Hòa tan cannabinoid trong đồ uống có cồn bằng phương pháp nhũ hóa nano siêu âm

Sản xuất đồ uống chứa CBD, THC, CBG và các thành phần cần sa toàn phổ có độ trong và độ ổn định cao bằng phương pháp nhũ hóa nano siêu âm có khả năng mở rộng quy mô. Cannabinoid là các hợp chất tan trong dầu và có thể gây đục, tạo vòng, lắng cặn, mùi vị kém và liều lượng không đồng nhất khi không được phân tán đúng cách trong các hệ đồ uống có cồn hoặc ít cồn. Các thiết bị nhũ hóa siêu âm hiệu suất cao của Hielscher Ultrasonics tạo ra các nhũ tương nano cannabinoid mịn, mang lại vẻ ngoài trong suốt, độ ổn định vật lý lâu dài và sự phân bố hoạt chất có khả năng tái lập.

Từ phát triển công thức đến sản xuất liên tục trên đường ống, các thiết bị siêu âm Hielscher giúp nhà sản xuất đồ uống kiểm soát kích thước giọt, việc sử dụng chất nhũ hóa, nhiệt độ, thời gian lưu và năng suất xử lý. Sử dụng các hệ thống nhũ hóa siêu âm Hielscher cho rượu mạnh chứa CBD, cocktail bổ sung THC, nước có ga chứa cần sa, rượu đắng, rượu khai vị, đồ uống cần sa không cồn và các công thức đồ uống chức năng.

Cannabinoid hòa tan ở cấp nano giúp cải thiện khả năng phân tán và sinh khả dụng

Cannabinoid ít tan trong nước và có tính kỵ nước tự nhiên. Trong đồ uống, điều này gây khó khăn cho việc duy trì độ trong, độ ổn định và liều lượng nhất quán. Nhũ tương nano, liposome và chất mang lipid rắn được sử dụng trong các ứng dụng dược phẩm, dược thực phẩm và thực phẩm chức năng để cải thiện khả năng phân tán và hỗ trợ khả năng sẵn có của các hợp chất có hoạt tính sinh học ưa lipid.

Nhũ hóa nano bằng siêu âm làm tăng diện tích bề mặt của pha chứa cannabinoid bằng cách giảm kích thước giọt xuống mức rất nhỏ. Điều này cải thiện sự phân bố trong nền đồ uống và có thể hỗ trợ cải thiện đặc tính hòa tan khi sử dụng đồ uống. Các nhà sản xuất đồ uống nên xác thực sinh khả dụng, các tuyên bố về thời điểm bắt đầu tác dụng và các tuyên bố về liều lượng theo những yêu cầu phân tích và quy định hiện hành tại thị trường mục tiêu của mình.

Rượu mạnh bổ sung THC và đồ uống cần sa pha sẵn (RTD)

Việc xây dựng công thức đồ uống bổ sung THC đặc biệt đòi hỏi cao. THC có đặc tính hương vị đậm, và nhiều thương hiệu đồ uống yêu cầu hương vị thanh, dịu bên cạnh khả năng phân tán ổn định và định liều nhất quán. Nhũ hóa nano bằng siêu âm giúp phân tán các chiết xuất chứa THC vào rượu mạnh, cocktail, nước có ga, rượu đắng và các nền đồ uống khác. Tuy nhiên, chất lượng hương vị còn phụ thuộc vào việc lựa chọn chiết xuất, thành phần terpene, lựa chọn chất nhũ hóa, liều lượng và hệ hương vị của đồ uống.

Đối với đồ uống chứa THC, CBD và chiết xuất cần sa toàn phổ, nhà sản xuất nên xác minh các yêu cầu về công thức, liều lượng, ghi nhãn, bao bì và phân phối tại khu vực pháp lý liên quan. Các quy định đối với cần sa, đồ uống có cồn và sản phẩm kết hợp cần sa với cồn có thể khác nhau đáng kể giữa các thị trường.

Ứng dụng trong đồ uống

Tạo hương và bổ sung thành phần thực vật bằng siêu âm

Chiết xuất bằng siêu âm cũng có thể được áp dụng để sản xuất đồ uống cần sa không cồn và có cồn được bổ sung các hợp chất tạo hương từ thực vật. Ví dụ, có thể sử dụng siêu âm để bổ sung vào đồ uống cần sa các thành phần từ thảo mộc, gia vị, vỏ quả họ cam quýt, nguyên liệu thực vật dùng làm rượu đắng hoặc các nguyên liệu tạo hương khác. Điều này có thể tăng cường đặc tính cảm quan và hỗ trợ phát triển các sản phẩm đồ uống khác biệt.

Thiết bị xử lý siêu âm có lực cắt cao dùng để hòa tan và nhũ hóa

Hielscher Ultrasonics cung cấp danh mục đa dạng các máy siêu âm hiệu suất cao để nhũ hóa nano cannabinoid vào đồ uống có cồn và không cồn. Có thể xây dựng công thức đồ uống bổ sung cần sa, rượu khai vị, rượu mạnh và cocktail bằng cách trộn các phytocannabinoid như CBD, THC, CBG hoặc chiết xuất cần sa toàn phổ vào chất lỏng có thể uống được.

Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher có thể tạo ra biên độ rất cao. Có thể vận hành liên tục ở biên độ lên đến 200µm trong quá trình sản xuất 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, có sẵn các đầu siêu âm được tùy chỉnh.

Máy siêu âm Hielscher nào phù hợp với quy trình sản xuất đồ uống của bạn?

Hệ thống siêu âm phù hợp phụ thuộc vào quy mô mẻ, lưu lượng mục tiêu, độ nhớt, hàm lượng cồn, kích thước giọt yêu cầu và lịch sản xuất. Hãy bắt đầu bằng các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác nhận độ ổn định của công thức, sau đó mở rộng quy mô sang xử lý trên dây chuyền ở quy mô thí điểm hoặc công nghiệp bằng cùng nguyên lý xử lý siêu âm.

Câu hỏi thường gặp: Nhũ tương nano cannabinoid trong đồ uống có cồn

Tại sao cannabinoid khó hòa tan trong đồ uống có cồn?

Các cannabinoid như CBD, THC, CBG và chiết xuất cần sa toàn phổ có tính kỵ nước, nghĩa là chúng không hòa tan tốt trong các hệ đồ uống nền nước. Ethanol có độ cồn cao có thể hòa tan cannabinoid dễ dàng hơn, nhưng hầu hết đồ uống tiêu dùng có hàm lượng cồn thấp hơn nhiều. Trong đồ uống có độ cồn theo thể tích (ABV) thấp, cocktail, nước có ga và đồ uống pha sẵn, cannabinoid phải được nhũ hóa mịn để duy trì sự phân bố đồng đều và vẻ ngoài ổn định.

Siêu âm giúp hòa tan cannabinoid trong đồ uống như thế nào?

Các thiết bị xử lý siêu âm tạo ra lực xâm thực mạnh trong chất lỏng. Những lực này phá vỡ các pha dầu chứa cannabinoid thành những giọt rất nhỏ và phân bố chúng đồng đều trong nền đồ uống. Với chất nhũ hóa phù hợp đạt tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm, quá trình nhũ hóa nano bằng siêu âm có thể tạo ra đồ uống chứa cannabinoid trong hoặc có độ phân tán mịn với độ ổn định vật lý được cải thiện.

Có thể sử dụng phương pháp nhũ hóa bằng siêu âm cho đồ uống chứa CBD và THC không?

Có. Có thể sử dụng phương pháp nhũ hóa bằng siêu âm cho CBD, THC, CBG và các dịch chiết cần sa toàn phổ. Quy trình này phù hợp với các nhà sản xuất đồ uống đang phát triển rượu mạnh bổ sung cần sa, cocktail pha sẵn (RTD), nước có ga chứa cồn, rượu đắng, rượu khai vị, đồ uống cần sa không cồn và các sản phẩm đồ uống chức năng khác. Nhà sản xuất phải xác minh rằng công thức, hàm lượng cannabinoid, việc ghi nhãn và các kênh bán hàng của mình tuân thủ các quy định hiện hành tại địa phương.

Điều gì giúp đồ uống chứa cannabinoid trong và ổn định?

Độ trong và độ ổn định phụ thuộc vào kích thước giọt, việc lựa chọn chất nhũ hóa, nồng độ cannabinoid, nồng độ cồn, hàm lượng đường, pH, nhiệt độ và điều kiện bảo quản. Quá trình nhũ hóa nano bằng siêu âm giúp giảm kích thước giọt và cải thiện sự phân bố, qua đó có thể giảm hiện tượng đục, nổi kem, lắng cặn và tách pha.

Có thể sử dụng những chất nhũ hóa nào cho nhũ tương nano trong đồ uống chứa cannabinoid?

Các công thức đồ uống chứa cannabinoid thường cần chất nhũ hóa hoặc chất ổn định đạt tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm, tương thích với nền đồ uống và đáp ứng các yêu cầu pháp lý. Chất nhũ hóa tốt nhất phụ thuộc vào dịch chiết cannabinoid, đặc tính hương vị mong muốn, nồng độ cồn, yêu cầu về nhãn và mục tiêu về độ trong. Có thể thử nghiệm các hệ thống siêu âm Hielscher với những hệ chất nhũ hóa khác nhau trong quá trình phát triển công thức.

Quá trình xử lý bằng siêu âm có làm thay đổi hương vị của đồ uống cần sa không?

Quá trình xử lý bằng siêu âm cải thiện sự phân tán, nhưng không tự động loại bỏ hương vị đặc trưng của dịch chiết cần sa. Chất lượng hương vị phụ thuộc vào dịch chiết, thành phần terpene, chất nhũ hóa, liều lượng và nền đồ uống. Đối với THC và các dịch chiết toàn phổ, có thể cần che vị hoặc phối hợp hương vị một cách cẩn thận.

Quá trình nhũ hóa nano bằng siêu âm có phù hợp với sản xuất đồ uống công nghiệp không?

Có. Hielscher cung cấp các hệ thống siêu âm từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô thí điểm và sản xuất công nghiệp trực tiếp trên dây chuyền. Các nhà sản xuất đồ uống có thể bắt đầu bằng những thử nghiệm công thức quy mô nhỏ, tối ưu hóa các thông số quy trình và mở rộng quy mô của cùng quy trình siêu âm đó sang sản xuất liên tục với buồng dòng chảy và thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp.

Kỹ thuật viên đồ uống nên kiểm soát những thông số quy trình nào?

Các thông số quan trọng bao gồm biên độ, công suất siêu âm đầu vào, lưu lượng, thời gian lưu, nhiệt độ, áp suất, nồng độ chất nhũ hóa, nồng độ cannabinoid và số lượt xử lý. Để kiểm soát chất lượng, kỹ thuật viên đồ uống nên theo dõi kích thước giọt, độ đục, độ ổn định pha, sự phân bố cannabinoid, hương vị và khả năng duy trì chất lượng trong thời hạn sử dụng.

Có thể tích hợp các hệ thống siêu âm vào dây chuyền đồ uống hiện có không?

Có. Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp có thể được cấu hình để xử lý trực tiếp trên dây chuyền và tích hợp với máy bơm, bồn chứa, bộ trao đổi nhiệt, buồng dòng chảy và thiết bị sản xuất đồ uống hiện có. Xử lý siêu âm trực tiếp trên dây chuyền đặc biệt hữu ích cho việc mở rộng quy mô có kiểm soát, đảm bảo chất lượng có thể tái lập và sản xuất liên tục.

Làm thế nào để chọn thiết bị siêu âm Hielscher phù hợp cho đồ uống chứa cannabinoid?

Hệ thống phù hợp phụ thuộc vào quy mô mẻ, lưu lượng mục tiêu, độ nhớt, nồng độ cồn, kích thước giọt yêu cầu và lịch trình sản xuất. Các thiết bị siêu âm nhỏ phù hợp cho việc phát triển công thức trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm tính khả thi, trong khi các hệ thống Hielscher công nghiệp được sử dụng cho thử nghiệm thí điểm, sản xuất thủ công và sản xuất liên tục trực tiếp trên dây chuyền.

Tài liệu / Tài liệu tham khảo

• 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.