Olio di Cannabis / CBD Nanoemulsione da Ultrasonics

Realizzare nanoemulsioni di cannabis chiare e traslucide è una vera sfida. Gli emulsionatori a ultrasuoni sono una tecnica altamente efficiente per produrre nanoemulsioni chiare e stabili a lungo che incapsulano i cannabinoidi. Il CBD, il CBG o il THC nanoemulsionati a ultrasuoni hanno una biodisponibilità significativamente più elevata.

Creare nano-emulsioni di CBD con una sonda a ultrasuoni

La cavitazione ultrasonica è un metodo di emulsificazione molto efficace per preparare emulsioni superiori nella gamma nano. La sonicazione di emulsioni con torbidità (microemulsioni, da 150 a 100 nm circa) le rende traslucide o chiare e trasparenti, in quanto riduce la dimensione delle gocce di CBD a gocce minuscole nell'intervallo di circa 10 nm. Questo aumenta significativamente la stabilità dell'emulsione. Le emulsioni prodotte ad ultrasuoni sono spesso autostabili senza aggiunta di emulsionante o tensioattivo.
Per l'olio di cannabis, la nanoemulsione migliora l'assorbimento e la biodisponibilità dei cannabinoidi, producendo così un effetto più profondo quando viene somministrato per via orale. Pertanto, rispetto alle formulazioni convenzionali di CBD, le nanoemulsioni consentono di ridurre il dosaggio del prodotto di cannabis e di ottenere gli stessi effetti.
L'ultrasuonatore UP400St è un emulsionatore a ultrasuoni adatto per l'emulsione di CBD fino a 5L. L'UP400St con un reattore a celle di flusso a ultrasuoni produce circa 10-50 l di nanoemulsione di CBD all'ora.
Le emulsioni di olio di cannabis sono sospensioni di cannabinoidi di dimensioni micron o nano-size per prodotti a base di cannabis, canapa, THC o CBD come tinture, capsule, lozioni e cartucce di vape di sigarette elettroniche. I cannabinoidi come il THC, CBD ecc. sono lipofili (= idrofobici). Pertanto richiedono un'intensa cesoiatura per disperdere il cannabinoide in formulazioni a base d'acqua. I cannabinoidi non sono solubili in acqua, ma mostrano una buona solubilità in solventi non polari come oli e grassi. Richiede una tecnica di emulsificazione adeguata per superare l'immiscibilità dei cannabinoidi in acqua. L'intensa cavitazione ultrasonica è una tecnica ben nota e consolidata per produrre emulsioni stabili e di piccole dimensioni (o/w, w/o, w/o, w/o/w, o/w/o, micro e nanoemulsioni).

n questo video realizziamo una nano-emulsione di olio di canapa ricco di CBD in acqua utilizzando un ultrasuonatore Hielscher UP400St. Misuriamo poi la nano-emulsione utilizzando un DLS NANO-flex. I risultati della misurazione mostrano una distribuzione delle dimensioni delle particelle molto stretta e pesata in volume, compresa tra 9 e 40 nanometri. Il 95% di tutte le particelle è inferiore a 28 nanometri.

Nanoemulsione di CBD - Producete una nanoemulsione traslucida utilizzando un omogeneizzatore a ultrasuoni UP400St!

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La dissoluzione e la nanoemulsificazione a ultrasuoni consentono di creare emulsioni di cannabis chiare e gustose.

I nanoemulsori a ultrasuoni permettono di produrre nanoemulsioni di cannabis chiare e gustose. L'immagine mostra il ultrasuoni UP400ST (400W)

Olio: Gli oli vegetali come l'olio d'oliva, l'olio di cocco o l'olio MCT favoriscono l'assorbimento dei principi attivi della cannabis nell'apparato digerente. I cannabinoidi come il CBD e il THC difficilmente possono essere assorbiti senza olio o grasso. Per ottenere un assorbimento ottimale, gli estratti di cannabis vengono per lo più emulsionati in olio e successivamente trasformati in un'emulsione.
Emulsionante: La lecitina, disponibile in polvere, granuli e sotto forma liquida, è un emulsionante, adatto per alimenti e prodotti medici. Per le emulsioni di olio di cannabis, la lecitina è uno degli emulsionanti più comuni. Altri emulsionanti, che danno buoni effetti sono emulsionanti a base di gomma arabica o di amido.

Come preparare un'emulsione di cannabis con sonicazione

Per preparare nano-emulsioni stabili di CBD, una miscela di Polisorbato 80 e Lecitina funziona molto bene. Non è necessario acquistare premiscele troppo costose, poiché entrambi gli additivi sono facilmente reperibili in qualità alimentare.

 
Ricette per la formulazione di nanoemulsioni di CBD
 
Per il 2wt% CDB nanoemulsione (olio in acqua) utilizzare: 2wt% olio CBD, 2wt% polisorbato 80, 1wt% lecitina, 95wt% acqua
Per il 5wt% CDB nanoemulsione (olio in acqua) utilizzare: 5wt% olio CBD, 3.3wt% polisorbato 80, 1.7wt% lecitina, 90wt% acqua
 

Fabbisogno di energia ultrasonica: circa 300-400 W/g di energia di sonicazione ad ampiezze di 40-70 micron. Gli ultrasuonatori UP200Ht o UP400St sono dispositivi di emulsione adatti per un massimo di 5L per lotto.
 

Protocollo passo-passo per la preparazione di una nanoemulsione di CBD a ultrasuoni:

  1. Miscela di oli: Per la preparazione, premiscelare circa 10mL di olio di cannabis (ad es. olio di CBD, olio di hashish BHO) con 40mL di olio d'oliva!
  2. Emulsione olio-acqua-nano: Per preparare l'emulsione di olio di cannabis, prendere un becher con circa 100 ml di acqua. Come emulsionante, aggiungere circa 10-15 grammi di lecitina di soia liquida. L'acqua deve essere a temperatura ambiente. Posizionare il becher in un bagnomaria per controllare la temperatura durante la sonicazione. Immergere il sonotrodo dell'UP400St nel becher con acqua. Per la sonicazione, impostare un'ampiezza del 50%. Versare lentamente la miscela di olio di cannabis e olio di oliva nei 100 ml di acqua a temperatura ambiente mentre si sonicchia l'acqua per formare una nanoemulsione. Per migliorare l'emulsione, aggiungere l'olio premiscelato nell'acqua proprio sotto il sonotrodo usando un contagocce o una siringa.

 

Per le configurazioni su scala più ampia che utilizzano una cella a flusso, si utilizza l'inserto MultiPhaseCavitatorMPC48 di Hielscher per iniettare l'olio di CBD direttamente nell'area di cavitazione a ultrasuoni sotto il sonotrodo a ultrasuoni. L'inserto del cavitatore multifaseMPC48 è utilizzato per la produzione in linea di nanoemulsioni a ultrasuoni e assicura la nanoemulsione uniforme dell'olio di CBD in miscele acquose.

Il video mostra l'emulsione altamente efficiente dell'olio. Il processore a ultrasuoni utilizzato è un ultrasuonatore Hielscher UP400St, ideale per preparare lotti di medie dimensioni di nanoemulsioni di cannabis di alta qualità.

Video: UP400St - Omogeneizzatore a ultrasuoni da 400 Watt per nanoemulsioni

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Il ruolo degli oli vettori per le nanoemulsioni a ultrasuoni

Gli oli vettore sono un componente importante nella preparazione delle nanoemulsioni di CBD a ultrasuoni.
Per creare una nanoemulsione stabile, l'olio di CBD deve essere disperso uniformemente nella fase acquosa. È qui che entrano in gioco gli oli vettori. Gli oli vettori sono in genere oli più leggeri e meno viscosi, più miscibili con l'acqua rispetto all'olio di CBD. Vengono utilizzati per diluire l'olio di CBD e facilitarne la dispersione nella fase acquosa.
Anche gli oli vettori svolgono un ruolo nella stabilità della nanoemulsione. Il tipo di olio vettore utilizzato può influenzare la dimensione delle gocce e la stabilità della nanoemulsione. Ad esempio, alcuni oli possono essere più adatti a stabilizzare le gocce piccole, mentre altri possono essere più adatti a prevenire la coalescenza delle gocce nel tempo.
Oltre al loro ruolo funzionale, gli oli vettori possono avere un impatto sulle proprietà sensoriali del prodotto finale. Possono influenzare la consistenza, il colore e l'aroma della nanoemulsione.
In generale, gli oli vettori sono un componente importante nella preparazione delle nanoemulsioni di CBD a ultrasuoni. Aiutano a disperdere l'olio di CBD nella fase acquosa, stabilizzano la nanoemulsione e possono influire sulle proprietà sensoriali del prodotto finale.

Elenco di buoni oli vettore per le nanoemulsioni di CBD a ultrasuoni

Nel nostro esempio sopra riportato, utilizziamo l'olio d'oliva come olio vettore per la nanoemulsione di olio di cannabis preparata a ultrasuoni. Oltre all'olio d'oliva, esistono diverse altre opzioni comunemente utilizzate. Il miglior olio vettore per le nanoemulsioni di CBD può dipendere da alcuni fattori, come la dimensione desiderata delle gocce, la stabilità e le proprietà sensoriali del prodotto finale. Ecco alcuni oli vettore comuni utilizzati per le nanoemulsioni di CBD e alcune delle loro proprietà:

  • Olio MCT (trigliceridi a catena media): L'olio MCT è un olio leggero, incolore e insapore che deriva dall'olio di cocco. È una scelta popolare per le nanoemulsioni di CBD perché è altamente stabile, ha una lunga durata di conservazione e può aiutare a produrre piccole gocce.
  • Olio di girasole: L'olio di girasole è un olio dal sapore neutro, ricco di acidi grassi insaturi. È una buona scelta per le nanoemulsioni di CBD perché può aiutare a produrre piccole gocce e ha un'elevata stabilità ossidativa.
  • Olio di semi di canapa: L'olio di semi di canapa è un olio vettore popolare per i prodotti a base di CBD perché ricco di acidi grassi omega-3 e omega-6. Può essere usato come olio vettore per le nanoemulsioni di CBD, ma potrebbe non essere stabile come altri oli e potrebbe produrre gocce più grandi.
  • Olio di semi d'uva: L'olio di semi d'uva è un olio leggero e insapore, ricco di acidi grassi insaturi. È una buona scelta per le nanoemulsioni di CBD perché può aiutare a produrre piccole gocce e ha un'elevata stabilità ossidativa.

In definitiva, la scelta dell'olio vettore dipenderà dai requisiti specifici del prodotto e dalle proprietà sensoriali desiderate. È importante notare che anche la scelta dell'emulsionante e le condizioni di lavorazione (come l'apporto di energia durante l'ultrasonicazione) possono avere un impatto significativo sulle proprietà della nanoemulsione finale.

La nanoemulsione olio di canapa/acqua preparata mediante sonicazione mostra una stretta distribuzione di nanodroplets

Curva di distribuzione stretta della nanoemulsione di olio di canapa in acqua preparata con l'ultrasuonatore UP400St.

Risultati di nano-emulsificazione ultrasonica in emulsioni nano-migliorate

La nanoemulsificazione a ultrasuoni viene utilizzata per produrre nanoemulsioni stabili di CBD con una biodisponibilità superiore.

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Emulsione di olio di cannabis - prodotto da emulsificazione ad ultrasuoni con il processore da 400W UP400St.

Emulsione di olio di cannabis utilizzando l'olio di oliva come olio vettore.

Emulsioni liposomiali di CBD

L'ultrasonificazione è il metodo preffered per produrre CDB liposomiale o THC liposomiale come vescicole farmaceutiche e cosmetiche. I liposomi sono nanocarriere a base lipidica per i componenti attivi dei farmaci, che migliorano la biodisponibilità e gli effetti terapeutici dei principi attivi come il CBD o il THC. Poiché i cannabinoidi sono molecole molto delicate, sono inclini alla degradazione per ossidazione e alla degradazione da parte di diversi enzimi. Nano-incapsulamento di CBD o THC nei liposomi, previene la degradazione dei cannabinoidi. La sonicazione può efficacemente incapsulare i cannabinoidi in liposomi.
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Stabilità della nanoemulsione THC/CBD

Per produrre nanoemulsioni stabili a lungo termine, è necessario utilizzare un tensioattivo adatto o formare liposomi che racchiudono i composti lipofili bioattivi in un olio vettore. Per l'olio di cannabis, l'olio vettore dovrebbe avere qualità alimentare e non dovrebbe interferire con l'aspetto, il gusto o la stabilità del prodotto finale. L'olio di cocco (MCT) e l'olio d'oliva sono buoni oli da trasporto per i cannabinoidi. Gli oli veicolanti sono un fattore molto importante per creare un'emulsione fisico-chimicamente stabile in quanto possono aiutare a prevenire la maturazione dell'emulsione contro Ostwald. La maturazione di Ostwald è la forza motrice che destabilizza un'emulsione da gocciolamento grossolano. Le nanoemulsioni di trigliceridi a catena lunga sono stabili a lungo termine contro la maturazione di Ostwald. L'olio d'oliva e l'olio di cocco contengono trigliceridi a catena lunga, cosicché sia l'olio d'oliva che l'olio di cocco sono un olio adatto per trasportare il THC o il CBD.

Apparecchiature ad ultrasuoni per nanoemulsificazione

È possibile produrre una nanoemulsione CBD in modalità batch o continua utilizzando una macchina di emulsione ad ultrasuoni. Gli omogeneizzatori ad ultrasuoni Hielscher sono potenti emulsionanti per produrre nano-emulsioni CBD stabili. La produzione ad ultrasuoni di emulsioni di olio di cannabis (o/n) è una procedura facile e veloce, che convince per i risultati ottimali.
Hielscher Ultrasonics è il fornitore leader per sistemi a ultrasuoni potenti e affidabili. Copre l'intera gamma, dai dispositivi da laboratorio e da banco alle macchine industriali complete per la lavorazione di grandi volumi in condizioni difficili. Le applicazioni comuni o le macchine ad ultrasuoni Hielscher comprendono l'emulsificazione, l'omogeneizzazione e l'estrazione per alimenti e bevande, nonché nell'industria farmaceutica o cosmetica.

Il video mostra l'emulsione altamente efficiente dell'olio. Il processore a ultrasuoni utilizzato è un ultrasuonatore Hielscher UP400St, ideale per preparare lotti di medie dimensioni di emulsioni di alta qualità.

Realizzazione di nanoemulsioni stabili con Hielscher Ultrasonics UP400St (400 Watt)

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La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Emulsione Batch Volume dell'emulsione Portata dell'emulsione Dispositivi raccomandati
0,5-1,5 mL n.a. VialTweeter
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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estrazione ad ultrasuoni

L'estrazione ad ultrasuoni è ben nota ed è un processo consolidato a lungo termine per estrarre preziosi composti da piante. Pertanto, la sonificazione è la tecnica ideale per produrre oli CBD di alta qualità. Grazie alla cavitazione ultrasonica controllabile con precisione, le cellule vegetali vengono perforate e il solvente viene spinto nella cellula, dove assorbe i composti intracellulari come cannabinoidi, terpeni, flavonoidi, ecc.

L'estrazione botanica a ultrasuoni offre rese più elevate. L'omogeneizzatore Hielscher UIP2000hdT, da 2000 watt, è sufficientemente potente per estrarre facilmente lotti da 10 litri a 120 litri.

Estrazione a ultrasuoni di prodotti botanici - Lotto da 30 litri / 8 galloni

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Per saperne di più estrazione dalla cannabis!
 

Particolarità / Cose da sapere

Nanoemulsioni THC e CBD

Le nanoemulsioni sono note anche come miniemulsione o emulsione submicronica. Le nanoemulsioni sono emulsioni con dimensioni delle gocce comprese tra 20 e 500 nm. Una nanoemulsione è un sistema isotropo termodinamicamente stabile, che consiste in due liquidi immiscibili (es. olio e acqua). Uno dei due liquidi immiscibili viene disperso finemente nella seconda fase in modo da formare un'unica fase. L'aggiunta di emulsionanti, ad esempio tensioattivi e co-surfattanti, stabilizza le emulsioni impedendo la coalescenza delle gocce. La dimensione e la forma delle particelle/gocce disperse nella fase continua definisce la differenza principale tra un'emulsione e una nanoemulsione. La maturazione di Ostwald è il principale meccanismo di destabilizzazione nelle nanoemulsioni di THC o CBD. La maturazione di Ostwald è un processo di degrado per diffusione, il che significa che una struttura disomogenea come un'emulsione cambia nel tempo. Le goccioline di emulsione aumentano nel tempo man mano che le goccioline più piccole si dissolvono e riposizionano il loro materiale sulle goccioline più grandi. Il tipo di olio influisce notevolmente sull'intensità e sulla velocità di maturazione di Ostwald. Ciò significa che la scelta di un olio adatto può influire significativamente sulla stabilità dell'emulsione. Le nanoemulsioni mostrano una migliore veicolazione di principi attivi (ad es. farmaci).

Circa l'olio di hashish al butano (BHO)

L'olio di hashish è prodotto mediante estrazione con solventi, ad esempio estrazione ad ultrasuoni o estrazione supercritica ultrasonica di C02. Per la produzione di olio di hashish, preferibilmente secco, viene utilizzato materiale vegetale decarbossilato. I seguenti liquidi sono frequentemente utilizzati per l'estrazione dell'olio di hashish: etanolo, cloroformio, diclorometano, etere di petrolio, nafta, benzene, butano, metanolo, isopropanolo e olio d'oliva. I solventi non polari come il benzene, il cloroformio e l'etere di petrolio non possono estrarre i componenti idrosolubili della marijuana o dell'hashish. Questo aiuta ad ottenere un olio di hashish più potente. L'estrazione di estratti di cannabis con solventi non polari produce un prodotto dal gusto migliore rispetto all'estrazione con solventi polari. Il lavaggio degli estratti con alcali può migliorare l'odore e il sapore dell'olio di hashish.
Conservare l'olio di hashish in un contenitore ermetico e proteggerlo dall'esposizione alla luce. L'esposizione all'aria, al calore e alla luce, fa sì che l'olio perda il suo sapore e la sua psicoattività a causa dell'invecchiamento. L'aggiunta di antiossidanti alla formulazione dell'olio di hashish può ridurre questo effetto negativo.

Informazioni sui cannabinoidi

Esistono almeno 113 tipi di cannabinoidi identificati nella cannabis. I cannabinoidi sono sostanze fitochimiche attive con effetti psicoattivi e/o medici. Il THC o tetraidrocannabinolo è il principale composto psicoattivo della cannabis. Il CBD o cannabidiolo è un altro importante ingrediente con effetti terapeutici. I cannabinoidi sono composti lipofili e potenzialmente acido-labili. I cannabinoidi sono insolubili in acqua, ma sono molto solubili in solventi non polari (ad esempio, grassi e oli). Per migliorare la digestione dei cannabinoidi, gli estratti di cannabis vengono mescolati a oli di supporto e poi lavorati a ultrasuoni in nano-emulsioni.

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