น้ำมันกัญชา / นาโนอิมัลชัน CBD ด้วยอัลตราโซนิก

การผลิตนาโนอิมัลชันกัญชาที่ใสและโปร่งแสงเป็นความท้าทายอย่างแท้จริง การใช้เครื่องทำอิมัลชันอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตนาโนอิมัลชันที่ใสและคงตัวเป็นเวลานานซึ่งห่อหุ้มแคนนาบินอยด์ไว้ CBD, CBG หรือ THC ที่ทำเป็นนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิกมีชีวปริมาณออกฤทธิ์สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ผลิตนาโนอิมัลชัน CBD โดยใช้โพรบอัลตราโซนิก

คาวิเทชันจากอัลตราโซนิกเป็นวิธีทำอิมัลชันที่มีประสิทธิภาพอย่างมากในการเตรียมอิมัลชันระดับนาโนที่มีคุณภาพเหนือกว่า การใช้คลื่นอัลตราโซนิกกับอิมัลชันที่มีความขุ่น (ไมโครอิมัลชัน ประมาณ 150 ถึง 100nm) ทำให้อิมัลชันโปร่งแสงหรือใสและโปร่งใส เนื่องจากทำให้ขนาดหยด CBD ลดลงเป็นหยดเล็กมากที่มีขนาดประมาณ 10nm ซึ่งเพิ่มความคงตัวของอิมัลชันอย่างมีนัยสำคัญ อิมัลชันที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิกมักคงตัวได้เองโดยไม่ต้องเติมสารทำอิมัลชันหรือสารลดแรงตึงผิว
สำหรับน้ำมันกัญชา การทำนาโนอิมัลชันช่วยเพิ่มการดูดซึมและชีวปริมาณออกฤทธิ์ของแคนนาบินอยด์ จึงให้ผลที่เด่นชัดยิ่งขึ้นเมื่อรับประทาน ดังนั้น เมื่อเทียบกับสูตร CBD แบบทั่วไป นาโนอิมัลชันจึงช่วยให้ใช้ผลิตภัณฑ์กัญชาในขนาดที่ต่ำลงและให้ผลเช่นเดียวกันได้

อิมัลชันน้ำมันกัญชาเป็นสารแขวนลอยของแคนนาบินอยด์ขนาดไมครอนหรือขนาดนาโนสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนประกอบหลักเป็นกัญชา กัญชง THC หรือ CBD เช่น ทิงเจอร์ แคปซูล โลชัน และตลับน้ำยาบุหรี่ไฟฟ้า แคนนาบินอยด์ เช่น THC, CBD เป็นต้น มีสมบัติชอบไขมัน (= ไม่ชอบน้ำ) ดังนั้นจึงต้องใช้แรงเฉือนสูงเพื่อกระจายแคนนาบินอยด์ในสูตรที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก แคนนาบินอยด์ไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ดีในตัวทำละลายไม่มีขั้ว เช่น น้ำมันและไขมัน จำเป็นต้องใช้เทคนิคการทำอิมัลชันที่เหมาะสมเพื่อแก้ปัญหาการไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกันของแคนนาบินอยด์ในน้ำ คาวิเทชันจากอัลตราโซนิกที่มีความเข้มสูงเป็นเทคนิคที่รู้จักกันดีและใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอิมัลชันที่มีหยดขนาดเล็กและคงตัว (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, ไมโครอิมัลชันและนาโนอิมัลชัน)

น้ำมัน: น้ำมันพืช เช่น น้ำมันมะกอก น้ำมันมะพร้าว หรือน้ำมัน MCT ช่วยในการดูดซึมสารออกฤทธิ์ของกัญชาเข้าสู่ระบบทางเดินอาหาร แคนนาบินอยด์ เช่น CBD และ THC แทบไม่สามารถดูดซึมได้หากไม่มีน้ำมันหรือไขมัน เพื่อให้เกิดการดูดซึมที่เหมาะสมที่สุด โดยส่วนใหญ่จึงนำสารสกัดกัญชามาทำอิมัลชันในน้ำมัน แล้วจึงผ่านกระบวนการต่อเพื่อผลิตเป็นอิมัลชัน
สารทำอิมัลชัน: เลซิตินซึ่งมีจำหน่ายในรูปแบบผง เม็ด และของเหลว เป็นสารทำอิมัลชันที่เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารและผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ สำหรับอิมัลชันน้ำมันกัญชา เลซิตินเป็นหนึ่งในสารทำอิมัลชันที่ใช้กันมากที่สุด สารทำอิมัลชันอื่นที่ให้ผลดี ได้แก่ กัมอารบิกหรือสารทำอิมัลชันที่มีแป้งเป็นองค์ประกอบหลัก

วิธีเตรียมอิมัลชันกัญชาด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

ในการเตรียมนาโนอิมัลชัน CBD ที่คงตัว ส่วนผสมของ Polysorbate 80 และเลซิตินให้ผลดีมาก ไม่จำเป็นต้องซื้อส่วนผสมสำเร็จรูปที่มีราคาแพงเกินควร เนื่องจากสารเติมแต่งทั้งสองชนิดหาได้ง่ายในคุณภาพเกรดอาหาร

• Polysorbate 80: มีชื่อเรียกอื่นว่า Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• เลซิติน: Lipoid เป็นผู้ผลิตเลซิตินคุณภาพสูง

 
สูตรสำหรับการเตรียมนาโนอิมัลชัน CBD
 
สำหรับนาโนอิมัลชัน CDB 2wt% (น้ำมันในน้ำ) ใช้: น้ำมัน CBD 2wt%, Polysorbate 80 2wt%, เลซิติน 1wt%, น้ำ 95wt%
สำหรับนาโนอิมัลชัน CDB 5wt% (น้ำมันในน้ำ) ใช้: น้ำมัน CBD 5wt%, Polysorbate 80 3.3wt%, เลซิติน 1.7wt%, น้ำ 90wt%
 

พลังงานอัลตราโซนิกที่ต้องการ: พลังงานจากการใช้คลื่นอัลตราโซนิกประมาณ 300 ถึง 400Ws/g ที่แอมพลิจูด 40 ถึง 70 ไมครอน เครื่องอัลตราโซนิก UP200Ht หรือ UP400St เป็นอุปกรณ์ทำอิมัลชันที่เหมาะสำหรับปริมาตรสูงสุด 5L ต่อชุดการผลิต
 

ขั้นตอนการผลิตนาโนอิมัลชัน CBD ด้วยอัลตราโซนิกทีละขั้น:

1. ส่วนผสมน้ำมัน: ในการเตรียม ให้ผสมน้ำมันกัญชาประมาณ 10mL (เช่น น้ำมัน CBD, has oil BHO) กับน้ำมันมะกอก 40mL ไว้ล่วงหน้า!
2. นาโนอิมัลชันน้ำมันในน้ำ: ในการเตรียมอิมัลชันน้ำมันกัญชา ให้ใช้บีกเกอร์ที่มีน้ำประมาณ 100mL เติมเลซิตินจากถั่วเหลืองชนิดเหลวประมาณ 10–15 กรัมเป็นสารทำอิมัลชัน น้ำควรมีอุณหภูมิห้อง วางบีกเกอร์น้ำในอ่างน้ำเพื่อควบคุมอุณหภูมิระหว่างการใช้คลื่นอัลตราโซนิก จุ่มโซโนโทรดของ UP400St ลงในบีกเกอร์ที่มีน้ำ สำหรับการใช้คลื่นอัลตราโซนิก ให้ตั้งแอมพลิจูดที่ 50% ค่อย ๆ เทส่วนผสมน้ำมันกัญชา/น้ำมันมะกอกลงในน้ำที่อุณหภูมิห้องปริมาตร 100mL ขณะใช้คลื่นอัลตราโซนิกกับน้ำเพื่อสร้างนาโนอิมัลชัน เพื่อให้ได้อิมัลชันที่ดีขึ้น ให้เติมส่วนผสมน้ำมันที่เตรียมไว้ลงในน้ำตรงใต้โซโนโทรดโดยใช้หลอดหยดหรือกระบอกฉีดยา

สำหรับระบบขนาดใหญ่ขึ้นที่ใช้เซลล์การไหล จะใช้ Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 เพื่อฉีดน้ำมัน CBD โดยตรงเข้าไปยังบริเวณคาวิเทชันจากคลื่นอัลตราโซนิกใต้โซโนโทรดอัลตราโซนิก MultiPhaseCavitator InsertMPC48 ใช้สำหรับการผลิตนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ และทำให้มั่นใจได้ว่าการทำนาโนอิมัลชันของน้ำมัน CBD ในส่วนผสมที่มีน้ำจะเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ

บทบาทของน้ำมันตัวพาในการทำนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิก

น้ำมันตัวพาเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเตรียมนาโนอิมัลชัน CBD ด้วยอัลตราโซนิก
เพื่อสร้างนาโนอิมัลชันที่คงตัว จำเป็นต้องกระจายน้ำมัน CBD อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งวัฏภาคน้ำ น้ำมันตัวพาเข้ามามีบทบาทในขั้นตอนนี้ โดยทั่วไปน้ำมันตัวพาเป็นน้ำมันที่เบากว่า มีความหนืดน้อยกว่า และผสมเป็นเนื้อเดียวกับน้ำได้มากกว่าน้ำมัน CBD ใช้เพื่อเจือจางน้ำมัน CBD และทำให้กระจายตัวในวัฏภาคน้ำได้ง่ายขึ้น
น้ำมันตัวพายังมีบทบาทต่อความคงตัวของนาโนอิมัลชัน ชนิดของน้ำมันตัวพาที่ใช้อาจส่งผลต่อขนาดหยดและความคงตัวของนาโนอิมัลชัน ตัวอย่างเช่น น้ำมันบางชนิดอาจรักษาความคงตัวของหยดขนาดเล็กได้ดีกว่า ขณะที่น้ำมันชนิดอื่นอาจป้องกันการรวมตัวของหยดเมื่อเวลาผ่านไปได้ดีกว่า
นอกจากบทบาทด้านการทำงานแล้ว น้ำมันตัวพายังอาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์สุดท้าย โดยอาจส่งผลต่อเนื้อสัมผัส สี และกลิ่นของนาโนอิมัลชัน
โดยรวมแล้ว น้ำมันตัวพาเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเตรียมนาโนอิมัลชัน CBD ด้วยอัลตราโซนิก ช่วยกระจายน้ำมัน CBD ในวัฏภาคน้ำ รักษาความคงตัวของนาโนอิมัลชัน และอาจส่งผลต่อคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์สุดท้าย

รายการน้ำมันตัวพาที่ดีสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD ที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิก

ในตัวอย่างข้างต้น เราใช้น้ำมันมะกอกเป็นน้ำมันตัวพาสำหรับนาโนอิมัลชันน้ำมันกัญชาที่เตรียมด้วยอัลตราโซนิก นอกจากน้ำมันมะกอกแล้ว ยังมีตัวเลือกอื่นอีกหลายชนิดที่นิยมใช้เช่นกัน น้ำมันตัวพาที่ดีที่สุดสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD อาจขึ้นอยู่กับปัจจัยบางประการ เช่น ขนาดหยด ความคงตัว และคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ต้องการ ต่อไปนี้คือน้ำมันตัวพาที่ใช้กันทั่วไปสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD และคุณสมบัติบางประการของน้ำมันเหล่านี้:

• น้ำมัน MCT (ไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ปานกลาง): น้ำมัน MCT เป็นน้ำมันเนื้อเบา ไม่มีสี และไม่มีรสชาติ ซึ่งได้มาจากน้ำมันมะพร้าว เป็นตัวเลือกที่นิยมสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD เนื่องจากมีความคงตัวสูง มีอายุการเก็บรักษายาวนาน และสามารถช่วยให้ได้หยดขนาดเล็ก
• น้ำมันดอกทานตะวัน: น้ำมันดอกทานตะวันเป็นน้ำมันที่มีรสชาติเป็นกลางและมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูง เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD เนื่องจากสามารถช่วยให้ได้หยดขนาดเล็กและมีความคงตัวต่อการเกิดออกซิเดชันสูง
• น้ำมันเมล็ดกัญชง: น้ำมันเมล็ดกัญชงเป็นน้ำมันตัวพาที่นิยมใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ CBD เนื่องจากอุดมด้วยกรดไขมันโอเมกา-3 และโอเมกา-6 สามารถใช้เป็นน้ำมันตัวพาสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD ได้ แต่อาจไม่คงตัวเท่ากับน้ำมันชนิดอื่นและอาจทำให้ได้หยดขนาดใหญ่กว่า
• น้ำมันเมล็ดองุ่น: น้ำมันเมล็ดองุ่นเป็นน้ำมันเนื้อเบา ไม่มีรสชาติ และมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูง เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับนาโนอิมัลชัน CBD เนื่องจากสามารถช่วยให้ได้หยดขนาดเล็กและมีความคงตัวต่อการเกิดออกซิเดชันสูง

ท้ายที่สุด การเลือกน้ำมันตัวพาจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์และคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่ต้องการ ควรทราบว่าการเลือกสารทำอิมัลชันและสภาวะของกระบวนการ (เช่น พลังงานที่ป้อนระหว่างการใช้คลื่นอัลตราโซนิก) อาจส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติของนาโนอิมัลชันสุดท้ายได้เช่นกัน

เส้นโค้งการกระจายขนาดที่แคบของนาโนอิมัลชันน้ำมันกัญชงในน้ำที่เตรียมด้วยเครื่องอัลตราโซนิก UP400St

อิมัลชันไลโปโซมของ CBD

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่นิยมเลือกใช้ในการผลิต CDB ในไลโปโซมหรือ THC ในไลโปโซมในรูปถุงเวสิเคิลสำหรับผลิตภัณฑ์ยาและเครื่องสำอาง ไลโปโซมเป็นตัวพาระดับนาโนที่มีลิพิดเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับส่วนประกอบออกฤทธิ์ของยา ซึ่งช่วยเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์และผลในการรักษาของสารออกฤทธิ์ เช่น CBD หรือ THC เนื่องจากแคนนาบินอยด์เป็นโมเลกุลที่เปราะบางอย่างมาก จึงเสี่ยงต่อการสลายตัวจากออกซิเดชันและจากเอนไซม์ชนิดต่าง ๆ การห่อหุ้ม CBD หรือ THC ระดับนาโนในไลโปโซมช่วยป้องกันการสลายตัวของแคนนาบินอยด์ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกสามารถห่อหุ้มแคนนาบินอยด์ในไลโปโซมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการห่อหุ้มสารออกฤทธิ์ในไลโปโซม!
 

ความคงตัวของนาโนอิมัลชัน THC/CBD

ในการผลิตนาโนอิมัลชันน้ำมันในน้ำ (o/w) ที่คงตัวในระยะยาว จำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิวที่เหมาะสมหรือสร้างไลโปโซมที่ห่อหุ้มสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ชอบไขมันไว้ในน้ำมันตัวพา สำหรับน้ำมันกัญชา น้ำมันตัวพาควรมีคุณภาพเกรดอาหาร และไม่ควรส่งผลกระทบต่อรูปลักษณ์ รสชาติ หรือความคงตัวของผลิตภัณฑ์สุดท้าย น้ำมันมะพร้าว (MCT) และน้ำมันมะกอกเป็นน้ำมันตัวพาที่ดีสำหรับแคนนาบินอยด์ น้ำมันตัวพาเป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างอิมัลชันที่คงตัวทางเคมีฟิสิกส์ เนื่องจากอาจช่วยป้องกันอิมัลชันจากการสุกตัวแบบออสต์วัลด์ การสุกตัวแบบออสต์วัลด์เป็นแรงขับที่ทำให้อิมัลชันสูญเสียความคงตัวโดยทำให้หยดมีขนาดใหญ่ขึ้น นาโนอิมัลชันของไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ยาวมีความคงตัวต่อการสุกตัวแบบออสต์วัลด์ในระยะยาว น้ำมันมะกอกและน้ำมันมะพร้าวมีไตรกลีเซอไรด์สายโซ่ยาว ดังนั้นทั้งน้ำมันมะกอกและน้ำมันมะพร้าวจึงเป็นน้ำมันตัวพาที่เหมาะสมสำหรับ THC หรือ CBD

อุปกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับการทำนาโนอิมัลชัน

คุณสามารถผลิตนาโนอิมัลชัน CBD แบบชุดการผลิตหรือแบบต่อเนื่องได้โดยใช้เครื่องทำอิมัลชันอัลตราโซนิก เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นเครื่องทำอิมัลชันที่ทรงพลังสำหรับผลิตนาโนอิมัลชัน CBD ที่คงตัว การผลิตอิมัลชันน้ำมันกัญชา (o/w) ด้วยอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่ง่ายและรวดเร็ว ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุดอย่างน่าพึงพอใจ
Hielscher Ultrasonics เป็นผู้จัดหาระบบอัลตราโซนิกที่ทรงพลังและเชื่อถือได้ชั้นนำ โดยครอบคลุมอุปกรณ์ครบทุกระดับ ตั้งแต่อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์ตั้งโต๊ะ ไปจนถึงเครื่องจักรระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบสำหรับการแปรรูปปริมาตรมากภายใต้สภาวะที่ท้าทาย การใช้งานทั่วไปของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ได้แก่ การทำอิมัลชัน การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการสกัดสำหรับอาหารและเครื่องดื่ม รวมทั้งในอุตสาหกรรมยาหรือเครื่องสำอาง