Nanoémulsion d'huile de cannabis / CBD par ultrasons
Produire des nanoémulsions de cannabis claires et translucides est un véritable défi. Les émulsifiants ultrasoniques sont une technique très efficace pour produire des nanoémulsions claires et stables à long terme encapsulant des cannabinoïdes. Le CBD, le CBG ou le THC nano-émulsifiés par ultrasons ont une biodisponibilité nettement plus élevée.
Fabriquer des nano-émulsions de CBD à l'aide d'une sonde ultrasonique
La cavitation ultrasonique est une méthode d'émulsification très efficace pour préparer des émulsions supérieures de l'ordre du nanomètre. La sonication d'émulsions turbides (micro-émulsions, environ 150 à 100 nm) les rend translucides ou claires et transparentes, car elle réduit la taille des gouttelettes CBD à de petites gouttelettes de l'ordre d'environ 10 nm. La stabilité de l'émulsion s'en trouve considérablement accrue. Les émulsions produites par ultrasons sont souvent auto-stables sans ajout d'émulsifiant ou de surfactant.
Pour l'huile de cannabis, la nanoémulsification améliore l'absorption et la biodisponibilité des cannabinoïdes, produisant ainsi un effet plus profond lorsqu'ils sont administrés par voie orale. Par conséquent, comparées aux formulations conventionnelles de CBD, les nanoémulsions permettent de réduire le dosage du produit de cannabis tout en obtenant les mêmes effets.
Les émulsions d'huile de cannabis sont des suspensions de cannabinoïdes de taille micrométrique ou nanométrique pour les produits à base de cannabis, de chanvre, de THC ou de CBD tels que les teintures, les gélules, les lotions et les cartouches d'e-cigarette. Les cannabinoïdes tels que le THC, le CBD, etc. sont lipophiles (= hydrophobes). Ils nécessitent donc un cisaillement intense pour être dispersés dans des formulations à base d'eau. Les cannabinoïdes ne sont pas solubles dans l'eau, mais ils présentent une bonne solubilité dans les solvants non polaires tels que les huiles et les graisses. Une technique d'émulsification appropriée est nécessaire pour surmonter l'immiscibilité des cannabinoïdes dans l'eau. La cavitation ultrasonique intense est une technique bien connue et bien établie pour produire des émulsions stables de taille fine (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, micro- et nanoémulsions).
Les nano-émulsifiants à ultrasons permettent de produire des nanoémulsions de cannabis claires et savoureuses. L'image montre le ultrasonateur UP400ST (400W)
Huile : Les huiles végétales telles que l'huile d'olive, l'huile de coco ou l'huile MCT favorisent l'absorption des substances actives du cannabis dans le système digestif. Les cannabinoïdes tels que le CBD et le THC peuvent difficilement être absorbés sans huile ou graisse. Pour obtenir une absorption optimale, les extraits de cannabis sont le plus souvent émulsifiés dans de l'huile, puis transformés en émulsion.
Emulsifiant : La lécithine, disponible sous forme de poudre, de granulés et de liquide, est un émulsifiant qui convient aux produits alimentaires et médicaux. Pour les émulsions d'huile de cannabis, la lécithine est l'un des émulsifiants les plus courants. D'autres émulsifiants qui donnent de bons résultats sont la gomme arabique ou les émulsifiants à base d'amidon.
Comment préparer une émulsion de cannabis par sonication ?
Pour préparer des nano-émulsions de CBD stables, un mélange de polysorbate 80 et de lécithine fonctionne très bien. Il n'est pas nécessaire d'acheter des pré-mélanges hors de prix car ces deux additifs sont facilement disponibles en qualité alimentaire.
- Polysorbate 80également connu sous le nom d'Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lecitine: Lipoid est un fabricant de lécithine de haute qualité.
Recettes pour la formulation de nanoémulsions de CBD
Pour une nanoémulsion de CDB à 2wt% (huile dans l'eau), utiliser : 2 % d'huile de CBD, 2 % de polysorbate 80, 1 % de lécithine, 95 % d'eau.
Pour une nanoémulsion de CDB à 5wt% (huile dans l'eau), utiliser : 5 % en poids d'huile de CBD, 3,3 % en poids de polysorbate 80, 1,7 % en poids de lécithine, 90 % en poids d'eau.
Énergie ultrasonique requise : environ 300 à 400 Ws/g d'énergie de sonication à des amplitudes de 40 à 70 microns. Les ultrasons UP200Ht ou UP400St sont des appareils d'émulsification qui conviennent pour des volumes allant jusqu'à 5 litres par lot.
Protocole étape par étape pour la fabrication d'une nanoémulsion ultrasonique de CBD :
- Mélange d'huile : Pour la préparation, pré-mélanger environ 10 ml d'huile de cannabis (par ex. huile de CBD, huile de haschisch BHO) avec 40 ml d'huile d'olive !
- Nanoémulsion d'huile dans l'eau : Pour préparer l'émulsion d'huile de cannabis, prenez un bécher contenant environ 100 ml d'eau. Comme émulsifiant, ajoutez environ 10 à 15 grammes de lécithine de soja liquide. L'eau doit être à température ambiante. Placez le bécher dans un bain-marie afin de contrôler la température pendant la sonication. Plongez la sonotrode de l'UP400St dans le bécher d'eau. Pour la sonication, régler l'amplitude à 50 %. Versez lentement le mélange d'huile de cannabis et d'huile d'olive dans les 100 ml d'eau à température ambiante tout en sonifiant l'eau pour former une nanoémulsion. Afin d'améliorer l'émulsion, ajoutez le prémélange d'huile dans l'eau juste sous la sonotrode à l'aide d'un compte-gouttes ou d'une seringue.
Pour les installations à plus grande échelle utilisant une cellule d'écoulement, le Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 est utilisé pour injecter l'huile de CBD directement dans la zone de cavitation ultrasonique sous la sonotrode ultrasonique. L'insert de cavitateur multiphaseMPC48 est utilisé pour la production en ligne de nanoémulsions par ultrasons et assure la nano-émulsification uniforme de l'huile de CBD dans des mélanges d'eau.
Le rôle des huiles porteuses dans les nanoémulsions ultrasoniques
Les huiles porteuses sont un élément important dans la préparation des nanoémulsions ultrasoniques de CBD.
Pour créer une nanoémulsion stable, l'huile de CBD doit être dispersée uniformément dans la phase aqueuse. C'est là que les huiles porteuses entrent en jeu. Les huiles porteuses sont généralement des huiles plus légères et moins visqueuses qui sont plus miscibles avec l'eau que l'huile de CBD. Elles sont utilisées pour diluer l'huile de CBD et faciliter sa dispersion dans la phase aqueuse.
Les huiles porteuses jouent également un rôle dans la stabilité de la nanoémulsion. Le type d'huile porteuse utilisé peut affecter la taille des gouttelettes et la stabilité de la nanoémulsion. Par exemple, certaines huiles peuvent mieux stabiliser les petites gouttelettes, tandis que d'autres peuvent mieux prévenir la coalescence des gouttelettes au fil du temps.
Outre leur rôle fonctionnel, les huiles porteuses peuvent également avoir un impact sur les propriétés sensorielles du produit final. Elles peuvent affecter la texture, la couleur et l'arôme de la nanoémulsion.
Dans l'ensemble, les huiles porteuses sont un composant important dans la préparation des nanoémulsions ultrasoniques de CBD. Elles aident à disperser l'huile de CBD dans la phase aqueuse, à stabiliser la nanoémulsion et peuvent avoir un impact sur les propriétés sensorielles du produit final.
Liste de bonnes huiles de support pour les nanoémulsions ultrasoniques de CBD
Dans notre exemple ci-dessus, nous utilisons l'huile d'olive comme huile de support pour la nanoémulsion d'huile de cannabis préparée par ultrasons. Outre l'huile d'olive, plusieurs autres options sont également couramment utilisées. La meilleure huile de support pour les nanoémulsions de CBD peut dépendre de plusieurs facteurs, tels que la taille des gouttelettes souhaitée, la stabilité et les propriétés sensorielles du produit final. Voici quelques huiles porteuses couramment utilisées pour les nanoémulsions de CBD et certaines de leurs propriétés :
- Huile MCT (triglycérides à chaîne moyenne) : L'huile MCT est une huile légère, incolore et insipide dérivée de l'huile de coco. C'est un choix populaire pour les nanoémulsions de CBD car elle est très stable, a une longue durée de conservation et peut aider à produire de petites gouttelettes.
- Huile de tournesol : L'huile de tournesol est une huile au goût neutre, riche en acides gras insaturés. C'est un bon choix pour les nanoémulsions de CBD car elle permet de produire de petites gouttelettes et présente une grande stabilité à l'oxydation.
- Huile de chanvre : L'huile de chanvre est une huile de support populaire pour les produits CBD car elle est riche en acides gras oméga-3 et oméga-6. Elle peut être utilisée comme huile de support pour les nanoémulsions de CBD, mais elle n'est pas aussi stable que d'autres huiles et peut produire de plus grosses gouttelettes.
- Huile de pépins de raisin : L'huile de pépins de raisin est une huile légère et insipide, riche en acides gras insaturés. C'est un bon choix pour les nanoémulsions de CBD car elle permet de produire de petites gouttelettes et présente une grande stabilité à l'oxydation.
En fin de compte, le choix de l'huile porteuse dépendra des exigences spécifiques du produit et des propriétés sensorielles souhaitées. Il est important de noter que le choix de l'émulsifiant et les conditions de traitement (telles que l'apport d'énergie pendant l'ultrasonication) peuvent également avoir un impact significatif sur les propriétés de la nanoémulsion finale.
Courbe de distribution étroite de la nanoémulsion huile de chanvre dans l'eau préparée avec l'appareil à ultrasons UP400St.
La nano-émulsification ultrasonique est utilisée pour produire des nanoémulsions stables de CBD avec une biodisponibilité supérieure.
Émulsion d'huile de cannabis utilisant l'huile d'olive comme support.
Emulsions liposomales de CBD
L'ultrasonification est la méthode préférée pour produire des vésicules pharmaceutiques et cosmétiques à base de CBD ou de THC liposomal. Les liposomes sont des nanocarriers à base de lipides pour les composants actifs des médicaments, qui améliorent la biodisponibilité et les effets thérapeutiques des substances actives telles que le CBD ou le THC. Les cannabinoïdes étant des molécules très délicates, elles sont sujettes à la dégradation par oxydation ainsi qu'à la dégradation par différentes enzymes. La nano-encapsulation du CBD ou du THC dans des liposomes empêche la dégradation des cannabinoïdes. La sonication peut encapsuler efficacement les cannabinoïdes dans des liposomes.
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Stabilité de la nanoémulsion THC/CBD
Pour produire des nanoémulsions huile dans eau (o/w) stables à long terme, il est nécessaire d'utiliser un tensioactif approprié ou de former des liposomes qui encapsulent les composés bioactifs lipophiles dans une huile porteuse. Pour l'huile de cannabis, l'huile porteuse doit être de qualité alimentaire et ne doit pas interférer avec l'apparence, le goût ou la stabilité du produit final. L'huile de coco (MCT) et l'huile d'olive sont de bons supports pour les cannabinoïdes. Les huiles porteuses sont un facteur très important pour créer une émulsion physico-chimiquement stable car elles peuvent aider à prévenir l'émulsion contre le mûrissement d'Ostwald. Le mûrissement d'Ostwald est la force motrice qui déstabilise une émulsion par le grossissement des gouttelettes. Les nanoémulsions de triglycérides à longue chaîne sont stables à long terme contre le mûrissement d'Ostwald. L'huile d'olive et l'huile de coco contiennent des triglycérides à longue chaîne, de sorte que les deux huiles sont des huiles porteuses appropriées pour le THC ou le CBD.
Équipement ultrasonique pour la nanoémulsification
Vous pouvez produire une nanoémulsion de CBD en mode discontinu ou continu à l'aide d'une machine d'émulsification à ultrasons. Les homogénéisateurs à ultrasons Hielscher sont des émulsifiants puissants qui permettent de produire des nano-émulsions de CBD stables. La production par ultrasons d'émulsions d'huile de cannabis (o/w) est une procédure facile et rapide, qui convainc par des résultats optimaux.
Hielscher Ultrasonics est le principal fournisseur de systèmes à ultrasons puissants et fiables. Sa gamme s'étend des appareils de laboratoire et de paillasse aux machines industrielles complètes pour le traitement de grands volumes dans des conditions exigeantes. Les applications courantes des machines à ultrasons Hielscher comprennent l'émulsification, l'homogénéisation et l'extraction pour les aliments et les boissons, ainsi que pour l'industrie pharmaceutique ou cosmétique.
| Volume du lot d'émulsion | Débit d'émulsion | Dispositifs recommandés |
|---|---|---|
| 00,5 à 1,5 ml | n.d. | VialTweeter |
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 à 20L | 0.2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000 |
| n.d. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | plus grande | groupe de UIP16000 |
extraction par ultrasons
L'extraction par ultrasons est bien connue et constitue un processus établi de longue date pour extraire les composés précieux des plantes. La sonification est donc la technique idéale pour produire des huiles de CBD de haute qualité. Grâce à la cavitation ultrasonique contrôlable avec précision, les cellules végétales sont perforées et le solvant est poussé à l'intérieur de la cellule, où il absorbe les composés intracellulaires tels que les cannabinoïdes, les terpènes, les flavonoïdes, etc.
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Qu'il faut savoir
Nanoémulsions de THC et de CBD
Les nanoémulsions sont également connues sous le nom de miniémulsions ou d'émulsions submicroniques. Les nanoémulsions sont des émulsions dont la taille des gouttelettes est comprise entre 20 et 500 nm. Une nanoémulsion est un système isotrope thermodynamiquement stable, composé de deux liquides non miscibles (par exemple, de l'huile et de l'eau). L'un des deux liquides non miscibles est dispersé très finement dans la seconde phase afin de former une phase unique. L'ajout d'émulsifiants, par exemple des surfactants et des co-surfactants, stabilise les émulsions en empêchant la coalescence des gouttelettes. La taille et la forme des particules/gouttelettes dispersées dans la phase continue constituent la principale différence entre une émulsion et une nanoémulsion. Le mûrissement d'Ostwald est le principal mécanisme de déstabilisation des nanoémulsions de THC ou de CBD. Le mûrissement d'Ostwald est un processus de dégradation par diffusion, ce qui signifie qu'une structure inhomogène telle qu'une émulsion change avec le temps. Les gouttelettes de l'émulsion augmentent avec le temps, car les plus petites gouttelettes se dissolvent et redéposent leur matière sur les gouttelettes plus grosses. Le type d'huile a une influence majeure sur l'intensité et la vitesse du mûrissement d'Ostwald. Cela signifie que le choix d'une huile appropriée peut affecter la stabilité de l'émulsion de manière significative. Les nanoémulsions permettent une meilleure libération des ingrédients actifs (par exemple, les médicaments).
A propos du Butane Hash Oil (BHO)
L'huile de haschisch est produite par extraction au solvant, par exemple par extraction ultrasonique ou par extraction au C02 supercritique assistée par ultrasons. Pour la production d'huile de haschisch, on utilise de préférence du matériel végétal sec et décarboxylé. Les liquides suivants sont des solvants fréquemment utilisés pour l'extraction de l'huile de haschisch : éthanol, chloroforme, dichlorométhane, éther de pétrole, naphta, benzène, butane, méthanol, isopropanol et huile d'olive. Les solvants non polaires tels que le benzène, le chloroforme et l'éther de pétrole ne peuvent pas extraire les composants hydrosolubles de la marijuana ou du haschisch. Cela permet d'obtenir une huile de haschisch plus puissante. L'extraction d'extraits de cannabis à l'aide de solvants non polaires donne un produit de meilleur goût que l'extraction à l'aide de solvants polaires. Le lavage des extraits avec de l'alcali peut améliorer l'odeur et le goût de l'huile de haschisch.
Conservez l'huile de haschisch dans un récipient hermétique et protégez-la de l'exposition à la lumière. L'exposition à l'air, à la chaleur et à la lumière fait perdre à l'huile son goût et sa psychoactivité en raison du vieillissement. L'ajout d'antioxydants à la formulation de l'huile de haschisch peut réduire cet effet négatif.
À propos des cannabinoïdes
Il existe au moins 113 types de cannabinoïdes identifiés dans le cannabis. Les cannabinoïdes sont des substances phytochimiques actives ayant des effets psychoactifs et/ou médicaux. Le THC ou tétrahydrocannabinol est le principal composé psychoactif du cannabis. Le CBD ou cannabidiol est un autre ingrédient important ayant des effets thérapeutiques. Les cannabinoïdes sont des composés lipophiles et potentiellement acido-labiles. Les cannabinoïdes sont insolubles dans l'eau, mais très solubles dans les solvants non polaires (par exemple les graisses et les huiles). Pour améliorer la digestion des cannabinoïdes, les extraits de cannabis sont mélangés à des huiles porteuses, puis transformés par ultrasons en nano-émulsions.