نانوامولسیون روغن کانابیس / CBD با فراصوت

تهیهٔ نانوامولسیون‌های شفاف و نیمه‌شفاف کانابیس چالشی واقعی است. امولسیون‌سازهای فراصوتی روشی بسیار کارآمد برای تولید نانوامولسیون‌های شفاف با پایداری بلندمدت هستند که کانابینوئیدها را کپسوله می‌کنند. CBD، CBG یا THC که با فراصوت به‌صورت نانوامولسیون درآمده‌اند، فراهمی زیستی به‌مراتب بالاتری دارند.

تهیهٔ نانوامولسیون‌های CBD با استفاده از پروب فراصوتی

کاویتاسیون فراصوتی روشی بسیار مؤثر برای امولسیون‌سازی و تهیهٔ امولسیون‌های باکیفیت در محدودهٔ نانو است. فراصوت‌دهی امولسیون‌های کدر (میکروامولسیون‌ها، تقریباً 150 تا 100nm) آن‌ها را نیمه‌شفاف یا زلال و شفاف می‌کند، زیرا اندازهٔ قطرات CBD را به قطرات بسیار ریز در محدودهٔ تقریباً 10nm کاهش می‌دهد. این امر پایداری امولسیون را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. امولسیون‌های تولیدشده با فراصوت اغلب بدون افزودن امولسیون‌ساز یا سورفکتانت، خودبه‌خود پایدار هستند.
در مورد روغن کانابیس، نانوامولسیون‌سازی جذب و فراهمی زیستی کانابینوئیدها را بهبود می‌دهد و در نتیجه، هنگام مصرف خوراکی اثر قوی‌تری ایجاد می‌کند. بنابراین، در مقایسه با فرمولاسیون‌های متداول CBD، نانوامولسیون‌ها امکان مصرف دوز کمتری از محصول کانابیس را با دستیابی به همان اثرات فراهم می‌کنند.

امولسیون‌های روغن کانابیس، سوسپانسیون‌هایی از کانابینوئیدها در ابعاد میکرونی یا نانویی برای محصولات مبتنی بر کانابیس، شاهدانه، THC یا CBD، مانند تنتورها، کپسول‌ها، لوسیون‌ها و کارتریج‌های ویپ سیگار الکترونیکی هستند. کانابینوئیدهایی مانند THC، CBD و غیره چربی‌دوست (= آب‌گریز) هستند. ازاین‌رو، پراکنده‌کردن کانابینوئید در فرمولاسیون‌های پایه‌آبی به برش شدید نیاز دارد. کانابینوئیدها در آب حل نمی‌شوند، اما در حلال‌های غیرقطبی مانند روغن‌ها و چربی‌ها حلالیت خوبی دارند. برای غلبه بر امتزاج‌ناپذیری کانابینوئیدها در آب، به روش مناسبی برای امولسیون‌سازی نیاز است. کاویتاسیون شدید فراصوتی روشی شناخته‌شده و تثبیت‌شده برای تولید امولسیون‌های ریزقطره و پایدار است (o/w، w/o، w/o/w، o/w/o، میکروامولسیون‌ها و نانوامولسیون‌ها).

روغن: روغن‌های گیاهی مانند روغن زیتون، روغن نارگیل یا روغن MCT به جذب مواد مؤثرهٔ کانابیس در دستگاه گوارش کمک می‌کنند. کانابینوئیدهایی مانند CBD و THC بدون روغن یا چربی به‌سختی جذب می‌شوند. برای دستیابی به جذب بهینه، عصاره‌های کانابیس عمدتاً در روغن امولسیون می‌شوند و سپس با پردازش بیشتر به امولسیون تبدیل می‌شوند.
امولسیون‌ساز: لسیتین که به‌شکل پودر، گرانول و مایع در دسترس است، امولسیون‌سازی مناسب برای محصولات غذایی و پزشکی است. لسیتین یکی از رایج‌ترین امولسیون‌سازها برای امولسیون‌های روغن کانابیس است. صمغ عربی یا امولسیون‌سازهای مبتنی بر نشاسته از دیگر امولسیون‌سازهایی هستند که نتایج خوبی به دست می‌دهند.

نحوهٔ تهیهٔ امولسیون کانابیس با فراصوت‌دهی

برای تهیهٔ نانوامولسیون‌های پایدار CBD، مخلوط پلی‌سوربات 80 و لسیتین بسیار خوب عمل می‌کند. نیازی به خرید پیش‌مخلوط‌های بیش‌ازحد گران نیست، زیرا هر دو افزودنی به‌آسانی با گرید غذایی در دسترس هستند.

• پلی‌سوربات 80: با نام‌های Alkest TW 80، Scattics، Canarcel، Poegasorb 80، Montanox 80 و Tween 80 نیز شناخته می‌شود
• لسیتین: Lipoid تولیدکنندهٔ لسیتین باکیفیت است.

 
دستورهای تهیه برای فرمولاسیون نانوامولسیون‌های CBD
 
برای نانوامولسیون CDB با غلظت 2wt% (روغن در آب) از این مواد استفاده کنید: 2wt% روغن CBD، 2wt% پلی‌سوربات 80، 1wt% لسیتین، 95wt% آب
برای نانوامولسیون CDB با غلظت 5wt% (روغن در آب) از این مواد استفاده کنید: 5wt% روغن CBD، 3٫3wt% پلی‌سوربات 80، 1٫7wt% لسیتین، 90wt% آب
 

انرژی فراصوتی موردنیاز: تقریباً 300 تا 400Ws/g انرژی فراصوت‌دهی در دامنه‌های 40 تا 70 میکرون. سونیکاتورهای UP200Ht یا UP400St دستگاه‌های مناسبی برای امولسیون‌سازی تا حجم 5L در هر بچ هستند.
 

پروتکل گام‌به‌گام تهیهٔ نانوامولسیون CBD با فراصوت:

1. مخلوط روغن: برای آماده‌سازی، ابتدا تقریباً 10mL روغن کانابیس (مثلاً روغن CBD، روغن حشیش BHO) را با 40mL روغن زیتون مخلوط کنید!
2. نانوامولسیون روغن در آب: برای تهیهٔ امولسیون روغن کانابیس، بشری حاوی تقریباً 100mL آب بردارید. تقریباً 10–15 گرم لسیتین مایع سویا به‌عنوان امولسیون‌ساز اضافه کنید. آب باید هم‌دمای اتاق باشد. برای کنترل دما هنگام فراصوت‌دهی، بشر حاوی آب را در حمام آب قرار دهید. سونوتْرود UP400St را در بشر حاوی آب فرو ببرید. برای فراصوت‌دهی، دامنه را روی 50% تنظیم کنید. هم‌زمان با فراصوت‌دهی آب، مخلوط روغن کانابیس/روغن زیتون را به‌آرامی به 100mL آب هم‌دمای اتاق اضافه کنید تا نانوامولسیون تشکیل شود. برای دستیابی به امولسیون بهتر، پیش‌مخلوط روغن را با قطره‌چکان یا سرنگ، درست زیر سونوتْرود به آب اضافه کنید.

در سامانه‌های بزرگ‌مقیاس‌تر که از سلول جریان استفاده می‌کنند، Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 برای تزریق مستقیم روغن CBD به ناحیهٔ کاویتاسیون فراصوتی زیر سونوتْرود فراصوتی به کار می‌رود. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 برای تولید درون‌خطی نانوامولسیون‌ها با فراصوت به کار می‌رود و نانوامولسیون‌سازی یکنواخت روغن CBD را در مخلوط‌های آبی تضمین می‌کند.

نقش روغن‌های حامل در نانوامولسیون‌های فراصوتی

روغن‌های حامل یکی از اجزای مهم در تهیهٔ نانوامولسیون‌های فراصوتی CBD هستند.
برای ایجاد نانوامولسیونی پایدار، روغن CBD باید به‌طور یکنواخت در سراسر فاز آبی پراکنده شود. اینجاست که روغن‌های حامل وارد عمل می‌شوند. روغن‌های حامل معمولاً روغن‌هایی سبک‌تر با گرانروی کمتر هستند که نسبت به روغن CBD امتزاج‌پذیری بیشتری با آب دارند. از آن‌ها برای رقیق‌کردن روغن CBD و آسان‌ترکردن پراکندگی آن در فاز آبی استفاده می‌شود.
روغن‌های حامل در پایداری نانوامولسیون نیز نقش دارند. نوع روغن حامل مورد استفاده می‌تواند بر اندازهٔ قطرات و پایداری نانوامولسیون تأثیر بگذارد. برای مثال، برخی روغن‌ها ممکن است در پایدارسازی قطرات کوچک بهتر عمل کنند، درحالی‌که برخی دیگر در جلوگیری از هم‌جوشی قطرات در گذر زمان مؤثرتر باشند.
روغن‌های حامل علاوه بر نقش عملکردی خود، می‌توانند بر ویژگی‌های حسی محصول نهایی نیز تأثیر بگذارند. آن‌ها می‌توانند بافت، رنگ و رایحهٔ نانوامولسیون را تغییر دهند.
در مجموع، روغن‌های حامل یکی از اجزای مهم در تهیهٔ نانوامولسیون‌های فراصوتی CBD هستند. آن‌ها به پراکندگی روغن CBD در فاز آبی و پایدارسازی نانوامولسیون کمک می‌کنند و می‌توانند بر ویژگی‌های حسی محصول نهایی تأثیر بگذارند.

فهرست روغن‌های حامل مناسب برای نانوامولسیون‌های فراصوتی CBD

در مثال بالا، از روغن زیتون به‌عنوان روغن حامل برای نانوامولسیون روغن کانابیس تهیه‌شده با فراصوت استفاده می‌کنیم. علاوه بر روغن زیتون، چندین گزینهٔ دیگر نیز کاربرد رایج دارند. بهترین روغن حامل برای نانوامولسیون‌های CBD می‌تواند به عواملی مانند اندازهٔ مطلوب قطرات، پایداری و ویژگی‌های حسی محصول نهایی بستگی داشته باشد. در ادامه، برخی روغن‌های حامل رایج برای نانوامولسیون‌های CBD و تعدادی از ویژگی‌های آن‌ها آمده است:

• روغن MCT (تری‌گلیسرید زنجیره‌متوسط): روغن MCT روغنی سبک، بی‌رنگ و بی‌طعم است که از روغن نارگیل به دست می‌آید. این روغن گزینه‌ای پرطرفدار برای نانوامولسیون‌های CBD است، زیرا پایداری بسیار بالا و ماندگاری طولانی دارد و می‌تواند به تولید قطرات کوچک کمک کند.
• روغن آفتابگردان: روغن آفتابگردان روغنی با طعم خنثی و سرشار از اسیدهای چرب غیراشباع است. این روغن گزینهٔ مناسبی برای نانوامولسیون‌های CBD است، زیرا می‌تواند به تولید قطرات کوچک کمک کند و پایداری اکسایشی بالایی دارد.
• روغن دانهٔ شاهدانه: روغن دانهٔ شاهدانه روغن حاملی پرطرفدار برای محصولات CBD است، زیرا سرشار از اسیدهای چرب امگا-3 و امگا-6 است. می‌توان از آن به‌عنوان روغن حامل برای نانوامولسیون‌های CBD استفاده کرد، اما ممکن است به‌اندازهٔ سایر روغن‌ها پایدار نباشد و قطرات بزرگ‌تری ایجاد کند.
• روغن هستهٔ انگور: روغن هستهٔ انگور روغنی سبک و بی‌طعم است که مقدار زیادی اسید چرب غیراشباع دارد. این روغن گزینهٔ مناسبی برای نانوامولسیون‌های CBD است، زیرا می‌تواند به تولید قطرات کوچک کمک کند و پایداری اکسایشی بالایی دارد.

در نهایت، انتخاب روغن حامل به الزامات خاص محصول و ویژگی‌های حسی مطلوب بستگی دارد. باید توجه داشت که انتخاب امولسیون‌ساز و شرایط پردازش (مانند انرژی ورودی هنگام فراصوت‌دهی) نیز می‌تواند تأثیر چشمگیری بر ویژگی‌های نانوامولسیون نهایی داشته باشد.

منحنی توزیع باریک نانوامولسیون روغن شاهدانه در آب، تهیه‌شده با سونیکاتور UP400St.

امولسیون‌های لیپوزومی CBD

فراصوت‌دهی روش ترجیحی برای تولید CDB لیپوزومی یا THC لیپوزومی به‌صورت وزیکول‌های دارویی و آرایشی است. لیپوزوم‌ها نانوحامل‌هایی با پایهٔ لیپیدی برای اجزای فعال دارو هستند که فراهمی زیستی و اثرات درمانی مواد مؤثره‌ای مانند CBD یا THC را بهبود می‌دهند. ازآنجاکه کانابینوئیدها مولکول‌هایی بسیار حساس هستند، هم در اثر اکسایش و هم در اثر آنزیم‌های مختلف مستعد تخریب‌اند. نانوکپسوله‌سازی CBD یا THC در لیپوزوم‌ها از تخریب کانابینوئیدها جلوگیری می‌کند. فراصوت‌دهی می‌تواند کانابینوئیدها را به‌طور مؤثر در لیپوزوم‌ها کپسوله کند.
برای مطالعهٔ بیشتر دربارهٔ کپسوله‌سازی لیپوزومی مواد مؤثره، اینجا کلیک کنید!
 

پایداری نانوامولسیون THC/CBD

برای تولید نانوامولسیون‌های روغن در آب (o/w) با پایداری بلندمدت، استفاده از سورفکتانت مناسب یا تشکیل لیپوزوم‌هایی که ترکیبات زیست‌فعال چربی‌دوست را در روغن حامل کپسوله می‌کنند، ضروری است. برای روغن کانابیس، روغن حامل باید گرید غذایی داشته باشد و نباید بر ظاهر، طعم یا پایداری محصول نهایی اثر نامطلوب بگذارد. روغن نارگیل (MCT) و روغن زیتون روغن‌های حامل مناسبی برای کانابینوئیدها هستند. روغن‌های حامل عامل بسیار مهمی در ایجاد امولسیونی با پایداری فیزیکوشیمیایی هستند، زیرا ممکن است به جلوگیری از رسیدگی استوالد در امولسیون کمک کنند. رسیدگی استوالد نیروی محرکی است که با درشت‌شدن قطرات، امولسیون را ناپایدار می‌کند. نانوامولسیون‌های تری‌گلیسرید زنجیره‌بلند در برابر رسیدگی استوالد پایداری بلندمدت دارند. روغن زیتون و روغن نارگیل حاوی تری‌گلیسریدهای زنجیره‌بلند هستند؛ بنابراین هر دو، یعنی روغن زیتون و روغن نارگیل، روغن‌های حامل مناسبی برای THC یا CBD هستند.

تجهیزات فراصوتی برای نانوامولسیون‌سازی

با استفاده از دستگاه امولسیون‌سازی فراصوتی می‌توانید نانوامولسیون CBD را به‌صورت بچ یا پیوسته تولید کنید. هموژنایزرهای فراصوتی Hielscher امولسیون‌سازهایی قدرتمند برای تولید نانوامولسیون‌های پایدار CBD هستند. تولید فراصوتی امولسیون‌های روغن کانابیس (o/w) فرایندی آسان و سریع است که با نتایج بهینهٔ خود، کارآمدی‌اش را ثابت می‌کند.
Hielscher Ultrasonics تأمین‌کنندهٔ پیشرو سامانه‌های فراصوتی قدرتمند و قابل‌اعتماد است. این شرکت طیف کاملی از دستگاه‌های آزمایشگاهی و رومیزی تا ماشین‌آلات کاملاً صنعتی را برای پردازش حجم‌های زیاد در شرایط دشوار پوشش می‌دهد. کاربردهای رایج دستگاه‌های فراصوتی Hielscher شامل امولسیون‌سازی، همگن‌سازی و استخراج در صنایع غذایی و نوشیدنی و همچنین صنایع دارویی یا آرایشی است.