Cannabis Oil / CBD Nanoemulsion by 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 a ultrasuoni è un metodo di emulsionamento molto efficace per preparare emulsioni di qualità superiore nella gamma dei nano. La sonicazione di emulsioni con torbidità (microemulsioni, da 150 a 100 nm circa) le rende traslucide o chiare e trasparenti, perché riduce le dimensioni delle gocce di CBD a gocce minuscole dell'ordine di 10 nm circa. Ciò aumenta notevolmente la stabilità dell'emulsione. Le emulsioni prodotte con gli ultrasuoni sono spesso autostabili senza l'aggiunta di emulsionanti o tensioattivi.
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.

Le emulsioni di olio di cannabis sono sospensioni di cannabinoidi di dimensioni micron o nano per prodotti a base di cannabis, canapa, THC o CBD come tinture, capsule, lozioni e cartucce per sigarette elettroniche. I cannabinoidi come THC, CBD ecc. sono lipofili (= idrofobici). Pertanto, richiedono un taglio intenso per disperdere il cannabinoide nelle 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. Per superare l'immiscibilità dei cannabinoidi in acqua è necessaria un'adeguata tecnica di emulsionamento. La cavitazione ultrasonica intensa è una tecnica ben nota e consolidata per produrre emulsioni stabili e di dimensioni fini (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, micro- e nanoemulsioni).

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 poi ulteriormente trasformati in emulsione.
Emulsionante: La lecitina, disponibile in polvere, in granuli e in forma liquida, è un emulsionante adatto a prodotti alimentari e medici. Per le emulsioni di olio di cannabis, la lecitina è uno degli emulsionanti più comuni. Altri emulsionanti che danno buoni risultati sono la gomma arabica o gli emulsionanti a base di amido.

Come preparare un'emulsione di cannabis con la 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.

• Polisorbato 80: conosciuto anche come Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• Lecitina: Lipoid è un produttore di lecitina di alta qualità.

 
Ricette per la formulazione di nanoemulsioni di CBD
 
Per una nanoemulsione di CDB al 2wt% (olio in acqua) utilizzare: 2wt% di olio di CBD, 2wt% di polisorbato 80, 1wt% di lecitina, 95wt% di acqua.
Per una nanoemulsione di CDB al 5wt% (olio in acqua) utilizzare: 5wt% di olio di CBD, 3,3wt% di polisorbato 80, 1,7wt% di lecitina, 90wt% di 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 a ultrasuoni di nanoemulsioni e assicura la nanoemulsificazione uniforme dell'olio di CBD in miscele acquose.

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 ad 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 è 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.

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

Emulsioni liposomiali di CBD

L'ultrasonificazione è il metodo preferito per produrre CDB o THC liposomiali come vescicole farmaceutiche e cosmetiche. I liposomi sono nanocarrier a base lipidica per i componenti attivi dei farmaci, che migliorano la biodisponibilità e gli effetti terapeutici delle sostanze attive come il CBD o il THC. Poiché i cannabinoidi sono molecole molto delicate, sono soggetti alla degradazione per ossidazione e alla degradazione da parte di diversi enzimi. Il nanoincapsulamento di CBD o THC in liposomi impedisce la degradazione dei cannabinoidi. La sonicazione può incapsulare efficacemente i cannabinoidi nei liposomi.
Cliccate qui per saperne di più sull'incapsulamento liposomiale di sostanze attive!
 

Stabilità della nanoemulsione THC/CBD

Per produrre nanoemulsioni olio-in-acqua (o/w) stabili a lungo termine, è necessario utilizzare un tensioattivo adatto o formare liposomi che incapsulino i composti bioattivi lipofili in un olio vettore. Per l'olio di cannabis, l'olio vettore deve essere di qualità alimentare e non deve 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 vettori per i cannabinoidi. Gli oli vettori sono un fattore molto importante per creare un'emulsione fisicamente stabile, poiché possono aiutare a prevenire la maturazione di Ostwald. La maturazione di Ostwald è la forza trainante che destabilizza un'emulsione attraverso la coartazione delle gocce. 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, per cui sia l'olio d'oliva che l'olio di cocco sono oli vettori adatti per il THC o il CBD.

Apparecchiature a ultrasuoni per la nanoemulsificazione

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