Kenevirden Yüksek Verimlilikle Kannabidiol (CBD) Ekstraksiyonu
Hielscher ultrasonik ekstraktörleri, kenevir ve CBD yağlarının güvenilir ve verimli ekstraksiyonu söz konusu olduğunda en ileri teknolojiyi temsil eder. Ultrasonikasyon, bitkisel materyallerden değerli bileşikleri açığa çıkarmak için son derece etkili bir ekstraksiyon tekniği olarak bilinir. Süperkritik CO2 ekstraksiyonu gibi diğer ekstraksiyon yöntemleriyle karşılaştırıldığında ultrasonik teknik, verimlilik, kolay kullanım ve çok yönlü kullanım açısından üstündür.
Ultrasonik Ekstraksiyon
Ultrasonik ekstraksiyon, bitkisel materyallerden değerli bileşikleri çıkarmak için iyi bilinen ve uzun süredir yerleşik olarak kullanılan bir işlemdir. Bu nedenle sonikasyon, yüksek kaliteli CBD yağları üretmek için ideal tekniktir. Hassas biçimde kontrol edilebilen ultrasonik kavitasyon sayesinde bitki hücrelerinde delikler açılır ve çözücü hücrenin içine itilir; burada kannabinoidler, terpenler, flavonoidler vb. hücre içi bileşikleri bünyesine alır.
Ultrasonikasyonun büyük bir avantajı, ekstraksiyonun gerçekleştirilebildiği sıcaklık aralığıdır. Ultrasonik ekstraksiyon, sıcak/ılık etanolden kriyojenik etanole (-70°C) kadar gerçekleştirilebilir. Bu, istenen bileşiklerin hedefe yönelik izolasyonuna olanak tanır. Kriyojenik etanolde sonikasyonla esas olarak kannabinoidler ve terpenler elde edilirken, ılık/sıcak etanol ekstraksiyonuyla çok çeşitli fitokimyasal bileşikler (ör. aldehitler, esterler, etiller, ketonlar) elde edilir. Tam spektrumlu ekstraktlar çok sayıda kannabinoid, terpen ve diğer fitokimyasalları içerir. Enturaj etkisine göre fitokimyasallar (ör. kannabinoidler) sinerjik etkilere sahiptir ve bu nedenle diğer bitkisel kimyasallarla birlikte daha iyi etki gösterir. Bu, CBD’nin yanı sıra diğer kannabinoidler, terpenler ve fitokimyasalları içeren bir CBD yağının, yalnızca CBD içeren bir CBD yağına kıyasla anlamlı ölçüde daha yüksek bir terapötik etkiye sahip olacağı anlamına gelir. Ancak ekstrakta hoş olmayan bir tat verdiği için klorofil ekstraksiyonundan kaçınılır.
Adım Adım
- Ultrasonik Ekstraksiyon: Ultrasonik ekstraksiyon, işlem hacminize bağlı olarak kesikli veya sürekli akışlı modda kolayca gerçekleştirilebilir. Ekstraksiyon işlemi çok hızlıdır ve yüksek miktarda aktif bileşik elde edilmesini sağlar.
- Filtrasyon: Katı bitki parçalarını sıvıdan uzaklaştırmak için bitki-sıvı karışımını bir kâğıt filtreden veya filtre torbasından süzün.
- Buharlaştırma: CBD yağını çözücüden ayırmak için genellikle bir döner buharlaştırıcı kullanılır. Çözücü, örneğin etanol, geri kazanılabilir ve yeniden kullanılabilir.
- Nanoemülsifikasyon: Saflaştırılmış CBD yağı, sonikasyonla üstün biyoyararlanım sunan kararlı bir nanoemülsiyona dönüştürülebilir.
Ayrıntılı adım adım talimatlarınızı buradan indirin!
Yüksek Ekstraksiyon Oranı
Hielscher ultrasonik ekstraktörleri, ham maddenizden (kenevir yaprakları, tomurcukları, sapları vb.) en yüksek miktarda ve en yüksek kalitede ekstrakt elde etmek üzere optimum ekstraksiyon koşullarına hassas biçimde ayarlanabilir. Kenevirden yüksek kaliteli CBD yağı gibi bitkisel bileşiklerin ekstraksiyonunda ultrason yoğunluğu kritik öneme sahiptir. Sonikatörlerimiz UP400St, UIP500hdt, UIP1000hdt ve UIP2000hdt optimum koşullarda çalışmanıza olanak tanımak için hassas genlik kontrolü, sıcaklık sensörü ve zaman kontrolüyle donatılmıştır. Renkli dokunmatik ekran ve tarayıcı üzerinden kontrol, kullanımı ve izlemeyi kolay ve güvenilir hâle getirir.
UIP2000hdT ve Karıştırıcı ile Kenevirden 120L Hacimde Ultrasonik Kesikli CBD Ekstraksiyonu
UP400St kenevirden kannabinoid ekstraksiyonu için kullanılır
Ultrasonik Ekstraksiyon için Çözücüler
Etanol, kannabinoid ekstraksiyonunda çözücü olarak yaygın biçimde kullanılır. Hielscher sonikatörleri, çözücü seçeneklerinizi büyük ölçüde genişletir: su-etanol karışımı, kriyojenik etanol, etanol, yüksek dereceli alkol, gliserin vb.
Etanol, hem polar (hidrofilik) hem de apolar (hidrofobik/lipofilik) maddeleri çözdüğü için çok popüler bir çözücüdür. Farklı oranlardaki etanol/su karışımları da ultrasonik ekstraksiyon için kullanılabilir. Etanol/suyun avantajları arasında maliyetlerin azalması (daha az etanol kullanılması nedeniyle) ve daha az yanıcı olduğu için daha yüksek güvenlik yer alır. Kriyojenik etanol (yaklaşık -70°C) ile ultrasonik ekstraksiyon çok yüksek verim ve kalite sağlar.
Kolay ve Güvenli Kullanım
Ultrasonik cihazlarımız optimum kullanıcı dostluğu için tasarlanmıştır; bu da ultrasonik ekstraktörlerimizin kolay ve güvenli biçimde kullanılabileceği anlamına gelir. Müşterilerimize kurulum sırasında yardımcı olmaktan ve ultrasonik ayarlar ile parametreler konusunda öneriler sunmaktan memnuniyet duyarız. Kesikli ve hat içi işleme için size en uygun cihazı sunarız.
CO2 Ekstraksiyonuna Göre Avantajlar
Süperkritik CO2 ekstraktörlerinin satın alınması ve işletilmesi pahalıdır. CO2 ekstraksiyonunun yürütülmesi karmaşıktır ve istenen kannabinoidleri ve terpenleri elde etmek için hangi basınçların ve sıcaklıkların uygun olduğunu bilen bir uzman gerektirir. Yüksek basınçlar ve yüksek sıcaklıklar, geleneksel sıvı ekstraksiyonuna kıyasla maliyetlerin artmasına önemli ölçüde katkıda bulunur. Buna karşılık ultrasonik ekstraksiyon ekipmanının satın alınması ve işletilmesi düşük maliyetlidir ve birkaç dakika içinde yüksek miktarda ekstrakt elde edilmesini sağlar. Sonikasyon ortam basıncında (veya biraz daha yüksek basınçta) ve düşük sıcaklıklarda gerçekleştirildiği için ultrasonik ekstraksiyonun uygulanması kolay ve güvenlidir. Hielscher sonikatörleri yüksek ekstraksiyon oranları, çeşitli çözücülerle uyumlulukları, kolay kullanımları ve doğrusal ölçeklenebilirlikleri ile tanınır ve tercih edilir.
Nanoemülsiyonlar
CBD’nin yüksek biyoyararlanımını ve en iyi etkilerini elde etmek için CBD yağı damlacıkları nanoformda uygulanmalıdır.
Hielscher sonikatörlerinin cazibesi, çok yönlü kullanımlarında yatar: Ultrasonik sistemlerimiz kenevir ekstraksiyonu VE nanoemülsiyon üretimi için kullanılabilir. Kenevirden CBD çıkarmak ve ardından CBD yağını kararlı, yüksek biyoyararlanımlı bir nanoemülsiyona dönüştürmek için yalnızca bir cihaz satın almanız gerekir.
CBD’nin ultrasonik nanoemülsifikasyonu hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
Laboratuvardan pilot ve endüstriyel ölçeğe kadar yüksek güçlü ultrasonik sistemler.
Yüksek Performanslı Ultrasonik Ekstraktörler
Hielscher Ultrasonics, kenevir ekstraksiyonu ve nanoformülasyonların emülsifikasyonu için ultrasonik ekstraksiyon ekipmanları sağlar.
Hassas kontrol edilebilirlikleri ve kullanıcı dostu olmalarının yanı sıra tüm ultrasonik cihazlarımız 24/7 çalışma için üretilmiştir. Sistemlerimiz düşük genliklerden çok yüksek genliklere kadar genlik sağlayabilir. Kannabinoidlerin ve terpenlerin ekstraksiyonu için yüksek kaliteli aktif maddelerin hassas izolasyonuna yönelik olarak optimize edilmiş özel ultrasonik sonotrotlar (ultrasonik problar veya hornlar olarak da bilinir) sunarız. Tüm sistemlerimiz kannabinoidlerin ekstraksiyonu ve sonrasındaki emülsifikasyonu için kullanılabilir.
Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı, ağır çalışma koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmaya olanak tanır.
Bugün bizimle iletişime geçin! Ekstraksiyon ihtiyaçlarınız için en uygun ultrasonik düzeneği önermekten memnuniyet duyarız!
- Yüksek kaliteli ekstraktlar
- Daha eksiksiz ekstraksiyon
- Yüksek ekstraksiyon oranı
- Tam spektrumlu ekstrakt
- Çeşitli çözücülerin kullanımı
- Toksik olmayan
- Termal olmayan (soğuk) yöntem
- Hızlı ekstraksiyon işlemi
- Güvenli ve kullanımı kolay
- Doğrusal ölçeklenebilirlik
Literatür / Kaynaklar
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Espinoza-Silva, Clara, Pascual, Erika, Delgadillo, Yacnehs, Flores, Omar R., Artica, Luis M., Marmolejo, Doris and Baños-Medina, Lilian (2023): Optimization of extraction using surface response methodology and quantification of cannabinoids in female inflorescences of marijuana (Cannabis sativa L.) at three altitudinal floors of Peru. Open Agriculture, Vol. 8, No. 1, 2023.
- Brenneisen R. (2007): Chemistry and Analysis of Phytocannabinoids and Other Cannabis Constituents. In: ElSohly M.A. (eds) Marijuana and the Cannabinoids. Forensic Science and Medicine.
Bilinmesi Gerekenler
Ultrasonik Ekstraksiyonun Avantajları
Ultrasonik ekstraksiyon, akustik kavitasyon ilkesine dayanır. Kavitasyon, sıvıda yüksek performanslı ultrasonun sonucu olarak oluşur ve sıcak noktalar olarak adlandırılan bölgelerde gerçekleşen, enerji yoğunluğu yüksek mekanik etkilerle karakterize edilir.
Ultrasonik Ekstraksiyon – Kavitasyon Etkileri
Yüksek güçlü ultrason dalgaları bir sıvıya aktarıldığında (ör. bir çözücü içindeki bitkisel materyalden oluşan bir süspansiyon), ultrasonik dalgalar sıvı boyunca ilerleyerek dönüşümlü yüksek basınç / düşük basınç döngülerine neden olur. Düşük basınç döngüleri sırasında, birkaç basınç döngüsü boyunca büyüyen çok küçük vakum kabarcıkları (kavitasyon kabarcıkları olarak adlandırılır) oluşur. Kabarcıklar belirli bir büyüklüğe ulaşıp daha fazla enerji soğuramadığında, yüksek basınç döngüsü sırasında şiddetle içe çöker. Kabarcıkların içe çökmesi, mikro türbülanslar ve 100m/s’ye kadar hızlara sahip sıvı akımları dâhil olmak üzere yoğun kavitasyon kuvvetleriyle karakterize edilir. Bu kavitasyon kaynaklı kesme etkileri, sonomekanik etkiler olarak da bilinir. Biyoaktif moleküllerin ultrasonik ekstraksiyonu esas olarak sonomekanik etkilerden kaynaklanır:
Ultrasonik kavitasyonun olağanüstü koşulları, hücre duvarlarında ve zarlarında delikler açar ve/veya bunları parçalar ve çözücünün numuneye daha fazla nüfuz etmesini sağlar. Bu nedenle ultrasonik ekstraksiyon, bileşiklerin çok hızlı izolasyonunu sağlar – daha kısa işlem süresi, daha yüksek verim ve daha düşük sıcaklıklar açısından geleneksel ekstraksiyon yöntemlerinden üstündür. Hafif bir (sono-)mekanik işlem olarak ultrasonik ekstraksiyon, biyoaktif bileşiklerin termal bozunmasını önler ve ısıya duyarlı molekülleri bozduğu bilinen geleneksel çözücü ekstraksiyonu, hidrodistilasyon veya Soxhlet ekstraksiyonu gibi diğer tekniklerden üstündür. Bu avantajlar, ultrasonik ekstraksiyonu sıcaklığa duyarlı aktif bileşiklerin bitkisel materyallerden açığa çıkarılması için tercih edilen teknik hâline getirir.
Bu nedenle ultrasonik ekstraksiyon, polifenoller, terpenler, uçucu yağlar ve kannabinoidler gibi biyoaktif moleküllerin bitkisel materyallerden ekstraksiyonu için tercih edilen tekniktir.
Ultrasonik kavitasyonun olağanüstü koşulları, hücre duvarlarında ve zarlarında delikler açar ve/veya bunları parçalar ve çözücünün numuneye daha fazla nüfuz etmesini sağlar. Bu nedenle ultrasonik ekstraksiyon, bileşiklerin çok hızlı izolasyonunu sağlar – daha kısa işlem süresi, daha yüksek verim ve daha düşük sıcaklıklar açısından geleneksel ekstraksiyon yöntemlerinden üstündür. Hafif bir mekanik işlem olarak ultrasonik ekstraksiyon, biyoaktif bileşiklerin termal bozunmasını önler ve ısıya duyarlı molekülleri bozduğu bilinen geleneksel çözücü ekstraksiyonu, hidrodistilasyon veya Soxhlet ekstraksiyonu gibi diğer tekniklerden üstündür. Bu avantajlar, ultrasonik ekstraksiyonu sıcaklığa duyarlı aktif bileşiklerin bitkisel materyallerden açığa çıkarılması için tercih edilen teknik hâline getirir.
Bitki hücrelerinden ultrasonik ekstraksiyon: Mikroskobik enine kesit (TS), hücrelerden ultrasonik ekstraksiyon sırasında gerçekleşen etki mekanizmasını gösterir (büyütme 2000x) [kaynak: Vilkhu et al. 2011]
Kannabinoidler
Kannabinoidler, Cannabis sativa bitkisinde bulunan doğal bileşiklerdir. Kenevir bitkisinde 480’den fazla farklı bileşik bulunur. Kenevir (marihuana olarak da adlandırılır), olağanüstü güçlü bir tıbbi bitkidir. Terapötik olarak aktif çok çeşitli bileşikler arasında 85 fitokimyasal, kannabinoid olarak adlandırılır (ve daha fazlası tespit edilebilir). CBD ve THC (tetrahidrokannabinol / Δ9-THC) en öne çıkan kannabinoidlerdir. En önemli ayırt edici özellik, CBD’nin psikotrop olmaması, THC’nin ise psikoaktif etkiler göstermesidir.
Kannabinoidler keyif amaçlı ve tıbbi nedenlerle tüketilir.
CBD’nin farmakokinetik verileri:
biyoyararlanım – Oral: %13–19, İnhalasyon yoluyla: %11–45 (ortalama %31)
eliminasyon yarı ömrü: 9 saat
ABD’de, endüstriyel kenevirin tohumlarından veya saplarından ekstrakte edilen ve %.03’ten az THC içeren CBD ürünleri federal düzeyde yasaldır ve eyaletlerin marihuana yasalarından bağımsız olarak tüm eyaletlerde yasal olarak satın alınabilir.
THC’nin farmakokinetik verileri:
biyoyararlanım – Oral: %6–20, İnhalasyon yoluyla: %10–35
eliminasyon yarı ömrü: 1,6–59 saat, 25–36 saat (oral yolla uygulanan dronabinol)
Nanoformülasyonlar
Nano-kannabinoidler, yüksek biyoyararlanım (daha hızlı emilim ve sağlık üzerindeki etkilerde artış) sunan ve bu nedenle daha düşük dozda uygulanabilen, nano boyutlu su içinde yağ emülsiyonu olarak formüle edilmiş kenevir yağlarıdır. Ayrıca kenevir nanoemülsiyonları tıbbi ürünlere, içeceklere, yenilebilir ürünlere ve kozmetik ürünlere (ör. kremler, losyonlar) kolayca karıştırılabilir. Nanoemülsiyonlar çoğunlukla yarı saydam olduğundan, görünümü etkilemeden diğer ürünlere kolayca dâhil edilebilir.
Yüksek kaliteli bir nanoemülsiyon elde etmek için damlacık boyutu ve polidispersite indeksi (PDI), nanoemülsiyonun kararlılığını önemli ölçüde etkileyen önemli faktörlerdir. Yüksek bir polidispersite indeksi, birleşme ve Ostwald olgunlaşması yoluyla emülsiyonu kararsızlaştıran büyük damlacıkların varlığına işaret eder. Bu nedenle küçük damlacık boyutları ve dar bir damlacık boyutu dağılımı, (nano- / mikro-) emülsiyonun kararlılığına ve daha uzun raf ömrüne katkıda bulunan önemli bir faktördür.
Kenevir Nanoemülsiyonları: Kenevir yağı veya CBD nanoemülsiyonları için kenevir / CBD yağı, yüksek kaliteli, gıda kullanımına uygun bir yağa karıştırılır. Tipik bitkisel yağlar MCT yağı, Hindistan cevizi yağı, avokado yağı, zeytinyağı, keten tohumu yağı, tatlı badem yağı ve ceviz yağıdır. Emülgatör (yüzey aktif madde, ıslatıcı madde, stabilizatör) olarak polisorbat 80, lesitin, quillaja saponinleri, soya lesitini ve sabun ağacı kabuğu başarıyla kullanılmıştır. Reolojiyi ve emülsiyon kararlılığını iyileştirmek için ayrıca ksantan gam, pektin veya peynir altı suyu proteini eklenebilir.
CO2 Ekstraksiyonu
CO2 ekstraksiyonu iki şekilde gerçekleştirilebilir: süperkritik ve kritik altı ekstraksiyon. CO2 çözücü olarak kullanıldığında, akışkan hâline bağlı olarak farklı özelliklere sahiptir. Kritik altı CO2 terimi, CO2 için 5–10°C (278,15–283,15K, 41–50°F) sıcaklık aralığındaki ve 800–1500psi (54,43–102,06atm, 5,51–10,24MPa) basınç aralığındaki hâli ifade eder. Bu sıcaklık ve basınçta CO2 koyu kıvamlı bir akışkan gibi davranır. Sıcaklık ve basınç koşulları artırılıp kritik sıcaklık (304,25 K, 31,10°C, 87,98°F) ve kritik basınç (72,9atm, 7,39MPa, 1.071psi) aşıldığında, CO2 kap içinde bir gaz gibi genleşir, ancak bir sıvınınkine benzer yoğunluğa sahiptir. Bu, süperkritik karbondioksit olarak bilinir (sCO2 veya SC-CO2)).
Kritik altı CO2 ekstraksiyonunda düşük sıcaklık ve düşük basınç kullanılır ve bu nedenle işlem daha fazla zaman alır. Kritik altı CO2 ekstraksiyonu daha düşük verimler sağlar ve bazı terpenleri ve yağları koruyabilir. Süperkritik CO2 ekstraksiyonunda daha yüksek sıcaklıklar ve daha yüksek basınçlar uygulanır; bunlar terpenlere ve diğer fitokimyasallara zarar verebilir. Süperkritik CO2 ekstraksiyonlarında, lipitler ve klorofil gibi istenmeyen bileşikleri uzaklaştırmak için vinterizasyon olarak bilinen bir sonraki işlem aşaması gerekir. Vinterizasyon aşamasında, saf kannabinoidleri ve terpenleri ekstraksiyon sırasında uzaklaştırılan diğer yan ürünlerden ayırmak için ham ekstrakt etanol içinde dondurulur.