Olej konopny / nanoemulsja CBD wytwarzana za pomocą ultradźwięków

Wytwarzanie klarownych, półprzezroczystych nanoemulsji konopnych stanowi prawdziwe wyzwanie. Emulgatory ultradźwiękowe umożliwiają wysoce wydajne wytwarzanie klarownych, długotrwale stabilnych nanoemulsji kapsułkujących kannabinoidy. CBD, CBG lub THC poddane nanoemulgowaniu ultradźwiękowemu mają znacznie wyższą biodostępność.

Wytwarzaj nanoemulsje CBD za pomocą sondy ultradźwiękowej

Kawitacja ultradźwiękowa jest bardzo skuteczną metodą emulgowania, pozwalającą uzyskać emulsje o doskonałych właściwościach w zakresie nanometrycznym. Sonikacja mętnych emulsji (mikroemulsji, ok. 150–100nm) sprawia, że stają się one półprzezroczyste lub klarowne i przezroczyste, ponieważ zmniejsza wielkość kropelek CBD do bardzo małych kropelek o wielkości około 10nm. Znacznie zwiększa to stabilność emulsji. Emulsje wytwarzane ultradźwiękowo są często stabilne same w sobie, bez dodatku emulgatora lub środka powierzchniowo czynnego.
W przypadku oleju konopnego nanoemulgowanie poprawia wchłanianie i biodostępność kannabinoidów, zapewniając tym samym silniejsze działanie po podaniu doustnym. Dlatego w porównaniu z konwencjonalnymi preparatami CBD nanoemulsje pozwalają stosować mniejsze dawki produktu konopnego i osiągać te same efekty.

Emulsje oleju konopnego są zawiesinami kannabinoidów o rozmiarach mikrometrycznych lub nanometrycznych, przeznaczonymi do produktów na bazie konopi, konopi włóknistych, THC lub CBD, takich jak nalewki, kapsułki, lotiony i wkłady do e-papierosów. Kannabinoidy, takie jak THC, CBD itp., są lipofilowe (= hydrofobowe). Dlatego do zdyspergowania kannabinoidu w preparatach na bazie wody wymagają intensywnego ścinania. Kannabinoidy nie rozpuszczają się w wodzie, ale wykazują dobrą rozpuszczalność w rozpuszczalnikach niepolarnych, takich jak oleje i tłuszcze. Przezwyciężenie niemieszalności kannabinoidów z wodą wymaga odpowiedniej techniki emulgowania. Intensywna kawitacja ultradźwiękowa jest dobrze znaną i ugruntowaną techniką wytwarzania stabilnych emulsji o drobnych kroplach (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikroemulsji i nanoemulsji).

Olej: Oleje roślinne, takie jak oliwa z oliwek, olej kokosowy lub olej MCT, wspomagają wchłanianie substancji czynnych konopi w układzie pokarmowym. Kannabinoidy, takie jak CBD i THC, są bardzo trudno wchłaniane bez oleju lub tłuszczu. Aby osiągnąć optymalne wchłanianie, ekstrakty konopne najczęściej emulguje się w oleju, a następnie przetwarza dalej w emulsję.
Emulgator: Lecytyna, dostępna w postaci proszku, granulatu i płynu, jest emulgatorem odpowiednim do produktów spożywczych i medycznych. W emulsjach oleju konopnego lecytyna jest jednym z najczęściej stosowanych emulgatorów. Inne emulgatory dające dobre efekty to guma arabska oraz emulgatory na bazie skrobi.

Jak przygotować emulsję konopną za pomocą sonikacji

Do przygotowania stabilnych nanoemulsji CBD bardzo dobrze sprawdza się mieszanina polisorbatu 80 i lecytyny. Nie ma potrzeby kupowania zbyt drogich gotowych mieszanek, ponieważ oba dodatki są łatwo dostępne w jakości spożywczej.

• Polisorbat 80: znany również jako Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• Lecytyna: Lipoid jest producentem wysokiej jakości lecytyny.

 
Receptury nanoemulsji CBD
 
Do nanoemulsji zawierającej 2wt% CDB (olej w wodzie) użyj: 2wt% oleju CBD, 2wt% polisorbatu 80, 1wt% lecytyny, 95wt% wody
Do nanoemulsji zawierającej 5wt% CDB (olej w wodzie) użyj: 5wt% oleju CBD, 3,3wt% polisorbatu 80, 1,7wt% lecytyny, 90wt% wody
 

Zapotrzebowanie na energię ultradźwiękową: ok. 300–400Ws/g energii sonikacji przy amplitudach 40–70 mikrometrów. Sonikatory UP200Ht lub UP400St są odpowiednimi urządzeniami do emulgowania partii o objętości do 5L.
 

Procedura wytwarzania ultradźwiękowej nanoemulsji CBD krok po kroku:

1. Mieszanina olejów: Na potrzeby przygotowania wstępnie wymieszaj ok. 10mL oleju konopnego (np. oleju CBD, has oil BHO) z 40mL oliwy z oliwek!
2. Nanoemulsja typu olej w wodzie: Aby przygotować emulsję oleju konopnego, weź zlewkę z ok. 100mL wody. Jako emulgator dodaj ok. 10–15 gramów płynnej lecytyny sojowej. Woda powinna mieć temperaturę pokojową. Umieść zlewkę z wodą w łaźni wodnej, aby kontrolować temperaturę podczas sonikacji. Zanurz sonotrodę UP400St w zlewce z wodą. Do sonikacji ustaw amplitudę na 50%. Powoli wlewaj mieszaninę oleju konopnego i oliwy z oliwek do 100mL wody o temperaturze pokojowej, poddając jednocześnie wodę sonikacji, aby utworzyć nanoemulsję. Aby uzyskać lepszą emulsję, dodawaj wstępnie przygotowaną mieszaninę olejów do wody bezpośrednio pod sonotrodą za pomocą zakraplacza lub strzykawki.

W instalacjach o większej skali, wykorzystujących komorę przepływową, Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 służy do wprowadzania oleju CBD bezpośrednio do obszaru kawitacji ultradźwiękowej pod sonotrodą ultradźwiękową. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 służy do ultradźwiękowej produkcji nanoemulsji w przepływie i zapewnia równomierne nanoemulgowanie oleju CBD w mieszaninach z wodą.

Rola olejów nośnikowych w nanoemulsjach ultradźwiękowych

Oleje nośnikowe są ważnym składnikiem podczas przygotowywania ultradźwiękowych nanoemulsji CBD.
Aby utworzyć stabilną nanoemulsję, olej CBD musi być równomiernie zdyspergowany w całej fazie wodnej. Właśnie tutaj znajdują zastosowanie oleje nośnikowe. Oleje nośnikowe są zazwyczaj lżejsze i mniej lepkie oraz bardziej mieszalne z wodą niż olej CBD. Służą do rozcieńczania oleju CBD i ułatwiają jego dyspergowanie w fazie wodnej.
Oleje nośnikowe wpływają również na stabilność nanoemulsji. Rodzaj zastosowanego oleju nośnikowego może wpływać na wielkość kropelek i stabilność nanoemulsji. Na przykład niektóre oleje mogą lepiej stabilizować małe kropelki, podczas gdy inne mogą skuteczniej zapobiegać koalescencji kropelek z upływem czasu.
Oprócz swojej roli funkcjonalnej oleje nośnikowe mogą również wpływać na właściwości sensoryczne produktu końcowego. Mogą wpływać na konsystencję, barwę i aromat nanoemulsji.
Ogólnie rzecz biorąc, oleje nośnikowe są ważnym składnikiem podczas przygotowywania ultradźwiękowych nanoemulsji CBD. Pomagają dyspergować olej CBD w fazie wodnej, stabilizować nanoemulsję i mogą wpływać na właściwości sensoryczne produktu końcowego.

Lista dobrych olejów nośnikowych do ultradźwiękowych nanoemulsji CBD

W naszym powyższym przykładzie używamy oliwy z oliwek jako oleju nośnikowego do nanoemulsji oleju konopnego przygotowanej ultradźwiękowo. Oprócz oliwy z oliwek istnieje kilka innych powszechnie stosowanych możliwości. Najlepszy olej nośnikowy do nanoemulsji CBD może zależeć od kilku czynników, takich jak pożądana wielkość kropelek, stabilność i właściwości sensoryczne produktu końcowego. Oto kilka powszechnie stosowanych olejów nośnikowych do nanoemulsji CBD oraz niektóre z ich właściwości:

• Olej MCT (triglicerydy o średniej długości łańcucha): Olej MCT to lekki, bezbarwny i pozbawiony smaku olej otrzymywany z oleju kokosowego. Jest popularnym wyborem do nanoemulsji CBD, ponieważ jest wysoce stabilny, ma długi okres przydatności do użycia i może pomagać w uzyskiwaniu małych kropelek.
• Olej słonecznikowy: Olej słonecznikowy to olej o neutralnym smaku, bogaty w nienasycone kwasy tłuszczowe. Jest dobrym wyborem do nanoemulsji CBD, ponieważ może pomagać w uzyskiwaniu małych kropelek i ma wysoką stabilność oksydacyjną.
• Olej z nasion konopi: Olej z nasion konopi jest popularnym olejem nośnikowym do produktów CBD, ponieważ jest bogaty w kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6. Może być stosowany jako olej nośnikowy do nanoemulsji CBD, ale może nie być tak stabilny jak inne oleje i może prowadzić do powstawania większych kropelek.
• Olej z pestek winogron: Olej z pestek winogron to lekki, pozbawiony smaku olej bogaty w nienasycone kwasy tłuszczowe. Jest dobrym wyborem do nanoemulsji CBD, ponieważ może pomagać w uzyskiwaniu małych kropelek i ma wysoką stabilność oksydacyjną.

Ostatecznie wybór oleju nośnikowego będzie zależeć od konkretnych wymagań produktu oraz pożądanych właściwości sensorycznych. Należy pamiętać, że wybór emulgatora i warunków przetwarzania (takich jak ilość energii dostarczanej podczas sonikacji) również może mieć znaczący wpływ na właściwości końcowej nanoemulsji.

Wąska krzywa rozkładu wielkości kropelek nanoemulsji oleju konopnego w wodzie, przygotowanej za pomocą sonikatora UP400St.

Liposomalne emulsje CBD

Sonikacja jest preferowaną metodą wytwarzania liposomalnego CDB lub liposomalnego THC w postaci pęcherzyków do zastosowań farmaceutycznych i kosmetycznych. Liposomy są nanonośnikami na bazie lipidów dla aktywnych składników leków, które poprawiają biodostępność i działanie terapeutyczne substancji czynnych, takich jak CBD lub THC. Ponieważ kannabinoidy są bardzo delikatnymi cząsteczkami, są podatne na degradację wskutek utleniania, a także na degradację przez różne enzymy. Nanokapsułkowanie CBD lub THC w liposomach zapobiega degradacji kannabinoidów. Sonikacja może skutecznie kapsułkować kannabinoidy w liposomach.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o liposomalnym kapsułkowaniu substancji czynnych!
 

Stabilność nanoemulsji THC/CBD

Aby wytwarzać długotrwale stabilne nanoemulsje typu olej w wodzie (o/w), konieczne jest zastosowanie odpowiedniego środka powierzchniowo czynnego lub utworzenie liposomów, które kapsułkują lipofilowe związki bioaktywne w oleju nośnikowym. W przypadku oleju konopnego olej nośnikowy powinien mieć jakość spożywczą i nie powinien wpływać niekorzystnie na wygląd, smak ani stabilność produktu końcowego. Olej kokosowy (MCT) i oliwa z oliwek są dobrymi olejami nośnikowymi dla kannabinoidów. Oleje nośnikowe są bardzo ważnym czynnikiem w tworzeniu fizykochemicznie stabilnej emulsji, ponieważ mogą pomagać w ochronie emulsji przed dojrzewaniem Ostwalda. Dojrzewanie Ostwalda jest siłą napędową destabilizującą emulsję przez wzrost wielkości kropelek. Nanoemulsje triglicerydów o długich łańcuchach wykazują długotrwałą stabilność wobec dojrzewania Ostwalda. Oliwa z oliwek i olej kokosowy zawierają triglicerydy o długich łańcuchach, dlatego zarówno oliwa z oliwek, jak i olej kokosowy są odpowiednimi olejami nośnikowymi dla THC lub CBD.

Urządzenia ultradźwiękowe do nanoemulgowania

Nanoemulsję CBD można wytwarzać w trybie okresowym lub ciągłym za pomocą urządzenia do emulgowania ultradźwiękowego. Homogenizatory ultradźwiękowe Hielscher to emulgatory o dużej mocy do wytwarzania stabilnych nanoemulsji CBD. Ultradźwiękowe wytwarzanie emulsji oleju konopnego (o/w) jest łatwą i szybką procedurą, która przekonuje optymalnymi wynikami.
Hielscher Ultrasonics jest wiodącym dostawcą wydajnych i niezawodnych systemów ultradźwiękowych. Oferuje pełny zakres urządzeń, od laboratoryjnych i stołowych po pełnowymiarowe maszyny przemysłowe do przetwarzania dużych objętości w wymagających warunkach. Typowe zastosowania urządzeń ultradźwiękowych Hielscher obejmują emulgowanie, homogenizację i ekstrakcję w produkcji żywności i napojów, a także w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym.