Huile de cannabis / Nanoémulsion de CBD par ultrasons

Obtenir des nanoémulsions de cannabis limpides et translucides est un véritable défi. Les émulsificateurs à ultrasons constituent une technique très efficace pour produire des nanoémulsions limpides, stables à long terme et encapsulant des cannabinoïdes. Le CBD, le CBG ou le THC nanoémulsifiés par ultrasons présentent une biodisponibilité nettement supérieure.

Préparer des nanoémulsions de CBD à l’aide d’une sonde à ultrasons

La cavitation ultrasonore est une méthode d’émulsification très efficace pour préparer des émulsions de qualité supérieure à l’échelle nanométrique. La sonication d’émulsions troubles (microémulsions, environ 150 à 100nm) les rend translucides ou limpides et transparentes, car elle réduit les gouttelettes de CBD à de très petites gouttelettes d’environ 10nm. Cela augmente considérablement la stabilité de l’émulsion. Les émulsions produites par ultrasons sont souvent stables par elles-mêmes, sans ajout d’émulsifiant ni de tensioactif.
Pour l’huile de cannabis, la nanoémulsification améliore l’absorption et la biodisponibilité des cannabinoïdes, produisant ainsi un effet plus marqué lors d’une administration orale. Par conséquent, par rapport aux formulations classiques de CBD, les nanoémulsions permettent de réduire la dose de produit à base de cannabis tout en obtenant les mêmes effets.

Les émulsions d’huile de cannabis sont des suspensions de cannabinoïdes de taille micrométrique ou nanométrique destinées à des produits à base de cannabis, de chanvre, de THC ou de CBD, tels que les teintures, les capsules, les lotions et les cartouches de vapotage pour cigarettes électroniques. 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 présentent une bonne solubilité dans les solvants non polaires tels que les huiles et les graisses. Une technique d’émulsification adaptée est nécessaire pour surmonter la non-miscibilité des cannabinoïdes dans l’eau. La cavitation ultrasonore intense est une technique bien connue et bien établie pour produire des émulsions fines et stables (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, microémulsions et nanoémulsions).

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 sont difficilement absorbés sans huile ni graisse. Pour obtenir une absorption optimale, les extraits de cannabis sont généralement émulsifiés dans l’huile, puis transformés en une émulsion.
Émulsifiant : La lécithine, disponible sous forme de poudre, de granulés ou de liquide, est un émulsifiant adapté aux produits alimentaires et médicaux. Pour les émulsions d’huile de cannabis, la lécithine est l’un des émulsifiants les plus courants. La gomme arabique et les émulsifiants à base d’amidon donnent également de bons résultats.

Comment préparer une émulsion de cannabis par sonication

Pour préparer des nanoémulsions de CBD stables, un mélange de Polysorbate 80 et de lécithine fonctionne très bien. Il n’est pas nécessaire d’acheter des prémélanges hors de prix, car ces deux additifs sont facilement disponibles en qualité alimentaire.

• Polysorbate 80: également connu sous les noms Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• Lécithine: 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 : 2wt% d’huile de CBD, 2wt% de Polysorbate 80, 1wt% de lécithine, 95wt% d’eau
Pour une nanoémulsion de CDB à 5wt% (huile dans l’eau), utiliser : 5wt% d’huile de CBD, 3,3wt% de Polysorbate 80, 1,7wt% de lécithine, 90wt% d’eau
 

Énergie ultrasonore nécessaire : environ 300 à 400Ws/g d’énergie de sonication à des amplitudes de 40 à 70 microns. Les sonicateurs UP200Ht ou UP400St sont des appareils d’émulsification adaptés à des volumes allant jusqu’à 5L par lot.
 

Protocole étape par étape pour préparer une nanoémulsion de CBD par ultrasons :

1. Mélange d’huiles : pour la préparation, prémélanger environ 10mL d’huile de cannabis (par exemple, huile de CBD, « has oil BHO ») avec 40mL d’huile d’olive !
2. Nanoémulsion huile dans l’eau : pour préparer l’émulsion d’huile de cannabis, prendre un bécher contenant environ 100mL d’eau. Ajouter environ 10–15 grammes de lécithine de soja liquide comme émulsifiant. L’eau doit être à température ambiante. Placer le bécher d’eau dans un bain d’eau afin de contrôler la température pendant la sonication. Immerger la sonotrode du UP400St dans le bécher contenant l’eau. Pour la sonication, régler l’amplitude à 50%. Verser lentement le mélange d’huile de cannabis et d’huile d’olive dans les 100mL d’eau à température ambiante tout en soumettant l’eau à la sonication pour former une nanoémulsion. Pour améliorer l’émulsion, ajouter le prémélange d’huiles dans l’eau, directement sous la sonotrode, à l’aide d’un compte-gouttes ou d’une seringue.

Pour les installations à plus grande échelle utilisant une cellule à circulation, le Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 sert à injecter l’huile de CBD directement dans la zone de cavitation ultrasonore située sous la sonotrode. Le MultiPhaseCavitator InsertMPC48 est utilisé pour la production en ligne de nanoémulsions par ultrasons et assure une nanoémulsification uniforme de l’huile de CBD dans les mélanges aqueux.

Le rôle des huiles porteuses dans les nanoémulsions produites par ultrasons

Les huiles porteuses constituent un composant important dans la préparation de nanoémulsions de CBD par ultrasons.
Pour créer une nanoémulsion stable, l’huile de CBD doit être dispersée uniformément dans toute la phase aqueuse. C’est là qu’interviennent les huiles porteuses. Il s’agit généralement d’huiles plus légères et moins visqueuses, qui sont plus miscibles avec l’eau que l’huile de CBD. Elles servent à diluer l’huile de CBD et à 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 influer sur 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 leur coalescence au fil du temps.
Outre leur rôle fonctionnel, les huiles porteuses peuvent également avoir un effet sur les propriétés sensorielles du produit final. Elles peuvent modifier la texture, la couleur et l’arôme de la nanoémulsion.
Dans l’ensemble, les huiles porteuses constituent un composant important dans la préparation de nanoémulsions de CBD par ultrasons. Elles contribuent à disperser l’huile de CBD dans la phase aqueuse et à stabiliser la nanoémulsion, et peuvent influer sur les propriétés sensorielles du produit final.

Liste d’huiles porteuses adaptées aux nanoémulsions de CBD produites par ultrasons

Dans notre exemple ci-dessus, nous utilisons l’huile d’olive comme huile porteuse pour la nanoémulsion d’huile de cannabis préparée par ultrasons. Outre l’huile d’olive, plusieurs autres options sont également couramment utilisées. Le choix de la meilleure huile porteuse 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 sans saveur, issue de l’huile de coco. C’est un choix courant pour les nanoémulsions de CBD, car elle est très stable, se conserve longtemps et peut contribuer à produire de petites gouttelettes.
• Huile de tournesol : L’huile de tournesol est une huile au goût neutre, riche en acides gras insaturés. Elle convient bien aux nanoémulsions de CBD, car elle peut contribuer à produire de petites gouttelettes et présente une grande stabilité à l’oxydation.
• Huile de graines de chanvre : L’huile de graines de chanvre est une huile porteuse couramment utilisée pour les produits à base de CBD, car elle est riche en acides gras oméga-3 et oméga-6. Elle peut servir d’huile porteuse pour les nanoémulsions de CBD, mais elle peut être moins stable que d’autres huiles et produire des gouttelettes plus grosses.
• Huile de pépins de raisin : L’huile de pépins de raisin est une huile légère et sans saveur, riche en acides gras insaturés. Elle convient bien aux nanoémulsions de CBD, car elle peut contribuer à produire de petites gouttelettes et présente une grande stabilité à l’oxydation.

En définitive, le choix de l’huile porteuse dépendra des exigences propres au produit et des propriétés sensorielles souhaitées. Il faut également tenir compte du fait que le choix de l’émulsifiant et les conditions de traitement (telles que l’apport d’énergie pendant la sonication) peuvent avoir un effet considérable sur les propriétés de la nanoémulsion finale.

Courbe de distribution étroite d’une nanoémulsion d’huile de chanvre dans l’eau préparée avec le sonicateur UP400St.

Émulsions liposomales de CBD

La sonication est la méthode privilégiée pour produire du CDB liposomal ou du THC liposomal sous forme de vésicules pharmaceutiques et cosmétiques. Les liposomes sont des nanovecteurs 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 fragiles, ils sont sujets à la dégradation par oxydation ainsi que par différentes enzymes. La nanoencapsulation du CBD ou du THC dans des liposomes empêche la dégradation des cannabinoïdes. La sonication permet d’encapsuler efficacement les cannabinoïdes dans des liposomes.
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Stabilité des nanoémulsions de THC/CBD

Pour produire des nanoémulsions huile dans l’eau (o/w) stables à long terme, il est nécessaire d’utiliser un tensioactif adapté 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 altérer l’aspect, le goût ou la stabilité du produit final. L’huile de coco (MCT) et l’huile d’olive sont de bonnes huiles porteuses pour les cannabinoïdes. Les huiles porteuses sont un facteur très important pour créer une émulsion physicochimiquement stable, car elles peuvent contribuer à la protéger contre le mûrissement d’Ostwald. Le mûrissement d’Ostwald est le phénomène moteur qui déstabilise une émulsion par grossissement des gouttelettes. Les nanoémulsions de triglycérides à chaîne longue sont stables à long terme face au mûrissement d’Ostwald. L’huile d’olive et l’huile de coco contiennent des triglycérides à chaîne longue ; toutes deux sont donc des huiles porteuses adaptées au THC ou au CBD.

Équipements à ultrasons 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 de puissants émulsificateurs permettant de produire des nanoémulsions de CBD stables. La production par ultrasons d’émulsions d’huile de cannabis (o/w) est une procédure simple et rapide qui convainc par ses résultats optimaux.
Hielscher Ultrasonics est le principal fournisseur de systèmes à ultrasons puissants et fiables. Sa gamme complète s’étend des appareils de laboratoire et de paillasse aux machines entièrement industrielles destinées au 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 dans l’industrie pharmaceutique ou cosmétique.