Розчинення каннабіноїдів в алкогольних напоях за допомогою ультразвукової наноемульсифікації
Виробляйте прозорі, стабільні напої з CBD, THC, CBG та каннабіноїдами повного спектру за допомогою масштабованої ультразвукової наноемульсифікації. Каннабіноїди є олієрозчинними сполуками і можуть спричиняти помутніння, «кільцевий» ефект, седиментацію, поганий смак та нестабільне дозування, якщо вони не дисперговані належним чином в алкогольних або низькоалкогольних системах напоїв. Високопродуктивні ультразвукові емульгатори Hielscher Ultrasonics створюють дрібні наноемульсії каннабіноїдів для прозорого вигляду, довгострокової фізичної стабільності та відтворюваного розподілу активних речовин.
Від розробки рецептури до безперервного потокового виробництва, ультразвукові гомогенізатори Hielscher допомагають виробникам напоїв контролювати розмір крапель, використання емульгаторів, температуру, час перебування та продуктивність. Використовуйте системи ультразвукової емульсифікації Hielscher для спиртових напоїв з CBD, коктейлів з THC, каннабіс-содових, бітерів, аперитивів, безалкогольних напоїв з каннабісом та функціональних рецептур напоїв.
Виробляйте наноемульговані напої з допомогою UP400St
Чому каннабіноїди складно формулювати в напоях
Каннабіноїди добре розчиняються в алкоголі дуже високої міцності. Однак 190-proof алкоголь, що містить приблизно 92,4% етанолу за масою, не підходить для більшості споживчих напоїв через його сильну фізіологічну дію, різкий смак та обмежену гнучкість формулювання. Більшість комерційних напоїв з каннабісом, включаючи міцні напої, готові до вживання коктейлі (RTD), содові та продукти з низьким вмістом алкоголю (low-ABV), потребують нижчих рівнів алкоголю, приємного смакового профілю та стабільного зовнішнього вигляду.
Щоб сформулювати екстракти каннабісу, такі як CBD, THC, CBG та екстракти конопель або каннабісу повного спектру, в продукти напоїв, олієвмісна фаза з каннабіноїдами повинна бути зменшена до дуже малих крапель і стабілізована сумісним емульгатором харчового класу. Ультразвукова наноемульсифікація створює інтенсивні високі зсувні сили, які диспергують олієвмісну фазу в алкогольний або водно-алкогольний матрикс напою. Це дозволяє отримати прозорі або дрібнодисперсні напої з каннабіноїдами з покращеною стабільністю, послідовним розподілом активних речовин та привабливим оптичним виглядом.
Ультразвукова наноемульсифікація для прозорих напоїв з CBD та THC
Ультразвукові процесори Hielscher генерують акустичну кавітацію в рідинах. В результаті високий зсув, мікроструминня та флуктуації тиску розбивають олієвмісні фази з каннабіноїдами на нанорозмірні краплі та рівномірно розподіляють їх по всьому напою. У поєднанні з відповідним емульгатором харчового класу ультразвук допомагає створювати прозорі або напівпрозорі наноемульсії для алкогольних та безалкогольних напоїв з каннабісом.
Вузька крива розподілу наноемульсії конопляної олії у воді, приготованої за допомогою ультразвукового гомогенізатора UP400St.
- Ефективна та швидка високоефективна гомогенізація
- Прозорий або прозорий зовнішній вигляд напою
- Дрібний розмір крапель для покращеної стабільності дисперсії
- Відтворюваний розподіл активних речовин для стабільного дозування
- Підходить для екстрактів CBD, THC, CBG та повного спектру
- Сумісний з різними системами емульгаторів харчового класу
- Масштабування від лабораторної розробки до промислового потокового виробництва
- Легка експлуатація з точним контролем процесу
Технологічний процес для техніків з виробництва напоїв
Наступний процес допомагає командам R&D та виробничим технікам розробляти стабільні рецептури напоїв з каннабіноїдами та переносити їх з лабораторії на потокове виробництво.
| Етап процесу | Фокус техніків | Мета |
|---|---|---|
| 1. Визначення матриці напою | ABV, pH, вміст цукру, карбонізація, смакова система, консерванти | Визначення меж сумісності перед додаванням каннабіноїдів |
| 2. Підготовка фази каннабіноїдів | CBD, THC, CBG, екстракт повного спектру, базова олія, терпеновий профіль | Створення контрольованої активної фази для точного дозування |
| 3. Вибір емульгатора | Харчовий клас, чиста етикетка, сумісність з алкоголем, нейтральний смак | Стабілізація наноемульсії та підтримка прозорості напою |
| 4. Попереднє змішування | Груба емульсія, контрольована послідовність додавання, відсутність надходження повітря | Підготуйте формулювання для ефективної ультразвукової обробки |
| 5. Ультразвукова обробка | Амплітуда, потужність, об’ємна витрата, час перебування, температура | Зменшіть розмір крапель і гомогенізуйте каннабіноїдну фазу |
| 6. Контроль якості | Розмір крапель, каламутність, розподіл активних речовин, стабільність фази | Підтвердіть, що напій відповідає специфікації |
| 7. Тестування терміну придатності | Цикли нагрівання/охолодження, світлове опромінення, час зберігання, стабільність карбонізації | Підтвердіть стабільність за реалістичних ринкових умов |
| 8. Масштабування | Порційне, рециркуляційне або безперервне потокове виробництво | Перенесіть формулювання на комерційне виробництво |
Ключові параметри формулювання для стабільних напоїв з каннабіноїдами
Успішне виробництво напоїв з каннабіноїдами залежить від взаємодії якості екстракту, хімії емульгаторів, вмісту алкоголю та параметрів ультразвукового процесу. Під час розробки рецептури техніки з виробництва напоїв повинні документувати такі змінні:
- Розмір крапель: Менші краплі сприяють прозорості, фізичній стабільності та однорідному розподілу каннабіноїдів.
- Концентрація емульгатора: Емульгатор повинен бути достатнім для стабілізації інтерфейсу олія-вода або олія-спирт без викликання стороннього смаку або надмірного піноутворення.
- Вміст алкоголю: Високоградусний етанол легше розчиняє каннабіноїди, тоді як напої з низьким вмістом алкоголю зазвичай потребують сильнішої емульсифікації та стабілізації.
- Температура: Введення ультразвукової енергії може підвищити температуру рідини. Для чутливих до смаку формулювань може знадобитися охолодження або потоковий теплообмін.
- Час перебування та об’ємна витрата: Потокова ультразвукова обробка дозволяє точно контролювати введення енергії на одиницю об’єму.
- Кількість проходів: Рециркуляція або кілька проходів можуть додатково зменшити розмір крапель, коли це необхідно.
- Матриця напою: Цукор, кислоти, карбонізація, барвники, ароматизатори та консерванти можуть впливати на прозорість і довгострокову стабільність емульсії.
Поради щодо покращення наноемульсій каннабіноїдів у напоях
| Проблема | Ймовірна причина | Запропоноване коригування |
|---|---|---|
| Туманність або хмарність | Краплі занадто великі; несумісний емульгатор; перевантажена олійна фаза | Збільшіть інтенсивність ультразвуку, оптимізуйте співвідношення емульгатора або зменшіть навантаження каннабіноїдами |
| Утворення кілець | Олійна фаза не повністю стабілізована | Покращіть вибір емульгатора, підвищте якість попереднього змішування або застосуйте додатковий прохід ультразвукової обробки |
| Осадження | Домішки екстракту, воски або нестабільна дисперсія | Використовуйте чистіший екстракт, покращіть фільтрацію та оптимізуйте умови ультразвукової обробки |
| Гіркий або насичений каннабісний смак | Профіль екстракту, навантаження терпенами або висока концентрація THC/повного спектру | Використовуйте маскування смаку, зменшіть дозу на порцію або оберіть чистіший екстракт |
| Піноутворення під час обробки | Система поверхнево-активних речовин, надходження повітря або умови насоса | Зменшіть захоплення повітря, оптимізуйте заповнення потокової комірки та скоригуйте швидкість насоса |
| Підвищення температури | Високе введення енергії або недостатнє охолодження | Використовуйте потокове охолодження, зменшіть час рециркуляції або контролюйте час перебування |
| Непослідовна активність | Погане змішування, фазове розшарування або недостатній відбір проб | Підтвердіть однорідність, відбирайте проби на різних рівнях резервуара та покращіть потокове диспергування |
Нанорозчинені каннабіноїди для покращеного диспергування та біодоступності
Каннабіноїди погано розчинні у воді та природно гідрофобні. У напоях це створює проблеми для прозорості, стабільності та послідовного дозування. Наноемульсії, ліпосоми та тверді ліпідні носії використовуються у фармацевтичних, нутрицевтичних та функціональних харчових застосуваннях для покращення диспергування та підтримки доступності ліпофільних біоактивних сполук.
Ультразвукове наноемульгування збільшує площу поверхні фази, що містить каннабіноїди, шляхом зменшення крапель до дуже малих розмірів. Це покращує розподіл у матриці напою та може підтримувати покращену поведінку розчинення під час споживання. Виробники напоїв повинні підтверджувати біодоступність, твердження щодо початку дії та твердження щодо дозування відповідно до застосовних аналітичних та регуляторних вимог на своїх цільових ринках.
Спиртові напої, настояні THC, та готові до вживання каннабісні напої (RTD)
Формулювання напоїв, настояних на ТГК, є особливо складним. ТГК має інтенсивний смаковий профіль, і багатьом брендам напоїв потрібен чистий, м’який смак, а також стабільна дисперсія та послідовне дозування. Ультразвукова наноемульсифікація допомагає диспергувати екстракти, що містять ТГК, у міцні напої, коктейлі, селцери, бітери та інші основи для напоїв. Однак якість смаку також залежить від вибору екстракту, терпенового профілю, вибору емульгатора, дозування та смакової системи напою.
Для напоїв на основі ТГК, КБД та каннабісу повного спектру виробникам слід перевірити вимоги щодо формулювання, дозування, маркування, упаковки та розповсюдження в відповідній юрисдикції. Регулювання для каннабісу, алкоголю та комбінованих продуктів каннабісу та алкоголю можуть суттєво відрізнятися залежно від ринку.
Застосування в напоях
- міцними напоями з КБД та ТГК
- формулюваннями горілки, віскі, рому та джину
- бітерами та аперитивами, такими як амаро
- готовими коктейлями (RTD) та змішаними напоями
- міцними селцерами та ігристими алкогольними водами
- напоями на основі пива та солоду
- алкогольними лимонадами та содовою
- фруктовими соками, лимонадами та безалкогольними напоями з каннабісу
- функціональними напоями з КБД, КБГ або екстрактами повного спектру
Ультразвукове ароматизування та ботанічна інфузія
Ультразвукова екстракція також може застосовуватися для виробництва безалкогольних та алкогольних напоїв, настояних на каннабісі, з додатковими ботанічними смаковими сполуками. Наприклад, ультразвукова обробка може використовуватися для інфузії напою з каннабісу травами, спеціями, цитрусовими шкірками, бітерними ботанічними речовинами або іншими інгредієнтами для ароматизації. Це може покращити сенсорний профіль та підтримати розробку диференційованих напоїв.
Ультразвукові високозсувні процесори для розчинення та емульсифікації
Hielscher Ultrasonics пропонує широкий асортимент високоефективних ультразвукових обробників для наноемульсифікації каннабіноїдів у алкогольні та безалкогольні напої. Напої, настояні на каннабісі, аперитиви, міцні напої та коктейлі можна формулювати, змішуючи фітоканнабіноїди, такі як КБД, ТГК, КБГ або екстракти каннабісу повного спектру, у питні рідини.
Промислові ультразвукові процесори Hielscher можуть забезпечувати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200µm можуть працювати безперервно у виробництві 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди.
Який ультразвуковий обробник Hielscher підходить для вашого процесу виробництва напоїв?
Правильна ультразвукова система залежить від розміру партії, цільової об’ємної витрати, в’язкості, вмісту алкоголю, необхідного розміру крапель та графіка виробництва. Почніть з лабораторних випробувань, щоб підтвердити стабільність формулювання, а потім масштабуйте до пілотного або промислового лінійного оброблення, використовуючи той самий принцип ультразвукового процесу.
| Стадія виробництва | Об’єм партії | Об’ємна витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|---|
| Лабораторне формулювання | 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| Розробка рецептів та малі партії | 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| Пілотні випробування та крафтове виробництво | 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| Промислове лінійне виробництво | 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| Безперервне виробництво великого обсягу | n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000hdT |
| Дуже великі виробничі лінії | n.a. | більше | Кластер UIP16000hdT |
FAQ: Наноемульсії каннабіноїдів в алкогольних напоях
Чому каннабіноїди важко розчиняються в алкогольних напоях?
Каннабіноїди, такі як КБД, ТГК, КБГ та екстракти каннабісу повного спектру, є гідрофобними, що означає, що вони погано розчиняються у водних системах напоїв. Етанол високої міцності може легше розчиняти каннабіноїди, але більшість споживчих напоїв мають значно нижчий рівень алкоголю. У напоях з низьким вмістом алкоголю (ABV), коктейлях, селцерах та готових до вживання напоях каннабіноїди повинні бути ретельно емульговані, щоб залишатися рівномірно розподіленими та візуально стабільними.
Як ультразвук допомагає розчиняти каннабіноїди в напоях?
Ультразвукові процесори генерують інтенсивні кавітаційні сили в рідинах. Ці сили розбивають олієвмісні фази з каннабіноїдами на дуже дрібні краплі та рівномірно розподіляють їх у матриці напою. З відповідним емульгатором харчового класу ультразвукова наноемульсифікація може виробляти прозорі або дрібнодисперсні напої з каннабіноїдами з покращеною фізичною стабільністю.
Чи можна використовувати ультразвукову емульсифікацію для напоїв з CBD та THC?
Так. Ультразвукову емульсифікацію можна використовувати для CBD, THC, CBG та екстрактів повного спектру каннабісу. Цей процес підходить для виробників напоїв, які розробляють міцні напої з каннабіноїдами, готові коктейлі (RTD), хард-сельцери, бітери, аперитиви, безалкогольні напої з каннабісу та інші функціональні напої. Виробники повинні перевірити, чи відповідають їхня формула, вміст каннабіноїдів, маркування та канали збуту чинним місцевим нормативним актам.
Що робить напій з каннабіноїдами прозорим і стабільним?
Прозорість і стабільність залежать від розміру крапель, вибору емульгатора, концентрації каннабіноїдів, вмісту алкоголю, вмісту цукру, pH, температури та умов зберігання. Ультразвукова наноемульсифікація допомагає зменшити розмір крапель і покращити розподіл, що може зменшити помутніння, вершкове відділення, осадження та фазове розшарування.
Які емульгатори можна використовувати для наноемульсій напоїв з каннабіноїдами?
Формули напоїв з каннабіноїдами зазвичай потребують емульгаторів або стабілізаторів харчового класу, які сумісні з матрицею напою та нормативними вимогами. Найкращий емульгатор залежить від екстракту каннабіноїдів, бажаного смакового профілю, вмісту алкоголю, вимог до маркування та цілей щодо прозорості. Ультразвукові системи Hielscher можна тестувати з різними системами емульгаторів під час розробки формули.
Чи змінює ультразвукова обробка смак напоїв з каннабісу?
Ультразвукова обробка покращує дисперсію, але вона не видаляє автоматично характерний смак екстрактів каннабісу. Якість смаку залежить від екстракту, терпенового профілю, емульгатора, дозування та основи напою. Для екстрактів THC та повного спектру може знадобитися маскування смаку або ретельне поєднання смаків.
Чи підходить ультразвукова наноемульсифікація для промислового виробництва напоїв?
Так. Hielscher постачає ультразвукові системи від лабораторного масштабу до пілотного та промислового потокового виробництва. Виробники напоїв можуть почати з невеликих випробувань формули, оптимізувати параметри процесу та масштабувати той самий ультразвуковий процес до безперервного виробництва з проточними комірками та промисловими ультразвуковими процесорами.
Які параметри процесу повинні контролювати техніки з виробництва напоїв?
Важливі параметри включають амплітуду, потужність ультразвукового входу, об’ємну витрату, час перебування, температуру, тиск, концентрацію емульгатора, концентрацію каннабіноїдів та кількість проходів. Для контролю якості техніки з виробництва напоїв повинні моніторити розмір крапель, каламутність, фазову стабільність, розподіл каннабіноїдів, смак та термін придатності.
Чи можна інтегрувати ультразвукові системи в існуючу лінію виробництва напоїв?
Так. Промислові ультразвукові процесори можна налаштувати для потокової обробки та інтегрувати з насосами, резервуарами, теплообмінниками, проточними комірками та існуючим обладнанням для виробництва напоїв. Потокова ультразвукова обробка особливо корисна для контрольованого масштабування, відтворюваної якості та безперервного виробництва.
Як обрати правильний ультразвуковий гомогенізатор Hielscher для напоїв з каннабіноїдами?
Правильна система залежить від розміру партії, цільової об’ємної витрати, в’язкості, вмісту алкоголю, необхідного розміру крапель та графіка виробництва. Малі ультразвукові гомогенізатори підходять для лабораторної розробки формули та тестів на технічну можливість, тоді як промислові системи Hielscher використовуються для пілотних випробувань, крафтового виробництва та безперервного потокового виробництва.
Література / Посилання
- Huestis, Marilyn A. (2007): Human Cannabinoid Pharmacokinetics. Chem Biodivers. 2007 August; 4(8): 1770–1804.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
UIP4000hdT, потужний промисловий ультразвуковий гомогенізатор потужністю 4000 ватів, для потокового виробництва нанонасичених та наноемульгованих напоїв з каннабісу.
Високоефективні ультразвукові системи: асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактних лабораторних ультразвукових гомогенізаторів і настільних установок до повномасштабних промислових ультразвукових систем.