Extração altamente eficiente de canabidiol (CBD) da canábis
Os extratores ultrassónicos Hielscher são a técnica mais avançada para a extração fiável e eficiente de óleos de cânhamo e CBD. A sonicação é amplamente reconhecida como uma técnica de extração altamente eficaz para libertar compostos valiosos de matérias vegetais. Em comparação com outros métodos de extração, como a extração com CO2 supercrítico, a técnica ultrassónica é superior em eficiência, simplicidade de operação e versatilidade de utilização.
Extração ultrassónica
A extração ultrassónica é um processo bem conhecido e estabelecido há muito tempo para extrair compostos valiosos de matérias vegetais. Por isso, a sonicação é a técnica ideal para produzir óleos de CBD de elevada qualidade. Através da cavitação ultrassónica controlável com precisão, as células vegetais são perfuradas e o solvente é impelido para o interior da célula, onde absorve compostos intracelulares como canabinoides, terpenos, flavonoides, etc.
Uma grande vantagem da sonicação é o intervalo de temperaturas em que a extração pode ser realizada. A extração ultrassónica pode ser realizada desde etanol quente/morno até etanol criogénico (-70°C). Isto permite o isolamento seletivo dos compostos desejados. A sonicação em etanol criogénico produz principalmente canabinoides e terpenos, enquanto a extração com etanol morno/quente resulta numa ampla variedade de compostos fitoquímicos (por exemplo, aldeídos, ésteres, etilos, cetonas). Os extratos de espectro completo contêm uma multiplicidade de canabinoides, terpenos e outros compostos fitoquímicos. Segundo o efeito de comitiva, os compostos fitoquímicos (por exemplo, canabinoides) têm efeitos sinérgicos e, por isso, atuam melhor em conjunto com outros compostos químicos vegetais. Isto significa que um óleo de CBD que contenha CBD e outros canabinoides, terpenos e compostos fitoquímicos terá um impacto terapêutico significativamente superior ao de um óleo de CBD que contenha apenas CBD. No entanto, evita-se a extração de clorofila, uma vez que esta confere ao extrato um sabor desagradável.
Passo a passo
- Extração ultrassónica: A extração ultrassónica pode ser facilmente realizada por lotes ou em modo de fluxo contínuo – dependendo do volume do seu processo. O processo de extração é muito rápido e produz uma elevada quantidade de compostos ativos.
- Filtração: Filtre a mistura de matéria vegetal e líquido através de um filtro de papel ou de um saco filtrante para remover as partes vegetais sólidas do líquido.
- Evaporação: Para separar o óleo de CBD do solvente, utiliza-se geralmente um evaporador rotativo. O solvente, por exemplo, etanol, pode ser recuperado e reutilizado.
- Nanoemulsificação: Através da sonicação, o óleo de CBD purificado pode ser transformado numa nanoemulsão estável, que oferece uma excelente biodisponibilidade.
Descarregue aqui as suas instruções detalhadas passo a passo!
Elevada taxa de extração
Os extratores ultrassónicos Hielscher podem ser ajustados com precisão às condições de extração ideais – extraindo a maior quantidade e a melhor qualidade da sua matéria-prima (folhas, flores, caules de canábis, etc.). A intensidade dos ultrassons é crucial para a extração de compostos vegetais, como óleo de CBD de elevada qualidade a partir de canábis. Os nossos sonicadores UP400St, UIP500hdt, UIP1000hdt e UIP2000hdt estão equipados com controlo preciso da amplitude, sensor de temperatura e controlo do tempo para lhe permitir operar em condições ideais. O ecrã tátil a cores e o controlo através do navegador tornam a operação e a monitorização simples e fiáveis.
Extração ultrassónica de CBD da canábis num lote de 120L com UIP2000hdT e agitador
UP400St para a extração de canabinoides da canábis
Solventes para extração ultrassónica
O etanol é amplamente utilizado como solvente para a extração de canabinoides. Os sonicadores Hielscher ampliam consideravelmente a sua escolha de solventes: mistura de água e etanol, etanol criogénico, etanol, álcool de elevada graduação, glicerina, etc.
O etanol é um solvente muito popular, uma vez que dissolve tanto substâncias polares (hidrofílicas) como apolares (hidrofóbicas/lipofílicas). Também podem ser utilizadas misturas de etanol/água em diferentes proporções para a extração ultrassónica. As vantagens do etanol/água incluem custos reduzidos (devido à menor quantidade de etanol) e maior segurança, uma vez que é menos inflamável. A extração ultrassónica com etanol criogénico (aprox. -70°C) proporciona um rendimento e uma qualidade muito elevados.
Operação simples e segura
Os nossos dispositivos ultrassónicos são concebidos para proporcionar a máxima facilidade de utilização, o que significa que os nossos extratores ultrassónicos podem ser operados de forma fácil e segura. Temos todo o gosto em apoiar os nossos clientes durante a instalação e em fornecer recomendações sobre as definições e os parâmetros ultrassónicos. Oferecemos-lhe o dispositivo mais adequado – para processamento por lotes e em linha.
Vantagens em relação à extração com CO2
Os extratores de CO2 supercrítico são caros de adquirir e operar. A operação da extração com CO2 é complicada e exige um especialista que saiba quais as pressões e temperaturas adequadas para obter os canabinoides e terpenos desejados. As pressões e temperaturas elevadas contribuem significativamente para o aumento dos custos em comparação com a extração convencional com líquidos. Em comparação, o equipamento de extração ultrassónica é económico de adquirir e operar e produz grandes quantidades de extratos, obtidos em poucos minutos. Como a sonicação é realizada à pressão ambiente (ou ligeiramente elevada) e a baixas temperaturas, a extração ultrassónica é fácil e segura de operar. Os sonicadores Hielscher são reconhecidos e preferidos pela sua elevada taxa de extração, compatibilidade com vários solventes, facilidade de utilização e escalabilidade linear.
Nanoemulsões
Para obter uma elevada biodisponibilidade e os melhores efeitos do CBD, as gotículas de óleo de CBD devem ser administradas em nanoforma.
A grande vantagem dos sonicadores Hielscher reside na sua versatilidade de utilização: os nossos sistemas ultrassónicos podem ser utilizados para a extração de canábis E para a produção de nanoemulsões. Só precisa de adquirir um dispositivo para extrair o CBD da canábis e, posteriormente, transformar o óleo de CBD numa nanoemulsão estável e de elevada biodisponibilidade.
Clique aqui para saber mais sobre a nanoemulsificação ultrassónica de CBD!
Sistemas ultrassónicos de elevada potência, da escala laboratorial à escala piloto e industrial.
Extratores ultrassónicos de elevado desempenho
A Hielscher Ultrasonics fornece equipamento de extração ultrassónica para a extração de canábis e a emulsificação de nanoformulações.
Além do controlo preciso e da facilidade de utilização, todos os nossos dispositivos ultrassónicos são construídos para operação 24/7. Os nossos sistemas são capazes de fornecer amplitudes desde baixas até muito elevadas. Para a extração de canabinoides e terpenos, oferecemos sonotrodos ultrassónicos especiais (também conhecidos como sondas ou cornetas ultrassónicas), otimizados para o isolamento delicado de substâncias ativas de elevada qualidade. Todos os nossos sistemas podem ser utilizados para a extração e a posterior emulsificação de canabinoides.
A robustez do equipamento ultrassónico Hielscher permite a operação 24/7 em serviço intensivo e em ambientes exigentes.
Contacte-nos hoje! Temos todo o gosto em recomendar-lhe a configuração ultrassónica mais adequada às suas necessidades de extração!
- Extratos de elevada qualidade
- Extração mais completa
- Elevada taxa de extração
- Extrato de espectro completo
- Utilização de vários solventes
- Não tóxica
- Método não térmico (a frio)
- Processo de extração rápido
- Segura e fácil de utilizar
- Escalabilidade linear
Bibliografia / Referências
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Espinoza-Silva, Clara, Pascual, Erika, Delgadillo, Yacnehs, Flores, Omar R., Artica, Luis M., Marmolejo, Doris and Baños-Medina, Lilian (2023): Optimization of extraction using surface response methodology and quantification of cannabinoids in female inflorescences of marijuana (Cannabis sativa L.) at three altitudinal floors of Peru. Open Agriculture, Vol. 8, No. 1, 2023.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Informações úteis
Vantagens da extração por ultrassons
A extração ultrassónica baseia-se no princípio da cavitação acústica. A cavitação ocorre como resultado de ultrassons de elevado desempenho num líquido e caracteriza-se por efeitos mecânicos de elevada densidade energética, que ocorrem nos chamados pontos quentes.
Extração ultrassónica – Efeitos de cavitação
Quando ondas de ultrassons de potência são acopladas a um líquido (por exemplo, uma suspensão constituída por matéria vegetal num solvente), as ondas ultrassónicas propagam-se através do líquido, provocando ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão. Durante os ciclos de baixa pressão, formam-se minúsculas bolhas de vácuo (as chamadas bolhas de cavitação), que crescem ao longo de vários ciclos de pressão. Ao atingirem uma determinada dimensão, quando já não conseguem absorver mais energia, as bolhas implodem violentamente durante um ciclo de alta pressão. A implosão das bolhas caracteriza-se por forças de cavitação intensas, incluindo microturbulências e correntes de líquido com velocidades de até 100m/s. Estes efeitos de cisalhamento por cavitação são também conhecidos como efeitos sonomecânicos. A extração ultrassónica de moléculas bioativas é causada principalmente por efeitos sonomecânicos:
As condições extraordinárias da cavitação ultrassónica perfuram e/ou rompem as paredes e membranas celulares e permitem uma maior penetração do solvente na amostra. A extração ultrassónica consegue, por isso, um isolamento muito rápido dos compostos – superando os métodos de extração convencionais com um tempo de processo mais curto, um rendimento superior e temperaturas mais baixas. Como tratamento (sono)mecânico suave, a extração por ultrassons evita a degradação térmica dos compostos bioativos e supera outras técnicas, como a extração convencional com solventes, a hidrodestilação ou a extração Soxhlet, conhecidas por destruir moléculas sensíveis ao calor. Estas vantagens tornam a extração ultrassónica a técnica preferida para libertar compostos ativos sensíveis à temperatura de matérias vegetais.
Por isso, a extração ultrassónica é a técnica preferida para extrair moléculas bioativas, como polifenóis, terpenos, óleos essenciais e canabinoides, das matérias vegetais.
As condições extraordinárias da cavitação ultrassónica perfuram e/ou rompem as paredes e membranas celulares e permitem uma maior penetração do solvente na amostra. A extração ultrassónica consegue, por isso, um isolamento muito rápido dos compostos – superando os métodos de extração convencionais com um tempo de processo mais curto, um rendimento superior e temperaturas mais baixas. Como tratamento mecânico suave, a extração por ultrassons evita a degradação térmica dos compostos bioativos e supera outras técnicas, como a extração convencional com solventes, a hidrodestilação ou a extração Soxhlet, conhecidas por destruir moléculas sensíveis ao calor. Estas vantagens tornam a extração ultrassónica a técnica preferida para libertar compostos ativos sensíveis à temperatura de matérias vegetais.
Extração ultrassónica de células vegetais: o corte transversal microscópico (TS) mostra o mecanismo de ação durante a extração ultrassónica de células (ampliação de 2000x) [fonte: Vilkhu et al. 2011]
Canabinoides
Os canabinoides são compostos naturais encontrados na planta Cannabis sativa. Existem mais de 480 compostos diferentes na planta de canábis. A canábis (também chamada marijuana) é uma erva medicinal extraordinariamente poderosa. Da ampla variedade de compostos terapeuticamente ativos, 85 compostos fitoquímicos são designados canabinoides (e poderão ser detetados mais). O CBD e o THC (tetra-hidrocanabinol / Δ9-THC) são os canabinoides mais proeminentes. A característica distintiva mais importante é que o CBD não é psicotrópico, enquanto o THC apresenta efeitos psicoativos.
Os canabinoides são consumidos por motivos recreativos e médicos.
Dados farmacocinéticos do CBD:
biodisponibilidade – Oral: 13–19%, Por inalação: 11–45% (média de 31%)
semivida de eliminação: 9 horas
Nos EUA, os produtos de CBD que contêm menos de .03% de THC, extraídos de sementes ou caules de cânhamo industrial, são legais ao abrigo da legislação federal e podem ser adquiridos legalmente em todos os estados, independentemente das respetivas leis sobre a marijuana.
Dados farmacocinéticos do THC:
biodisponibilidade – Oral: 6–20%, Por inalação: 10–35%
semivida de eliminação: 1,6–59 horas, 25–36 horas (dronabinol administrado por via oral)
Nanoformulações
Os nanocanabinoides são óleos de canábis formulados numa emulsão de óleo em água de dimensão nanométrica, que oferece uma elevada biodisponibilidade (absorção mais rápida e maiores efeitos na saúde) e pode, por isso, ser administrada numa dose mais baixa. Além disso, as nanoemulsões de canábis podem ser facilmente incorporadas em produtos médicos, bebidas, produtos comestíveis e produtos cosméticos (por exemplo, cremes e loções). Como as nanoemulsões são frequentemente translúcidas, podem ser facilmente incorporadas noutros produtos sem afetar o seu aspeto.
Para obter uma nanoemulsão de elevada qualidade, o tamanho das gotículas e o índice de polidispersidade (PDI) são fatores importantes que influenciam consideravelmente a estabilidade da nanoemulsão. Um índice de polidispersidade elevado indica a existência de gotículas grandes, que desestabilizam a emulsão por coalescência e maturação de Ostwald. Uma distribuição estreita dos tamanhos das gotículas, com dimensões pequenas, é, por isso, um fator importante para a estabilidade e um prazo de conservação mais longo da (nano- / micro-) emulsão.
Nanoemulsões de canábis: Para nanoemulsões de óleo de cânhamo ou de CBD, o óleo de cânhamo / CBD é misturado num óleo de elevada qualidade de grau alimentar. Os óleos vegetais típicos são o óleo MCT, o óleo de coco, o óleo de abacate, o azeite, o óleo de linhaça, o óleo de amêndoas doces e o óleo de noz. Como emulsionantes (tensioativos, agentes molhantes, estabilizantes), têm sido utilizados com sucesso o polissorbato 80, a lecitina, as saponinas de quilaia, a lecitina de soja e a casca de quilaia. Pode também adicionar-se goma xantana, pectina ou proteína do soro de leite para melhorar a reologia e a estabilidade da emulsão.
CO2 – Extração
A extração com CO2 pode ser realizada de duas formas: extração supercrítica e subcrítica. Quando o CO2 é utilizado como solvente, apresenta características diferentes que dependem do seu estado fluido. O CO2 subcrítico designa o CO2 no estado entre 5–10°C (278,15–283,15K, 41–50°F) e a uma pressão entre 800–1500psi (54,43–102,06atm, 5,51–10,24MPa). A esta temperatura e pressão, o CO2 comporta-se como um fluido espesso. Quando as condições de temperatura e pressão aumentam e ultrapassam a temperatura crítica (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) e a pressão crítica (72,9atm, 7,39MPa, 1 071psi), o CO2 expande-se no recipiente como um gás, mas com uma densidade semelhante à de um líquido. Isto é conhecido como dióxido de carbono supercrítico (sCO2 ou SC-CO2)).
A extração com CO2 subcrítico utiliza baixas temperaturas e baixas pressões e, por isso, demora mais tempo. A extração com CO2 subcrítico proporciona rendimentos inferiores e pode reter alguns terpenos e óleos. Na extração com CO2 supercrítico, são aplicadas temperaturas e pressões mais elevadas, que podem danificar os terpenos e outros compostos fitoquímicos. Nas extrações com CO2 supercrítico, é necessário um processo subsequente – conhecido como winterização – para remover compostos indesejados, como lípidos e clorofila. Durante a etapa de winterização, o extrato bruto é congelado em etanol para separar os canabinoides e terpenos puros de outros subprodutos removidos durante a extração.