Visoko učinkovita ekstrakcija kanabidiola (CBD) iz kanabisa
Hielscher ultrazvučni ekstraktori su vrhunska tehnika kada je u pitanju pouzdana i učinkovita ekstrakcija konoplje i CBD ulja. Ultrasonication je dobro poznat kao vrlo moćna tehnika ekstrakcije za oslobađanje vrijednih spojeva iz biljaka. U usporedbi s drugim metodama ekstrakcije kao što je superkritična CO2 ekstrakcija, ultrazvučna tehnika nadmašuje učinkovitost, jednostavno rukovanje i svestranu upotrebu.
ultrazvučna ekstrakcija
Ultrazvučna ekstrakcija dobro je poznata i dugotrajno uspostavljen postupak za ekstrakciju vrijednih spojeva iz biljaka. Stoga je sonifikacija idealna tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih CBD ulja. Precizno kontroliranom ultrazvučnom kavitacijom, biljne stanice se perforiraju i otapalo se potiskuje u stanicu, gdje apsorbira unutarstanične spojeve kao što su kanabinoidi, terpeni, flavonoidi itd.
Velika prednost ultrazvuka je temperaturni raspon u kojem se može izvesti ekstrakcija. Ultrazvučna ekstrakcija može se izvesti od vrućeg/toplog etanola do kriogenog etanola (-70°C). To omogućuje ciljanu izolaciju željenih spojeva. Sonikacija u kriogenom etanolu daje uglavnom kanabinoide i terpene, dok ekstrakcija toplim/vrućim etanolom rezultira širokim spektrom fitokemijskih spojeva (npr. aldehidi, esteri, etili, ketoni). Ekstrakti punog spektra sadrže mnoštvo kanabinoida, terpena i drugih fitokemikalija. Prema učinku okruženja, fitokemikalije (npr. kanabinoidi) imaju sinergističke učinke i stoga bolje djeluju zajedno s drugim botaničkim kemikalijama. To znači da će CBD ulje koje sadrži CBD plus druge kanabinoide, terpene i fitokemikalije imati značajno veći terapeutski učinak od CBD ulja koje sadrži samo CBD. Međutim, ekstrakcija klorofila se izbjegava jer daje ekstraktu neugodan okus.
Korak po korak
- Ultrazvučna ekstrakcija: Ultrazvučna ekstrakcija može se jednostavno izvesti u šaržnom ili kontinuiranom protočnom načinu rada – ovisno o volumenu vašeg procesa. Proces ekstrakcije je vrlo brz i daje veliku količinu aktivnih spojeva.
- Filtriranje: Filtrirajte mješavinu biljke i tekućine kroz papirnati filtar ili filtar vrećicu kako biste uklonili čvrste biljne dijelove iz tekućine.
- Isparavanje: Za odvajanje CBD ulja od otapala obično se koristi rotor-isparivač. Otapalo, npr. etanol, može se ponovno uhvatiti i upotrijebiti.
- Nano-emulzifikacija: Ultrazvukom se pročišćeno CBD ulje može preraditi u stabilnu nanoemulziju koja nudi vrhunsku bioraspoloživost.
Ovdje preuzmite svoje detaljne upute korak po korak!
visok stupanj ekstrakcije
Hielscherovi ultrazvučni ekstraktori mogu se precizno podesiti na optimalne uvjete ekstrakcije – izdvajanje najveće količine i kvalitete iz vaše sirovine (lišće kanabisa, pupoljci, stabljike itd.). Intenzitet ultrazvuka ključan je kada je riječ o ekstrakciji botaničkih spojeva kao što je visokokvalitetno CBD ulje iz kanabisa. Naši ultrazvučni uređaji UP400St, UIP500hdT, UIP1000hdT i UIP2000hdT opremljeni su preciznom kontrolom amplitude, senzorom temperature i vremenskom kontrolom kako bi vam omogućili rad u optimalnim uvjetima. Zaslon u boji osjetljiv na dodir i kontrola preglednika čine rad i nadzor jednostavnim i pouzdanim.
120L ultrazvučna batch CBD ekstrakcija kanabisa s UIP2000hdT i mješalicom
UP400St za ekstrakciju kanabinoida iz kanabisa
Otapala za ultrazvučnu ekstrakciju
Etanol se široko koristi kao otapalo za ekstrakciju kanabinoida. Hielscherovi ultrazvučni uređaji drastično otvaraju vaš izbor otapala: mješavina vode i etanola, kriogeni etanol, etanol, prekomjerni alkohol, glicerin itd.
Etanol je vrlo popularno otapalo budući da otapa i polarne (hidrofilne) i nepolarne (hidrofobne/lipofilne) tvari. Mješavine etanola/vode u različitim omjerima također se mogu koristiti za ultrazvučnu ekstrakciju. Prednosti etanola/vode uključuju smanjene troškove (zbog manje etanola) i veću sigurnost jer je manje zapaljiv. Ultrazvučna ekstrakcija s kriogenim etanolom (cca. -70°C) daje vrlo visok prinos i kvalitetu.
jednostavan i siguran rad
Naši ultrazvučni uređaji dizajnirani su za optimalnu upotrebu, što znači da se našim ultrazvučnim ekstraktorima može lako i sigurno upravljati. Drago nam je pomoći našim klijentima tijekom postavljanja i dati im preporuke u vezi s ultrazvučnim postavkama i parametrima. Nudimo vam najprikladniji uređaj – za skupnu i inline obradu.
Prednosti u odnosu na CO2 Izvlačenje
Superkritični CO2 ekstraktori su skupi za kupnju i rad. Djelovanje CO2 ekstrakcija je komplicirana i zahtijeva stručnjaka koji zna koji su pritisci i temperature prikladni za dobivanje željenih kanabinoida i terpena. Visoki tlakovi i visoke temperature značajno doprinose povećanju troškova u usporedbi s konvencionalnom ekstrakcijom tekućinom. Za usporedbu, ultrazvučna ekstrakcija je jeftina za kupnju i rad, daje visoke rezultate ekstrakata koji se dobivaju u roku od nekoliko minuta. Budući da se sonikacija izvodi pri ambijentalnom (ili blago povišenom) tlaku i niskim temperaturama, ultrazvučna ekstrakcija je jednostavna i sigurna za rad. Hielscher sonikatori su prepoznati i preferirani zbog svoje visoke stope ekstrakcije, kompatibilnosti s različitim otapalima, jednostavne upotrebe i linearne skalabilnosti.
Nanoemulzije
Kako bi se postigla visoka bioraspoloživost i najbolji učinak CBD-a, kapljice CBD ulja trebale bi se davati u nanoformi.
Ljepota Hielscher sonikatora leži u njihovoj svestranoj primjeni: naši ultrazvučni sustavi mogu se koristiti za ekstrakciju kanabisa I proizvodnju nanoemulzija. Morate kupiti samo jedan uređaj za ekstrakciju CBD-a iz kanabisa i za preradu CBD ulja nakon toga u stabilnu, visoko bioraspoloživu nanoemulziju.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj nanoemulzifikaciji CBD-a!
Ultrazvučni sustavi velike snage od laboratorijskih do pilotskih i industrijskih razmjera.
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi
Hielscher Ultrasonics isporučuje opremu za ultrazvučnu ekstrakciju za ekstrakciju kanabisa i emulgiranje nano-formulacija.
Osim njihove precizne upravljivosti i jednostavnosti korištenja, svi naši ultrazvučni uređaji napravljeni su za rad 24/7. Naši sustavi su sposobni isporučivati od niskih do vrlo visokih amplituda. Za ekstrakciju kanabinoida i terpena nudimo posebne ultrazvučne sonotrode (poznate i kao ultrazvučne sonde ili rogovi) koje su optimizirane za osjetljivu izolaciju visokokvalitetnih aktivnih tvari. Svi naši sustavi mogu se koristiti za ekstrakciju i naknadnu emulzifikaciju kanabinoida.
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima.
Kontaktirajte nas danas! Drago nam je što vam možemo preporučiti najprikladniju ultrazvučnu postavu za vaše potrebe ekstrakcije!
- Ekstrakti visoke kvalitete
- Potpunija ekstrakcija
- visok stupanj ekstrakcije
- Ekstrakt punog spektra
- Korištenje raznih otapala
- Netoksičan
- Netermalna (hladna) metoda
- Brzi proces ekstrakcije
- Siguran i jednostavan za korištenje
- linearna skalabilnost
Literatura / Reference
- 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.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Činjenice koje vrijedi znati
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije
Ultrazvučna ekstrakcija temelji se na principu akustične kavitacija. Kavitacija se javlja kao rezultat visokoučinkovitog ultrazvuka u tekućini i karakterizirana je energetski gustim mehaničkim učincima, koji se odvijaju u takozvanim vrućim točkama.
ultrazvučna ekstrakcija – Kavitacijski učinci
Kada se snažni ultrazvučni valovi upare u tekućinu (npr. suspenzija koja se sastoji od botaničkog materijala u otapalu), ultrazvučni valovi putuju kroz tekućinu uzrokujući naizmjenične cikluse visokog/niskog tlaka. Tijekom ciklusa niskog tlaka stvaraju se sitni vakuumski mjehurići (tzv. kavitacijski mjehurići), koji rastu tijekom nekoliko ciklusa tlaka. Pri određenoj veličini, kada mjehurići ne mogu apsorbirati više energije, oni snažno implodiraju tijekom ciklusa visokog tlaka. Imploziju mjehurića karakteriziraju intenzivne kavitacijske sile, uključujući mikroturbulencije i struje tekućine s brzinama do 100 m/s. Ovi kavitacijski učinci smicanja također su poznati kao sonomehanički učinci. Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih molekula uglavnom je uzrokovana sonomehaničkim učincima:
Izvanredni uvjeti ultrazvučne kavitacije perforiraju i/ili ometaju stanične stijenke i membrane i omogućuju veći prodor otapala u uzorak. Ultrazvučna ekstrakcija stoga postiže vrlo brzu izolaciju spojeva – nadmašuju konvencionalne metode ekstrakcije u kraćem vremenu procesa, većem prinosu i na nižim temperaturama. Kao blagi (sono-)mehanički tretman, ekstrakcija ultrazvukom sprječava toplinsku degradaciju bioaktivnih spojeva i nadmašuje druge tehnike kao što su konvencionalna ekstrakcija otapalom, hidrodestilacija ili Soxhlet ekstrakcija, za koje je poznato da uništavaju molekule osjetljive na toplinu. Ove prednosti čine ultrazvučnu ekstrakciju preferiranom tehnikom za otpuštanje aktivnih spojeva osjetljivih na temperaturu iz biljaka.
Stoga je ultrazvučna ekstrakcija poželjna tehnika za ekstrakciju bioaktivnih molekula kao što su polifenoli, terpeni, eterična ulja i kanabinoidi iz biljnog materijala.
Izvanredni uvjeti ultrazvučne kavitacije perforiraju i/ili ometaju stanične stijenke i membrane i omogućuju veći prodor otapala u uzorak. Ultrazvučna ekstrakcija stoga postiže vrlo brzu izolaciju spojeva – nadmašuju konvencionalne metode ekstrakcije u kraćem vremenu procesa, većem prinosu i na nižim temperaturama. Kao blagi mehanički tretman, ekstrakcija ultrazvukom sprječava toplinsku degradaciju bioaktivnih spojeva i nadmašuje druge tehnike kao što su konvencionalna ekstrakcija otapalom, hidrodestilacija ili Soxhlet ekstrakcija, za koje je poznato da uništavaju molekule osjetljive na toplinu. Ove prednosti čine ultrazvučnu ekstrakciju preferiranom tehnikom za otpuštanje aktivnih spojeva osjetljivih na temperaturu iz biljaka.
Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih stanica: mikroskopski poprečni presjek (TS) pokazuje mehanizam djelovanja tijekom ultrazvučne ekstrakcije iz stanica (povećanje 2000x) [izvor: Vilkhu et al. 2011.]
kanabinoidi
Kanabinoidi su prirodni spojevi koji se nalaze u biljci Cannabis sativa. Postoji više od 480 različitih spojeva prisutnih u biljci kanabisa. Kanabis (također nazvan marihuana) je izuzetno moćna ljekovita biljka. Od širokog spektra terapeutski aktivnih spojeva, 85 fitokemikalija naziva se kanabinoidima (a moglo bi se otkriti i više). CBD i THC (tetrahidrokanabinol / Δ9-THC) su najistaknutiji kanabinoidi. Najvažnija karakteristika razlikovanja je da CBD nije psihotropan, dok THC pokazuje psihoaktivne učinke.
Kanabinoidi se konzumiraju iz rekreativnih i medicinskih razloga.
Farmakokinetički podaci CBD-a:
bioraspoloživost – Oralno: 13-19%, Inhalirano: 11-45% (prosjek 31%)
poluvrijeme eliminacije: 9 sati
U SAD-u, CBD proizvodi koji sadrže manje od 0,03% THC-a, ekstrahirani iz sjemenki ili stabljike industrijske konoplje, federalno su legalni i mogu se legalno kupiti u svim državama, bez obzira na zakone o marihuani.
Farmakokinetički podaci THC-a:
bioraspoloživost – Oralno: 6-20%, Inhalirano: 10-35%
poluvrijeme eliminacije: 1,6-59 sati, 25-36 sati (oralno primijenjen dronabinol)
Nanoformulacije
Nano-kanabinoidi su ulja kanabisa formulirana u emulziju ulja u vodi nano veličine, koja nudi visoku bioraspoloživost (brži unos i povećani zdravstveni učinci) i stoga se može primijeniti u nižim dozama. Nadalje, nanoemulzije kanabisa mogu se lako umiješati u medicinske proizvode, pića, hranu i kozmetičke proizvode (npr. kreme, losione). Budući da su nanoemulzije često prozirne, mogu se lako formulirati u druge proizvode bez utjecaja na izgled.
Za dobivanje visokokvalitetne nanoemulzije, veličina kapljice i indeks polidisperznosti (PDI), važni su čimbenici koji značajno utječu na stabilnost nanoemulzije. Visoki indeks polidisperznosti ukazuje na postojanje velikih kapljica koje destabiliziraju emulziju kroz koalescenciju i Ostwaldovo sazrijevanje. Mala i uska raspodjela veličine kapljica stoga je važan faktor koji pridonosi stabilnosti i duljem vijeku trajanja (nano-/mikro-) emulzije.
Kanabis-Nanoemulzije: Za ulje konoplje ili CBD nanoemulzije, ulje konoplje / CBD se miješa u visokokvalitetno ulje za hranu. Tipična biljna ulja su MCT ulje, kokosovo ulje, ulje avokada, maslinovo ulje, laneno ulje, ulje slatkog badema i ulje oraha. Kao emulgator (tenzid, sredstvo za vlaženje, stabilizator) uspješno se koriste polisorbat 80, lecitin, quillaja saponini, sojin lecitin i kora sapuna. Ksantan guma, pektin ili protein sirutke mogu se dodatno dodati radi poboljšanja reologije i stabilnosti emulzije.
CO2 Izvlačenje
CO2 ekstrakcija se može izvesti na dva načina: superkritična i subkritična ekstrakcija. Kada CO2 koristi se kao otapalo, ima različite karakteristike koje ovise o njegovom tekućem stanju. Subkritični CO2 definira CO2 u stanju između 5-10°C (278.15-283.15K, 41-50°F) i tlaka između 800-1500psi (54.43-102.06atm, 5.51-10.24MPa). Na ovoj temperaturi i tlaku CO2 ponaša se kao gusta tekućina. Kada se uvjeti temperature i tlaka povećaju i prijeđu kritičnu temperaturu (304,25 K, 31,10 °C, 87,98 °F) i kritični tlak (72,9 atm, 7,39 MPa, 1071 psi), CO2 se širi u spremniku poput plina, ali s gustoće poput tekućine. Ovo je poznato kao superkritični ugljikov dioksid (sCO2 ili SC-CO2)).
Subkritični CO2 ekstrakcija koristi nisku temperaturu i niski tlak i stoga traje više vremena. Subkritični CO2 ekstrakcija daje manje prinose i može zadržati nešto terpena i ulja. Za superkritični CO2 ekstrakcije, primjenjuju se više temperature i viši pritisci, što može oštetiti terpene i druge fitokemikalije. Za superkritični CO2 ekstrakcije, nizvodni proces – poznat kao zimovanje – potreban je za uklanjanje neželjenih spojeva kao što su lipidi i klorofil. Tijekom koraka prezimljavanja, sirovi ekstrakt se zamrzava u etanolu kako bi se odvojili čisti kanabinoidi i terpeni od ostalih nusproizvoda ogoljenih tijekom ekstrakcije.