שמן קנאביס / ננו־אמולסיית CBD באמצעות אולטרסאונד

הכנת ננו־אמולסיות קנאביס צלולות ושקופות למחצה היא אתגר של ממש. מתחלבים אולטרסוניים הם טכניקה יעילה ביותר לייצור ננו־אמולסיה צלולה ויציבה לאורך זמן, הכולאת קנבינואידים. ל־CBD, ל־CBG או ל־THC שעברו ננו־תחלוב אולטרסוני יש זמינות ביולוגית גבוהה משמעותית.

הכנת ננו־אמולסיות CBD באמצעות גשוש אולטרסוני

קוויטציה אולטרסונית היא שיטת תחלוב יעילה מאוד להכנת אמולסיות מעולות בטווח הננומטרי. סוניקציה של אמולסיות עכורות (מיקרו־אמולסיות, כ־150 עד 100nm) הופכת אותן לשקופות למחצה או לצלולות ושקופות, משום שהיא מקטינה את טיפות ה־CBD לטיפות זעירות בגודל של כ־10nm. הדבר מגביר משמעותית את יציבות האמולסיה. אמולסיות המיוצרות באמצעות אולטרסאונד יציבות לעיתים קרובות בפני עצמן, ללא תוספת מתחלב או חומר פעיל שטח.
בשמן קנאביס, ננו־תחלוב משפר את ספיגת הקנבינואידים ואת זמינותם הביולוגית, ובכך יוצר השפעה עמוקה יותר במתן דרך הפה. לכן, בהשוואה לפורמולציות CBD קונבנציונליות, ננו־אמולסיות מאפשרות מינון נמוך יותר של מוצר הקנאביס ומשיגות את אותן השפעות.

אמולסיות שמן קנאביס הן תרחיפים של קנבינואידים בגודל מיקרוני או ננומטרי עבור מוצרים המבוססים על קנאביס, המפ, THC או CBD, כגון טינקטורות, כמוסות, תחליבים ומחסניות אידוי לסיגריות אלקטרוניות. קנבינואידים כגון THC, CBD וכו׳ הם ליפופיליים (= הידרופוביים). לכן נדרשת גזירה עזה כדי לפזר את הקנבינואיד בפורמולציות על בסיס מים. קנבינואידים אינם מסיסים במים, אך הם מתמוססים היטב בממסים לא קוטביים כגון שמנים ושומנים. נדרשת טכניקת תחלוב מתאימה כדי להתגבר על אי־ההתערבבות של קנבינואידים במים. קוויטציה אולטרסונית עזה היא טכניקה מוכרת ומבוססת היטב לייצור אמולסיות יציבות בעלות טיפות קטנות (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, מיקרו־אמולסיות וננו־אמולסיות).

שמן: שמנים צמחיים כגון שמן זית, שמן קוקוס או שמן MCT מסייעים לספיגת החומרים הפעילים של הקנאביס במערכת העיכול. קנבינואידים כגון CBD ו־THC כמעט שאינם יכולים להיספג ללא שמן או שומן. להשגת ספיגה מיטבית, תמציות קנאביס עוברות בדרך כלל תחלוב לתוך שמן ולאחר מכן עיבוד נוסף לאמולסיה.
מתחלב: לציטין, הזמין בצורת אבקה, גרגרים ונוזל, הוא מתחלב המתאים למוצרי מזון ולמוצרים רפואיים. לציטין הוא אחד המתחלבים הנפוצים ביותר לאמולסיות שמן קנאביס. מתחלבים אחרים המניבים תוצאות טובות הם גומי ערבי או מתחלבים על בסיס עמילן.

כיצד להכין אמולסיית קנאביס באמצעות סוניקציה

להכנת ננו־אמולסיות CBD יציבות, תערובת של פוליסורבט 80 ולציטין פועלת היטב מאוד. אין צורך לקנות תערובות מוכנות במחירים מופרזים, שכן שני התוספים זמינים בקלות בדרגת איכות למזון.

• פוליסורבט 80: מוכר גם בשמות Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• לציטין: Lipoid היא יצרנית לציטין באיכות גבוהה.

 
מתכונים להכנת פורמולציות של ננו־אמולסיות CBD
 
להכנת ננו־אמולסיית CDB בריכוז 2wt% (שמן במים), השתמשו ב־2wt% שמן CBD, ב־2wt% פוליסורבט 80, ב־1wt% לציטין וב־95wt% מים
להכנת ננו־אמולסיית CDB בריכוז 5wt% (שמן במים), השתמשו ב־5wt% שמן CBD, ב־3.3wt% פוליסורבט 80, ב־1.7wt% לציטין וב־90wt% מים
 

דרישת האנרגיה האולטרסונית: כ־300 עד 400Ws/g של אנרגיית סוניקציה במשרעות של 40 עד 70 מיקרון. מכשירי האולטרסאונד UP200Ht או UP400St מתאימים לתחלוב של עד 5L לאצווה.
 

פרוטוקול שלב אחר שלב להכנת ננו־אמולסיית CBD באמצעות אולטרסאונד:

1. תערובת שמנים: לצורך ההכנה, ערבבו מראש כ־10mL שמן קנאביס (למשל שמן CBD, has oil BHO) עם 40mL שמן זית!
2. ננו־תחליב שמן במים: להכנת תחליב שמן הקנאביס, קחו כוס כימית ובה כ־100mL מים. הוסיפו כ־10–15 גרם לציטין סויה נוזלי כחומר מתחלב. המים צריכים להיות בטמפרטורת החדר. הניחו את הכוס הכימית עם המים באמבט מים כדי לשלוט בטמפרטורה במהלך הסוניקציה. טבלו את הסונוטרודה של UP400St בכוס הכימית עם המים. לצורך הסוניקציה, הגדירו משרעת של 50%. מזגו באיטיות את תערובת שמן הקנאביס ושמן הזית לתוך 100mL המים שבטמפרטורת החדר, תוך כדי סוניקציה של המים ליצירת ננו־תחליב. כדי לקבל תחליב טוב יותר, הוסיפו את תערובת השמנים המוכנה מראש למים ישירות מתחת לסונוטרודה באמצעות טפטפת או מזרק.

במערכות בקנה מידה גדול יותר המשתמשות בתא זרימה, Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 משמש להזרקת שמן ה־CBD ישירות לאזור הקוויטציה האולטרסונית שמתחת לסונוטרודה האולטרסונית. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 משמש לייצור אולטרסוני של ננו־תחליבים בקו הייצור ומבטיח יצירה אחידה של ננו־תחליב שמן CBD בתערובות עם מים.

תפקידם של שמנים נשאים בננו־תחליבים המוכנים באולטרסאונד

שמנים נשאים הם מרכיב חשוב בהכנת ננו־תחליבי CBD באולטרסאונד.
כדי ליצור ננו־תחליב יציב, יש לפזר את שמן ה־CBD באופן אחיד בכל הפאזה המימית. כאן נכנסים לתמונה השמנים הנשאים. שמנים נשאים הם בדרך כלל שמנים קלים יותר וצמיגים פחות, המתערבבים עם מים במידה רבה יותר משמן CBD. הם משמשים לדילול שמן ה־CBD ולהקלת פיזורו בפאזה המימית.
לשמנים נשאים יש גם תפקיד ביציבות הננו־תחליב. סוג השמן הנשא שבו משתמשים יכול להשפיע על גודל הטיפות ועל יציבות הננו־תחליב. לדוגמה, שמנים מסוימים עשויים להתאים יותר לייצוב טיפות קטנות, ואילו אחרים עשויים להתאים יותר למניעת התמזגות של טיפות לאורך זמן.
בנוסף לתפקידם התפקודי, שמנים נשאים יכולים להשפיע גם על התכונות החושיות של המוצר הסופי. הם יכולים להשפיע על המרקם, הצבע והארומה של הננו־תחליב.
בסך הכול, שמנים נשאים הם מרכיב חשוב בהכנת ננו־תחליבי CBD באולטרסאונד. הם מסייעים לפזר את שמן ה־CBD בפאזה המימית ולייצב את הננו־תחליב, ויכולים להשפיע על התכונות החושיות של המוצר הסופי.

רשימת שמנים נשאים טובים לננו־תחליבי CBD המוכנים באולטרסאונד

בדוגמה שלנו לעיל, אנו משתמשים בשמן זית כשמן נשא לננו־תחליב שמן הקנאביס המוכן באולטרסאונד. מלבד שמן זית, יש כמה אפשרויות נוספות הנמצאות גם הן בשימוש נפוץ. השמן הנשא הטוב ביותר לננו־תחליבי CBD עשוי להיות תלוי בכמה גורמים, כגון גודל הטיפות הרצוי, היציבות והתכונות החושיות של המוצר הסופי. להלן כמה שמנים נשאים נפוצים המשמשים לננו־תחליבי CBD וחלק מתכונותיהם:

• שמן MCT (טריגליצרידים בעלי שרשרת בינונית): שמן MCT הוא שמן קל, חסר צבע וחסר טעם, המופק משמן קוקוס. הוא בחירה פופולרית לננו־תחליבי CBD משום שהוא יציב מאוד, בעל חיי מדף ארוכים ויכול לסייע ביצירת טיפות קטנות.
• שמן חמניות: שמן חמניות הוא שמן בעל טעם ניטרלי, העשיר בחומצות שומן בלתי רוויות. הוא בחירה טובה לננו־תחליבי CBD משום שהוא יכול לסייע ביצירת טיפות קטנות ובעל יציבות גבוהה בפני חמצון.
• שמן זרעי המפ: שמן זרעי המפ הוא שמן נשא פופולרי למוצרי CBD משום שהוא עשיר בחומצות שומן אומגה-3 ואומגה-6. ניתן להשתמש בו כשמן נשא לננו־תחליבי CBD, אך ייתכן שהוא אינו יציב כמו שמנים אחרים והוא עשוי ליצור טיפות גדולות יותר.
• שמן זרעי ענבים: שמן זרעי ענבים הוא שמן קל וחסר טעם, העשיר בחומצות שומן בלתי רוויות. הוא בחירה טובה לננו־תחליבי CBD משום שהוא יכול לסייע ביצירת טיפות קטנות ובעל יציבות גבוהה בפני חמצון.

בסופו של דבר, בחירת השמן הנשא תהיה תלויה בדרישות הספציפיות של המוצר ובתכונות החושיות הרצויות. חשוב לציין שגם בחירת החומר המתחלב ותנאי העיבוד (כגון האנרגיה המושקעת במהלך הסוניקציה) עשויים להשפיע במידה ניכרת על תכונות הננו־אמולסיה הסופית.

עקומת התפלגות צרה של ננו־אמולסיית שמן המפ במים שהוכנה באמצעות המכשיר האולטרסוני UP400St.

אמולסיות ליפוזומליות של CBD

סוניקציה היא השיטה המועדפת לייצור CDB ליפוזומלי או THC ליפוזומלי בצורת שלפוחיות לשימוש פרמצבטי וקוסמטי. ליפוזומים הם נשאים ננומטריים המבוססים על ליפידים לרכיבים פעילים של תרופות, המשפרים את הזמינות הביולוגית ואת ההשפעות הטיפוליות של החומרים הפעילים, כגון CBD או THC. מכיוון שקנבינואידים הם מולקולות עדינות מאוד, הם מועדים לפירוק עקב חמצון וכן לפירוק על ידי אנזימים שונים. כימוס ננומטרי של CBD או THC בליפוזומים מונע את פירוק הקנבינואידים. סוניקציה יכולה לכמס ביעילות את הקנבינואידים בתוך ליפוזומים.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על כימוס ליפוזומלי של חומרים פעילים!
 

יציבות ננו־אמולסיות THC/CBD

כדי לייצר ננו־אמולסיות שמן במים (o/w) היציבות לאורך זמן, יש להשתמש בחומר פעיל שטח מתאים או ליצור ליפוזומים המכמסים את התרכובות הביו־אקטיביות הליפופיליות בתוך שמן נשא. עבור שמן קנאביס, השמן הנשא צריך להיות באיכות המתאימה למזון, ואסור שיפגע במראה, בטעם או ביציבות של המוצר הסופי. שמן קוקוס (MCT) ושמן זית הם שמנים נשאים טובים לקנבינואידים. שמנים נשאים הם גורם חשוב מאוד ביצירת אמולסיה יציבה מבחינה פיזיקוכימית, מכיוון שהם עשויים לסייע בהגנה על האמולסיה מפני הבשלת אוסטוולד. הבשלת אוסטוולד היא הכוח המניע המערער את יציבות האמולסיה באמצעות הגדלת הטיפות. ננו־אמולסיות של טריגליצרידים ארוכי שרשרת יציבות לאורך זמן כנגד הבשלת אוסטוולד. שמן זית ושמן קוקוס מכילים טריגליצרידים ארוכי שרשרת, ולכן הן שמן זית והן שמן קוקוס הם שמנים נשאים מתאימים ל־THC או ל־CBD.

ציוד אולטרסוני לננו־אמולסיפיקציה

ניתן לייצר ננו־אמולסיית CBD במצב מנתי או רציף באמצעות מכונת אמולסיפיקציה אולטרסונית. הומוגנייזרים אולטרסוניים של Hielscher הם מכשירי אמולסיפיקציה רבי־עוצמה לייצור ננו־אמולסיות CBD יציבות. ייצור אולטרסוני של אמולסיות שמן קנאביס (o/w) הוא הליך קל ומהיר המציע תוצאות אופטימליות.
Hielscher Ultrasonics היא הספקית המובילה של מערכות אולטרסוניות רבות־עוצמה ואמינות. היא מציעה את מלוא הטווח, ממכשירים למעבדה ומכשירים שולחניים ועד מכונות תעשייתיות מלאות לעיבוד נפחים גדולים בתנאים תובעניים. יישומים נפוצים של המכונות האולטרסוניות של Hielscher כוללים אמולסיפיקציה, הומוגניזציה ומיצוי עבור מזון ומשקאות וכן בתעשיית התרופות או הקוסמטיקה.