การสกัด Cannabidiol (CBD) ที่มีประสิทธิภาพสูงจากกัญชา

ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้

ข้อดีของการสกัดอัลตราซาวนด์

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับหลักการของอะคูสติก โพรงอากาศ. Cavitation เกิดขึ้นเป็นผลมาจากอัลตราซาวนด์ประสิทธิภาพสูงในของเหลวและมีลักษณะเป็นผลกระทบทางกลที่มีพลังงานหนาแน่นซึ่งเกิดขึ้นในจุดที่เรียกว่าฮอตสปอต

การสกัดอัลตราโซนิก – ผลกระทบของโพรงอากาศ

เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์กําลังจับคู่เป็นของเหลว (เช่นสารแขวนลอยที่ประกอบด้วยวัสดุทางพฤกษศาสตร์ในตัวทําละลาย) คลื่นอัลตราโซนิกจะเดินทางผ่านของเหลวทําให้เกิดวงจรความดันสูง / ความดันต่ําสลับกัน ในระหว่างรอบความดันต่ํา ฟองอากาศสูญญากาศขนาดเล็ก (ที่เรียกว่าฟองอากาศ) จะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะเติบโตในรอบความดันหลายรอบ เมื่อฟองอากาศไม่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นฟองอากาศจะระเบิดอย่างรุนแรงในระหว่างวงจรความดันสูง การระเบิดของฟองอากาศมีลักษณะเป็นแรงโพรงอากาศที่รุนแรง รวมถึงความปั่นป่วนขนาดเล็กและกระแสของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 100 ม./วินาที เอฟเฟกต์เฉือนโพรงอากาศเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าเอฟเฟกต์ sonomechanical การสกัดอัลตราโซนิกของโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพส่วนใหญ่เกิดจากผลกระทบของ sonomechanical:
สภาวะพิเศษของโพรงอากาศอัลตราโซนิกเจาะรูและ/หรือทําลายผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ และทําให้ตัวทําละลายแทรกซึมเข้าไปในตัวอย่างได้มากขึ้น การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงสามารถแยกสารประกอบได้อย่างรวดเร็ว – มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการสกัดแบบเดิมในเวลากระบวนการที่สั้นลง ให้ผลผลิตที่สูงขึ้น และที่อุณหภูมิที่ต่ํากว่า การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์จะช่วยป้องกันการย่อยสลายความร้อนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคนิคอื่นๆ เช่น การสกัดด้วยตัวทําละลายทั่วไป การกลั่นด้วยพลังน้ํา หรือการสกัดด้วยโซกซ์เล็ต ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถทําลายโมเลกุลที่ไวต่อความร้อนได้ ข้อดีเหล่านี้ทําให้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ต้องการสําหรับการปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ที่ไวต่ออุณหภูมิจากพฤกษศาสตร์
ดังนั้นการสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงเป็นเทคนิคที่ต้องการในการสกัดโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นโพลีฟีนอลเทอร์พีนน้ํามันหอมระเหยและสารแคนนาบินอยด์จากวัสดุจากพืช

สภาวะพิเศษของโพรงอากาศอัลตราโซนิกเจาะรูและ/หรือทําลายผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ และทําให้ตัวทําละลายแทรกซึมเข้าไปในตัวอย่างได้มากขึ้น การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงสามารถแยกสารประกอบได้อย่างรวดเร็ว – มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการสกัดแบบเดิมในเวลากระบวนการที่สั้นลง ให้ผลผลิตที่สูงขึ้น และที่อุณหภูมิที่ต่ํากว่า การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์จะป้องกันการย่อยสลายความร้อนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคนิคอื่น ๆ เช่นการสกัดด้วยตัวทําละลายทั่วไป การกลั่นด้วยพลังน้ํา หรือการสกัดด้วยโซกซ์เล็ต ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถทําลายโมเลกุลที่ไวต่อความร้อนได้ ข้อดีเหล่านี้ทําให้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ต้องการสําหรับการปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ที่ไวต่ออุณหภูมิจากพฤกษศาสตร์

การสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์พืช: ส่วนตามขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์ (TS) แสดงกลไกการออกฤทธิ์ระหว่างการสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์ (กําลังขยาย 2000x) [แหล่งข้อมูล: Vilkhu et al. 2011]

แคนนาบินอยด์

แคนนาบินอยด์เป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่พบในพืชกัญชา sativa มีสารประกอบที่แตกต่างกันมากกว่า 480 ชนิดในพืชกัญชา กัญชา (เรียกอีกอย่างว่ากัญชา) เป็นสมุนไพรที่ทรงพลังเป็นพิเศษ จากสารประกอบที่ออกฤทธิ์ในการรักษาที่หลากหลาย 85 สารพฤกษเคมีเรียกว่าแคนนาบินอยด์ (และอาจตรวจพบได้มากกว่านี้) CBD และ THC (tetrahydrocannabinol / Δ9-THC) เป็นสารแคนนาบินอยด์ที่โดดเด่นที่สุด ลักษณะเด่นที่สําคัญที่สุดคือ CBD ไม่ออกฤทธิ์ต่อจิตประสาท ในขณะที่ THC แสดงผลทางจิตประสาท
แคนนาบินอยด์ถูกบริโภคเพื่อเหตุผลด้านสันทนาการและทางการแพทย์
ข้อมูลเภสัชจลนศาสตร์ของ CBD:
ดูด ซึม – รับประทาน: 13–19%, สูดดม: 11–45% (เฉลี่ย 31%)
ครึ่งชีวิตการกําจัด: 9 ชั่วโมง
ในสหรัฐอเมริกาผลิตภัณฑ์ CBD ที่มี THC น้อยกว่า 0.03% ซึ่งสกัดจากเมล็ดหรือก้านของกัญชาอุตสาหกรรมนั้นถูกกฎหมายของรัฐบาลกลางและสามารถซื้อได้อย่างถูกกฎหมายในทุกรัฐโดยไม่คํานึงถึงกฎหมายกัญชา
ข้อมูลเภสัชจลนศาสตร์ของ THC:
ดูด ซึม – ช่องปาก: 6–20%, สูดดม: 10–35%
ครึ่งชีวิตการกําจัด: 1.6–59 ชั่วโมง, 25–36 ชั่วโมง (ให้ dronabinol ทางปาก)

สูตรนาโน

นาโนแคนนาบินอยด์เป็นน้ํามันกัญชาที่คิดค้นเป็นอิมัลชันน้ํามันในน้ําขนาดนาโน ซึ่งให้การดูดซึมสูง (ดูดซึมเร็วขึ้นและส่งผลต่อสุขภาพที่เพิ่มขึ้น) ดังนั้นจึงสามารถบริหารได้ในปริมาณที่ต่ํากว่า นอกจากนี้ นาโนอิมัลชันกัญชายังสามารถผสมเข้ากับผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ เครื่องดื่ม ของกินได้ และผลิตภัณฑ์เครื่องสําอาง (เช่น ครีม โลชั่น) เนื่องจากนาโนอิมัลชันมักจะโปร่งแสงจึงสามารถคิดค้นเป็นผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ส่งผลต่อรูปลักษณ์
เพื่อให้ได้นาโนอิมัลชันคุณภาพสูงขนาดหยดน้ําและดัชนีการกระจายตัวของโพลี (PDI) เป็นปัจจัยสําคัญที่มีอิทธิพลต่อความเสถียรของนาโนอิมัลชันอย่างมาก ดัชนีการกระจายตัวของโพลีสูงบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของหยดขนาดใหญ่ ซึ่งทําให้อิมัลชันไม่เสถียรผ่านการรวมตัวและการสุกของ Ostwald การกระจายขนาดหยดน้ําที่เล็กและแคบจึงเป็นปัจจัยสําคัญสําหรับความเสถียรและอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานขึ้นของอิมัลชัน (นาโน / ไมโคร)
กัญชา-นาโนอิมัลชัน: สําหรับน้ํามันกัญชาหรือนาโนอิมัลชัน CBD น้ํามันกัญชา / CBD จะถูกผสมเป็นน้ํามันเกรดอาหารคุณภาพสูง น้ํามันพืชทั่วไป ได้แก่ น้ํามัน MCT, น้ํามันมะพร้าว, น้ํามันอะโวคาโด, น้ํามันมะกอก, น้ํามันเมล็ดแฟลกซ์, น้ํามันสวีทอัลมอนด์และน้ํามันวอลนัท ในฐานะที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์ (สารลดแรงตึงผิว, สารทําให้เปียก, ทําให้คงตัว) มีโพลีซอร์เบต 80, เลซิติน, ควิลลาจาซาโปนิน, เลซิตินจากถั่วเหลืองและเปลือกสบู่ที่ใช้ได้สําเร็จ สามารถเพิ่มแซนแทนกัม เพคติน หรือเวย์โปรตีนเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงรีโอโลยีและความเสถียรของอิมัลชัน

CO₂ การสกัด

CO₂ การสกัดสามารถทําได้สองวิธี: การสกัดวิกฤตยิ่งยวดและการสกัดย่อยวิกฤต เมื่อ CO₂ ใช้เป็นตัวทําละลายมีลักษณะที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับสถานะของของเหลว คาร์บอนไดออกไซด์ย่อยวิกฤต₂ กําหนด CO₂ ที่สถานะระหว่าง 5-10°C (278.15-283.15K, 41-50°F) และความดันระหว่าง 800-1500psi (54.43-102.06atm, 5.51-10.24MPa) ที่อุณหภูมิและความดันนี้ CO₂ มีพฤติกรรมเป็นของเหลวข้น เมื่อสภาวะอุณหภูมิและความดันเพิ่มขึ้นและเกินอุณหภูมิวิกฤต (304.25 K, 31.10°C, 87.98°F) และความดันวิกฤต (72.9atm, 7.39MPa, 1,071psi) CO2 จะขยายตัวในภาชนะเหมือนก๊าซ แต่มีความหนาแน่นเหมือนของเหลว สิ่งนี้เรียกว่าคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (sCO₂ หรือ SC-CO₂)).
คาร์บอนไดออกไซด์ย่อยวิกฤต₂ การสกัดใช้อุณหภูมิต่ําและแรงดันต่ํา จึงใช้เวลามากขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์ย่อยวิกฤต₂ การสกัดให้ผลผลิตน้อยลงและสามารถกักเก็บเทอร์พีนและน้ํามันไว้ได้ สําหรับ CO วิกฤตยิ่งยวด₂ มีการสกัดอุณหภูมิที่สูงขึ้นและความดันที่สูงขึ้นซึ่งอาจทําลายเทอร์พีนและพฤกษเคมีอื่น ๆ สําหรับ CO วิกฤตยิ่งยวด₂ การสกัด กระบวนการปลายน้ํา – รู้จักกันในชื่อฤดูหนาว – จําเป็นต้องกําจัดสารประกอบที่ไม่ต้องการ เช่น ไขมันและคลอโรฟิลล์ ในระหว่างขั้นตอนฤดูหนาวสารสกัดดิบจะถูกแช่แข็งในเอทานอลเพื่อแยกสารแคนนาบินอยด์บริสุทธิ์และเทอร์พีนออกจากผลพลอยได้อื่น ๆ ที่ลอกออกระหว่างการสกัด