Nanoemulsi Minyak Kanabis / CBD dengan Ultrasonik

Membuat nanoemulsi kanabis yang jernih dan tembus cahaya merupakan tantangan nyata. Pengemulsi ultrasonik merupakan teknik yang sangat efisien untuk menghasilkan nanoemulsi jernih yang stabil dalam jangka panjang dan mengenkapsulasi kanabinoid. CBD, CBG, atau THC yang dinanoemulsifikasi secara ultrasonik memiliki bioavailabilitas yang jauh lebih tinggi.

Membuat Nanoemulsi CBD menggunakan Probe Ultrasonik

Kavitasi ultrasonik merupakan metode emulsifikasi yang sangat efektif untuk menyiapkan emulsi unggul dalam rentang nano. Sonikasi emulsi yang keruh (mikroemulsi, sekitar 150 hingga 100nm) menjadikannya tembus cahaya atau jernih dan transparan, karena proses ini memperkecil ukuran droplet CBD menjadi droplet sangat kecil dalam rentang sekitar 10nm. Hal ini meningkatkan stabilitas emulsi secara signifikan. Emulsi yang dihasilkan secara ultrasonik sering kali stabil dengan sendirinya tanpa penambahan pengemulsi atau surfaktan.
Untuk minyak kanabis, nanoemulsifikasi meningkatkan penyerapan dan bioavailabilitas kanabinoid, sehingga menghasilkan efek yang lebih kuat ketika diberikan secara oral. Oleh karena itu, dibandingkan dengan formulasi CBD konvensional, nanoemulsi memungkinkan penggunaan dosis produk kanabis yang lebih rendah untuk mencapai efek yang sama.

Emulsi minyak kanabis merupakan suspensi kanabinoid berukuran mikron atau nano untuk produk berbasis kanabis, hemp, THC, atau CBD seperti tingtur, kapsul, losion, dan kartrid vape rokok elektronik. Kanabinoid seperti THC, CBD, dan sebagainya bersifat lipofilik (= hidrofobik). Oleh karena itu, diperlukan gaya geser yang intens untuk mendispersikan kanabinoid dalam formulasi berbasis air. Kanabinoid tidak larut dalam air, tetapi memiliki kelarutan yang baik dalam pelarut nonpolar seperti minyak dan lemak. Teknik emulsifikasi yang sesuai diperlukan untuk mengatasi ketidakcampuran kanabinoid dengan air. Kavitasi ultrasonik yang intens merupakan teknik yang telah dikenal luas dan mapan untuk menghasilkan emulsi berukuran halus yang stabil (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikroemulsi dan nanoemulsi).

Dalam video ini, kami membuat nanoemulsi minyak hemp kaya CBD dalam air menggunakan sonikator Hielscher UP400St. Kemudian, kami mengukur nanoemulsi tersebut menggunakan NANO-flex DLS. Hasil pengukuran menunjukkan distribusi ukuran partikel berbobot volume yang sangat sempit dalam rentang 9 hingga 40 nanometer. Sebanyak 95 persen dari seluruh partikel berukuran di bawah 28 nanometer.

Pelarutan dan nanoemulsifikasi ultrasonik memungkinkan pembuatan emulsi kanabis yang jernih dan bercita rasa enak.

Pengemulsi nano ultrasonik memungkinkan produksi nanoemulsi kanabis yang jernih dan bercita rasa enak. Gambar ini menunjukkan sonikator UP400ST (400W)

Minyak: Minyak nabati seperti minyak zaitun, minyak kelapa, atau minyak MCT membantu penyerapan zat aktif kanabis ke dalam sistem pencernaan. Kanabinoid seperti CBD dan THC hampir tidak dapat diserap tanpa minyak atau lemak. Untuk mencapai penyerapan optimal, ekstrak kanabis umumnya diemulsikan ke dalam minyak, kemudian diproses lebih lanjut menjadi emulsi.
Pengemulsi: Lesitin, yang tersedia dalam bentuk bubuk, granula, dan cairan, merupakan pengemulsi yang sesuai untuk produk pangan dan medis. Untuk emulsi minyak kanabis, lesitin merupakan salah satu pengemulsi yang paling umum digunakan. Pengemulsi lain yang memberikan hasil baik adalah gom arab atau pengemulsi berbasis pati.

Cara Menyiapkan Emulsi Kanabis dengan Sonikasi

Untuk menyiapkan nanoemulsi CBD yang stabil, campuran Polisorbat 80 dan lesitin bekerja sangat baik. Tidak perlu membeli campuran siap pakai yang terlalu mahal karena kedua bahan tambahan ini mudah diperoleh dalam kualitas yang memenuhi standar pangan.

Polisorbat 80: juga dikenal sebagai Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
Lesitin: Lipoid merupakan produsen lesitin berkualitas tinggi.

Resep Formulasi Nanoemulsi CBD

Untuk nanoemulsi CDB 2wt% (minyak dalam air), gunakan: minyak CBD 2wt%, Polisorbat 80 2wt%, lesitin 1wt%, air 95wt%
Untuk nanoemulsi CDB 5wt% (minyak dalam air), gunakan: minyak CBD 5wt%, Polisorbat 80 3,3wt%, lesitin 1,7wt%, air 90wt%

Kebutuhan energi ultrasonik: sekitar 300 hingga 400Ws/g energi sonikasi pada amplitudo 40 hingga 70 mikron. Sonikator UP200Ht atau UP400St merupakan perangkat emulsifikasi yang sesuai untuk volume hingga 5L per batch.

Protokol Langkah demi Langkah untuk Membuat Nanoemulsi CBD secara Ultrasonik:

Campuran Minyak: Untuk persiapan, campurkan terlebih dahulu sekitar 10mL minyak kanabis (misalnya minyak CBD, has oil BHO) dengan 40mL minyak zaitun!
Nanoemulsi Minyak dalam Air: Untuk menyiapkan emulsi minyak kanabis, siapkan gelas beker berisi sekitar 100mL air. Sebagai pengemulsi, tambahkan sekitar 10–15 gram lesitin kedelai cair. Air harus bersuhu ruang. Tempatkan gelas beker berisi air dalam penangas air untuk mengendalikan suhu selama sonikasi. Celupkan sonotrode UP400St ke dalam gelas beker berisi air. Untuk sonikasi, atur amplitudo ke 50%. Tuangkan campuran minyak kanabis/minyak zaitun secara perlahan ke dalam 100mL air bersuhu ruang sambil melakukan sonikasi pada air untuk membentuk nanoemulsi. Untuk menghasilkan emulsi yang lebih baik, tambahkan campuran awal minyak ke dalam air tepat di bawah sonotrode menggunakan pipet tetes atau alat suntik.

Untuk konfigurasi berskala lebih besar yang menggunakan sel alir, Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 digunakan untuk menginjeksikan minyak CBD langsung ke area kavitasi ultrasonik di bawah sonotrode ultrasonik. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 digunakan untuk produksi nanoemulsi secara ultrasonik dalam jalur aliran dan memastikan nanoemulsifikasi minyak CBD yang seragam dalam campuran air.

Video ini menunjukkan emulsifikasi minyak yang sangat efisien. Prosesor ultrasonik yang digunakan adalah sonikator Hielscher UP400St, yang ideal untuk menyiapkan nanoemulsi kanabis berkualitas tinggi dalam batch berukuran sedang.

Peran Minyak Pembawa dalam Nanoemulsi Ultrasonik

Minyak pembawa merupakan komponen penting dalam penyiapan nanoemulsi CBD secara ultrasonik.
Untuk menghasilkan nanoemulsi yang stabil, minyak CBD perlu didispersikan secara seragam ke seluruh fase air. Di sinilah minyak pembawa berperan. Minyak pembawa biasanya merupakan minyak yang lebih ringan, kurang kental, dan lebih dapat bercampur dengan air daripada minyak CBD. Minyak ini digunakan untuk mengencerkan minyak CBD dan mempermudah pendispersiannya dalam fase air.
Minyak pembawa juga berperan dalam stabilitas nanoemulsi. Jenis minyak pembawa yang digunakan dapat memengaruhi ukuran droplet dan stabilitas nanoemulsi. Misalnya, minyak tertentu mungkin lebih baik dalam menstabilkan droplet kecil, sedangkan minyak lainnya mungkin lebih baik dalam mencegah koalesensi droplet seiring waktu.
Selain peran fungsionalnya, minyak pembawa juga dapat memengaruhi sifat sensoris produk akhir. Minyak ini dapat memengaruhi tekstur, warna, dan aroma nanoemulsi.
Secara keseluruhan, minyak pembawa merupakan komponen penting dalam penyiapan nanoemulsi CBD secara ultrasonik. Minyak ini membantu mendispersikan minyak CBD dalam fase air, menstabilkan nanoemulsi, dan dapat memengaruhi sifat sensoris produk akhir.

Daftar Minyak Pembawa yang Baik untuk Nanoemulsi CBD Ultrasonik

Dalam contoh di atas, kami menggunakan minyak zaitun sebagai minyak pembawa untuk nanoemulsi minyak kanabis yang disiapkan secara ultrasonik. Selain minyak zaitun, terdapat beberapa pilihan lain yang juga umum digunakan. Minyak pembawa terbaik untuk nanoemulsi CBD dapat bergantung pada beberapa faktor, seperti ukuran droplet, stabilitas, dan sifat sensoris produk akhir yang diinginkan. Berikut beberapa minyak pembawa yang umum digunakan untuk nanoemulsi CBD beserta beberapa sifatnya:

Minyak MCT (trigliserida rantai sedang): Minyak MCT merupakan minyak yang ringan, tidak berwarna, dan tidak berasa yang berasal dari minyak kelapa. Minyak ini merupakan pilihan populer untuk nanoemulsi CBD karena sangat stabil, memiliki masa simpan yang panjang, dan dapat membantu menghasilkan droplet kecil.
Minyak bunga matahari: Minyak bunga matahari merupakan minyak bercita rasa netral yang kaya akan asam lemak tak jenuh. Minyak ini merupakan pilihan yang baik untuk nanoemulsi CBD karena dapat membantu menghasilkan droplet kecil dan memiliki stabilitas oksidatif yang tinggi.
Minyak biji hemp: Minyak biji hemp merupakan minyak pembawa yang populer untuk produk CBD karena kaya akan asam lemak omega-3 dan omega-6. Minyak ini dapat digunakan sebagai minyak pembawa untuk nanoemulsi CBD, tetapi mungkin tidak sestabil minyak lainnya dan dapat menghasilkan droplet yang lebih besar.
Minyak biji anggur: Minyak biji anggur merupakan minyak yang ringan dan tidak berasa yang kaya akan asam lemak tak jenuh. Minyak ini merupakan pilihan yang baik untuk nanoemulsi CBD karena dapat membantu menghasilkan droplet kecil dan memiliki stabilitas oksidatif yang tinggi.

Pada akhirnya, pilihan minyak pembawa akan bergantung pada persyaratan spesifik produk dan sifat sensoris yang diinginkan. Perlu diperhatikan bahwa pilihan pengemulsi dan kondisi pemrosesan (seperti masukan energi selama ultrasonikasi) juga dapat memengaruhi sifat nanoemulsi akhir secara signifikan.

Nanoemulsi minyak hemp / air yang disiapkan melalui sonikasi menunjukkan distribusi droplet nano yang sempit

Kurva distribusi sempit nanoemulsi minyak hemp dalam air yang disiapkan dengan sonikator UP400St.

Nanoemulsifikasi ultrasonik menghasilkan emulsi yang ditingkatkan dengan teknologi nano

Nanoemulsifikasi ultrasonik digunakan untuk menghasilkan nanoemulsi CBD yang stabil dengan bioavailabilitas unggul.

Emulsi minyak kanabis – dihasilkan melalui emulsifikasi ultrasonik dengan prosesor UP400St 400W. (Klik untuk memperbesar!)

Emulsi minyak kanabis menggunakan minyak zaitun sebagai minyak pembawa.

Emulsi Liposomal CBD

Ultrasonikasi merupakan metode pilihan untuk menghasilkan CDB liposomal atau THC liposomal sebagai vesikel farmasi dan kosmetik. Liposom merupakan pembawa nano berbasis lipid untuk komponen aktif obat, yang meningkatkan bioavailabilitas dan efek terapeutik zat aktif seperti CBD atau THC. Karena kanabinoid merupakan molekul yang sangat rentan, molekul ini mudah mengalami degradasi akibat oksidasi maupun akibat berbagai enzim. Nanoenkapsulasi CBD atau THC dalam liposom mencegah degradasi kanabinoid. Sonikasi dapat secara efektif mengenkapsulasi kanabinoid ke dalam liposom.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang enkapsulasi liposomal zat aktif!

Apakah Anda membutuhkan bantuan untuk menemukan pengemulsi / surfaktan yang optimal bagi produk minyak kanabis Anda? Hubungi DrRich, konsultan yang berspesialisasi dalam pengemulsi untuk nanoemulsi CBD yang stabil! Unduh informasi lebih lanjut di sini!

Stabilitas Nanoemulsi THC/CBD

Untuk menghasilkan nanoemulsi minyak dalam air (o/w) yang stabil dalam jangka panjang, diperlukan penggunaan surfaktan yang sesuai atau pembentukan liposom yang mengenkapsulasi senyawa bioaktif lipofilik ke dalam minyak pembawa. Untuk minyak kanabis, minyak pembawa harus memenuhi standar pangan dan tidak boleh mengganggu tampilan, rasa, atau stabilitas produk akhir. Minyak kelapa (MCT) dan minyak zaitun merupakan minyak pembawa yang baik untuk kanabinoid. Minyak pembawa merupakan faktor yang sangat penting untuk menghasilkan emulsi yang stabil secara fisikokimia karena dapat membantu mencegah pematangan Ostwald pada emulsi. Pematangan Ostwald merupakan gaya pendorong yang mendestabilkan emulsi melalui pembesaran droplet. Nanoemulsi trigliserida rantai panjang stabil dalam jangka panjang terhadap pematangan Ostwald. Minyak zaitun dan minyak kelapa mengandung trigliserida rantai panjang, sehingga keduanya merupakan minyak pembawa yang sesuai untuk THC atau CBD.

Peralatan Ultrasonik untuk Nanoemulsifikasi

Anda dapat menghasilkan nanoemulsi CBD dalam mode batch atau kontinu menggunakan mesin emulsifikasi ultrasonik. Homogenizer ultrasonik Hielscher merupakan pengemulsi berdaya tinggi untuk menghasilkan nanoemulsi CBD yang stabil. Produksi emulsi minyak kanabis (o/w) secara ultrasonik merupakan prosedur yang mudah dan cepat dengan hasil optimal yang meyakinkan.
Hielscher Ultrasonics merupakan pemasok terkemuka sistem ultrasonik yang berdaya tinggi dan andal. Rangkaian produknya mencakup perangkat laboratorium dan perangkat meja hingga mesin industri penuh untuk pemrosesan volume besar dalam kondisi berat. Aplikasi umum mesin ultrasonik Hielscher meliputi emulsifikasi, homogenisasi, dan ekstraksi untuk makanan dan minuman serta dalam industri farmasi atau kosmetik.

Pembuatan nanoemulsi stabil dengan Hielscher Ultrasonics UP400St (400 watt)

Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami:

Volume Batch Emulsi	Laju Alir Emulsi	Perangkat yang Direkomendasikan
0,5 hingga 1,5mL	tidak berlaku	VialTweeter
1 hingga 500mL	10 hingga 200mL/min	UP100H
10 hingga 2000mL	20 hingga 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 hingga 20L	0,2 hingga 4L/min	UIP2000hdT
10 hingga 100L	2 hingga 10L/min	UIP4000
tidak berlaku	10 hingga 100L/min	UIP16000
tidak berlaku	lebih besar	gabungan beberapa unit UIP16000

Topik Terkait

Ekstraksi Ultrasonik

Ekstraksi ultrasonik merupakan proses yang dikenal luas dan telah lama mapan untuk mengekstraksi senyawa berharga dari bahan tumbuhan. Oleh karena itu, sonikasi merupakan teknik ideal untuk menghasilkan minyak CBD berkualitas tinggi. Melalui kavitasi ultrasonik yang dapat dikendalikan secara presisi, sel tumbuhan dilubangi dan pelarut didorong masuk ke dalam sel, tempat pelarut menyerap senyawa intraseluler seperti kanabinoid, terpena, flavonoid, dan sebagainya.

Ekstraksi ultrasonik bahan tumbuhan menghasilkan rendemen yang lebih tinggi. Homogenizer Hielscher UIP2000hdT berdaya 2000 watt cukup kuat untuk mengekstraksi batch berukuran 10 liter hingga 120 liter dengan mudah.

Baca lebih lanjut tentang ekstraksi dari kanabis!

Fakta yang Perlu Diketahui

Nanoemulsi THC dan CBD

Nanoemulsi juga dikenal sebagai miniemulsi atau emulsi submikron. Nanoemulsi merupakan emulsi dengan ukuran droplet antara 20 dan 500nm. Nanoemulsi merupakan sistem isotropik yang stabil secara termodinamika, yang terdiri atas dua cairan yang tidak saling bercampur (misalnya minyak dan air). Salah satu dari dua cairan yang tidak saling bercampur tersebut didispersikan dengan sangat halus ke dalam fase kedua untuk membentuk satu fase. Penambahan pengemulsi, misalnya surfaktan dan kosurfaktan, menstabilkan emulsi dengan mencegah koalesensi droplet. Ukuran dan bentuk partikel/droplet yang terdispersi dalam fase kontinu menentukan perbedaan utama antara emulsi dan nanoemulsi. Pematangan Ostwald merupakan mekanisme destabilisasi utama dalam nanoemulsi THC atau CBD. Pematangan Ostwald merupakan proses degradasi melalui difusi, yang berarti bahwa struktur tidak homogen seperti emulsi berubah seiring waktu. Droplet emulsi membesar seiring waktu karena droplet yang lebih kecil larut dan mengendapkan kembali materialnya pada droplet yang lebih besar. Jenis minyak sangat memengaruhi intensitas dan laju pematangan Ostwald. Ini berarti bahwa pemilihan minyak yang sesuai dapat memengaruhi stabilitas emulsi secara signifikan. Nanoemulsi menunjukkan peningkatan penghantaran bahan aktif (misalnya obat).

Tentang Minyak Hasis Butana (BHO)

Minyak hasis dihasilkan melalui ekstraksi pelarut, misalnya ekstraksi ultrasonik atau ekstraksi C02 superkritis berbantuan ultrasonik. Untuk produksi minyak hasis, sebaiknya digunakan bahan tumbuhan kering yang telah didekarboksilasi. Cairan berikut merupakan pelarut yang sering digunakan untuk ekstraksi minyak hasis: etanol, kloroform, diklorometana, petroleum eter, nafta, benzena, butana, metanol, isopropanol, dan minyak zaitun. Pelarut nonpolar seperti benzena, kloroform, dan petroleum eter tidak dapat mengekstraksi komponen mariyuana atau hasis yang larut dalam air. Hal ini membantu memperoleh minyak hasis dengan potensi yang lebih tinggi. Ekstraksi ekstrak kanabis dengan pelarut nonpolar menghasilkan produk dengan rasa yang lebih baik daripada ekstraksi dengan pelarut polar. Pencucian ekstrak dengan alkali dapat memperbaiki aroma dan rasa minyak hasis.
Simpan minyak hasis dalam wadah kedap udara dan lindungi dari paparan cahaya. Paparan udara, panas, dan cahaya menyebabkan minyak kehilangan rasa dan psikoaktivitasnya akibat penuaan. Penambahan antioksidan pada formulasi minyak hasis dapat mengurangi efek negatif ini.

Tentang Kanabinoid

Setidaknya terdapat 113 jenis kanabinoid yang telah diidentifikasi dalam kanabis. Kanabinoid merupakan zat fitokimia aktif dengan efek psikoaktif dan/atau medis. THC atau tetrahidrokanabinol merupakan senyawa psikoaktif utama dalam kanabis. CBD atau kanabidiol merupakan bahan penting lainnya yang memiliki efek terapeutik. Kanabinoid merupakan senyawa lipofilik dan berpotensi labil terhadap asam. Kanabinoid tidak larut dalam air, tetapi sangat larut dalam pelarut nonpolar (misalnya lemak dan minyak). Untuk meningkatkan pencernaan kanabinoid, ekstrak kanabis dicampurkan ke dalam minyak pembawa, kemudian diproses secara ultrasonik menjadi nanoemulsi.