Ulje kanabisa / nanoemulzija CBD-a primjenom ultrazvuka
Izrada bistrih, prozirnih nanoemulzija kanabisa pravi je izazov. Ultrazvučni emulgatori vrlo su učinkovita tehnika za proizvodnju bistrih, dugotrajno stabilnih nanoemulzija koje inkapsuliraju kanabinoide. Ultrazvučno nanoemulgirani CBD, CBG ili THC imaju znatno veću bioraspoloživost.
Izradite nanoemulzije CBD-a pomoću ultrazvučne sonde
Ultrazvučna kavitacija vrlo je učinkovita metoda emulgiranja za pripremu vrhunskih emulzija u nanometarskom rasponu. Sonikacija zamućenih emulzija (mikroemulzije, približno 150 do 100nm) čini ih prozirnima ili bistrima i transparentnima jer smanjuje veličinu kapljica CBD-a na sićušne kapljice veličine približno 10nm. Time se znatno povećava stabilnost emulzije. Ultrazvučno proizvedene emulzije često su same po sebi stabilne bez dodatka emulgatora ili površinski aktivne tvari.
Kod ulja kanabisa nanoemulgiranje poboljšava apsorpciju i bioraspoloživost kanabinoida, čime se pri oralnoj primjeni postiže izraženiji učinak. Stoga nanoemulzije u usporedbi s konvencionalnim formulacijama CBD-a omogućuju primjenu niže doze proizvoda od kanabisa uz postizanje istih učinaka.
Emulzije ulja kanabisa suspenzije su kanabinoida mikrometarske ili nanometarske veličine za proizvode na bazi kanabisa, konoplje, THC-a ili CBD-a, kao što su tinkture, kapsule, losioni i ulošci za e-cigarete. Kanabinoidi kao što su THC, CBD itd. lipofilni su (= hidrofobni). Stoga su za dispergiranje kanabinoida u formulacijama na bazi vode potrebne snažne smične sile. Kanabinoidi nisu topljivi u vodi, ali pokazuju dobru topljivost u nepolarnim otapalima kao što su ulja i masti. Za prevladavanje nemješljivosti kanabinoida s vodom potrebna je odgovarajuća tehnika emulgiranja. Intenzivna ultrazvučna kavitacija dobro je poznata i etablirana tehnika za proizvodnju stabilnih emulzija s malim kapljicama (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikroemulzije i nanoemulzije).
Ultrazvučni nanoemulgatori omogućuju proizvodnju bistrih i ukusnih nanoemulzija kanabisa. Slika prikazuje ultrazvučni uređaj UP400ST (400W)
Ulje: Biljna ulja kao što su maslinovo ulje, kokosovo ulje ili MCT ulje pomažu apsorpciji djelatnih tvari kanabisa u probavnom sustavu. Kanabinoidi kao što su CBD i THC teško se mogu apsorbirati bez ulja ili masti. Kako bi se postigla optimalna apsorpcija, ekstrakti kanabisa uglavnom se emulgiraju u ulju, a zatim dalje prerađuju u emulziju.
Emulgator: Lecitin, dostupan u obliku praha, granula i tekućine, emulgator je prikladan za prehrambene i medicinske proizvode. Za emulzije ulja kanabisa lecitin je jedan od najčešćih emulgatora. Ostali emulgatori koji daju dobre rezultate jesu arapska guma ili emulgatori na bazi škroba.
Kako pripremiti emulziju kanabisa sonikacijom
Za pripremu stabilnih nanoemulzija CBD-a vrlo dobro djeluje mješavina polisorbata 80 i lecitina. Nema potrebe kupovati preskupe gotove mješavine jer su oba dodatka lako dostupna u kvaliteti prikladnoj za prehrambenu uporabu.
- Polisorbat 80: poznat i kao Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lecitin: Lipoid je proizvođač visokokvalitetnog lecitina.
Recepture za formuliranje nanoemulzija CBD-a
Za nanoemulziju s 2wt% CDB-a (ulje u vodi) upotrijebite: 2wt% ulja CBD-a, 2wt% polisorbata 80, 1wt% lecitina, 95wt% vode
Za nanoemulziju s 5wt% CDB-a (ulje u vodi) upotrijebite: 5wt% ulja CBD-a, 3,3wt% polisorbata 80, 1,7wt% lecitina, 90wt% vode
Potrebna ultrazvučna energija: približno 300 do 400Ws/g energije sonikacije pri amplitudama od 40 do 70 mikrometara. Ultrazvučni uređaji UP200Ht ili UP400St prikladni su uređaji za emulgiranje do 5L po šarži.
Protokol korak po korak za izradu nanoemulzije CBD-a ultrazvukom:
- Mješavina ulja: Za pripremu prethodno pomiješajte približno 10mL ulja kanabisa (npr. ulje CBD-a, has oil BHO) s 40mL maslinova ulja!
- Nanoemulzija ulja u vodi: Za pripremu emulzije ulja kanabisa uzmite laboratorijsku čašu s približno 100mL vode. Kao emulgator dodajte približno 10–15 grama tekućeg sojina lecitina. Voda treba biti sobne temperature. Stavite čašu s vodom u vodenu kupelj kako biste kontrolirali temperaturu tijekom sonikacije. Uronite sonotrodu uređaja UP400St u čašu s vodom. Za sonikaciju postavite amplitudu na 50%. Polako ulijevajte smjesu ulja kanabisa i maslinova ulja u 100mL vode sobne temperature dok sonificirate vodu kako biste stvorili nanoemulziju. Kako biste dobili bolju emulziju, prethodno pripremljenu smjesu ulja dodajte u vodu izravno ispod sonotrode pomoću kapaljke ili štrcaljke.
U sustavima većeg mjerila s protočnom ćelijom Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 upotrebljava se za ubrizgavanje CBD ulja izravno u područje ultrazvučne kavitacije ispod ultrazvučne sonotrode. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 upotrebljava se za ultrazvučnu proizvodnju nanoemulzija u protočnom sustavu i osigurava ravnomjerno nanoemulgiranje CBD ulja u smjesama s vodom.
Uloga ulja nosača u ultrazvučnim nanoemulzijama
Ulja nosači važna su komponenta u pripremi ultrazvučnih CBD nanoemulzija.
Kako bi se stvorila stabilna nanoemulzija, CBD ulje mora biti ravnomjerno dispergirano u cijeloj vodenoj fazi. Tu svoju ulogu imaju ulja nosači. Ulja nosači obično su lakša, manje viskozna ulja koja se bolje miješaju s vodom nego CBD ulje. Upotrebljavaju se za razrjeđivanje CBD ulja i olakšavanje njegova dispergiranja u vodenoj fazi.
Ulja nosači također imaju ulogu u stabilnosti nanoemulzije. Vrsta upotrijebljenog ulja nosača može utjecati na veličinu kapljica i stabilnost nanoemulzije. Primjerice, neka ulja mogu biti bolja za stabilizaciju malih kapljica, dok druga mogu biti bolja za sprječavanje srastanja kapljica tijekom vremena.
Osim svoje funkcionalne uloge, ulja nosači mogu utjecati i na senzorska svojstva konačnog proizvoda. Mogu utjecati na teksturu, boju i aromu nanoemulzije.
Sveukupno, ulja nosači važna su komponenta u pripremi ultrazvučnih CBD nanoemulzija. Pomažu dispergirati CBD ulje u vodenoj fazi, stabilizirati nanoemulziju te mogu utjecati na senzorska svojstva konačnog proizvoda.
Popis dobrih ulja nosača za ultrazvučne CBD nanoemulzije
U prethodnom primjeru upotrebljavamo maslinovo ulje kao ulje nosač za ultrazvučno pripremljenu nanoemulziju ulja kanabisa. Osim maslinova ulja postoji nekoliko drugih mogućnosti koje se također često upotrebljavaju. Najbolje ulje nosač za CBD nanoemulzije može ovisiti o nekoliko čimbenika, kao što su željena veličina kapljica, stabilnost i senzorska svojstva konačnog proizvoda. U nastavku su navedena neka uobičajena ulja nosači koja se upotrebljavaju za CBD nanoemulzije i neka njihova svojstva:
- MCT ulje (ulje triglicerida srednjeg lanca): MCT ulje lagano je ulje bez boje i okusa koje se dobiva iz kokosova ulja. Popularan je izbor za CBD nanoemulzije jer je vrlo stabilno, ima dug rok trajanja i može pomoći u stvaranju malih kapljica.
- Suncokretovo ulje: Suncokretovo ulje ulje je neutralnog okusa s visokim udjelom nezasićenih masnih kiselina. Dobar je izbor za CBD nanoemulzije jer može pomoći u stvaranju malih kapljica i ima visoku oksidacijsku stabilnost.
- Ulje sjemenki konoplje: Ulje sjemenki konoplje popularno je ulje nosač za CBD proizvode jer je bogato omega-3 i omega-6 masnim kiselinama. Može se upotrebljavati kao ulje nosač za CBD nanoemulzije, ali možda neće biti jednako stabilno kao druga ulja i može dovesti do stvaranja većih kapljica.
- Ulje sjemenki grožđa: Ulje sjemenki grožđa lagano je ulje bez okusa s visokim udjelom nezasićenih masnih kiselina. Dobar je izbor za CBD nanoemulzije jer može pomoći u stvaranju malih kapljica i ima visoku oksidacijsku stabilnost.
U konačnici, izbor nosivog ulja ovisit će o specifičnim zahtjevima proizvoda i željenim senzorskim svojstvima. Važno je napomenuti da izbor emulgatora i uvjeti obrade (poput unosa energije tijekom sonikacije) također mogu znatno utjecati na svojstva konačne nanoemulzije.
Uska krivulja raspodjele nanoemulzije konopljina ulja u vodi pripremljene ultrazvučnim uređajem UP400St.
Ultrazvučna nanoemulgacija upotrebljava se za proizvodnju stabilnih nanoemulzija CBD-a s vrhunskom bioraspoloživošću.
Emulzija ulja kanabisa s maslinovim uljem kao nosivim uljem.
Liposomske emulzije CBD-a
Sonikacija je preferirana metoda za proizvodnju liposomskog CDB-a ili liposomskog THC-a u obliku farmaceutskih i kozmetičkih vezikula. Liposomi su nanonosači na bazi lipida za djelatne sastojke lijekova koji poboljšavaju bioraspoloživost i terapijske učinke djelatnih tvari kao što su CBD ili THC. Budući da su kanabinoidi vrlo osjetljive molekule, podložni su razgradnji oksidacijom i djelovanjem različitih enzima. Nanoenkapsulacija CBD-a ili THC-a u liposome sprječava razgradnju kanabinoida. Sonikacijom se kanabinoidi mogu učinkovito enkapsulirati u liposome.
Kliknite ovdje i pročitajte više o liposomskoj enkapsulaciji djelatnih tvari!
Stabilnost nanoemulzija THC-a/CBD-a
Za proizvodnju dugoročno stabilnih nanoemulzija ulja u vodi (o/w) potrebno je upotrijebiti prikladnu površinski aktivnu tvar ili oblikovati liposome koji enkapsuliraju lipofilne bioaktivne spojeve u nosivo ulje. Za ulje kanabisa nosivo ulje treba biti prehrambene kvalitete i ne smije narušavati izgled, okus ni stabilnost konačnog proizvoda. Kokosovo ulje (MCT) i maslinovo ulje dobra su nosiva ulja za kanabinoide. Nosiva ulja vrlo su važan čimbenik u stvaranju fizikalno-kemijski stabilne emulzije jer mogu pomoći u zaštiti emulzije od Ostwaldova dozrijevanja. Ostwaldovo dozrijevanje pokretačka je sila koja destabilizira emulziju okrupnjavanjem kapljica. Nanoemulzije dugolančanih triglicerida dugoročno su stabilne u odnosu na Ostwaldovo dozrijevanje. Maslinovo i kokosovo ulje sadrže dugolančane trigliceride, pa su i maslinovo i kokosovo ulje prikladna nosiva ulja za THC ili CBD.
Ultrazvučna oprema za nanoemulgaciju
Nanoemulziju CBD-a možete proizvesti u šaržnom ili kontinuiranom načinu rada pomoću ultrazvučnog uređaja za emulgiranje. Hielscher ultrazvučni homogenizatori snažni su emulgatori za proizvodnju stabilnih nanoemulzija CBD-a. Ultrazvučna proizvodnja emulzija ulja kanabisa (o/w) jednostavan je i brz postupak koji uvjerava optimalnim rezultatima.
Hielscher Ultrasonics vodeći je dobavljač snažnih i pouzdanih ultrazvučnih sustava. Pokriva cijeli raspon, od laboratorijskih i stolnih uređaja do potpuno industrijskih strojeva za obradu velikih volumena u zahtjevnim uvjetima. Uobičajene primjene Hielscher ultrazvučnih uređaja uključuju emulgiranje, homogenizaciju i ekstrakciju u industriji hrane i pića te u farmaceutskoj ili kozmetičkoj industriji.
| Volumen šarže emulzije | Protok emulzije | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | skup uređaja UIP16000 |
Ultrazvučna ekstrakcija
Ultrazvučna ekstrakcija dobro je poznat i odavno uhodan postupak izdvajanja vrijednih spojeva iz biljnog materijala. Stoga je sonikacija idealna tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih CBD ulja. Ultrazvučnom kavitacijom koja se može precizno kontrolirati perforiraju se biljne stanice, a otapalo se potiskuje u stanicu, gdje preuzima unutarstanične spojeve kao što su kanabinoidi, terpeni, flavonoidi itd.
Pročitajte više o ekstrakciji iz kanabisa!
Činjenice koje vrijedi znati
Nanoemulzije THC-a i CBD-a
Nanoemulzije su poznate i kao miniemulzije ili submikronske emulzije. Nanoemulzije su emulzije s veličinom kapljica između 20 i 500nm. Nanoemulzija je termodinamički stabilan izotropni sustav koji se sastoji od dviju tekućina koje se međusobno ne miješaju (npr. ulja i vode). Jedna od tih dviju tekućina vrlo se fino dispergira u drugoj fazi kako bi se stvorila jedna faza. Dodavanje emulgatora, npr. površinski aktivnih tvari i pomoćnih površinski aktivnih tvari, stabilizira emulzije sprječavanjem koalescencije kapljica. Veličina i oblik čestica/kapljica dispergiranih u kontinuiranoj fazi određuju glavnu razliku između emulzije i nanoemulzije. Ostwaldovo dozrijevanje glavni je mehanizam destabilizacije nanoemulzija THC-a ili CBD-a. Ostwaldovo dozrijevanje proces je razgradnje uslijed difuzije, što znači da se nehomogena struktura poput emulzije mijenja tijekom vremena. Kapljice emulzije s vremenom se povećavaju jer se manje kapljice otapaju i njihov se materijal ponovno taloži na većim kapljicama. Vrsta ulja ima velik utjecaj na intenzitet i brzinu Ostwaldova dozrijevanja. To znači da izbor prikladnog ulja može znatno utjecati na stabilnost emulzije. Nanoemulzije omogućuju poboljšanu isporuku djelatnih sastojaka (npr. lijekova).
O hašiševu ulju dobivenom butanom (BHO)
Hašiševo ulje proizvodi se ekstrakcijom otapalom, npr. ultrazvučnom ekstrakcijom ili ekstrakcijom superkritičnim C02 potpomognutom ultrazvukom. Za proizvodnju hašiševa ulja prednost se daje suhom, dekarboksiliranom biljnom materijalu. Sljedeće tekućine često se upotrebljavaju kao otapala za ekstrakciju hašiševa ulja: etanol, kloroform, diklormetan, petroleter, nafta, benzen, butan, metanol, izopropanol i maslinovo ulje. Nepolarna otapala poput benzena, kloroforma i petroletera ne mogu ekstrahirati sastojke marihuane ili hašiša topljive u vodi. To pomaže u dobivanju potentnijeg hašiševa ulja. Ekstrakcija ekstrakata kanabisa nepolarnim otapalima daje proizvod boljeg okusa nego ekstrakcija polarnim otapalima. Ispiranje ekstrakata lužinom može poboljšati miris i okus hašiševa ulja.
Čuvajte hašiševo ulje u hermetički zatvorenoj posudi i zaštitite ga od izlaganja svjetlosti. Izlaganje zraku, toplini i svjetlosti uzrokuje gubitak okusa i psihoaktivnosti ulja uslijed starenja. Dodavanje antioksidansa u formulaciju hašiševa ulja može smanjiti taj negativan učinak.
O kanabinoidima
U kanabisu postoji najmanje 113 identificiranih vrsta kanabinoida. Kanabinoidi su aktivne fitokemijske tvari s psihoaktivnim i/ili medicinskim učincima. THC ili tetrahidrokanabinol glavni je psihoaktivni spoj u kanabisu. CBD ili kanabidiol još je jedan važan sastojak s terapijskim učincima. Kanabinoidi su lipofilni spojevi koji su potencijalno nestabilni u kiselim uvjetima. Kanabinoidi su netopljivi u vodi, ali su vrlo topljivi u nepolarnim otapalima (npr. masti i ulju). Kako bi se poboljšala probava kanabinoida, ekstrakti kanabisa miješaju se s uljima nosačima, a zatim se ultrazvučno obrađuju u nanoemulzije.