD. La producción ultrasónica de emulsiones de aceite de cannabis (o/w) es un procedimiento sencillo y rápido que destaca por sus resultados óptimos.
Hielscher Ultrasonics es el proveedor líder de sistemas ultrasónicos potentes y fiables. Su gama abarca desde equipos de laboratorio y de sobremesa hasta equipos plenamente industriales para procesar grandes volúmenes en condiciones exigentes. Entre las aplicaciones habituales de los equipos ultrasónicos de Hielscher se encuentran la emulsificación, la homogeneización y la extracción para alimentos y bebidas, así como para las industrias farmacéutica y cosmética.
| Volumen de emulsión por lote | Caudal de emulsión | Equipos recomendados |
|---|---|---|
| 0,5 a 1,5 mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | Mayor | conjunto de UIP16000 |
Extracción ultrasónica
La extracción ultrasónica es un proceso bien conocido y consolidado desde hace mucho tiempo para extraer compuestos valiosos de materias primas vegetales. Por ello, la sonicación es la técnica ideal para producir aceites de CBD de alta calidad. Mediante una cavitación ultrasónica controlable con precisión, se perforan las células vegetales y se impulsa el disolvente hacia su interior, donde incorpora compuestos intracelulares como cannabinoides, terpenos, flavonoides, etc.
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Datos de interés
Nanoemulsiones de THC y CBD
Las nanoemulsiones también se conocen como miniemulsiones o emulsiones submicrométricas. Las nanoemulsiones son emulsiones con un tamaño de gota de entre 20 y 500 nm. Una nanoemulsión es un sistema isotrópico termodinámicamente estable que consta de dos líquidos inmiscibles (p. ej., aceite y agua). Uno de los dos líquidos inmiscibles se dispersa muy finamente en la segunda fase para formar una sola fase. La adición de emulsionantes, como tensioactivos y cotensioactivos, estabiliza las emulsiones al evitar la coalescencia de las gotas. El tamaño y la forma de las partículas/gotas dispersas en la fase continua definen la principal diferencia entre una emulsión y una nanoemulsión. La maduración de Ostwald es el principal mecanismo de desestabilización de las nanoemulsiones de THC o CBD. La maduración de Ostwald es un proceso de degradación por difusión, lo que significa que una estructura no homogénea, como una emulsión, cambia con el tiempo. Las gotas de la emulsión aumentan de tamaño con el tiempo a medida que las gotas más pequeñas se disuelven y su material vuelve a depositarse en las gotas más grandes. El tipo de aceite influye considerablemente en la intensidad y la velocidad de la maduración de Ostwald. Esto significa que la elección de un aceite adecuado puede afectar significativamente a la estabilidad de la emulsión. Las nanoemulsiones mejoran la administración de principios activos (p. ej., fármacos).
Acerca del aceite de hachís extraído con butano (BHO)
El aceite de hachís se produce mediante extracción con disolventes, por ejemplo, extracción ultrasónica o extracción con C02 supercrítico asistida por ultrasonidos. Para producir aceite de hachís, se utiliza preferentemente material vegetal seco y descarboxilado. Los siguientes líquidos se utilizan con frecuencia como disolventes para la extracción de aceite de hachís: etanol, cloroformo, diclorometano, éter de petróleo, nafta, benceno, butano, metanol, isopropanol y aceite de oliva. Los disolventes apolares, como el benceno, el cloroformo y el éter de petróleo, no pueden extraer los componentes hidrosolubles de la marihuana o el hachís. Esto ayuda a obtener un aceite de hachís más potente. La extracción de extractos de cannabis con disolventes apolares produce un producto de mejor sabor que la extracción con disolventes polares. El lavado de los extractos con un álcali puede mejorar el olor y el sabor del aceite de hachís.
Almacene el aceite de hachís en un recipiente hermético y protéjalo de la exposición a la luz. La exposición al aire, al calor y a la luz hace que el aceite pierda su sabor y su psicoactividad debido al envejecimiento. La adición de antioxidantes a la formulación de aceite de hachís puede reducir este efecto negativo.
Acerca de los cannabinoides
Existen al menos 113 tipos de cannabinoides identificados en el cannabis. Los cannabinoides son sustancias fitoquímicas activas con efectos psicoactivos y/o médicos. El THC o tetrahidrocannabinol es el principal compuesto psicoactivo del cannabis. El CBD o cannabidiol es otro componente importante con efectos terapéuticos. Los cannabinoides son compuestos lipófilos y potencialmente lábiles en medio ácido. Los cannabinoides son insolubles en agua, pero muy solubles en disolventes apolares (p. ej., grasa y aceite). Para mejorar la digestión de los cannabinoides, los extractos de cannabis se mezclan con aceites portadores y después se procesan mediante ultrasonidos para obtener nanoemulsiones.