Cannabisolja / CBD-nanoemulsion med ultraljud

Att framställa klara, genomskinliga cannabisnanoemulsioner är en verklig utmaning. Ultraljudsemulgering är en mycket effektiv teknik för att framställa klara nanoemulsioner med långvarig stabilitet som kapslar in cannabinoider. CBD, CBG eller THC som nanoemulgerats med ultraljud har en betydligt högre biotillgänglighet.

Framställ CBD-nanoemulsioner med en ultraljudssond

Ultraljudskavitation är en mycket effektiv emulgeringsmetod för att framställa överlägsna emulsioner i nanostorleksområdet. Ultraljudsbehandling av grumliga emulsioner (mikroemulsioner, cirka 150 till 100nm) gör dem genomskinliga eller klara och transparenta, eftersom den minskar CBD-dropparnas storlek till mycket små droppar på cirka 10nm. Detta ökar emulsionens stabilitet avsevärt. Emulsioner som framställs med ultraljud är ofta stabila i sig utan tillsats av emulgeringsmedel eller tensider.
För cannabisolja förbättrar nanoemulgering cannabinoidernas upptag och biotillgänglighet, vilket ger en kraftigare effekt vid oral administrering. Jämfört med konventionella CBD-formuleringar möjliggör nanoemulsioner därför en lägre dos av cannabisprodukten med samma effekt.

Cannabisoljeemulsioner är suspensioner av cannabinoider i mikro- eller nanostorlek för cannabis-, hampa-, THC- eller CBD-baserade produkter såsom tinkturer, kapslar, lotioner och vejppatroner för e-cigaretter. Cannabinoider såsom THC, CBD etc. är lipofila (= hydrofoba). Därför krävs kraftig skjuvning för att dispergera cannabinoiden i vattenbaserade formuleringar. Cannabinoider är inte lösliga i vatten, men har god löslighet i opolära lösningsmedel såsom oljor och fetter. Det krävs en lämplig emulgeringsteknik för att övervinna cannabinoidernas oblandbarhet med vatten. Intensiv ultraljudskavitation är en välkänd och väletablerad teknik för att framställa finfördelade, stabila emulsioner (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikro- och nanoemulsioner).

Olja: Vegetabiliska oljor såsom olivolja, kokosolja eller MCT-olja underlättar upptaget av cannabisens aktiva substanser i matsmältningssystemet. Cannabinoider såsom CBD och THC kan knappast tas upp utan olja eller fett. För att uppnå ett optimalt upptag emulgeras cannabisextrakt oftast i olja och bearbetas sedan vidare till en emulsion.
Emulgeringsmedel: Lecitin, som finns som pulver, granulat och i flytande form, är ett emulgeringsmedel som lämpar sig för livsmedel och medicinska produkter. För cannabisoljeemulsioner är lecitin ett av de vanligaste emulgeringsmedlen. Andra emulgeringsmedel som ger goda resultat är gummi arabicum eller stärkelsebaserade emulgeringsmedel.

Så framställer du en cannabisemulsion med ultraljudsbehandling

En blandning av polysorbat 80 och lecitin fungerar mycket bra för att framställa stabila CBD-nanoemulsioner. Det finns inget behov av att köpa överprissatta färdigblandningar eftersom båda tillsatserna är lättillgängliga i livsmedelskvalitet.

• Polysorbat 80: även känt som Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• Lecitin: Lipoid är en tillverkare av högkvalitativt lecitin.

 
Recept för formulering av CBD-nanoemulsioner
 
För en CDB-nanoemulsion med 2wt% (olja i vatten), använd: 2wt% CBD-olja, 2wt% polysorbat 80, 1wt% lecitin, 95wt% vatten
För en CDB-nanoemulsion med 5wt% (olja i vatten), använd: 5wt% CBD-olja, 3,3wt% polysorbat 80, 1,7wt% lecitin, 90wt% vatten
 

Energibehov för ultraljudsbehandling: cirka 300 till 400Ws/g ultraljudsenergi vid amplituder på 40 till 70 mikrometer. Ultraljudsapparaterna UP200Ht eller UP400St är lämpliga emulgeringsapparater för upp till 5L per sats.
 

Steg-för-steg-protokoll för framställning av en CBD-nanoemulsion med ultraljud:

1. Oljeblandning: Blanda i förväg cirka 10mL cannabisolja (t.ex. CBD-olja, hascholja BHO) med 40mL olivolja inför beredningen!
2. Olja-i-vatten-nanoemulsion: För att bereda cannabisoljeemulsionen, använd en bägare med cirka 100mL vatten. Tillsätt cirka 10–15 gram flytande sojalecitin som emulgeringsmedel. Vattnet ska vara rumstempererat. Placera bägaren med vatten i ett vattenbad för att kontrollera temperaturen under ultraljudsbehandlingen. Sänk ned sonotroden på UP400St i bägaren med vatten. Ställ in amplituden på 50% för ultraljudsbehandlingen. Häll långsamt blandningen av cannabisolja och olivolja i de 100mL rumstempererat vatten samtidigt som vattnet ultraljudsbehandlas för att bilda en nanoemulsion. För att få en bättre emulsion, tillsätt den förblandade oljan i vattnet direkt under sonotroden med hjälp av en pipett eller spruta.

För anläggningar i större skala som använder en flödescell används Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 för att injicera CBD-oljan direkt i området med ultraljudskavitation under ultraljudssonotroden. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 används för kontinuerlig produktion av nanoemulsioner med ultraljud och säkerställer en enhetlig nanoemulgering av CBD-olja i vattenblandningar.

Bäraroljornas roll vid nanoemulgering med ultraljud

Bäraroljor är en viktig komponent vid beredning av CBD-nanoemulsioner med ultraljud.
För att skapa en stabil nanoemulsion måste CBD-oljan dispergeras jämnt i hela vattenfasen. Det är här bäraroljorna kommer in. Bäraroljor är vanligtvis lättare, mindre viskösa oljor som är mer blandbara med vatten än CBD-olja. De används för att späda ut CBD-oljan och göra den lättare att dispergera i vattenfasen.
Bäraroljor spelar också en roll för nanoemulsionens stabilitet. Den typ av bärarolja som används kan påverka nanoemulsionens droppstorlek och stabilitet. Vissa oljor kan till exempel vara bättre på att stabilisera små droppar, medan andra kan vara bättre på att förhindra att dropparna flyter samman med tiden.
Utöver sin funktionella roll kan bäraroljor också påverka slutproduktens sensoriska egenskaper. De kan påverka nanoemulsionens konsistens, färg och arom.
Sammantaget är bäraroljor en viktig komponent vid beredning av CBD-nanoemulsioner med ultraljud. De hjälper till att dispergera CBD-oljan i vattenfasen, stabiliserar nanoemulsionen och kan påverka slutproduktens sensoriska egenskaper.

Lista över bra bäraroljor för CBD-nanoemulsioner framställda med ultraljud

I vårt exempel ovan använder vi olivolja som bärarolja för cannabisoljenanoemulsionen som framställs med ultraljud. Förutom olivolja finns det flera andra alternativ som också används ofta. Den bästa bäraroljan för CBD-nanoemulsioner kan bero på några faktorer, såsom önskad droppstorlek, stabilitet och slutproduktens sensoriska egenskaper. Här är några vanliga bäraroljor som används för CBD-nanoemulsioner och några av deras egenskaper:

• MCT-olja (medellånga triglycerider): MCT-olja är en lätt, färglös och smaklös olja som utvinns ur kokosolja. Den är ett populärt val för CBD-nanoemulsioner eftersom den är mycket stabil, har lång hållbarhet och kan bidra till att bilda små droppar.
• Solrosolja: Solrosolja är en olja med neutral smak och hög halt av omättade fettsyror. Den är ett bra val för CBD-nanoemulsioner eftersom den kan bidra till att bilda små droppar och har hög oxidativ stabilitet.
• Hampfröolja: Hampfröolja är en populär bärarolja för CBD-produkter eftersom den är rik på omega-3- och omega-6-fettsyror. Den kan användas som bärarolja för CBD-nanoemulsioner, men den är eventuellt inte lika stabil som andra oljor och kan ge större droppar.
• Druvkärnolja: Druvkärnolja är en lätt, smaklös olja med hög halt av omättade fettsyror. Den är ett bra val för CBD-nanoemulsioner eftersom den kan bidra till att bilda små droppar och har hög oxidativ stabilitet.

I slutändan beror valet av bärarolja på produktens specifika krav och de önskade sensoriska egenskaperna. Det är viktigt att påpeka att valet av emulgeringsmedel och processbetingelser (såsom energitillförseln under ultraljudsbehandlingen) också kan ha en betydande inverkan på den slutliga nanoemulsionens egenskaper.

Smal fördelningskurva för en hampaolja-i-vatten-nanoemulsion framställd med ultraljudsapparaten UP400St.

Liposomala emulsioner av CBD

Ultraljudsbehandling är den föredragna metoden för att framställa liposomalt CDB eller liposomalt THC i form av farmaceutiska och kosmetiska vesiklar. Liposomer är lipidbaserade nanobärare för aktiva läkemedelskomponenter som förbättrar biotillgängligheten och de terapeutiska effekterna hos aktiva substanser såsom CBD eller THC. Eftersom cannabinoider är mycket känsliga molekyler är de benägna att brytas ned genom såväl oxidation som inverkan av olika enzymer. Nanoinkapsling av CBD eller THC i liposomer förhindrar nedbrytning av cannabinoiderna. Ultraljudsbehandling kan effektivt kapsla in cannabinoiderna i liposomer.
Klicka här för att läsa mer om liposomal inkapsling av aktiva substanser!
 

Stabilitet hos THC/CBD-nanoemulsioner

För att framställa långvarigt stabila olja-i-vatten-nanoemulsioner (o/w) är det nödvändigt att använda ett lämpligt ytaktivt ämne eller att bilda liposomer som kapslar in de lipofila bioaktiva föreningarna i en bärarolja. För cannabisolja bör bäraroljan vara av livsmedelskvalitet och bör inte påverka slutproduktens utseende, smak eller stabilitet negativt. Kokosolja (MCT) och olivolja är bra bäraroljor för cannabinoider. Bäraroljor är en mycket viktig faktor för att skapa en fysikalisk-kemiskt stabil emulsion eftersom de kan bidra till att skydda emulsionen mot Ostwaldmognad. Ostwaldmognad är den drivkraft som destabiliserar en emulsion genom att dropparna blir grövre. Nanoemulsioner av långkedjiga triglycerider är långvarigt stabila mot Ostwaldmognad. Olivolja och kokosolja innehåller långkedjiga triglycerider, vilket gör både olivolja och kokosolja till lämpliga bäraroljor för THC eller CBD.

Ultraljudsutrustning för nanoemulgering

Du kan framställa en CBD-nanoemulsion satsvis eller kontinuerligt med en ultraljudsemulgeringsmaskin. Hielschers ultraljudshomogenisatorer är kraftfulla emulgeringsapparater för framställning av stabila CBD-nanoemulsioner. Framställning av cannabisoljeemulsioner (o/w) med ultraljud är ett enkelt och snabbt förfarande som övertygar med optimala resultat.
Hielscher Ultrasonics är den ledande leverantören av kraftfulla och tillförlitliga ultraljudssystem. Utbudet täcker hela spannet från laboratorie- och bänkapparater till fullskaliga industrimaskiner för bearbetning av stora volymer under krävande förhållanden. Vanliga användningsområden för Hielschers ultraljudsmaskiner omfattar emulgering, homogenisering och extraktion för livsmedel och drycker samt inom läkemedels- och kosmetikindustrin.