કેનાબિસમાંથી કેનાબિડાયોલ (CBD)નું અત્યંત કાર્યક્ષમ નિષ્કર્ષણ

જાણવા યોગ્ય તથ્યો

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નિષ્કર્ષણના ફાયદા

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ ધ્વનિક કેવિટેશનના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. પ્રવાહીમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડના પરિણામે કેવિટેશન થાય છે અને તે ઊર્જાસઘન યાંત્રિક અસરોથી ઓળખાય છે, જે હોટ-સ્પોટ્સ તરીકે ઓળખાતાં સ્થાનોમાં થાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ – કેવિટેશનની અસરો

જ્યારે ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને પ્રવાહીમાં યુગ્મિત કરવામાં આવે છે (દા.ત. દ્રાવકમાં વનસ્પતિ સામગ્રી ધરાવતું નિલંબન), ત્યારે અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો પ્રવાહીમાંથી પસાર થઈને વારાફરતી ઉચ્ચ દબાણ / નીચા દબાણનાં ચક્રો સર્જે છે. નીચા દબાણનાં ચક્રો દરમિયાન, સૂક્ષ્મ નિર્વાત પરપોટા (કેવિટેશન પરપોટા તરીકે ઓળખાતા) સર્જાય છે, જે દબાણનાં અનેક ચક્રો દરમિયાન વધે છે. ચોક્કસ કદે પહોંચ્યા પછી, જ્યારે પરપોટા વધુ ઊર્જા શોષી શકતા નથી, ત્યારે તેઓ ઉચ્ચ દબાણના ચક્ર દરમિયાન પ્રચંડ રીતે અંદરની તરફ ધસી પડીને ફૂટે છે. પરપોટાના આ અંતઃસ્ફોટની લાક્ષણિકતા તીવ્ર કેવિટેશન બળો છે, જેમાં સૂક્ષ્મ વમળો અને 100m/s સુધીની ગતિ ધરાવતા પ્રવાહી પ્રવાહોનો સમાવેશ થાય છે. કેવિટેશનની આ કર્તન અસરોને ધ્વનિ-યાંત્રિક અસરો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. જૈવસક્રિય અણુઓનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ મુખ્યત્વે ધ્વનિ-યાંત્રિક અસરોને કારણે થાય છે:
અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનની અસાધારણ પરિસ્થિતિઓ કોષભિત્તિઓ અને પટલોમાં છિદ્રો પાડે છે અને/અથવા તેમને તોડી નાખે છે તથા નમૂનામાં દ્રાવકના વધુ પ્રવેશને શક્ય બનાવે છે. તેથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ સંયોજનોને અત્યંત ઝડપથી અલગ કરે છે – તે ઓછા પ્રક્રિયા સમયમાં, વધુ ઉપજ સાથે અને નીચા તાપમાને પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ કરતાં ચડિયાતું કાર્ય કરે છે. સૌમ્ય (ધ્વનિ-)યાંત્રિક ઉપચાર તરીકે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નિષ્કર્ષણ જૈવસક્રિય સંયોજનોનું ઉષ્મીય વિઘટન અટકાવે છે અને પરંપરાગત દ્રાવક નિષ્કર્ષણ, જલનિસ્યંદન અથવા Soxhlet નિષ્કર્ષણ જેવી અન્ય તકનીકો કરતાં ચડિયાતું કાર્ય કરે છે, જે ઉષ્મા પ્રત્યે સંવેદનશીલ અણુઓનો નાશ કરવા માટે જાણીતી છે. આ લાભોને કારણે વનસ્પતિઓમાંથી તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ સક્રિય સંયોજનો મુક્ત કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પસંદગીની તકનીક બને છે.
તેથી વનસ્પતિ સામગ્રીમાંથી પોલિફિનોલ્સ, ટેર્પીન્સ, આવશ્યક તેલો અને કેનાબિનોઇડ્સ જેવા જૈવસક્રિય અણુઓ કાઢવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પસંદગીની તકનીક છે.

અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનની અસાધારણ પરિસ્થિતિઓ કોષભિત્તિઓ અને પટલોમાં છિદ્રો પાડે છે અને/અથવા તેમને તોડી નાખે છે તથા નમૂનામાં દ્રાવકના વધુ પ્રવેશને શક્ય બનાવે છે. તેથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ સંયોજનોને અત્યંત ઝડપથી અલગ કરે છે – તે ઓછા પ્રક્રિયા સમયમાં, વધુ ઉપજ સાથે અને નીચા તાપમાને પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ કરતાં ચડિયાતું કાર્ય કરે છે. સૌમ્ય યાંત્રિક ઉપચાર તરીકે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નિષ્કર્ષણ જૈવસક્રિય સંયોજનોનું ઉષ્મીય વિઘટન અટકાવે છે અને પરંપરાગત દ્રાવક નિષ્કર્ષણ, જલનિસ્યંદન અથવા Soxhlet નિષ્કર્ષણ જેવી અન્ય તકનીકો કરતાં ચડિયાતું કાર્ય કરે છે, જે ઉષ્મા પ્રત્યે સંવેદનશીલ અણુઓનો નાશ કરવા માટે જાણીતી છે. આ લાભોને કારણે વનસ્પતિઓમાંથી તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ સક્રિય સંયોજનો મુક્ત કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પસંદગીની તકનીક બને છે.

વનસ્પતિ કોષોમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ: સૂક્ષ્મદર્શકીય આડો છેદ (TS) કોષોમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ દરમિયાન થતી ક્રિયાઓની કાર્યપદ્ધતિ દર્શાવે છે (આવર્ધન 2000x) [સ્રોત: Vilkhu et al. 2011]

કેનાબિનોઇડ્સ

કેનાબિનોઇડ્સ એ Cannabis sativa વનસ્પતિમાં જોવા મળતાં કુદરતી સંયોજનો છે. કેનાબિસ વનસ્પતિમાં 480 કરતાં વધુ વિવિધ સંયોજનો હાજર હોય છે. કેનાબિસ (જેને મારિજુઆના પણ કહેવામાં આવે છે) અસાધારણ રીતે શક્તિશાળી ઔષધીય વનસ્પતિ છે. ઉપચારાત્મક રીતે સક્રિય સંયોજનોની વિશાળ વિવિધતામાંથી 85 વનસ્પતિજન્ય રસાયણોને કેનાબિનોઇડ્સ કહેવામાં આવે છે (અને વધુ શોધાઈ શકે છે). CBD અને THC (ટેટ્રાહાઇડ્રોકેનાબિનોલ / Δ9-THC) સૌથી મુખ્ય કેનાબિનોઇડ્સ છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભેદક લાક્ષણિકતા એ છે કે CBD મનઃપ્રભાવક નથી, જ્યારે THC મનઃપ્રભાવક અસરો દર્શાવે છે.
કેનાબિનોઇડ્સનું સેવન મનોરંજન અને તબીબી કારણોસર કરવામાં આવે છે.
CBDના ઔષધગતિકીય આંકડા:
જૈવઉપલબ્ધતા – મૌખિક: 13–19%, શ્વસન દ્વારા: 11–45% (સરેરાશ 31%)
નિષ્કાસન અર્ધઆયુ: 9 કલાક
USAમાં, ઔદ્યોગિક હેમ્પનાં બીજ અથવા ડાંઠોમાંથી નિષ્કર્ષિત અને .03% કરતાં ઓછું THC ધરાવતાં CBD ઉત્પાદનો સંઘીય કાયદા હેઠળ કાયદેસર છે અને તમામ રાજ્યોમાં, ત્યાંના મારિજુઆના સંબંધિત કાયદા ગમે તે હોય, કાયદેસર રીતે ખરીદી શકાય છે.
THCના ઔષધગતિકીય આંકડા:
જૈવઉપલબ્ધતા – મૌખિક: 6–20%, શ્વસન દ્વારા: 10–35%
નિષ્કાસન અર્ધઆયુ: 1.6–59 કલાક, 25–36 કલાક (મૌખિક રીતે આપવામાં આવેલું ડ્રોનાબિનોલ)

નેનો ફોર્મ્યુલેશન્સ

નેનો-કેનાબિનોઇડ્સ એ કેનાબિસનાં તેલ છે, જેને નેનો-કદનાં તેલ-પાણી ઇમલ્શનમાં તૈયાર કરવામાં આવે છે. આ ઇમલ્શન ઉચ્ચ જૈવઉપલબ્ધતા (વધુ ઝડપી અવશોષણ અને સ્વાસ્થ્ય પર વધેલી અસરો) પ્રદાન કરે છે અને તેથી તેને ઓછી માત્રામાં આપી શકાય છે. વધુમાં, કેનાબિસનાં નેનો-ઇમલ્શનોને ઔષધીય ઉત્પાદનો, પીણાં, ખાદ્ય ઉત્પાદનો અને સૌંદર્યપ્રસાધનો (દા.ત. ક્રીમ, લોશન)માં સરળતાથી ભેળવી શકાય છે. નેનો-ઇમલ્શનો ઘણીવાર અર્ધપારદર્શક હોવાથી, અન્ય ઉત્પાદનોના દેખાવને અસર કર્યા વિના તેમને તે ઉત્પાદનોમાં સરળતાથી સમાવી શકાય છે.
ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળું નેનો-ઇમલ્શન મેળવવા માટે, ટીપાંનું કદ અને બહુવિખેરણ સૂચકાંક (PDI) મહત્વપૂર્ણ પરિબળો છે, જે નેનો-ઇમલ્શનની સ્થિરતાને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરે છે. ઊંચો બહુવિખેરણ સૂચકાંક મોટાં ટીપાંની હાજરી સૂચવે છે, જે પરસ્પર જોડાઈ જવાની પ્રક્રિયા અને ઓસ્ટવાલ્ડ રાઇપનિંગ દ્વારા ઇમલ્શનને અસ્થિર બનાવે છે. તેથી, ટીપાંનું નાનું કદ અને તેમના કદનું સાંકડું વિતરણ એ (નેનો- / માઇક્રો-) ઇમલ્શનની સ્થિરતા અને લાંબી સંગ્રહાવધિમાં ફાળો આપતું મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.
કેનાબિસનાં નેનો-ઇમલ્શનો: હેમ્પ તેલ અથવા CBD નેનો-ઇમલ્શનો માટે, હેમ્પ / CBD તેલને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ખાદ્ય-ગ્રેડ તેલમાં ભેળવવામાં આવે છે. સામાન્ય વનસ્પતિ તેલોમાં MCT તેલ, નાળિયેરનું તેલ, એવોકાડોનું તેલ, ઓલિવ તેલ, અળસીનું તેલ, મીઠી બદામનું તેલ અને અખરોટનું તેલ સામેલ છે. ઇમલ્સિફાયર (સપાટી-સક્રિય પદાર્થ, ભીનાશકારક, સ્થિરક) તરીકે પોલિસોર્બેટ 80, લેસિથિન, ક્વિલાયા સેપોનિન્સ, સોયા લેસિથિન અને સોપ બાર્કનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. પ્રવાહવર્તન અને ઇમલ્શનની સ્થિરતા સુધારવા માટે ઝેન્થન ગમ, પેક્ટિન અથવા વ્હે પ્રોટીન પણ ઉમેરી શકાય છે.

CO₂ નિષ્કર્ષણ

CO₂ નું નિષ્કર્ષણ બે રીતે કરી શકાય છે: સુપરક્રિટિકલ અને સબક્રિટિકલ નિષ્કર્ષણ. જ્યારે CO₂ નો દ્રાવક તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેનાં લક્ષણો તેની પ્રવાહી અવસ્થા પર આધાર રાખે છે. સબક્રિટિકલ CO₂ એ CO₂ ની 5–10°C (278.15–283.15K, 41–50°F) વચ્ચેના તાપમાને અને 800–1500psi (54.43–102.06atm, 5.51–10.24MPa) વચ્ચેના દબાણે રહેલી અવસ્થાને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. આ તાપમાન અને દબાણે, CO₂ ઘટ્ટ પ્રવાહીની જેમ વર્તે છે. જ્યારે તાપમાન અને દબાણ વધારવામાં આવે છે અને તે ક્રાંતિક તાપમાન (304.25 K, 31.10°C, 87.98°F) અને ક્રાંતિક દબાણ (72.9atm, 7.39MPa, 1,071psi)થી વધી જાય છે, ત્યારે CO2 પાત્રમાં વાયુની જેમ વિસ્તરે છે, પરંતુ તેની ઘનતા પ્રવાહી જેવી હોય છે. આને સુપરક્રિટિકલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કહેવામાં આવે છે (sCO₂ અથવા SC-CO₂)).
સબક્રિટિકલ CO₂ ના નિષ્કર્ષણમાં નીચા તાપમાન અને નીચા દબાણનો ઉપયોગ થાય છે અને તેથી વધુ સમય લાગે છે. સબક્રિટિકલ CO₂ ના નિષ્કર્ષણથી ઓછી ઉપજ મળે છે અને કેટલાક ટર્પીન્સ અને તેલ જળવાઈ રહી શકે છે. સુપરક્રિટિકલ CO₂ ના નિષ્કર્ષણ માટે ઊંચાં તાપમાન અને ઊંચાં દબાણ લાગુ કરવામાં આવે છે, જે ટર્પીન્સ અને અન્ય વનસ્પતિજન્ય રસાયણોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. સુપરક્રિટિકલ CO₂ ના નિષ્કર્ષણ માટે, લિપિડ્સ અને હરિતદ્રવ્ય જેવા અનિચ્છનીય સંયોજનો દૂર કરવા માટે અનુવર્તી પ્રક્રિયા – જેને વિન્ટરાઇઝેશન કહેવામાં આવે છે – જરૂરી છે. વિન્ટરાઇઝેશનના તબક્કા દરમિયાન, નિષ્કર્ષણ વખતે બહાર કાઢવામાં આવેલા અન્ય આડપેદાશોથી શુદ્ધ કેનાબિનોઇડ્સ અને ટર્પીન્સને અલગ કરવા માટે કાચા અર્કને ઇથેનોલમાં જમાવવામાં આવે છે.