Olio di cannabis / Nanoemulsione di CBD mediante ultrasuoni

Produrre nanoemulsioni di cannabis limpide e traslucide è una vera sfida. Gli emulsionatori a ultrasuoni rappresentano una tecnica altamente efficiente per produrre nanoemulsioni limpide e stabili a lungo termine che incapsulano i cannabinoidi. Il CBD, il CBG o il THC nanoemulsionati mediante ultrasuoni hanno una biodisponibilità significativamente maggiore.

Produrre nanoemulsioni di CBD utilizzando una sonda a ultrasuoni

La cavitazione ultrasonica è un metodo di emulsificazione molto efficace per preparare emulsioni di qualità superiore nell’intervallo nanometrico. La sonicazione di emulsioni torbide (microemulsioni, da circa 150 a 100nm) le rende traslucide oppure limpide e trasparenti, poiché riduce le dimensioni delle goccioline di CBD fino a ottenere goccioline minuscole nell’intervallo di circa 10nm. Questo aumenta significativamente la stabilità dell’emulsione. Le emulsioni prodotte mediante ultrasuoni sono spesso stabili di per sé, senza l’aggiunta di emulsionanti o tensioattivi.
Per l’olio di cannabis, la nanoemulsificazione migliora l’assorbimento e la biodisponibilità dei cannabinoidi, producendo così un effetto più marcato quando vengono somministrati per via orale. Pertanto, rispetto alle formulazioni convenzionali di CBD, le nanoemulsioni consentono di utilizzare un dosaggio inferiore del prodotto a base di cannabis ottenendo gli stessi effetti.

Le emulsioni di olio di cannabis sono sospensioni di cannabinoidi di dimensioni micrometriche o nanometriche destinate a prodotti a base di cannabis, canapa, THC o CBD, come tinture, capsule, lozioni e cartucce per sigarette elettroniche. I cannabinoidi come il THC, il CBD ecc. sono lipofili (= idrofobi). Richiedono quindi intense forze di taglio per disperdere il cannabinoide nelle formulazioni a base acquosa. I cannabinoidi non sono solubili in acqua, ma presentano una buona solubilità nei solventi apolari, come oli e grassi. È necessaria una tecnica di emulsificazione adeguata per superare l’immiscibilità dei cannabinoidi in acqua. La cavitazione ultrasonica intensa è una tecnica ben nota e consolidata per produrre emulsioni stabili con goccioline di piccole dimensioni (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, microemulsioni 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 vengono assorbiti con difficoltà in assenza di olio o grassi. Per ottenere un assorbimento ottimale, gli estratti di cannabis vengono generalmente emulsionati in olio e successivamente trasformati in un’emulsione.
Emulsionante: La lecitina, disponibile in polvere, in granuli e in forma liquida, è un emulsionante adatto ai prodotti alimentari e medicali. 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 mediante sonicazione

Per preparare nanoemulsioni di CBD stabili, una miscela di polisorbato 80 e lecitina funziona molto bene. Non è necessario acquistare premiscele eccessivamente costose, poiché entrambi gli additivi sono facilmente reperibili in qualità alimentare.

• Polisorbato 80: noto 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 300–400Ws/g di energia di sonicazione con ampiezze di 40–70 micron. I sonicatori UP200Ht o UP400St sono dispositivi di emulsificazione adatti a volumi fino a 5L per lotto.
 

Protocollo passo dopo passo per produrre una nanoemulsione di CBD mediante 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. Nanoemulsione olio in acqua: per preparare l’emulsione di olio di cannabis, utilizzare un becher contenente circa 100mL di acqua. Come emulsionante, aggiungere circa 10–15 grammi di lecitina di soia liquida. L’acqua deve essere a temperatura ambiente. Collocare il becher con l’acqua in un bagno d’acqua per controllare la temperatura durante la sonicazione. Immergere il sonotrodo dell’UP400St nel becher contenente l’acqua. Per la sonicazione, impostare l’ampiezza al 50%. Versare lentamente la miscela di olio di cannabis e olio d’oliva nei 100mL di acqua a temperatura ambiente mentre si sottopone l’acqua a sonicazione, per formare una nanoemulsione. Per ottenere un’emulsione migliore, aggiungere la premiscela di oli nell’acqua direttamente sotto il sonotrodo utilizzando un contagocce o una siringa.

Per impianti su scala più ampia che utilizzano una cella di flusso, Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 viene utilizzato per iniettare l’olio di CBD direttamente nella zona di cavitazione ultrasonica sotto il sonotrodo a ultrasuoni. Il MultiPhaseCavitator InsertMPC48 viene utilizzato per la produzione in linea di nanoemulsioni mediante ultrasuoni e garantisce una nanoemulsificazione uniforme dell’olio di CBD nelle miscele acquose.

Il ruolo degli oli vettore nelle nanoemulsioni ottenute mediante ultrasuoni

Gli oli vettore sono un componente importante nella preparazione delle nanoemulsioni di CBD mediante ultrasuoni.
Per creare una nanoemulsione stabile, l’olio di CBD deve essere disperso uniformemente in tutta la fase acquosa. È qui che entrano in gioco gli oli vettore. Gli oli vettore sono generalmente 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.
Gli oli vettore svolgono anche un ruolo nella stabilità della nanoemulsione. Il tipo di olio vettore utilizzato può influire sulle dimensioni delle goccioline e sulla stabilità della nanoemulsione. Ad esempio, alcuni oli possono essere più efficaci nello stabilizzare goccioline piccole, mentre altri possono prevenire meglio la coalescenza delle goccioline nel tempo.
Oltre al loro ruolo funzionale, gli oli vettore possono anche influire sulle proprietà sensoriali del prodotto finale. Possono modificare la consistenza, il colore e l’aroma della nanoemulsione.
Nel complesso, gli oli vettore sono un componente importante nella preparazione delle nanoemulsioni di CBD mediante 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 oli vettore adatti alle nanoemulsioni di CBD ottenute mediante ultrasuoni

Nell’esempio precedente utilizziamo l’olio d’oliva come olio vettore per la nanoemulsione di olio di cannabis preparata mediante ultrasuoni. Oltre all’olio d’oliva, esistono diverse altre opzioni comunemente utilizzate. Il migliore olio vettore per le nanoemulsioni di CBD può dipendere da alcuni fattori, come le dimensioni desiderate delle goccioline, la stabilità e le proprietà sensoriali del prodotto finale. Ecco alcuni oli vettore comunemente 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, derivato dall’olio di cocco. È una scelta diffusa per le nanoemulsioni di CBD perché è altamente stabile, ha una lunga durata di conservazione e può contribuire a produrre goccioline piccole.
• Olio di girasole: L’olio di girasole è un olio dal gusto neutro, ricco di acidi grassi insaturi. È una buona scelta per le nanoemulsioni di CBD perché può contribuire a produrre goccioline piccole e ha un’elevata stabilità ossidativa.
• Olio di semi di canapa: L’olio di semi di canapa è un olio vettore diffuso per i prodotti a base di CBD perché è ricco di acidi grassi omega-3 e omega-6. Può essere utilizzato come olio vettore per le nanoemulsioni di CBD, ma potrebbe non essere stabile quanto altri oli e potrebbe produrre goccioline più grandi.
• Olio di vinaccioli: L’olio di vinaccioli è un olio leggero e insapore, ricco di acidi grassi insaturi. È una buona scelta per le nanoemulsioni di CBD perché può contribuire a produrre goccioline piccole 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 tenere presente che anche la scelta dell’emulsionante e le condizioni di trattamento (come l’apporto energetico durante la sonicazione) possono influire significativamente sulle proprietà della nanoemulsione finale.

Curva di distribuzione stretta della nanoemulsione di olio di canapa in acqua preparata con il sonicatore UP400St.

Emulsioni liposomiali di CBD

La sonicazione è il metodo preferito per produrre CDB liposomiale o THC liposomiale sotto forma di vescicole per uso farmaceutico e cosmetico. I liposomi sono nanovettori a base lipidica per i principi attivi dei farmaci, che migliorano la biodisponibilità e gli effetti terapeutici di sostanze attive come il CBD o il THC. Poiché i cannabinoidi sono molecole molto delicate, sono soggetti a degradazione per ossidazione e per azione di diversi enzimi. La nanoincapsulazione del CBD o del THC nei liposomi previene la degradazione dei cannabinoidi. La sonicazione può incapsulare efficacemente i cannabinoidi nei liposomi.
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Stabilità delle nanoemulsioni di THC/CBD

Per produrre nanoemulsioni olio in acqua (o/w) stabili a lungo termine, è necessario utilizzare un tensioattivo adatto oppure 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 vettore per i cannabinoidi. Gli oli vettore sono un fattore molto importante per creare un’emulsione fisicochimicamente stabile, poiché possono contribuire a proteggerla dalla maturazione di Ostwald. La maturazione di Ostwald è la forza motrice che destabilizza un’emulsione attraverso l’ingrossamento delle goccioline. Le nanoemulsioni di trigliceridi a catena lunga sono stabili a lungo termine rispetto alla maturazione di Ostwald. L’olio d’oliva e l’olio di cocco contengono trigliceridi a catena lunga, quindi entrambi sono oli vettore adatti al THC o al CBD.

Apparecchiature a ultrasuoni per la nanoemulsificazione

È possibile produrre una nanoemulsione di CBD in modalità a lotti o continua utilizzando una macchina per l’emulsificazione a ultrasuoni. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni Hielscher sono potenti emulsionatori per produrre nanoemulsioni di CBD stabili. La produzione mediante ultrasuoni di emulsioni di olio di cannabis (o/w) è una procedura semplice e rapida, che convince grazie ai risultati ottimali.
Hielscher Ultrasonics è il fornitore leader di sistemi a ultrasuoni potenti e affidabili. Offre una gamma completa, dai dispositivi da laboratorio e da banco alle macchine completamente industriali per il trattamento di grandi volumi in condizioni impegnative. Le applicazioni comuni delle macchine a ultrasuoni Hielscher comprendono l’emulsificazione, l’omogeneizzazione e l’estrazione per alimenti e bevande, nonché per l’industria farmaceutica o cosmetica.