A kannabidiol (CBD) rendkívül hatékony extrakciója kannabiszból
A Hielscher ultrahangos extraktorai a legkorszerűbb technológiát képviselik a kenderolaj és a CBD-olaj megbízható és hatékony extrakciójában. Az ultrahangos kezelés jól ismert, rendkívül hatékony extrakciós technika az értékes vegyületek növényi anyagokból történő felszabadítására. Más extrakciós módszerekkel, például a szuperkritikus CO2-extrakcióval összehasonlítva az ultrahangos technika hatékonyabb, egyszerűbben működtethető és sokoldalúbban alkalmazható.
Ultrahangos extrakció
Az ultrahangos extrakció jól ismert és régóta bevált eljárás értékes vegyületek növényi anyagokból történő kinyerésére. Ezért az ultrahangos kezelés ideális technika kiváló minőségű CBD-olajok előállítására. A pontosan szabályozható ultrahangos kavitáció perforálja a növényi sejteket, és az oldószert a sejtek belsejébe juttatja, ahol az felveszi az intracelluláris vegyületeket, például a kannabinoidokat, terpéneket, flavonoidokat stb.
Az ultrahangos kezelés nagy előnye az a hőmérséklet-tartomány, amelyben az extrakció végezhető. Az ultrahangos extrakció a forró/meleg etanoltól egészen a kriogén etanolig (-70°C) végezhető. Ez lehetővé teszi a kívánt vegyületek célzott izolálását. A kriogén etanolban végzett ultrahangos kezelés elsősorban kannabinoidokat és terpéneket eredményez, míg a meleg/forró etanollal végzett extrakció a fitokémiai vegyületek széles körét eredményezi (pl. aldehidek, észterek, etilek, ketonok). A teljes spektrumú kivonatok számos kannabinoidot, terpént és egyéb fitokémiai vegyületet tartalmaznak. Az entourage-hatás szerint a fitokémiai vegyületek (pl. a kannabinoidok) szinergikus hatásokat fejtenek ki, ezért más növényi vegyületekkel együtt jobban hatnak. Ez azt jelenti, hogy a CBD mellett más kannabinoidokat, terpéneket és fitokémiai vegyületeket is tartalmazó CBD-olaj terápiás hatása jelentősen nagyobb lesz, mint a kizárólag CBD-t tartalmazó CBD-olajé. A klorofill extrakcióját azonban elkerülik, mivel kellemetlen ízt ad a kivonatnak.
Lépésről lépésre
- Ultrahangos extrakció: Az ultrahangos extrakció könnyen elvégezhető szakaszos vagy folyamatos átfolyásos üzemmódban – a feldolgozandó térfogattól függően. Az extrakciós folyamat nagyon gyors, és nagy mennyiségű hatóanyagot eredményez.
- Szűrés: Szűrje át a növényi anyag és a folyadék keverékét papírszűrőn vagy szűrőzsákon, hogy eltávolítsa a szilárd növényi részeket a folyadékból.
- Bepárlás: A CBD-olaj oldószertől való elválasztására általában rotációs bepárlót használnak. Az oldószer, például az etanol, visszanyerhető és újra felhasználható.
- Nanoemulgeálás: Ultrahangos kezeléssel a tisztított CBD-olaj stabil nanoemulzióvá alakítható, amely kiváló biológiai hozzáférhetőséget biztosít.
Töltse le itt a részletes, lépésről lépésre haladó útmutatót!
Nagy extrakciós kihozatal
A Hielscher ultrahangos extraktorai pontosan beállíthatók az optimális extrakciós körülményekre – így a nyersanyagból (kannabiszlevelek, virágzatok, szárak stb.) a legnagyobb mennyiség és a legjobb minőség nyerhető ki. Az ultrahang intenzitása döntő jelentőségű a növényi vegyületek, például a kiváló minőségű CBD-olaj kannabiszból történő extrakciójában. Ultrahangos készülékeink, az UP400St, UIP500hdt, UIP1000hdt és az UIP2000hdt, pontos amplitúdószabályozással, hőmérséklet-érzékelővel és idővezérléssel vannak felszerelve, hogy optimális körülmények között dolgozhasson. A színes érintőképernyő és a böngészőből történő vezérlés egyszerűvé és megbízhatóvá teszi a működtetést és a felügyeletet.
CBD szakaszos ultrahangos extrakciója kannabiszból, 120L térfogatban, UIP2000hdT készülékkel és keverővel
UP400St kannabinoidok kannabiszból történő extrakciójához
Oldószerek ultrahangos extrakcióhoz
Az etanolt széles körben használják oldószerként a kannabinoidok extrakciójához. A Hielscher ultrahangos készülékei jelentősen kibővítik a választható oldószerek körét: víz–etanol keverék, kriogén etanol, etanol, nagy alkoholtartalmú szesz, glicerin stb.
Az etanol nagyon népszerű oldószer, mivel mind a poláris (hidrofil), mind az apoláris (hidrofób/lipofil) anyagokat oldja. Különböző arányú etanol/víz keverékek is használhatók ultrahangos extrakcióhoz. Az etanol/víz előnyei közé tartozik az alacsonyabb költség (a kevesebb etanolnak köszönhetően) és a nagyobb biztonság, mivel kevésbé gyúlékony. A kriogén etanollal (kb. -70°C) végzett ultrahangos extrakció nagyon nagy kihozatalt és nagyon jó minőséget biztosít.
Egyszerű és biztonságos működtetés
Ultrahangos készülékeinket az optimális felhasználóbarát működés érdekében terveztük, így ultrahangos extraktoraink könnyen és biztonságosan működtethetők. Örömmel segítünk ügyfeleinknek a beüzemelés során, és ajánlásokat adunk az ultrahangos beállításokra és paraméterekre vonatkozóan. A legmegfelelőbb készüléket kínáljuk Önnek – szakaszos és inline feldolgozáshoz.
A CO2 -extrakcióval szembeni előnyök
A szuperkritikus CO2 -extraktorok beszerzése és üzemeltetése drága. A CO2 -extrakció működtetése bonyolult, és olyan szakembert igényel, aki tudja, milyen nyomások és hőmérsékletek megfelelőek a kívánt kannabinoidok és terpének kinyeréséhez. A nagy nyomások és magas hőmérsékletek jelentősen hozzájárulnak a költségek növekedéséhez a hagyományos folyadékos extrakcióhoz képest. Ezzel összehasonlítva az ultrahangos extrakció berendezésének beszerzése és üzemeltetése olcsó, és nagy mennyiségű kivonatot eredményez, amely néhány percen belül kinyerhető. Mivel az ultrahangos kezelést környezeti (vagy kissé megemelt) nyomáson és alacsony hőmérsékleten végzik, az ultrahangos extrakció egyszerűen és biztonságosan működtethető. A Hielscher ultrahangos készülékei nagy extrakciós kihozataluk, a különféle oldószerekkel való kompatibilitásuk, egyszerű használatuk és lineáris méretnövelhetőségük miatt elismertek és előnyben részesítettek.
Nanoemulziók
A CBD nagy biológiai hozzáférhetőségének és legjobb hatásainak eléréséhez a CBD-olaj cseppjeit nanoformában kell beadni.
A Hielscher ultrahangos készülékeinek vonzereje sokoldalú felhasználhatóságukban rejlik: ultrahangos rendszereink kannabisz extrakciójára ÉS nanoemulziók előállítására is használhatók. Csupán egyetlen készüléket kell megvásárolnia ahhoz, hogy kinyerje a CBD-t a kannabiszból, majd a CBD-olajat stabil, nagy biológiai hozzáférhetőségű nanoemulzióvá alakítsa.
Kattintson ide, és tudjon meg többet a CBD ultrahangos nanoemulgeálásáról!
Nagy teljesítményű ultrahangos rendszerek a laboratóriumi léptéktől a kísérleti üzemi és ipari léptékig.
Nagy teljesítményű ultrahangos extraktorok
A Hielscher Ultrasonics ultrahangos extrakciós berendezéseket szállít kannabisz extrakciójához és nanoformulációk emulgeálásához.
Pontos szabályozhatóságuk és felhasználóbarát működésük mellett minden ultrahangos készülékünket 24/7 üzemre terveztük. Rendszereink az alacsonytól egészen a nagyon magas amplitúdókig képesek működni. A kannabinoidok és terpének extrakciójához speciális ultrahangos szonotródákat (más néven ultrahangos szondákat vagy kürtöket) kínálunk, amelyeket kiváló minőségű hatóanyagok kíméletes izolálására optimalizáltunk. Minden rendszerünk használható a kannabinoidok extrakciójára és azt követő emulgeálására.
A Hielscher ultrahangos berendezéseinek robusztussága nagy terhelés mellett és igényes környezetben is lehetővé teszi a 24/7 üzemet.
Lépjen kapcsolatba velünk még ma! Örömmel ajánljuk az extrakciós igényeinek leginkább megfelelő ultrahangos összeállítást!
- Kiváló minőségű kivonatok
- Teljesebb extrakció
- Nagy extrakciós kihozatal
- Teljes spektrumú kivonat
- Különféle oldószerek használata
- Nem mérgező
- Nem termikus (hideg) módszer
- Gyors extrakciós folyamat
- Biztonságos és könnyen használható
- Lineáris méretnövelhetőség
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
Hasznos tudnivalók
Az ultrahangos extrakció előnyei
Az ultrahangos extrakció alapja az akusztikus kavitáció. A kavitáció a folyadékban alkalmazott nagy teljesítményű ultrahang hatására lép fel, és nagy energiasűrűségű mechanikai hatások jellemzik, amelyek úgynevezett forró pontokban jelentkeznek.
Ultrahangos extrakció – Kavitációs hatások
Amikor nagy teljesítményű ultrahanghullámokat csatolnak be egy folyadékba (pl. növényi anyagból és oldószerből álló szuszpenzióba), az ultrahanghullámok a folyadékon áthaladva váltakozó nagy nyomású / kis nyomású ciklusokat hoznak létre. A kis nyomású ciklusok során apró vákuumbuborékok (úgynevezett kavitációs buborékok) keletkeznek, amelyek több nyomáscikluson keresztül növekednek. Bizonyos méretnél, amikor a buborékok már nem képesek több energiát elnyelni, egy nagy nyomású ciklus során hevesen összeomlanak. A buborékok összeomlását intenzív kavitációs erők jellemzik, beleértve a mikroturbulenciákat és az akár 100m/s sebességű folyadékáramokat. Ezeket a kavitációs nyíróhatásokat szonomechanikai hatásoknak is nevezik. A bioaktív molekulák ultrahangos extrakcióját elsősorban szonomechanikai hatások idézik elő:
Az ultrahangos kavitáció rendkívüli körülményei perforálják és/vagy megbontják a sejtfalakat és membránokat, és lehetővé teszik, hogy az oldószer nagyobb mértékben behatoljon a mintába. Az ultrahangos extrakció ezért a vegyületek nagyon gyors izolálását teszi lehetővé – rövidebb feldolgozási idővel, nagyobb kihozatallal és alacsonyabb hőmérsékleten felülmúlja a hagyományos extrakciós módszereket. Kíméletes (szono-)mechanikai kezelésként az ultrahangos extrakció megakadályozza a bioaktív vegyületek termikus lebomlását, és felülmúlja az olyan egyéb technikákat, mint a hagyományos oldószeres extrakció, a vízdesztilláció vagy a Soxhlet-extrakció, amelyekről ismert, hogy roncsolják a hőérzékeny molekulákat. Ezen előnyök miatt az ultrahangos extrakció az előnyben részesített technika a hőmérséklet-érzékeny hatóanyagok növényi anyagokból történő felszabadítására.
Ezért az ultrahangos extrakció az előnyben részesített technika a bioaktív molekulák, például a polifenolok, terpének, illóolajok és kannabinoidok növényi anyagokból történő kinyerésére.
Az ultrahangos kavitáció rendkívüli körülményei perforálják és/vagy megbontják a sejtfalakat és membránokat, és lehetővé teszik, hogy az oldószer nagyobb mértékben behatoljon a mintába. Az ultrahangos extrakció ezért a vegyületek nagyon gyors izolálását teszi lehetővé – rövidebb feldolgozási idővel, nagyobb kihozatallal és alacsonyabb hőmérsékleten felülmúlja a hagyományos extrakciós módszereket. Kíméletes mechanikai kezelésként az ultrahangos extrakció megakadályozza a bioaktív vegyületek termikus lebomlását, és felülmúlja az olyan egyéb technikákat, mint a hagyományos oldószeres extrakció, a vízdesztilláció vagy a Soxhlet-extrakció, amelyekről ismert, hogy roncsolják a hőérzékeny molekulákat. Ezen előnyök miatt az ultrahangos extrakció az előnyben részesített technika a hőmérséklet-érzékeny hatóanyagok növényi anyagokból történő felszabadítására.
Ultrahangos extrakció növényi sejtekből: a mikroszkópos keresztmetszet (TS) a sejtekből történő ultrahangos extrakció hatásmechanizmusát mutatja (2000x nagyítás) [forrás: Vilkhu et al. 2011]
Kannabinoidok
A kannabinoidok a Cannabis sativa növényben megtalálható, természetesen előforduló vegyületek. A kannabisznövényben több mint 480 különböző vegyület van jelen. A kannabisz (más néven marihuána) rendkívül erős hatású gyógynövény. A terápiásan aktív vegyületek széles köréből 85 fitokémiai vegyületet neveznek kannabinoidnak (és továbbiakat is felfedezhetnek). A CBD és a THC (tetrahidrokannabinol / Δ9-THC) a legismertebb kannabinoidok. A legfontosabb megkülönböztető jellemző az, hogy a CBD nem pszichotróp, míg a THC pszichoaktív hatásokat mutat.
A kannabinoidokat rekreációs és gyógyászati célból fogyasztják.
A CBD farmakokinetikai adatai:
biológiai hozzáférhetőség – Szájon át: 13–19%, Belélegezve: 11–45% (átlag 31%)
eliminációs felezési idő: 9 óra
Az USA-ban az ipari kender magjaiból vagy száraiból kinyert, .03%-nál kevesebb THC-t tartalmazó CBD-termékek szövetségi szinten legálisak, és minden államban legálisan megvásárolhatók, az adott állam marihuánára vonatkozó törvényeitől függetlenül.
A THC farmakokinetikai adatai:
biológiai hozzáférhetőség – Szájon át: 6–20%, Belélegezve: 10–35%
eliminációs felezési idő: 1,6–59 óra, 25–36 óra (szájon át beadott dronabinol)
Nanoformulációk
A nanokannabinoidok nanoméretű olaj-a-vízben emulzióvá formulált kannabiszolajok, amelyek nagy biológiai hozzáférhetőséget biztosítanak (gyorsabb felszívódás és fokozott egészségügyi hatások), ezért alacsonyabb dózisban is beadhatók. Ezenkívül a kannabisz-nanoemulziók könnyen bekeverhetők gyógyászati termékekbe, italokba, élelmiszerekbe és kozmetikai termékekbe (pl. krémekbe, testápolókba). Mivel a nanoemulziók gyakran áttetszőek, könnyen beépíthetők más termékek formulációiba anélkül, hogy befolyásolnák azok megjelenését.
Kiváló minőségű nanoemulzió előállításához a cseppméret és a polidiszperzitási index (PDI) fontos tényezők, amelyek jelentősen befolyásolják a nanoemulzió stabilitását. A magas polidiszperzitási index nagy cseppek jelenlétét jelzi, ami koaleszcencia és Ostwald-érés révén destabilizálja az emulziót. Ezért a kis cseppméret és a szűk cseppméret-eloszlás fontos tényező a (nano- / mikro-) emulzió stabilitásában és hosszabb eltarthatóságában.
Kannabisz-nanoemulziók: Kenderolaj- vagy CBD-nanoemulziók esetén a kenderolajat / CBD-olajat kiváló minőségű, élelmiszeripari minőségű olajba keverik. Tipikus növényi olajok az MCT-olaj, a kókuszolaj, az avokádóolaj, az olívaolaj, a lenmagolaj, az édesmandula-olaj és a dióolaj. Emulgeálószerként (felületaktív anyagként, nedvesítőszerként, stabilizátorként) sikeresen alkalmaztak poliszorbát 80-at, lecitint, quillaja-szaponinokat, szójalecitint és szappanfakérget. A reológiai tulajdonságok és az emulzió stabilitásának javítására xantángumi, pektin vagy tejsavófehérje is hozzáadható.
CO2 -extrakció
A CO2 -extrakció kétféleképpen végezhető: szuperkritikus és szubkritikus extrakcióval. Ha a CO2 -t oldószerként használják, különböző jellemzőkkel rendelkezik, amelyek a fluidum állapotától függenek. A szubkritikus CO2 a CO2 5–10°C (278,15–283,15K, 41–50°F) közötti hőmérsékleten és 800–1500psi (54,43–102,06atm, 5,51–10,24MPa) közötti nyomáson fennálló állapotát jelenti. Ezen a hőmérsékleten és nyomáson a CO2 sűrű fluidumként viselkedik. Amikor a hőmérsékletet és a nyomást növelik, és azok meghaladják a kritikus hőmérsékletet (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) és a kritikus nyomást (72,9atm, 7,39MPa, 1 071psi), a CO2 gázhoz hasonlóan kitágul a tartályban, de sűrűsége a folyadékéhoz hasonló. Ezt szuperkritikus szén-dioxidnak nevezik (sCO2 vagy SC-CO2)).
A szubkritikus CO2 -extrakció alacsony hőmérsékletet és kis nyomást alkalmaz, ezért több időt vesz igénybe. A szubkritikus CO2 -extrakció kisebb kihozatalt eredményez, és megőrizhet bizonyos terpéneket és olajokat. A szuperkritikus CO2 -extrakcióhoz magasabb hőmérsékleteket és nagyobb nyomásokat alkalmaznak, amelyek károsíthatják a terpéneket és más fitokémiai vegyületeket. A szuperkritikus CO2 -extrakcióknál utókezelési eljárásra – úgynevezett téliesítésre – van szükség a nem kívánt vegyületek, például a lipidek és a klorofill eltávolításához. A téliesítési lépés során a nyers kivonatot etanolban lefagyasztják, hogy a tiszta kannabinoidokat és terpéneket elválasszák az extrakció során kinyert egyéb melléktermékektől.