Konopný olej / CBD nanoemulzia pomocou ultrazvuku
Výroba čírych, priesvitných konopných nanoemulzií je skutočnou výzvou. Ultrazvukové emulgátory predstavujú vysoko účinnú technológiu na výrobu čírych, dlhodobo stabilných nanoemulzií zapuzdrujúcich kanabinoidy. CBD, CBG alebo THC vo forme nanoemulzií vytvorených ultrazvukom majú výrazne vyššiu biologickú dostupnosť.
Pripravte CBD nanoemulzie pomocou ultrazvukovej sondy
Ultrazvuková kavitácia je veľmi účinná emulgačná metóda na prípravu emulzií vynikajúcej kvality s kvapôčkami nanometrových rozmerov. Sonikácia zakalených emulzií (mikroemulzií, približne 150 až 100nm) ich mení na priesvitné alebo číre a priehľadné, pretože zmenšuje kvapôčky CBD na drobné kvapôčky s veľkosťou približne 10nm. Tým sa výrazne zvyšuje stabilita emulzie. Emulzie vyrobené ultrazvukom sú často stabilné samy osebe bez pridania emulgátora alebo povrchovo aktívnej látky.
V prípade konopného oleja nanoemulgácia zlepšuje vstrebávanie a biologickú dostupnosť kanabinoidov, čím pri perorálnom podaní vyvoláva výraznejší účinok. V porovnaní s bežnými formuláciami CBD preto nanoemulzie umožňujú nižšie dávkovanie konopného produktu pri dosiahnutí rovnakých účinkov.
Emulzie konopného oleja sú suspenzie kanabinoidov mikrometrových alebo nanometrových rozmerov určené pre produkty na báze kanabisu, technického konope, THC alebo CBD, ako sú tinktúry, kapsuly, telové mlieka a náplne do elektronických cigariet. Kanabinoidy, ako sú THC, CBD atď., sú lipofilné (= hydrofóbne). Na dispergovanie kanabinoidu vo formuláciách na báze vody je preto potrebné intenzívne šmykové pôsobenie. Kanabinoidy nie sú rozpustné vo vode, ale vykazujú dobrú rozpustnosť v nepolárnych rozpúšťadlách, ako sú oleje a tuky. Na prekonanie nemiešateľnosti kanabinoidov s vodou je potrebná vhodná emulgačná technológia. Intenzívna ultrazvuková kavitácia je dobre známa a osvedčená technológia na výrobu jemných, stabilných emulzií (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikroemulzií a nanoemulzií).
Ultrazvukové nanoemulgátory umožňujú vyrábať číre a chutné konopné nanoemulzie. Na obrázku je sonikátor UP400ST (400W)
Olej: Rastlinné oleje, ako sú olivový olej, kokosový olej alebo MCT olej, podporujú vstrebávanie účinných látok konope do tráviaceho systému. Kanabinoidy, ako sú CBD a THC, sa bez oleja alebo tuku vstrebávajú len veľmi ťažko. Na dosiahnutie optimálneho vstrebávania sa konopné extrakty väčšinou emulgujú do oleja a potom sa ďalej spracúvajú na emulziu.
Emulgátor: Lecitín, ktorý je dostupný vo forme prášku, granúl a v tekutej forme, je emulgátor vhodný do potravín a zdravotníckych produktov. Pri emulziách konopného oleja patrí lecitín medzi najbežnejšie emulgátory. Ďalšími emulgátormi, ktoré poskytujú dobré výsledky, sú arabská guma alebo emulgátory na báze škrobu.
Ako pripraviť konopnú emulziu pomocou sonikácie
Na prípravu stabilných CBD nanoemulzií veľmi dobre funguje zmes polysorbátu 80 a lecitínu. Nie je potrebné kupovať predražené predmiešané zmesi, pretože obe prísady sú ľahko dostupné v potravinárskej kvalite.
- Polysorbát 80: známy aj ako Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
- Lecitín: Lipoid je výrobca vysokokvalitného lecitínu.
Receptúry na prípravu CBD nanoemulzií
Na prípravu 2wt% CDB nanoemulzie (olej vo vode) použite: 2wt% CBD oleja, 2wt% polysorbátu 80, 1wt% lecitínu, 95wt% vody
Na prípravu 5wt% CDB nanoemulzie (olej vo vode) použite: 5wt% CBD oleja, 3,3wt% polysorbátu 80, 1,7wt% lecitínu, 90wt% vody
Potrebná ultrazvuková energia: približne 300 až 400Ws/g sonikačnej energie pri amplitúdach 40 až 70 mikrometrov. Sonikátory UP200Ht alebo UP400St sú vhodné emulgačné zariadenia pre objemy až do 5L na dávku.
Postup prípravy CBD nanoemulzie ultrazvukom krok za krokom:
- Olejová zmes: Na prípravu vopred zmiešajte približne 10mL konopného oleja (napr. CBD oleja, hašišového oleja BHO) so 40mL olivového oleja!
- Nanoemulzia oleja vo vode: Na prípravu emulzie konopného oleja použite kadičku s približne 100mL vody. Ako emulgátor pridajte približne 10–15 gramov tekutého sójového lecitínu. Voda by mala mať izbovú teplotu. Kadičku s vodou umiestnite do vodného kúpeľa, aby ste počas sonikácie mohli regulovať teplotu. Ponorte sonotródu prístroja UP400St do kadičky s vodou. Na sonikáciu nastavte amplitúdu na 50%. Zmes konopného a olivového oleja pomaly nalievajte do 100mL vody s izbovou teplotou a vodu pritom sonikujte, aby sa vytvorila nanoemulzia. Na dosiahnutie lepšej emulzie pridávajte vopred pripravenú olejovú zmes do vody priamo pod sonotródu pomocou kvapkadla alebo injekčnej striekačky.
V zostavách s väčšou kapacitou, ktoré využívajú prietokovú celu, sa Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 používa na vstrekovanie CBD oleja priamo do oblasti ultrazvukovej kavitácie pod ultrazvukovou sonotródou. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 sa používa na ultrazvukovú výrobu nanoemulzií v prietokovom režime a zabezpečuje rovnomernú nanoemulgáciu CBD oleja v zmesiach s vodou.
Úloha nosných olejov pri ultrazvukovej príprave nanoemulzií
Nosné oleje sú dôležitou zložkou pri ultrazvukovej príprave CBD nanoemulzií.
Na vytvorenie stabilnej nanoemulzie musí byť CBD olej rovnomerne dispergovaný v celej vodnej fáze. Práve tu sa uplatňujú nosné oleje. Nosné oleje sú zvyčajne ľahšie, menej viskózne oleje, ktoré sú s vodou miešateľnejšie než CBD olej. Používajú sa na zriedenie CBD oleja a uľahčenie jeho dispergovania vo vodnej fáze.
Nosné oleje zohrávajú úlohu aj pri stabilite nanoemulzie. Typ použitého nosného oleja môže ovplyvniť veľkosť kvapôčok a stabilitu nanoemulzie. Niektoré oleje môžu napríklad lepšie stabilizovať malé kvapôčky, zatiaľ čo iné môžu lepšie zabraňovať postupnej koalescencii kvapôčok.
Okrem svojej funkčnej úlohy môžu nosné oleje ovplyvňovať aj senzorické vlastnosti konečného produktu. Môžu ovplyvniť textúru, farbu a arómu nanoemulzie.
Celkovo sú nosné oleje dôležitou zložkou pri ultrazvukovej príprave CBD nanoemulzií. Pomáhajú dispergovať CBD olej vo vodnej fáze, stabilizovať nanoemulziu a môžu ovplyvňovať senzorické vlastnosti konečného produktu.
Zoznam vhodných nosných olejov na ultrazvukovú prípravu CBD nanoemulzií
V našom príklade vyššie používame olivový olej ako nosný olej pre ultrazvukom pripravenú nanoemulziu konopného oleja. Okrem olivového oleja existuje niekoľko ďalších bežne používaných možností. Výber najlepšieho nosného oleja pre CBD nanoemulzie môže závisieť od viacerých faktorov, ako sú požadovaná veľkosť kvapôčok, stabilita a senzorické vlastnosti konečného produktu. Tu sú niektoré bežné nosné oleje používané pre CBD nanoemulzie a niektoré z ich vlastností:
- MCT olej (triglyceridy so stredne dlhým reťazcom): MCT olej je ľahký, bezfarebný olej bez chuti, ktorý sa získava z kokosového oleja. Je obľúbenou voľbou pre CBD nanoemulzie, pretože je veľmi stabilný, má dlhú trvanlivosť a môže pomáhať vytvárať malé kvapôčky.
- Slnečnicový olej: Slnečnicový olej je olej s neutrálnou chuťou a vysokým obsahom nenasýtených mastných kyselín. Je vhodnou voľbou pre CBD nanoemulzie, pretože môže pomáhať vytvárať malé kvapôčky a má vysokú oxidačnú stabilitu.
- Olej z konopných semien: Olej z konopných semien je obľúbeným nosným olejom pre CBD produkty, pretože je bohatý na omega-3 a omega-6 mastné kyseliny. Môže sa používať ako nosný olej pre CBD nanoemulzie, ale nemusí byť taký stabilný ako iné oleje a môže vytvárať väčšie kvapôčky.
- Olej z hroznových jadierok: Olej z hroznových jadierok je ľahký olej bez chuti s vysokým obsahom nenasýtených mastných kyselín. Je vhodnou voľbou pre CBD nanoemulzie, pretože môže pomáhať vytvárať malé kvapôčky a má vysokú oxidačnú stabilitu.
Výber nosného oleja bude napokon závisieť od konkrétnych požiadaviek na produkt a požadovaných senzorických vlastností. Je dôležité poznamenať, že aj výber emulgátora a podmienky spracovania (napríklad prívod energie počas pôsobenia ultrazvuku) môžu mať významný vplyv na vlastnosti výslednej nanoemulzie.
Úzka distribučná krivka nanoemulzie konopného oleja vo vode pripravenej pomocou ultrazvukového prístroja UP400St.
Ultrazvuková nanoemulgácia sa používa na výrobu stabilných nanoemulzií CBD s vyššou biologickou dostupnosťou.
Emulzia konopného oleja s použitím olivového oleja ako nosného oleja.
Lipozomálne emulzie CBD
Sonikácia je uprednostňovanou metódou výroby lipozomálneho CDB alebo lipozomálneho THC vo forme farmaceutických a kozmetických vezikúl. Lipozómy sú nanonosiče na báze lipidov pre účinné zložky liečiv, ktoré zlepšujú biologickú dostupnosť a terapeutické účinky účinných látok, ako sú CBD alebo THC. Keďže kanabinoidy sú veľmi citlivé molekuly, sú náchylné na degradáciu oxidáciou, ako aj na degradáciu rôznymi enzýmami. Nanoenkapsulácia CBD alebo THC v lipozómoch zabraňuje degradácii kanabinoidov. Sonikáciou možno kanabinoidy účinne enkapsulovať do lipozómov.
Kliknite sem a prečítajte si viac o lipozomálnej enkapsulácii účinných látok!
Stabilita nanoemulzií THC/CBD
Na výrobu dlhodobo stabilných nanoemulzií typu olej vo vode (o/w) je potrebné použiť vhodnú povrchovo aktívnu látku alebo vytvoriť lipozómy, ktoré enkapsulujú lipofilné bioaktívne zlúčeniny do nosného oleja. V prípade konopného oleja by mal mať nosný olej potravinársku kvalitu a nemal by ovplyvňovať vzhľad, chuť ani stabilitu výsledného produktu. Kokosový olej (MCT) a olivový olej sú vhodnými nosnými olejmi pre kanabinoidy. Nosné oleje sú veľmi dôležitým faktorom pri vytváraní fyzikálno-chemicky stabilnej emulzie, pretože môžu pomáhať chrániť emulziu pred Ostwaldovým zrením. Ostwaldovo zrenie je hnacím mechanizmom, ktorý destabilizuje emulziu zväčšovaním kvapôčok. Nanoemulzie triglyceridov s dlhým reťazcom sú dlhodobo stabilné voči Ostwaldovmu zreniu. Olivový olej a kokosový olej obsahujú triglyceridy s dlhým reťazcom, takže olivový aj kokosový olej sú vhodnými nosnými olejmi pre THC alebo CBD.
Ultrazvukové zariadenia na nanoemulgáciu
Pomocou ultrazvukového emulgačného zariadenia môžete vyrábať nanoemulziu CBD v dávkovom alebo kontinuálnom režime. Ultrazvukové homogenizátory Hielscher sú výkonné emulgátory na výrobu stabilných nanoemulzií CBD. Ultrazvuková výroba emulzií konopného oleja (o/w) je jednoduchý a rýchly postup, ktorý presviedča optimálnymi výsledkami.
Hielscher Ultrasonics je popredným dodávateľom výkonných a spoľahlivých ultrazvukových systémov. Pokrýva celý rozsah od laboratórnych a stolových zariadení až po plnohodnotné priemyselné stroje na spracovanie veľkých objemov v náročných podmienkach. Medzi bežné použitia ultrazvukových zariadení Hielscher patrí emulgácia, homogenizácia a extrakcia v potravinárskom a nápojovom priemysle, ako aj vo farmaceutickom či kozmetickom priemysle.
| Objem dávky emulzie | Prietok emulzie | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 0,5 až 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | vyšší | zoskupenie zariadení UIP16000 |
Ultrazvuková extrakcia
Ultrazvuková extrakcia je dobre známy a dlhodobo zavedený proces získavania cenných zlúčenín z rastlinných materiálov. Preto je sonikácia ideálnou technikou na výrobu vysokokvalitných CBD olejov. Pomocou presne regulovateľnej ultrazvukovej kavitácie sa rastlinné bunky perforujú a rozpúšťadlo sa vháňa do bunky, kde absorbuje vnútrobunkové zlúčeniny, ako sú kanabinoidy, terpény, flavonoidy atď.
Prečítajte si viac o extrakcii z konopy!
Užitočné informácie
Nanoemulzie THC a CBD
Nanoemulzie sú známe aj ako miniemulzie alebo submikrónové emulzie. Nanoemulzie sú emulzie s veľkosťou kvapôčok medzi 20 a 500nm. Nanoemulzia je termodynamicky stabilný izotropný systém, ktorý pozostáva z dvoch navzájom nemiešateľných kvapalín (napr. oleja a vody). Jedna z dvoch navzájom nemiešateľných kvapalín je veľmi jemne dispergovaná v druhej fáze, aby vznikla jediná fáza. Prídavok emulgátorov, napr. povrchovo aktívnych látok a pomocných povrchovo aktívnych látok, stabilizuje emulzie tým, že zabraňuje koalescencii kvapôčok. Veľkosť a tvar častíc/kvapôčok dispergovaných v kontinuálnej fáze určujú hlavný rozdiel medzi emulziou a nanoemulziou. Ostwaldovo zrenie je hlavným mechanizmom destabilizácie nanoemulzií THC alebo CBD. Ostwaldovo zrenie je difúzny degradačný proces, čo znamená, že nehomogénna štruktúra, ako je emulzia, sa časom mení. Kvapôčky emulzie sa časom zväčšujú, pretože menšie kvapôčky sa rozpúšťajú a ich materiál sa opätovne usádza na väčších kvapôčkach. Druh oleja má zásadný vplyv na intenzitu a rýchlosť Ostwaldovho zrenia. To znamená, že výber vhodného oleja môže významne ovplyvniť stabilitu emulzie. Nanoemulzie vykazujú zlepšené dodávanie účinných látok (napr. liečiv).
O butánovom hašišovom oleji (BHO)
Hašišový olej sa vyrába extrakciou rozpúšťadlom, napr. ultrazvukovou extrakciou alebo ultrazvukom asistovanou superkritickou extrakciou pomocou C02. Na výrobu hašišového oleja sa prednostne používa suchý, dekarboxylovaný rastlinný materiál. Pri extrakcii hašišového oleja sa ako rozpúšťadlá často používajú tieto kvapaliny: etanol, chloroform, dichlórmetán, petroléter, ťažký benzín, benzén, bután, metanol, izopropanol a olivový olej. Nepolárne rozpúšťadlá, ako sú benzén, chloroform a petroléter, nedokážu extrahovať vo vode rozpustné zložky marihuany alebo hašiša. To pomáha získať hašišový olej so silnejším účinkom. Extrakciou konopných extraktov nepolárnymi rozpúšťadlami vzniká produkt s lepšou chuťou než pri extrakcii polárnymi rozpúšťadlami. Premývanie extraktov alkáliou môže zlepšiť vôňu a chuť hašišového oleja.
Hašišový olej skladujte vo vzduchotesnej nádobe a chráňte ho pred svetlom. Pôsobenie vzduchu, tepla a svetla spôsobuje, že olej v dôsledku starnutia stráca chuť a psychoaktivitu. Pridanie antioxidantov do formulácie hašišového oleja môže tento negatívny účinok zmierniť.
O kanabinoidoch
V konope je identifikovaných najmenej 113 druhov kanabinoidov. Kanabinoidy sú aktívne fytochemické látky s psychoaktívnymi a/alebo liečebnými účinkami. THC čiže tetrahydrokanabinol je hlavnou psychoaktívnou zlúčeninou v konope. CBD čiže kanabidiol je ďalšou dôležitou zložkou s terapeutickými účinkami. Kanabinoidy sú lipofilné zlúčeniny, ktoré môžu byť nestabilné v kyslom prostredí. Kanabinoidy sú nerozpustné vo vode, ale veľmi dobre rozpustné v nepolárnych rozpúšťadlách (napr. v tuku a oleji). Na zlepšenie trávenia kanabinoidov sa konopné extrakty primiešavajú do nosných olejov a následne sa ultrazvukom spracúvajú na nanoemulzie.