מיצוי אולטרסוני באמצעות המפ כחומר גלם
- בצמח קנאביס סאטיבה ניתן להבחין בין שני מינים: מריחואנה והמפּ.
- אולטרסאונד מוכר היטב כשיטה עדיפה לבידוד קנבינואידים הן ממריחואנה והן מהמפּ.
מיצוי אולטרסוני של קנבינואידים
טכנולוגיית המיצוי האולטרסוני יעילה מאוד בשחרור התרכובות הפעילות (כלומר קנבינואידים (CBD, THC, CBG), שמנים אתריים, טרפנים וכו׳) מהחומר הצמחי, כגון ניצנים, עלים וגבעולים.
מיצוי אולטרסוני עולה בביצועיו על טכניקות מיצוי קונבנציונליות בזכות יתרונות שונים:
מיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE) מוכר היטב כטכניקה להעצמת תהליכים, המשפרת את מעבר המסה ומשחררת כמויות גדולות יותר של תרכובות ביו־אקטיביות כגון קנבינואידים, טרפנים וכו׳.
סוניקציה מפיקה תמציות באיכות גבוהה, משום שמיצוי אולטרסוני אינו דורש שימוש בממסים אגרסיביים ורעילים לשחרור קנבינואידים. ניתן לבצע מיצוי אולטרסוני באמצעות מים, תערובת מים ואלכוהול, אלכוהול או שמן (זית, קוקוס) כממסים, למשל. הדבר הופך את המיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE) לידידותי יותר לסביבה במידה ניכרת.
קראו עוד על בחירת הממסים המתאימים למיצוי אולטרסוני!
תנאי המיצוי המתונים של הסוניקציה מניבים תמצית המציעה את אותן תכונות של חומר הגלם (למשל המפ, מריחואנה), אך בעוצמה מוגברת – ומספקת השפעות בריאותיות, טעם וריח עדיפים.
ניתן לשלוט במערכות המיצוי האולטרסוניות של Hielscher באופן מדויק. באמצעות שליטה מלאה בפרמטרים של התהליך, כגון עוצמה וטמפרטורה, ניתן להשיג תמצית באיכות גבוהה במיוחד. מכיוון שסוניקציה היא שיטת עיבוד לא־תרמית, נמנע פירוק תרמי של רכיבים רגישים לחום. טמפרטורות מיצוי בטווח 0–60°C הן מיטביות לקבלת תמציות מעולות.
יתרון נוסף של מיצוי אולטרסוני הוא מהירות התהליך: תהליך המיצוי כולו דורש דקות בלבד לשחרור הקנבינואידים מתאי הצמח, בעוד שטכניקות מיצוי אחרות דורשות שעות ואף ימים של עיבוד.
הן עלויות ההשקעה והן עלויות התפעול מזעריות בהשוואה למערכות מיצוי חלופיות, למשל מערכות מיצוי באמצעות CO2 סופר־קריטי. מערכות מיצוי אולטרסוניות מספקות החזר השקעה מהיר מאוד.
UP400St למיצוי קנבינואידים מהמפּ
- תמציות באיכות גבוהה
- מיצוי מלא יותר
- קצב מיצוי גבוה
- תמצית בספקטרום מלא
- שימוש בממסים שונים
- לא רעיל
- שיטה לא־תרמית (קרה)
- תהליך מיצוי מהיר
- בטוח וקל לשימוש
- יכולת הגדלת קנה מידה באופן ליניארי
המפ לעומת מריחואנה
קנאביס הוא משפחת צמחים שניתן לסווג ל־ C. Indica ול־ C. Sativa. המפ ומריחואנה הם מינים של Cannabis Sativa.
בהשוואה בין המפ למריחואנה קיים הבדל עצום; בעוד שהמפ מכיל ריכוז נמוך מאוד של THC (0.3% או פחות), מריחואנה עשירה ב־THC בריכוזים שבין 15% ל־40%.
לכן, עד לאחרונה גודל המפ בעיקר למטרות תעשייתיות. כיום המפ מוערך גם בזכות תפוקת ה־CBD שלו. CBD הוא קנבינואיד שאינו פסיכואקטיבי, בעל תכונות נוגדות דלקת ומפחיתות חרדה. מריחואנה מגודלת בעיקר בשל תכולת ה־THC שלה, המשמש לצורכי פנאי ולמטרות רפואיות.
שמן המפ ו־CBD, הקנבינואיד העיקרי המצוי בהמפ, הם חומרים מבטיחים הניתנים כדי לסייע במצבים רפואיים כגון חרדה, דלקת כרונית, מחלות אוטואימוניות, כאב, כאבי ראש ומיגרנה, הפרעות במערכת העיכול ועוד.
עיינו בפרוטוקול הפשוט למיצוי אולטרסוני של קנאביס באצוות בינוניות של 120L!
מכשיר הסוניקציה מסוג גשושית UP400St הוא מכשיר מיצוי אולטרסוני פופולרי המשמש לבידוד CBD, THC, CBG, CBN, קנבינואידים אחרים וכן טרפנים מהמפּ וממריחואנה.
מערכות מיצוי אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים
Hielscher Ultrasonics מציעה מעבדים אולטרסוניים קטנים, בינוניים וכן תעשייתיים שניתן להפעיל 24/7. בהתאם לחומר הגלם ולנפח התהליך שלכם, אנו יכולים להציע לכם מערכת מיצוי אולטרסונית המתאימה לצורכיכם. תוכלו לבחור בין מיצוי במנות לבין מיצוי רציף. בהמשך ניתן להגדיל בקלות את קיבולת התהליך, שכן ניתן להגדיל את היקפם של תהליכים אולטרסוניים באופן ליניארי.
מערכות הפיילוט והמערכות התעשייתיות של Hielscher מסוגלות לספק אמפליטודות גבוהות מאוד – ומאפשרות עבודה אמינה ורציפה באמפליטודות של עד 200µm בהפעלה 24/7. לאמפליטודות גבוהות אף יותר, זמינות סונוטרודות אולטרסוניות המותאמות אישית. העמידות של מכשירי הסוניקציה של Hielscher מאפשרת עבודה בעומסים כבדים ובסביבות תובעניות.
כיצרנית בעלת ניסיון רב שנים של מערכות מיצוי אולטרסוניות בהספק גבוה, Hielscher היא השותפה האמינה שלכם למיצוי מתקדם. אנו מייעצים ומסייעים ללקוחותינו בעזרת הידע שלנו ומלווים אותם מבדיקות היתכנות ועד להתקנה תעשייתית.
צרו איתנו קשר עכשיו! נשמח לדון איתכם בדרישות המיצוי שלכם!
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
התקנת Hielscher UIP4000hdT, מכשיר מיצוי אולטרסוני בהספק 4kW, למיצוי תעשייתי.
ספרות / מקורות
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Espinoza-Silva, Clara, Pascual, Erika, Delgadillo, Yacnehs, Flores, Omar R., Artica, Luis M., Marmolejo, Doris and Baños-Medina, Lilian (2023): Optimization of extraction using surface response methodology and quantification of cannabinoids in female inflorescences of marijuana (Cannabis sativa L.) at three altitudinal floors of Peru. Open Agriculture, Vol. 8, No. 1, 2023.
- Uzma Altaf, A Rouf, Varsha Kanojia, Qudsiya Ayaz, Imtiyaz Zargar (2018): Ultrasound treatment: A novel processing technique for food preservation. The Pharma Innovation Journal 2018; 7(2): 234-241.
- Renata Vardanega, Diego T. Santos, M. Angela A. Meireles (2014): Intensification of bioactive compounds extraction from medicinal plants using ultrasonic irradiation. Pharmacogn Rev. 2014 Jul-Dec; 8(16): 88–95.
עובדות שכדאי לדעת
מיצוי אולטרסוני הפך לשיטה היעילה והידידותית ביותר למשתמש למיצוי תרכובות פעילות ביולוגית מחומרים צמחיים. הדוגמה הבולטת ביותר למיצוי מוצלח עשויה להיות בידוד CBD וקנבינואידים אחרים מקנאביס.
מיצוי אולטרסוני לעומת שיטות מיצוי קונבנציונליות
השריה באתנול היא שיטה פשוטה, אך היא גוזלת זמן רב מאוד, קיבולת התהליך מוגבלת ועלויות הממס והאנרגיה גבוהות. שאריות ממס במוצר הסופי מפריעות להשגת המטרה של הפקת תמצית באיכות גבוהה.
מיצוי באמצעות מערכת פחמימנים סגורה מחייב שימוש בדלקים מאובנים, ולכן חומרים מסרטנים כמו בנזן עלולים להימצא במוצר הסופי.
מערכות מיצוי ב-CO2 סופרקריטי כרוכות בעלות השקעה גבוהה ובצריכת אנרגיה גבוהה. הפעלת מכשירי מיצוי ב-CO2 סופרקריטי דורשת צוות מיומן היטב, שכן מערכות CO2 בלחץ גבוה מסוכנות להפעלה. דליפת CO2 עלולה לגרום למותם בחנק של העובדים הנוכחים במקום.
מיצוי במים בתנאים קריטיים הוא חלופה ידידותית לסביבה, שהיא איטית ומשחררת רק חלק קטן מהתרכובות הפעילות ביולוגית.
מיצוי אולטרסוני
מיצוי אולטרסוני הוא שיטה להעצמת המיצוי שניתן להשתמש בה בשילוב עם מים (ללא ממס) וכן עם ממסים כגון אתנול, תערובת אתנול ומים, גליצרין, מתנול, שמנים צמחיים או ממסים אחרים לפי בחירה. מיצוי אולטרסוני מקדם את מעבר המסה, כך שניתן להשיג נצילויות מיצוי של 95–99% . ניתן להגדיל בקלות את היקף הסוניקציה, והיא מפיקה תמציות באיכות גבוהה.
מכשיר מיצוי אולטרסוני בקנה מידה קטן כגון UP400St (400W) מסוגל לעבד מנה של עד 10L בתוך 5–15min (בהתאם לפרמטרים של התהליך כגון חומר הגלם (טרי או מיובש; תפרחות, עלים, גבעולים), הממס והטמפרטורה).
מכשיר המיצוי האולטרסוני העוצמתי UIP2000hdT בהספק 2kW ניתן להפעלה כמערכת המשולבת בקו התהליך. במצב זרימה רציפה, המכשיר UIP2000hdT מעבד בקלות 200 עד 800L/hr (גם כאן בהתאם לפרמטרים של התהליך).
עלות ההשקעה במעבד אולטרסוני נמוכה בהשוואה למכשיר מיצוי ב-CO2. גם עלויות האנרגיה להפעלה זניחות. מכשירי מיצוי אולטרסוניים בטוחים מאוד להפעלה, קלים לניקוי ודורשים תחזוקה מועטה מאוד.
קנאביס
התרכובות הפעילות ביולוגית בצמח הקנאביס (הן בהמפ והן במריחואנה) זכו לתשומת לב רבה בשנים האחרונות. במיוחד עבור הקנבינואיד קנבידיול (CBD) הודגמו יתרונות בריאותיים רבים, החל מתכונות הנלחמות בסרטן ונוגדות דלקת ועד להשפעות של הקלה בכאב ונוגדות דיכאון. מלבד קנבידיול, צמח הקנאביס מכיל קנבינואידים רבים אחרים כגון THC (טטרהידרוקנבינול), קנבינול (CBN), קנביגרול (CBG), קנביכרומן (CBC) וקנבינודיול (CBND). קנבינואידים הראו פוטנציאל טיפולי עצום והם עומדים במוקד מחקרים רבים.
נראה כי האינטראקציה בין הקנבינואידים השונים לבין תרכובות אחרות הפעילות ביולוגית, כגון טרפנים, פוליפנולים, פלבונואידים ואלקלואידים, מניבה יתרונות בריאותיים טובים אף יותר. פעולת הגומלין בין טרפנים שונים, קנבינואידים שונים ותרכובות צמחיות אחרות נקראת "אפקט הפמליה". בשל השפעות אלה של אפקט הפמליה, תמציות בספקטרום מלא, שניתן להפיק בהצלחה באמצעות מיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE), ידועות בהשפעות טיפוליות יוצאות דופן.
טרפנים בקנאביס
טרפנואידים הם רכיבים של שמנים אתריים, המצויים בחומר צמחי. בצמח הקנאביס יש שפע רב של טרפנים. בקנאביס, הטרפנים נוצרים בטריכומות של הצמח. הטריכומות הן הגבישים המבריקים והדביקים הנצמדים לעלים ולניצנים. טריכומות אלה הן מנגנון ההגנה הטבעי של צמח הקנאביס, המגן על הצמח מפני חרקים ובעלי חיים. בשל ריחם הריחני, הטרפנים פועלים כחומר דוחה. עבורנו, בני האדם, המאפיין הבולט ביותר של טרפני הקנאביס הוא ריחם. טרפנים אלה תורמים ליתרונות הבריאותיים הרבים של צמח הקנאביס (המפ ומריחואנה).
מלבד הארומה והניחוח שלהן, מולקולות הטרפנים הן חומרים צמחיים רבי עוצמה המציעים יתרונות רפואיים מגוונים.
הן מריחואנה והן המפ מהסוג Cannabis Sativa מכילים כמות יוצאת דופן של טרפנואידים ומכילים יותר מ-100 סוגים שונים של חומרים אלה.
לכל טרפן תכונות ייחודיות הנעות מהרגעה ועד לרוממות רוח. למשל, לנרולידול יש השפעות מרגיעות ונוגדות חרדה, לינלול מסייע בהתמודדות עם תסמיני חרדה ודלקת מפרקים, ואילו מירצן ידוע כמקל על כאב כרוני. הטרפנים β-Myrcene, Ɣ-pinene והומולן מפחיתים דלקת ובעלי השפעות משככות כאב.
טרפנים שונים ייחודיים לקנאביס, אך רבים מהטרפנים המצויים בקנאביס קיימים גם במספר צמחים אחרים. קריופילן מצוי למשל בירקות עליים ירוקים, בכשות וכן ברוזמרין ובאורגנו. לימונן הוא הטרפן העיקרי המצוי בפירות הדר כגון לימונים ותפוזים.
אפקט הפמליה
כל טרפן ידוע בהשפעות טיפוליות מסוימות. עם זאת, טרפנים ותרכובות צמחיות אחרות, כגון פוליפנולים ופלבונואידים, ידועים כבעלי השפעות סינרגטיות יוצאות דופן, המביאות לסימביוזה משופרת בין קנבינואידים. אינטראקציה זו בין תרכובות שונות הפעילות ביולוגית ידועה בשם "אפקט הפמליה".
אפקט הפמליה מגביר את הזמינות הביולוגית של הטרפנים ומסייע לגוף לספוג את הקנבינואידים ביעילות רבה יותר.
סוגי תרכובות פעילות ביולוגית
המספר, הריכוז והמגוון של התרכובות הביו־אקטיביות אחראים לתכונות הרפואיות של תמצית צמחית. תרכובות ביו־אקטיביות אלו מסונתזות כמטבוליטים משניים, שאינם תורמים לגדילה או לפוטוסינתזה בצמחים. עם זאת, הן חיוניות להישרדות הצמחים וליחסי הגומלין שלהם עם סביבתם. ניתן לסווג באופן כללי תרכובות ביו־אקטיביות צמחיות לשלוש קבוצות: טרפנים וטרפנואידים, אלקלואידים ותרכובות פנוליות. תרכובות פנוליות הן הקבוצה הנפוצה ביותר של מטבוליטים משניים בממלכת הצמחים, והן מוכרות ומוערכות בזכות השפעותיהן נוגדות החמצון. קבוצה חשובה נוספת של תרכובות פנוליות בעלות משקל מולקולרי נמוך היא הפלבונואידים, שגם להם השפעות חזקות מאוד נוגדות חמצון.
מגוון התרכובות הפנוליות כולל חומצות פנוליות כגון חומצה בנזואית וחומצות הידרוקסיצינמיות, פלבונואידים כגון פלבונים ופלבונולים, ליגננים וסטילבנים. תמצית בספקטרום מלא (למשל, כזו המתקבלת באמצעות מיצוי אולטרסוני מקנאביס) כוללת את כל התרכובות הצמחיות השונות הללו, שלהן ההשפעות הבריאותיות הרחבות ביותר.
עקרון הפעולה של מיצוי אולטרסוני
מיצוי אולטרסוני מבוסס על גלים אקוסטיים (אולטרסאונד) המועברים לתווך נוזלי. גלי אולטרסאונד עוצמתיים יוצרים מחזורים של לחץ גבוה / לחץ נמוך. הפרשי הלחץ במהלך התפשטות גלי האולטרסאונד בנוזל גורמים להיווצרות בועות קוויטציה. הקריסה פנימה של בועות קוויטציה אלו יוצרת תנאים של צפיפות אנרגיה גבוהה.
מיצוי אולטרסוני של תרכובות פעילות ושמנים אתריים מבוסס על עקרון הפעולה של קוויטציה אקוסטית. האיור שלעיל מציג את השפעת קריסתה של בועת קוויטציה ואת שחרור השמן האתרי מהחומר הצמחי בעקבותיה
מקור: Altaf et al. 2018
התנאים בקרבת בועות קוויטציה הקורסות פנימה עשויים להיות קיצוניים – וליצור טמפרטורות של עד 4500°C ולחצים של עד 100 MPa. הקריסה פנימה והפרשי הלחץ הנוצרים בעקבותיה גורמים לכוחות גזירה גבוהים מאוד ולמערבולות במוקד הקוויטציה. השילוב של גורמים אלו – הפרשי לחץ, הפרשי טמפרטורה וגזירה – מקדם מעבר מסה ובכך גם תהליכי מיצוי. כוחות הקוויטציה האולטרסונית העוצמתיים גורמים לפירוק תאים (למשל של צמחים, חיידקים או רקמות), והחומר התוך־תאי (כגון שמנים, ליפידים, חלבונים ותרכובות פעילות) משתחרר לממס שסביבם.
לפיכך, מיצוי אולטרסוני הוא השיטה המועדפת להגברת תהליכי מיצוי.
מיצוי אולטרסוני מבוסס על קוויטציה אקוסטית ועל כוחות הגזירה ההידרודינמיים שלה
מערכות מיצוי אולטרסוניות בהספק גבוה, מקנה מידה מעבדתי ועד לקנה מידה של פיילוט ושל ייצור תעשייתי.