Óleo de canábis / Nanoemulsão de CBD por ultrassons

Produzir nanoemulsões de canábis límpidas e translúcidas é um verdadeiro desafio. Os emulsificadores ultrassónicos constituem uma técnica altamente eficiente para produzir nanoemulsões límpidas, estáveis a longo prazo, que encapsulam canabinoides. O CBD, o CBG ou o THC nanoemulsionados por ultrassons têm uma biodisponibilidade significativamente superior.

Produza nanoemulsões de CBD utilizando uma sonda ultrassónica

A cavitação ultrassónica é um método de emulsificação muito eficaz para preparar emulsões superiores na escala nanométrica. A sonicação de emulsões com turbidez (microemulsões, aprox. 150 a 100nm) torna-as translúcidas ou límpidas e transparentes, porque reduz o tamanho das gotículas de CBD a gotículas diminutas da ordem de aprox. 10nm. Isto aumenta significativamente a estabilidade da emulsão. As emulsões produzidas por ultrassons são frequentemente estáveis por si mesmas, sem adição de um emulsificante ou tensioativo.
No caso do óleo de canábis, a nanoemulsificação melhora a absorção e a biodisponibilidade dos canabinoides, produzindo assim um efeito mais profundo quando administrados por via oral. Por conseguinte, em comparação com as formulações convencionais de CBD, as nanoemulsões permitem uma dosagem mais baixa do produto de canábis e proporcionam os mesmos efeitos.

As emulsões de óleo de canábis são suspensões de canabinoides de tamanho micrométrico ou nanométrico para produtos à base de canábis, cânhamo, THC ou CBD, como tinturas, cápsulas, loções e cartuchos de vaporização para cigarros eletrónicos. Os canabinoides como o THC, o CBD, etc. são lipofílicos (= hidrofóbicos). Por isso, requerem um cisalhamento intenso para dispersar o canabinoide em formulações à base de água. Os canabinoides não são solúveis em água, mas apresentam uma boa solubilidade em solventes apolares, como óleos e gorduras. É necessária uma técnica de emulsificação adequada para superar a imiscibilidade dos canabinoides em água. A cavitação ultrassónica intensa é uma técnica bem conhecida e consolidada para produzir emulsões estáveis com gotículas de pequeno tamanho (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, microemulsões e nanoemulsões).

Neste vídeo, preparamos uma nanoemulsão de óleo de cânhamo rico em CBD em água com um ultrassonicador Hielscher UP400St. Em seguida, medimos a nanoemulsão com um NANO-flex DLS. Os resultados da medição mostram uma distribuição de tamanhos de partículas muito estreita, ponderada em volume, no intervalo de 9 a 40 nanómetros. 95 por cento de todas as partículas têm dimensões inferiores a 28 nanómetros.

Óleo: Os óleos vegetais, como o azeite, o óleo de coco ou o óleo MCT, ajudam à absorção das substâncias ativas da canábis no sistema digestivo. Os canabinoides como o CBD e o THC dificilmente podem ser absorvidos sem óleo ou gordura. Para alcançar uma absorção ótima, os extratos de canábis são geralmente emulsionados em óleo e depois processados para formar uma emulsão.
Emulsificante: A lecitina, disponível em pó, grânulos e forma líquida, é um emulsificante adequado para produtos alimentares e médicos. Para as emulsões de óleo de canábis, a lecitina é um dos emulsificantes mais comuns. Outros emulsificantes que proporcionam bons resultados são a goma arábica ou os emulsificantes à base de amido.

Como preparar uma emulsão de canábis com sonicação

Para preparar nanoemulsões de CBD estáveis, uma mistura de polissorbato 80 e lecitina funciona muito bem. Não é necessário comprar pré-misturas excessivamente caras, uma vez que ambos os aditivos estão facilmente disponíveis em qualidade alimentar.

Polissorbato 80: também conhecido como Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
Lecitina: A Lipoid é um fabricante de lecitina de elevada qualidade.

Receitas para a formulação de nanoemulsões de CBD

Para uma nanoemulsão de CDB a 2wt% (óleo em água), utilize: 2wt% de óleo de CBD, 2wt% de polissorbato 80, 1wt% de lecitina, 95wt% de água
Para uma nanoemulsão de CDB a 5wt% (óleo em água), utilize: 5wt% de óleo de CBD, 3,3wt% de polissorbato 80, 1,7wt% de lecitina, 90wt% de água

Necessidade de energia ultrassónica: aprox. 300 a 400Ws/g de energia de sonicação com amplitudes de 40 a 70 micrómetros. Os sonicadores UP200Ht ou UP400St são dispositivos de emulsificação adequados para até 5L por lote.

Protocolo passo a passo para produzir uma nanoemulsão ultrassónica de CBD:

Mistura de óleos: Para a preparação, pré-misture aprox. 10mL de óleo de canábis (p. ex., óleo de CBD, has oil BHO) com 40mL de azeite!
Nanoemulsão de óleo em água: Para preparar a emulsão de óleo de canábis, utilize um copo de precipitação com aprox. 100mL de água. Como emulsificante, adicione aprox. 10–15 gramas de lecitina de soja líquida. A água deve estar à temperatura ambiente. Coloque o copo de precipitação com água num banho de água para controlar a temperatura durante a sonicação. Mergulhe o sonotrodo do UP400St no copo de precipitação com água. Para a sonicação, ajuste a amplitude para 50%. Verta lentamente a mistura de óleo de canábis/azeite nos 100mL de água à temperatura ambiente, enquanto submete a água a sonicação para formar uma nanoemulsão. Para obter uma emulsão melhor, adicione a pré-mistura de óleos à água diretamente sob o sonotrodo, utilizando um conta-gotas ou uma seringa.

Para instalações de maior escala que utilizam uma célula de fluxo, o Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 é utilizado para injetar o óleo de CBD diretamente na zona de cavitação ultrassónica por baixo do sonotrodo ultrassónico. O MultiPhaseCavitator InsertMPC48 é utilizado para a produção ultrassónica em linha de nanoemulsões e assegura a nanoemulsificação uniforme do óleo de CBD em misturas com água.

O vídeo mostra a emulsificação altamente eficiente de óleo. O processador ultrassónico utilizado é um ultrassonicador Hielscher UP400St, ideal para preparar lotes de média dimensão de nanoemulsões de canábis de elevada qualidade.

O papel dos óleos veiculares nas nanoemulsões ultrassónicas

Os óleos veiculares são um componente importante na preparação de nanoemulsões ultrassónicas de CBD.
Para criar uma nanoemulsão estável, o óleo de CBD tem de ser disperso uniformemente por toda a fase aquosa. É aqui que entram os óleos veiculares. Os óleos veiculares são normalmente óleos mais leves e menos viscosos, que são mais miscíveis com água do que o óleo de CBD. São utilizados para diluir o óleo de CBD e facilitar a sua dispersão na fase aquosa.
Os óleos veiculares também desempenham um papel na estabilidade da nanoemulsão. O tipo de óleo veicular utilizado pode afetar o tamanho das gotículas e a estabilidade da nanoemulsão. Por exemplo, certos óleos podem ser melhores a estabilizar gotículas pequenas, enquanto outros podem ser melhores a impedir a coalescência das gotículas ao longo do tempo.
Além da sua função, os óleos veiculares também podem ter um impacto nas propriedades sensoriais do produto final. Podem afetar a textura, a cor e o aroma da nanoemulsão.
De um modo geral, os óleos veiculares são um componente importante na preparação de nanoemulsões ultrassónicas de CBD. Ajudam a dispersar o óleo de CBD na fase aquosa, a estabilizar a nanoemulsão e podem influenciar as propriedades sensoriais do produto final.

Lista de bons óleos veiculares para nanoemulsões ultrassónicas de CBD

No nosso exemplo acima, utilizamos azeite como óleo veicular para a nanoemulsão de óleo de canábis preparada por ultrassons. Além do azeite, existem várias outras opções que também são habitualmente utilizadas. O melhor óleo veicular para nanoemulsões de CBD pode depender de alguns fatores, como o tamanho desejado das gotículas, a estabilidade e as propriedades sensoriais do produto final. Seguem-se alguns óleos veiculares comuns utilizados em nanoemulsões de CBD e algumas das suas propriedades:

Óleo MCT (triglicéridos de cadeia média): O óleo MCT é um óleo leve, incolor e sem sabor, derivado do óleo de coco. É uma escolha popular para nanoemulsões de CBD porque é altamente estável, tem um prazo de validade longo e pode ajudar a produzir gotículas pequenas.
Óleo de girassol: O óleo de girassol é um óleo de sabor neutro, rico em ácidos gordos insaturados. É uma boa escolha para nanoemulsões de CBD porque pode ajudar a produzir gotículas pequenas e tem uma elevada estabilidade oxidativa.
Óleo de sementes de cânhamo: O óleo de sementes de cânhamo é um óleo veicular popular para produtos de CBD porque é rico em ácidos gordos ómega-3 e ómega-6. Pode ser utilizado como óleo veicular para nanoemulsões de CBD, mas pode não ser tão estável como outros óleos e pode produzir gotículas maiores.
Óleo de grainha de uva: O óleo de grainha de uva é um óleo leve e sem sabor, rico em ácidos gordos insaturados. É uma boa escolha para nanoemulsões de CBD porque pode ajudar a produzir gotículas pequenas e tem uma elevada estabilidade oxidativa.

Em última análise, a escolha do óleo veicular dependerá dos requisitos específicos do produto e das propriedades sensoriais desejadas. É importante referir que a escolha do emulsificante e as condições de processamento (como a energia fornecida durante a sonicação) também podem ter um impacto significativo nas propriedades da nanoemulsão final.

A nanoemulsão de óleo de cânhamo / água preparada por sonicação apresenta uma distribuição estreita de nanogotículas

Curva de distribuição estreita da nanoemulsão de óleo de cânhamo em água preparada com o sonicador UP400St.

Emulsões lipossomais de CBD

A sonicação é o método preferido para produzir CDB lipossomal ou THC lipossomal sob a forma de vesículas farmacêuticas e cosméticas. Os lipossomas são nanoveículos à base de lípidos para componentes ativos de medicamentos, que melhoram a biodisponibilidade e os efeitos terapêuticos das substâncias ativas, como o CBD ou o THC. Uma vez que os canabinoides são moléculas muito delicadas, são suscetíveis à degradação por oxidação, bem como à degradação por diferentes enzimas. A nanoencapsulação de CBD ou THC em lipossomas impede a degradação dos canabinoides. A sonicação pode encapsular eficazmente os canabinoides em lipossomas.
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Estabilidade das nanoemulsões de THC/CBD

Para produzir nanoemulsões de óleo em água (o/w) estáveis a longo prazo, é necessário utilizar um tensioativo adequado ou formar lipossomas que encapsulem os compostos bioativos lipofílicos num óleo veicular. Para o óleo de canábis, o óleo veicular deve ter qualidade alimentar e não deve interferir com o aspeto, o sabor ou a estabilidade do produto final. O óleo de coco (MCT) e o azeite são bons óleos veiculares para canabinoides. Os óleos veiculares são um fator muito importante para criar uma emulsão fisicoquimicamente estável, uma vez que podem ajudar a proteger a emulsão contra a maturação de Ostwald. A maturação de Ostwald é a força motriz que desestabiliza uma emulsão através do aumento do tamanho das gotículas. As nanoemulsões de triglicéridos de cadeia longa são estáveis a longo prazo face à maturação de Ostwald. O azeite e o óleo de coco contêm triglicéridos de cadeia longa, pelo que tanto o azeite como o óleo de coco são óleos veiculares adequados para THC ou CBD.

Equipamento ultrassónico para nanoemulsificação

Pode produzir uma nanoemulsão de CBD em modo descontínuo ou contínuo utilizando uma máquina de emulsificação ultrassónica. Os homogeneizadores ultrassónicos Hielscher são emulsificadores potentes para produzir nanoemulsões de CBD estáveis. A produção ultrassónica de emulsões de óleo de canábis (o/w) é um procedimento fácil e rápido, que convence pelos seus resultados ótimos.
A Hielscher Ultrasonics é o fornecedor líder de sistemas ultrassónicos potentes e fiáveis. Abrange toda a gama, desde dispositivos de laboratório e de bancada até máquinas totalmente industriais para o processamento de grandes volumes em condições exigentes. As aplicações comuns das máquinas ultrassónicas Hielscher incluem emulsificação, homogeneização e extração para alimentos e bebidas, bem como na indústria farmacêutica ou cosmética.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores:

Volume do lote de emulsão	Caudal da emulsão	Dispositivos recomendados
0,5 a 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 a 500mL	10 a 200mL/min	UP100H
10 a 2000mL	20 a 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 a 20L	0,2 a 4L/min	UIP2000hdT
10 a 100L	2 a 10L/min	UIP4000
n.a.	10 a 100L/min	UIP16000
n.a.	superior	conjunto de UIP16000

Temas relacionados

Extração ultrassónica

A extração ultrassónica é um processo bem conhecido e consolidado 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, que pode ser controlada 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.

A extração ultrassónica de matérias vegetais proporciona rendimentos mais elevados. O homogeneizador Hielscher UIP2000hdT, de 2000 watts, tem potência suficiente para realizar facilmente a extração em lotes de 10 litros a 120 litros.

Saiba mais sobre a extração de canábis!

Informações úteis

Nanoemulsões de THC e CBD

As nanoemulsões também são conhecidas como miniemulsões ou emulsões submicrométricas. As nanoemulsões são emulsões com um tamanho de gotícula entre 20 e 500nm. Uma nanoemulsão é um sistema isotrópico termodinamicamente estável, constituído por dois líquidos imiscíveis (p. ex., óleo e água). Um dos dois líquidos imiscíveis é disperso muito finamente na segunda fase, de modo a formar uma única fase. A adição de emulsificantes, p. ex., tensioativos e cotensioativos, estabiliza as emulsões, impedindo a coalescência das gotículas. O tamanho e a forma das partículas/gotículas dispersas na fase contínua definem a principal diferença entre uma emulsão e uma nanoemulsão. A maturação de Ostwald é o principal mecanismo de desestabilização nas nanoemulsões de THC ou CBD. A maturação de Ostwald é um processo de degradação por difusão, o que significa que uma estrutura não homogénea, como uma emulsão, se altera ao longo do tempo. As gotículas da emulsão aumentam ao longo do tempo, à medida que as gotículas mais pequenas se dissolvem e o seu material se deposita novamente nas gotículas maiores. O tipo de óleo tem uma grande influência na intensidade e na velocidade da maturação de Ostwald. Isto significa que a escolha de um óleo adequado pode afetar significativamente a estabilidade da emulsão. As nanoemulsões apresentam uma melhor veiculação de ingredientes ativos (p. ex., fármacos).

Sobre o óleo de haxixe extraído com butano (BHO)

O óleo de haxixe é produzido por extração com solventes, p. ex., extração ultrassónica ou extração com C02 supercrítico assistida por ultrassons. Para a produção de óleo de haxixe, utiliza-se preferencialmente material vegetal seco e descarboxilado. Os seguintes líquidos são solventes frequentemente utilizados para a extração de óleo de haxixe: etanol, clorofórmio, diclorometano, éter de petróleo, nafta, benzeno, butano, metanol, isopropanol e azeite. Os solventes apolares, como o benzeno, o clorofórmio e o éter de petróleo, não conseguem extrair os constituintes hidrossolúveis da marijuana ou do haxixe. Isto ajuda a obter um óleo de haxixe mais potente. A extração de extratos de canábis com solventes apolares produz um produto com melhor sabor do que a extração com solventes polares. A lavagem dos extratos com um álcali pode melhorar o odor e o sabor do óleo de haxixe.
Guarde o óleo de haxixe num recipiente hermético e proteja-o da exposição à luz. A exposição ao ar, ao calor e à luz faz com que o óleo perca o seu sabor e a sua psicoatividade devido ao envelhecimento. A adição de antioxidantes à formulação de óleo de haxixe pode reduzir este efeito negativo.

Sobre os canabinoides

Existem pelo menos 113 tipos de canabinoides identificados na canábis. Os canabinoides são substâncias fitoquímicas ativas com efeitos psicoativos e/ou médicos. O THC, ou tetrahidrocanabinol, é o principal composto psicoativo da canábis. O CBD, ou canabidiol, é outro ingrediente importante com efeitos terapêuticos. Os canabinoides são compostos lipofílicos e potencialmente lábeis em meio ácido. Os canabinoides são insolúveis em água, mas são muito solúveis em solventes apolares (p. ex., gordura e óleo). Para melhorar a digestão dos canabinoides, os extratos de canábis são misturados em óleos veiculares e depois processados por ultrassons para formar nanoemulsões.