Растворение каннабиноидов в алкогольных напитках с помощью ультразвуковой наноэмульгирования
Производите прозрачные и стабильные напитки на основе каннабиса с содержанием CBD, THC, CBG и полного спектра каннабиноидов с помощью масштабируемой ультразвуковой наноэмульгирования. Каннабиноиды являются маслорастворимыми соединениями и могут вызывать помутнение, образование осадка, нежелательный привкус и нестабильность дозировки, если они не распределены надлежащим образом в системах производства алкогольных или слабоалкогольных напитков. Hielscher Ultrasonics’ Высокопроизводительные ультразвуковые эмульгаторы позволяют создавать наноэмульсии каннабиноидов с мелкими частицами, которые отличаются прозрачностью, длительной физической стабильностью и воспроизводимым распределением активного вещества.
От разработки рецептур до непрерывного поточного производства — ультразвуковые системы Hielscher помогают производителям напитков контролировать размер капель, количество используемого эмульгатора, температуру, время пребывания и производительность. Используйте ультразвуковые эмульгирующие системы Hielscher для производства спиртных напитков с CBD, коктейлей с добавлением ТГК, газированных напитков с каннабисом, биттеров, аперитивов, безалкогольных напитков с каннабисом и функциональных рецептур напитков.
Производство наноэмульгированных напитков с помощью ультразвукового аппарата Sonicator UP400St
Почему каннабиноиды сложно добавлять в напитки
Каннабиноиды хорошо растворяются в спирте с очень высокой крепостью. Однако спирт крепостью 190 градусов, содержащий примерно 92,4 % этанола по массе, не подходит для большинства потребительских напитков из-за сильного физиологического воздействия, резкого вкуса и ограниченной гибкости рецептуры. Большинство коммерческих напитков на основе каннабиса, включая спиртные напитки, коктейли RTD, газированные напитки и продукты с низким содержанием алкоголя, требуют более низкого уровня алкоголя, приятного вкусового профиля и стабильного внешнего вида.
Для включения экстрактов каннабиса, таких как CBD, THC, CBG, а также полноспектральных экстрактов конопли или каннабиса, в состав напитков необходимо распылить масляную фазу, содержащую каннабиноиды, до образования очень мелких капель и стабилизировать её с помощью совместимого пищевого эмульгатора. Ультразвуковая наноэмульгирование создает интенсивные силы высокого сдвига, которые диспергируют масляную фазу в матрице спиртового или водно-спиртового напитка. В результате получаются прозрачные или с мелкодисперсными частицами каннабиноидные напитки с улучшенной стабильностью, равномерным распределением активного вещества и привлекательным внешним видом.
Ультразвуковая наноэмульгирование для получения прозрачных напитков с CBD и THC
Ультразвуковые процессоры Hielscher вызывают акустическую кавитацию в жидкостях. Возникающие в результате высокие сдвиговые нагрузки, микропотоки и колебания давления разбивают масляные фазы, содержащие каннабиноиды, на капли наноразмера и равномерно распределяют их по всему напитку. В сочетании с подходящим пищевым эмульгатором ультразвук помогает создавать прозрачные или полупрозрачные наноэмульсии для алкогольных и безалкогольных напитков с добавлением каннабиса.
Узкая кривая распределения конопляной наноэмульсии «масло в воде», полученной с помощью ультразвукового аппарата UP400St.
- Эффективная и быстрая гомогенизация с высоким уровнем сдвига
- Прозрачный или прозрачный вид напитка
- Мелкий размер капель для повышения стабильности дисперсии
- Воспроизводимая активная дозировка для обеспечения стабильного дозирования
- Подходит для экстрактов CBD, THC, CBG и экстрактов полного спектра
- Совместим с различными системами пищевых эмульгаторов
- Масштабируемость от лабораторных разработок до промышленного поточного производства
- Простота эксплуатации и точное управление технологическим процессом
Технологический процесс для специалистов по производству напитков
Следующий рабочий процесс помогает разработчикам напитков&Команды D и технологи разрабатывают стабильные рецептуры напитков с каннабиноидами и внедряют их из лаборатории в серийное производство.
| Этап процесса | В фокусе: технический специалист | Цель |
|---|---|---|
| 1. Определить матрицу напитков | Содержание алкоголя, pH, содержание сахара, уровень газирования, ароматизаторы, консерванты | Перед добавлением каннабиноидов необходимо определить пределы совместимости |
| 2. Подготовьте каннабиноидную фазу | КБД, ТГК, КБГ, экстракт полного спектра, масло-носитель, терпеновый профиль | Создать контролируемую активную фазу для точного дозирования |
| 3. Выберите эмульгатор | Пригоден для пищевых продуктов, с чистым составом, совместим с алкоголем, без запаха | Стабилизировать наноэмульсию и обеспечить прозрачность напитка |
| 4. Премикс | Грубая эмульсия, контролируемая последовательность добавления, отсутствие попадания воздуха | Подготовьте раствор для эффективной ультразвуковой обработки |
| 5. Sonicate | Амплитуда, потребляемая мощность, расход, время пребывания, температура | Уменьшить размер капель и гомогенизировать фазу каннабиноидов |
| 6. Контроль качества | Размер капель, мутность, распределение активных веществ, фазовая стабильность | Убедитесь, что напиток соответствует техническим требованиям |
| 7. Испытания на срок хранения | Циклы нагрева и охлаждения, воздействие света, срок хранения, устойчивость к карбонизации | Проверить стабильность в реальных рыночных условиях |
| 8. Расширение масштабов | Периодический, рециркуляционный или непрерывный поточный режим работы | Перевести рецептуру в промышленное производство |
Основные параметры рецептуры для получения стабильных напитков с каннабиноидами
Успешное производство напитков с каннабиноидами зависит от взаимодействия таких факторов, как качество экстракта, химические свойства эмульгатора, содержание алкоголя и параметры ультразвуковой обработки. При разработке рецептуры специалисты по производству напитков должны фиксировать следующие переменные:
- Размер капель: Более мелкие капли способствуют прозрачности, физической стабильности и равномерному распределению каннабиноидов.
- Концентрация эмульгатора: Количество эмульгатора должно быть достаточным для стабилизации границы раздела «масло-вода» или «масло-спирт», не вызывая при этом постороннего привкуса или чрезмерного пенообразования.
- Содержание алкоголя: Этанол с высокой крепостью легче растворяет каннабиноиды, тогда как напитки с низким содержанием алкоголя обычно требуют более интенсивной эмульгирования и стабилизации.
- Температура: Поступление ультразвуковой энергии может привести к повышению температуры жидкости. Для рецептур, чувствительных к изменению вкусовых качеств, может потребоваться охлаждение или поточный теплообмен.
- Время пребывания и расход: Поточная ультразвуковая обработка позволяет точно регулировать количество энергии, подаваемой на единицу объема.
- Количество пропусков: При необходимости рециркуляция или многократное прохождение могут еще больше уменьшить размер капель.
- Матрица напитков: Сахар, кислоты, углекислота, красители, ароматизаторы и консерванты могут влиять на прозрачность и долгосрочную стабильность эмульсии.
Советы по улучшению наноэмульсий для напитков с каннабиноидами
| Проблема | Вероятная причина | Предлагаемое изменение |
|---|---|---|
| Дымка или помутнение | Капли слишком крупные; несовместимый эмульгатор; перенасыщенная масляная фаза | Увеличьте интенсивность ультразвукового воздействия, оптимизируйте соотношение эмульгаторов или уменьшите содержание каннабиноидов |
| Формирование кольца | Масляная фаза не полностью стабилизирована | Улучшить подбор эмульгатора, повысить качество предварительного смешивания или добавить дополнительный этап ультразвуковой обработки |
| осаждение | Удаление примесей, воска или нестабильной дисперсии | Используйте более чистый экстракт, улучшите фильтрацию и оптимизируйте условия ультразвуковой обработки |
| Горький вкус или сильный привкус конопли | Профиль экстракта, содержание терпенов или высокая концентрация ТГК/полный спектр | Используйте средства для маскировки вкуса, уменьшите дозу на порцию или выберите экстракт с более чистым вкусом |
| Вспенивание в процессе переработки | Система поверхностно-активных веществ, состояние воздухозаборника или насоса | Уменьшить поступление воздуха, оптимизировать заполнение проточной ячейки и отрегулировать скорость насоса |
| Подъем тепла | Высокая потребляемая мощность или недостаточное охлаждение | Используйте встроенное охлаждение, сократите время рециркуляции или регулируйте время пребывания |
| Нестабильная эффективность | Недостаточное перемешивание, фазовое разделение или ненадлежащий отбор проб | Проверьте однородность, проводите отбор проб при разных уровнях наполнения резервуара и улучшите диспергирование в потоке |
Нанодисперсные каннабиноиды для улучшения дисперсии и биодоступности
Каннабиноиды плохо растворимы в воде и по своей природе являются гидрофобными. При использовании в напитках это создает проблемы с прозрачностью, стабильностью и стабильностью дозировки. Наноэмульсии, липосомы и твердолипидные носители применяются в фармацевтике, нутрицевтике и производстве функциональных продуктов питания для улучшения дисперсии и повышения биодоступности липофильных биологически активных соединений.
Ультразвуковая наноэмульгирование увеличивает площадь поверхности фазы, содержащей каннабиноиды, за счет уменьшения размера капель до очень малых величин. Это улучшает распределение в матрице напитка и может способствовать более эффективному растворению при употреблении. Производителям напитков следует подтвердить биодоступность, заявления о скорости наступления эффекта и дозировке в соответствии с применимыми аналитическими и нормативными требованиями на целевых рынках.
Спиртные напитки с добавлением ТГК и готовые к употреблению напитки на основе каннабиса
Разработка рецептур напитков с добавлением ТГК представляет собой особенно сложную задачу. ТГК обладает ярко выраженным вкусовым профилем, а многие бренды напитков требуют не только стабильной дисперсии и точного дозирования, но и чистого, мягкого вкуса. Ультразвуковая наноэмульгирование помогает диспергировать экстракты, содержащие ТГК, в спиртных напитках, коктейлях, газированных напитках, битерах и других основах для напитков. Однако качество вкуса также зависит от выбора экстракта, профиля терпенов, выбора эмульгатора, дозировки и вкусовой системы напитка.
При производстве напитков, содержащих ТГК, КБД и полный спектр каннабиноидов, производителям следует уточнить требования к составу, дозировке, маркировке, упаковке и сбыту, действующие в соответствующей юрисдикции. Нормативные требования к каннабису, алкоголю и комбинированным продуктам на основе каннабиса и алкоголя могут значительно различаться в зависимости от рынка.
Применение в производстве напитков
- Алкогольные напитки с КБД и ТГК
- рецептуры водки, виски, рома и джина
- биттеры и аперитивы, такие как амаро
- Готовые коктейли и смешанные напитки
- алкогольные газированные напитки
- напитки на основе пива и солода
- алкогольные лимонады и газированные напитки
- фруктовые соки, лимонады и безалкогольные напитки на основе каннабиса
- функциональные напитки с экстрактами CBD, CBG или полного спектра
Ультразвуковая ароматизация и экстракция растительных компонентов
Ультразвуковая экстракция также может применяться для производства безалкогольных и алкогольных напитков с добавлением каннабиса и дополнительных растительных ароматических компонентов. Например, ультразвуковая обработка может использоваться для добавления в напиток на основе каннабиса трав, специй, цедры цитрусовых, горьких растительных компонентов или других ароматизаторов. Это может улучшить вкусовые качества и способствовать разработке уникальных напитков.
Ультразвуковые процессоры с большими сдвиговыми усилиями для растворения и эмульгирования
Компания Hielscher Ultrasonics предлагает широкий ассортимент высокопроизводительных ультразвуковых аппаратов для наноэмульгирования каннабиноидов в алкогольных и безалкогольных напитках. Напитки, аперитивы, спиртные напитки и коктейли с добавлением каннабиса можно создавать путем смешивания фитоканнабиноидов, таких как CBD, THC, CBG или экстрактов каннабиса полного спектра, с пищевыми жидкостями.
Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher способны генерировать очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200µУстройство может работать в непрерывном режиме в условиях круглосуточной производства. Для работы с ещё более высокими амплитудами предлагаются ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальному заказу.
Какой ультразвуковой аппарат Hielscher подходит для вашего технологического процесса по производству напитков?
Выбор подходящей ультразвуковой системы зависит от объема партии, требуемой производительности, вязкости, содержания спирта, необходимого размера капель и графика производства. Начните с лабораторных испытаний для подтверждения стабильности рецептуры, а затем перейдите к пилотной или промышленной поточной переработке с использованием того же принципа ультразвуковой обработки.
| Этап производства | Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|---|
| Лабораторная рецептура | от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| Разработка рецептов и производство небольших партий | от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| Пилотные испытания и мелкосерийное производство | 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| Промышленное поточное производство | От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| Серийное производство больших партий | н.а. | От 10 до 100 л/мин | УИП16000HDT |
| Очень крупные производственные линии | н.а. | больше | Кластер УИП16000HDT |
Часто задаваемые вопросы: Наноэмульсии каннабиноидов в алкогольных напитках
Почему каннабиноиды трудно растворяются в алкогольных напитках?
Каннабиноиды, такие как CBD, THC, CBG и экстракты каннабиса полного спектра, являются гидрофобными, а это означает, что они плохо растворяются в напитках на водной основе. Каннабиноиды легче растворяются в крепком спирте, однако в большинстве напитков для потребителей содержание алкоголя гораздо ниже. В напитках с низким содержанием алкоголя, коктейлях, газированных напитках и готовых к употреблению напитках каннабиноиды необходимо тщательно эмульгировать, чтобы обеспечить их равномерное распределение и визуальную стабильность.
Как ультразвук способствует растворению каннабиноидов в напитках?
Ультразвуковые процессоры создают в жидкостях сильные кавитационные силы. Эти силы разбивают масляные фазы, содержащие каннабиноиды, на очень мелкие капли и равномерно распределяют их в матрице напитка. При использовании подходящего пищевого эмульгатора ультразвуковая наноэмульгирование позволяет получать прозрачные или с мелкодисперсными частицами каннабиноидные напитки с улучшенной физической стабильностью.
Можно ли использовать ультразвуковую эмульгирование при производстве напитков с содержанием КБД и ТГК?
Да. Ультразвуковая эмульгирование может применяться для экстрактов каннабиса, содержащих CBD, THC, CBG и полный спектр каннабиноидов. Этот процесс подходит для производителей напитков, разрабатывающих спиртные напитки с добавлением каннабиса, готовые к употреблению коктейли, газированные напитки с алкоголем, биттеры, аперитивы, безалкогольные напитки с каннабисом и другие функциональные напитки. Производители должны убедиться, что их рецептура, содержание каннабиноидов, маркировка и каналы сбыта соответствуют применимым местным нормам.
Что обеспечивает прозрачность и стабильность напитка с каннабиноидами?
Прозрачность и стабильность зависят от размера капель, выбора эмульгатора, концентрации каннабиноидов, содержания спирта, содержания сахара, уровня pH, температуры и условий хранения. Ультразвуковая наноэмульгирование способствует уменьшению размера капель и улучшению их распределения, что позволяет снизить помутнение, образование пены, осаждение и фазовое разделение.
Какие эмульгаторы можно использовать для приготовления наноэмульсий каннабиноидных напитков?
При разработке рецептур напитков с каннабиноидами обычно требуются пищевые эмульгаторы или стабилизаторы, совместимые с матрицей напитка и соответствующие нормативным требованиям. Выбор оптимального эмульгатора зависит от экстракта каннабиноидов, желаемого вкусового профиля, содержания алкоголя, требований к маркировке и требуемой прозрачности. Ультразвуковые системы Hielscher можно тестировать с различными системами эмульгаторов на этапе разработки рецептуры.
Влияет ли ультразвуковая обработка на вкус напитков из каннабиса?
Ультразвуковая обработка улучшает диспергирование, но не устраняет автоматически характерный вкус экстрактов каннабиса. Качество вкуса зависит от экстракта, профиля терпенов, эмульгатора, дозировки и основы напитка. В случае экстрактов ТГК и экстрактов полного спектра может потребоваться маскировка вкуса или тщательное подбор вкусовых сочетаний.
Подходит ли ультразвуковая наноэмульгирование для промышленного производства напитков?
Да. Компания Hielscher поставляет ультразвуковые системы, начиная с лабораторных моделей и заканчивая пилотными установками и промышленным оборудованием для поточного производства. Производители напитков могут начать с небольших испытаний рецептур, оптимизировать технологические параметры и затем масштабировать тот же ультразвуковой процесс для непрерывного производства с помощью проточных камер и промышленных ультразвуковых процессоров.
Какие технологические параметры должны контролировать специалисты по производству напитков?
К важным параметрам относятся амплитуда, потребляемая ультразвуковая мощность, расход, время пребывания, температура, давление, концентрация эмульгатора, концентрация каннабиноидов и количество проходов. В целях контроля качества специалисты по производству напитков должны отслеживать размер капель, мутность, фазовую стабильность, распределение каннабиноидов, вкусовые качества и срок хранения.
Можно ли интегрировать ультразвуковые системы в существующую линию по производству напитков?
Да. Промышленные ультразвуковые процессоры можно настроить для поточной обработки и интегрировать с насосами, резервуарами, теплообменниками, проточными ячейками и существующим оборудованием для производства напитков. Поточная ультразвуковая обработка особенно полезна для контролируемого масштабирования, обеспечения стабильного качества и непрерывного производства.
Как выбрать подходящий ультразвуковой аппарат Hielscher для производства напитков с каннабиноидами?
Выбор подходящей системы зависит от объема партии, требуемой производительности, вязкости, содержания спирта, необходимого размера капель и графика производства. Небольшие ультразвуковые аппараты подходят для разработки рецептур в лабораторных условиях и проведения тестов на осуществимость, тогда как промышленные системы Hielscher используются для пилотных испытаний, кустарного производства и непрерывного поточного производства.
Литература / Литература
- Huestis, Marilyn A. (2007): Human Cannabinoid Pharmacokinetics. Chem Biodivers. 2007 August; 4(8): 1770–1804.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
UIP4000hdT — мощный промышленный ультразвуковой аппарат мощностью 4000 Вт, для поточного производства напитков на основе каннабиса с добавлением наночастиц и в форме наноэмульсий.
Высокопроизводительная ультразвуковая техника: ассортимент продукции компании Hielscher охватывает весь спектр оборудования — от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов и настольных установок до полномасштабных промышленных ультразвуковых систем.