Cannabisolie / CBD Nano-emulsie door Ultrasonics
Het maken van heldere, doorschijnende cannabis nano-emulsies is een echte uitdaging. Ultrasone emulgatoren zijn een zeer efficiënte techniek om heldere, langdurig stabiele nano-emulsies te maken die cannabinoïden inkapselen. Ultrasoon nano-geëmulgeerde CBD, CBG of THC hebben een aanzienlijk hogere biologische beschikbaarheid.
CBD Nano-Emulsies maken met een Ultrasone Sonde
Ultrasone cavitatie is een zeer effectieve emulgatiemethode om superieure emulsies in het nanogebied te bereiden. De sonificatie van emulsies met troebelheid (micro-emulsies, ca. 150 tot 100 nm) maakt ze doorzichtig of helder en transparant, omdat het de CBD druppelgrootte reduceert tot minuscule druppeltjes in het bereik van ca. 10 nm. Dit verhoogt de stabiliteit van de emulsie aanzienlijk. Ultrasoon geproduceerde emulsies zijn vaak zelfstabiel zonder toevoeging van een emulgator of oppervlakteactieve stof.
Voor cannabisolie verbetert nano-emulsificatie de absorptie en biologische beschikbaarheid van cannabinoïden, waardoor een diepgaander effect optreedt bij orale toediening. In vergelijking met conventionele CBD-formuleringen maken nano-emulsies daarom een lagere dosering van het cannabisproduct mogelijk en bereiken ze dezelfde effecten.
Cannabisolie-emulsies zijn suspensies van micron- of nanogrote cannabinoïden voor cannabis-, hennep-, THC- of CBD-gebaseerde producten zoals tincturen, capsules, lotions en e-sigaret vape-cartridges. Cannabinoïden zoals THC, CBD etc. zijn lipofiel (= hydrofoob). Daarom hebben ze een intense schuifkracht nodig om de cannabinoïde te dispergeren in formules op waterbasis. Cannabinoïden zijn niet oplosbaar in water, maar ze vertonen een goede oplosbaarheid in apolaire oplosmiddelen zoals oliën en vetten. Er is een geschikte emulgatietechniek nodig om de onvermengbaarheid van cannabinoïden in water te overwinnen. Intense ultrasone cavitatie is een bekende en beproefde techniek om fijne, stabiele emulsies te produceren (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, micro- en nano-emulsies).
Ultrasone nano-emulgatoren maken het mogelijk om heldere en smakelijke cannabis nano-emulsies te produceren. De afbeelding toont de ultrasoonapparaat UP400ST (400W)
Olie: Plantaardige oliën zoals olijfolie, kokosolie of MCT-olie helpen bij de opname van de werkzame stoffen van cannabis in het spijsverteringsstelsel. Cannabinoïden zoals CBD en THC kunnen nauwelijks worden opgenomen zonder olie of vet. Voor een optimale opname worden cannabisextracten meestal geëmulgeerd in olie en vervolgens verder verwerkt tot een emulsie.
Emulgator: Lecithine, verkrijgbaar in poeder, korrels en vloeibare vorm, is een emulgator die geschikt is voor voedingsmiddelen en medische producten. Voor cannabisolie-emulsies is lecithine een van de meest gebruikte emulgatoren. Andere emulgatoren die goede effecten geven zijn Arabische gom of emulgatoren op basis van zetmeel.
Een cannabisemulsie bereiden met Sonicatie
Om stabiele CBD nano-emulsies te maken, werkt een mix van Polysorbaat 80 en Lecithine heel goed. Het is niet nodig om te dure voormengsels te kopen, want beide additieven zijn gemakkelijk verkrijgbaar in food-grade kwaliteit.
- Polysorbaat 80: ook bekend als Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lecitine: Lipoid is een fabrikant van hoogwaardige lecithine.
Recepten voor de formulering van CBD-nanomulsies
Gebruik voor 2wt% CDB nano-emulsie (olie in water): 2wt% CBD-olie, 2wt% Polysorbaat 80, 1wt% Lecithine, 95wt% water.
Gebruik voor 5wt% CDB nano-emulsie (olie in water): 5wt% CBD-olie, 3,3wt% Polysorbaat 80, 1,7wt% Lecithine, 90wt% water.
Vereiste ultrasone energie: ongeveer 300 tot 400 W/g sonische energie bij amplitudes van 40 tot 70 micron. De ultrasoonapparaten UP200Ht of UP400St zijn geschikte emulgeerapparaten voor maximaal 5 liter per batch.
Stap-voor-stap protocol voor het maken van een ultrasone CBD Nano-emulsie:
- Oliemengsel: Meng voor de bereiding ca. 10 ml cannabisolie (bijv. CBD-olie, heeft olie BHO) met 40 ml olijfolie!
- Olie-in-water-Nano-emulsie: Om de cannabisolie-emulsie te bereiden, neem je een bekerglas met ongeveer 100 ml water. Als emulgator voeg je ongeveer 10-15 gram vloeibare sojalecithine toe. Het water moet op kamertemperatuur zijn. Plaats het bekerglas in een waterbad om de temperatuur tijdens de sonificatie te regelen. Dompel de sonotrode van de UP400St in het bekerglas met water. Stel voor sonicatie in op 50% amplitude. Giet langzaam het cannabisolie/olijfoliemengsel in de 100 ml water van kamertemperatuur terwijl je het water soniseert om een nano-emulsie te vormen. Om een betere emulsie te krijgen, voeg je het oliemengsel toe aan het water direct onder de sonotrode met behulp van een pipet of spuit.
Voor grotere opstellingen met een flowcel wordt de Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 gebruikt om de CBD-olie direct in het gebied van ultrasone cavitatie onder de ultrasone sonotrode te injecteren. De MultiPhaseCavitatorinzetstukMPC48 wordt gebruikt voor ultrasone inline productie van nano-emulsies en zorgt voor de uniforme nano-emulgificatie van CBD-olie in watermengsels.
De rol van draagoliën voor ultrasone nano-emulsies
Draagoliën zijn een belangrijke component in de bereiding van ultrasone CBD-nano-emulsies.
Om een stabiele nano-emulsie te maken, moet de CBD olie gelijkmatig worden verspreid door de waterfase. Dit is waar drageroliën om de hoek komen kijken. Draagoliën zijn meestal lichtere, minder viskeuze oliën die beter mengbaar zijn met water dan CBD-olie. Ze worden gebruikt om de CBD olie te verdunnen en makkelijker te dispergeren in de waterfase.
Draagoliën spelen ook een rol in de stabiliteit van de nano-emulsie. Het type dragerolie dat wordt gebruikt kan van invloed zijn op de druppelgrootte en de stabiliteit van de nano-emulsie. Bepaalde oliën kunnen bijvoorbeeld beter zijn in het stabiliseren van kleine druppeltjes, terwijl andere beter zijn in het voorkomen van het samenklonteren van druppeltjes na verloop van tijd.
Naast hun functionele rol kunnen drageroliën ook de sensorische eigenschappen van het eindproduct beïnvloeden. Ze kunnen de textuur, de kleur en het aroma van de nano-emulsie beïnvloeden.
Over het algemeen zijn draagoliën een belangrijke component bij de bereiding van ultrasone CBD-nano-emulsies. Ze helpen de CBD-olie te dispergeren in de waterfase, stabiliseren de nano-emulsie en kunnen de sensorische eigenschappen van het eindproduct beïnvloeden.
Lijst van goede draagoliën voor ultrasone CBD-nano-emulsies
In ons bovenstaande voorbeeld gebruiken we olijfolie als draagolie voor de ultrasoon bereide cannabisolie nano-emulsie. Naast olijfolie zijn er verschillende andere opties die ook vaak worden gebruikt. De beste draagolie voor CBD nano-emulsies kan afhangen van een aantal factoren, zoals de gewenste druppelgrootte, stabiliteit en sensorische eigenschappen van het eindproduct. Hier zijn enkele veelgebruikte draagoliën voor CBD nano-emulsies en enkele van hun eigenschappen:
- MCT (middellange keten triglyceride) olie: MCT olie is een lichte, kleurloze en smaakloze olie die is afgeleid van kokosolie. Het is een populaire keuze voor CBD nano-emulsies omdat het zeer stabiel is, lang houdbaar is en kan helpen bij het produceren van kleine druppeltjes.
- Zonnebloemolie: Zonnebloemolie is een olie met een neutrale smaak die rijk is aan onverzadigde vetzuren. Het is een goede keuze voor CBD nano-emulsies omdat het kan helpen bij het produceren van kleine druppeltjes en een hoge oxidatieve stabiliteit heeft.
- Hennepzaadolie: Hennepzaadolie is een populaire draagolie voor CBD-producten omdat het rijk is aan omega-3 en omega-6 vetzuren. Het kan worden gebruikt als draagolie voor CBD nano-emulsies, maar het is misschien niet zo stabiel als andere oliën en kan grotere druppels produceren.
- Druivenpitolie: Druivenpitolie is een lichte, smaakloze olie die rijk is aan onverzadigde vetzuren. Het is een goede keuze voor CBD nano-emulsies omdat het kan helpen bij het produceren van kleine druppeltjes en een hoge oxidatieve stabiliteit heeft.
Uiteindelijk hangt de keuze van de dragerolie af van de specifieke eisen van het product en de gewenste sensorische eigenschappen. Het is belangrijk op te merken dat de keuze van de emulgator en de verwerkingsomstandigheden (zoals de energie-input tijdens ultrasoonbehandeling) ook een aanzienlijke invloed kunnen hebben op de eigenschappen van de uiteindelijke nano-emulsie.
Smalle verdelingscurve van hennepolie-in-water nano-emulsie bereid met de ultrasoon UP400St.
Ultrasone nano-emulsificatie wordt gebruikt om stabiele CBD-nano-emulsies te produceren met een superieure biologische beschikbaarheid.
Cannabisolie-emulsie met olijfolie als draagolie.
Liposomale emulsies van CBD
Ultrasasonisatie is de aangewezen methode om liposomaal CBD of liposomaal THC te produceren als farmaceutische en cosmetische blaasjes. Liposomen zijn op lipiden gebaseerde nanocarriers voor actieve medicijncomponenten, die de biologische beschikbaarheid en therapeutische effecten van de actieve stoffen zoals CBD of THC verbeteren. Aangezien cannabinoïden zeer gevoelige moleculen zijn, zijn ze gevoelig voor afbraak door oxidatie en afbraak door verschillende enzymen. Nano-encapsulatie van CBD of THC in liposomen voorkomt de afbraak van de cannabinoïden. Sonicatie kan de cannabinoïden effectief inkapselen in liposomen.
Klik hier om meer te lezen over liposomale inkapseling van actieve stoffen!
THC/CBD Nanoemulsie Stabiliteit
Om langdurig stabiele olie-in-water (o/w) nano-emulsies te maken, is het nodig om een geschikte oppervlakteactieve stof te gebruiken of liposomen te vormen die de lipofiele bioactieve stoffen inkapselen in een dragerolie. Voor cannabisolie moet de draagolie van voedselkwaliteit zijn en mag deze het uiterlijk, de smaak en de stabiliteit van het eindproduct niet verstoren. Kokosolie (MCT) en olijfolie zijn goede draagoliën voor cannabinoïden. Draagoliën zijn een zeer belangrijke factor bij het creëren van een fysisch-chemisch stabiele emulsie, omdat ze kunnen helpen voorkomen dat de emulsie Ostwaldrijpt. Ostwaldrijping is de drijvende kracht achter het destabiliseren van een emulsie door verruwing van de druppels. Langketenige triglyceriden-nano-emulsies zijn op lange termijn stabiel tegen Ostwald-rijping. Olijfolie en kokosolie bevatten triglyceriden met een lange keten, zodat zowel olijfolie als kokosolie een geschikte dragerolie voor THC of CBD is.
Ultrasone apparatuur voor nano-emulsificatie
Je kunt een CBD nano-emulsie in batch of continu produceren met behulp van een ultrasone emulgeermachine. Hielscher ultrasone homogenisatoren zijn krachtige emulgatoren om stabiele CBD nano-emulsies te produceren. De ultrasone productie van cannabisolie-emulsies (o/w) is een eenvoudige en snelle procedure die overtuigt door optimale resultaten.
Hielscher Ultrasonics is de toonaangevende leverancier van krachtige en betrouwbare ultrasone systemen. Het omvat het volledige assortiment van laboratorium- en bench-top apparaten tot volledige industriële machines voor de verwerking van grote volumes onder veeleisende omstandigheden. Veel voorkomende toepassingen van Hielscher ultrasoonmachines zijn emulgeren, homogeniseren en extraheren voor voedsel en dranken, maar ook in de farmaceutische of cosmetische industrie.
| Emulsie Batchvolume | Emulsiestroomsnelheid | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 0.5 tot 1.5mL | n.v.t. | VialTweeter |
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000 |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
ultrasone extractie
Ultrasone extractie is een bekend en langdurig beproefd proces om waardevolle bestanddelen uit plantaardige producten te extraheren. Daarom is sonificatie de ideale techniek om CBD-olie van hoge kwaliteit te produceren. Door nauwkeurig regelbare ultrasone cavitatie worden plantencellen geperforeerd en wordt het oplosmiddel in de cel geduwd, waar het intracellulaire verbindingen zoals cannabinoïden, terpenen, flavonoïden enz. absorbeert.
Lees meer over extractie uit cannabis!
Wetenswaardigheden
THC- en CBD-nano-emulsies
Nano-emulsies zijn ook bekend als mini-emulsie of submicron emulsie. Nano-emulsies zijn emulsies met een druppelgrootte tussen 20 en 500 nm. Een nano-emulsie is een thermodynamisch stabiel isotroop systeem dat bestaat uit twee onmengbare vloeistoffen (bijv. olie en water). Een van de twee onmengbare vloeistoffen wordt zeer fijn gedispergeerd in de tweede fase om een enkele fase te vormen. De toevoeging van emulgatoren, bijv. oppervlakte-actieve stoffen en co-surfactanten stabiliseren de emulsies door het coalescentieproces van de druppels te voorkomen. De grootte en vorm van de deeltjes/druppels gedispergeerd in de continue fase bepaalt het belangrijkste verschil tussen een emulsie en een nano-emulsie. Ostwaldrijping is het belangrijkste destabilisatiemechanisme in THC- of CBD-nano-emulsies. Ostwaldrijping is een diffusieafbraakproces, wat betekent dat een inhomogene structuur zoals een emulsie in de loop van de tijd verandert. De emulsiedruppels worden na verloop van tijd groter naarmate de kleinere druppels oplossen en hun materiaal opnieuw afzetten op de grotere druppels. Het olietype heeft een grote invloed op de intensiteit en snelheid van Ostwald-rijping. Dit betekent dat de keuze van een geschikte olie de stabiliteit van de emulsie aanzienlijk kan beïnvloeden. Nano-emulsies zorgen voor een betere afgifte van actieve ingrediënten (bijv. geneesmiddelen).
Over Butaan Hasj Olie (BHO)
Hasjolie wordt geproduceerd door middel van oplosmiddelextractie, bijvoorbeeld ultrasone extractie of ultrasoon ondersteunde superkritische C02-extractie. Voor de productie van hasjolie wordt bij voorkeur droog, gedecarboxyleerd plantaardig materiaal gebruikt. De volgende vloeistoffen zijn veelgebruikte oplosmiddelen voor de extractie van hasjolie: ethanol, chloroform, dichloormethaan, petroleumether, nafta, benzeen, butaan, methanol, isopropanol en olijfolie. Niet-polaire oplosmiddelen zoals benzeen, chloroform en petroleumether kunnen de in water oplosbare bestanddelen van marihuana of hasjiesj niet extraheren. Dit helpt om een krachtiger hasjolie te verkrijgen. De extractie van cannabisextracten met apolaire oplosmiddelen levert een beter smaakproduct op dan de extractie met polaire oplosmiddelen. Het wassen van extracten met alkali kan de geur en smaak van de hasjolie verbeteren.
Bewaar hasjolie in een luchtdichte verpakking en bescherm het tegen blootstelling aan licht. Blootstelling aan lucht, warmte en licht zorgt ervoor dat de olie door veroudering zijn smaak en psychoactiviteit verliest. De toevoeging van antioxidanten aan hasjolie kan dit negatieve effect verminderen.
Over cannabisabinoïden
Er zijn minstens 113 soorten cannabinoïden geïdentificeerd in cannabis. Cannabinoïden zijn actieve fytochemische stoffen met psychoactieve en/of medische effecten. THC of tetrahydrocannabinol is de primaire psychoactieve verbinding in cannabis. CBD of cannabidiol is een ander belangrijk bestanddeel met therapeutische effecten. Cannabinoïden zijn lipofiele en potentieel zuurlabiele verbindingen. Cannabinoïden zijn onoplosbaar in water, maar zeer goed oplosbaar in apolaire oplosmiddelen (bijv. vet en olie). Om de vertering van cannabinoïden te verbeteren, worden cannabisextracten gemengd met draagoliën en vervolgens ultrasoon verwerkt tot nano-emulsies.