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카나비노이드는 대마초 식물에서 여러 가지 방법으로 추출할 수 있습니다. 일반적인 방법에는 용매 추출, 초임계 CO₂ 추출 및 초음파 추출이 포함됩니다. 초음파는 오랫동안 식물 재료에서 생물활성 물질을 방출하는 입증된 방법입니다. 초음파 추출은 비열적이므로 특히 순한 공정이기 때문에, 고출력 초음파는 대마초 업계에서 CBD, THC 및 기타 카나비노이드를 추출하는 고효율 방법으로 확립되었습니다.
초음파란 무엇인가요?
초음파는 20kHz 이상, 즉 초당 20,000회 이상의 음향 진동을 의미합니다. 이는 인간의 청각 범위를 초과하는 영역입니다. 초음파는 매우 넓은 범위의 음향 진동을 포함하므로 수많은 다양한 응용 분야가 초음파 범주에 속합니다. 가장 잘 알려진 응용 사례로는 의료 영상 검사, 자동차 주차 보조 및 재료의 비파괴 검사가 있습니다. 이러한 예시들은 고주파 비파괴 초음파입니다.
약 20~60kHz의 주파수를 가진 고강도, 저주파 음파가 생성될 때 고출력 초음파가 발생합니다. 이러한 고에너지 음파는 액체에서 교대로 고압 사이클(압축)과 저압 사이클(희박화)을 만듭니다. 저압 사이클 동안 고에너지 초음파는 액체에 작은 진공 기포 또는 공동을 형성합니다. 이러한 기포가 더 이상의 에너지를 흡수할 수 없는 부피에 도달하면 고압 사이클 동안 터집니다. 기포 붕괴의 이러한 현상을 캐비테이션이라고 합니다.
캐비테이션을 통해 액체 또는 슬러리에 최대 5000K의 온도와 최대 2000atm의 압력에 도달하는 국소 핫스팟이 생성됩니다. 또한 캐비테이션 기포의 붕괴로 인해 초당 280m/s의 속도를 가진 액체 제트가 생성됩니다. 이러한 국소적으로 발생하는 극한 조건으로 인해 식물 세포가 터져서 식물 세포 내부에 갇혀 있던 생물활성 물질이 자유롭게 접근 가능해집니다.
카나비노이드 추출
대마초 식물의 생물활성 화합물은 최근에 많은 관심을 받고 있습니다. 특히 카나비노이드 카나비디올(CBD)의 경우 암 퇴치 및 항염증 특성에서부터 진통 및 항우울 효과에 이르기까지 건강에 많은 긍정적인 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다.
카나비디올 외에도 대마초 식물은 THC(테트라히드로칸나비놀), 카나비놀(CBN), 카나비게롤(CBG), 카나비크로멘(CBC) 및 카나비노디올(CBND)과 같은 수많은 다른 카나비노이드를 포함합니다. 카나비노이드는 엄청난 치료 잠재력을 보여주었으며 많은 연구 연구의 초점이 되고 있습니다. 카나비노이드를 의약품, 식이 보조제 및 음료로 가공하려면 활성 성분을 식물 세포에서 방출하고 분리해야 합니다. 고출력 초음파의 효율적이고 간단한 응용은 고품질 카나비노이드 생산에 특히 효과적입니다.
초음파를 이용한 대마초 추출물
초음파 캐비테이션의 핫스팟에 있는 극한 환경 조건은 식물 재료 및 그 추출 가능성에 다양한 영향을 미칩니다. 여기에는 세포막의 선택적 투과성 극복, 세포 내부와 용매 간의 증가된 물질 교환, 기계적 세포 파괴 및 세포내 물질 방출(예: 카나비노이드)이 포함됩니다. 이러한 효과는 매우 짧은 처리 기간 내에 높은 수율의 고품질 추출물을 생성합니다. Hielscher의 UP400St와 같은 400W 초음파 프로세서를 사용하면 10리터의 대마초 슬러리 배치를 5~8분 내에 처리할 수 있습니다. 산업용 초음파 프로세서는 대마초와 용매의 슬러리를 연속 흐름으로 처리합니다. 매질을 초음파 반응기를 통해 펌프로 보내져 그곳에서 초음파 처리됩니다. 산업 규모에서 UIP4000hdT(4kW)로 약 3L/min을 처리할 수 있습니다.
높은 추출 수율과 빠른 속도 때문에 초음파 추출은 카나비디올(CBD), 테트라히드로칸나비놀(THC) 및 대마초 사티바와 대마초 인디카에서 다른 많은 귀중한 물질을 방출하는 것으로 특히 효율적입니다. 초음파 캐비테이션은 대마초 식물에 포함된 카나비노이드의 95~99%의 추출 수율을 달성합니다. 파라미터(초음파 진폭, 온도, 압력, 점도)를 신중하게 설정하면 초음파 공정을 원료 재료 및 목표 추출 품질에 최적으로 조정할 수 있습니다.
초음파 추출에서는 카나비노이드를 꽃에서만 추출할 수 있을 뿐만 아니라 잎, 줄기 및 뿌리 재료도 처리할 수 있습니다.
풀스펙트럼 추출물용 초음파 추출기
다양한 카나비노이드와 테르펜, 폴리페놀, 플라보노이드 및 알칼로이드와 같은 기타 생물활성 화합물의 상호 작용은 긍정적인 건강 효과를 강화하는 것으로 보입니다. 다양한 테르펜, 다양한 카나비노이드 및 기타 식물 물질의 상호 작용을 „엔투라주 효과“라고 합니다. 엔투라주 효과 때문에 식물 화학 물질의 전체 스펙트럼을 포함하는 추출물이 특히 수요가 많습니다. 초음파 지원 추출을 통해 비상한 치료 효과로 알려진 고품질 풀스펙트럼 추출물을 얻을 수 있습니다.
초음파를 통한 수용성 CBD 나노에멀젼 제조
CBD는 강하게 소수성(물을 반발하는)이므로 물에 쉽게 용해되거나 혼합될 수 없습니다. 소수성 때문에 순수한 CBD는 또한 매우 낮은 생체이용률을 나타냅니다. 이는 CBD를 순수 형태로 섭취할 때 섭취한 양의 대부분이 간에서 대사되고 약 6~9%의 CBD만 인간 유기체의 엔도칸나비노이드 시스템에 도달한다는 의미입니다. CBD는 엔도칸나비노이드 수용체에 작용제로 작용하며, 따라서 CBD는 카나비노이드 시스템에 약리학적으로 영향을 미쳐 예를 들어 면역 체계를 강화하고 항암 치료를 돕거나 항우울제로 작용합니다.
CBD의 생체이용률을 높이기 위해 CBD를 수용성 제형으로 처리합니다. 이를 위해 CBD를 고품질 오일(예: MCT 오일, 코코넛 오일, 대마 종자유, 올리브유 등)에 용해한 후 초음파를 사용하여 유/수 에멀젼으로 처리합니다. 초음파 캐비테이션은 나노미터 범위의 물입자 크기를 생성하여 우수한 생체이용률을 달성합니다. 초음파 처리를 통해 초음파 유화에 의해 물입자 크기가 약 10nm으로 줄어들기 때문에 투명하고 맑거나 반투명한 에멀젼을 생산할 수 있습니다. 이는 에멀젼 안정성도 크게 향상시킵니다. 올바른 유화제를 사용하면 나노에멀젼은 장시간 안정적이므로 CBD 에멀젼을 여러 개월 또는 몇 년 동안 보관할 수 있습니다.
경구 투여용 CBD 나노에멀젼 외에도 초음파를 사용하여 CBD 로션, 크림 및 팅크제를 제조할 수 있습니다.
나노에멀젼 제조를 위해 CBD 추출에도 사용되는 동일한 초음파 장치를 사용할 수 있습니다. 따라서 초음파 시스템의 획득은 CBD 생산에서 훨씬 더 빠르게 상각됩니다.
초음파 시스템의 장점
초음파 추출의 장점은 높은 수율, 용매 선택의 자유(예: 물, 에탄올, 물-에탄올 혼합물, 글리세린, MCT 오일, 올리브유, 부탄 등) 및 간단하고 안전한 작동에 있습니다. 초음파의 강렬한 기계력으로 인해 물, 에탄올 등과 같은 친환경적이고 순한 용매가 보통 놀라운 추출 속도와 수율을 달성하기에 충분합니다. 따라서 초음파 추출은 추출 시간을 단축하고 감소된 용매 사용 또는 더 순하고 부드러운 용매의 사용을 가능하게 합니다. 초음파 추출을 통해 더 높은 추출률과 더 건강한 추출물(예: 냉수 추출)을 모두 얻을 수 있습니다. 초음파 처리 중 공정 온도를 정확하게 제어할 수 있으므로 과도한 온도로 인한 추출물 분해 또는 물질 증발을 방지합니다.
초임계 CO₂ 추출기와 비교할 때 초음파 시스템의 구매 비용은 낮습니다. 운영 비용, 간단하고 사용자 친화적인 작동 및 작업 안전 측면에서도 초음파 프로세서가 뛰어납니다.
소량 생산에서 산업 생산까지의 초음파
초음파 처리의 특징은 추출 공정의 선형 확장성입니다. 실행 가능성 연구 및 소량 생산은 휴대용 초음파 장치를 사용하여 열린 용기에서 쉽게 수행할 수 있습니다. 따라서 초음파 추출 공정의 효율성과 품질을 테스트하기가 용이합니다. 소규모에서 달성된 모든 결과는 완전히 확장 가능하고 재현 가능합니다. 초음파 추출기의 디지털 제어 및 내부 SD 카드에 초음파 파라미터 기록은 공정의 정밀한 모니터링 및 일관된 품질 표준의 재현 가능성을 허용합니다.
Hielscher Ultrasonics의 제품 포트폴리오는 모든 규모의 초음파 추출기를 제공합니다 – 50W 휴대용 장치에서 인라인 생산용 16kW 산업용 초음파까지. Hielscher Ultrasonics의 초음파 추출 분야의 수십 년의 경험과 전 세계 수백 개의 초음파 추출 시스템 설치로 인해 전문적이고 포괄적인 상담이 보장됩니다.
초음파를 이용한 대마초 추출에 대한 자주 묻는 질문
초음파를 이용한 대마초 추출은 어떻게 작동하나요?
고출력 초음파는 액체에 작은 캐비테이션 기포를 생성하며, 이 기포가 터질 때 식물 세포를 파괴하고 카나비노이드를 방출합니다. 이 공정이 비열적으로 작동하기 때문에 특히 부드럽습니다. 모든 방법에 대한 개요는 대마초 추출 및 농축액에 대한 완전한 가이드를 참조하세요.
초음파 추출에 적합한 용매는 무엇입니까?
강렬한 기계력 덕분에 물, 에탄올, 물-에탄올 혼합물, MCT 또는 올리브유 같은 순한 친환경 용매가 보통 충분합니다. 부탄도 가능합니다 – 예를 들어 부탄 허니 오일 및 워터 해시에서 사용됩니다.
초음파 CBD 추출의 수율은 얼마나 높습니까?
초음파 캐비테이션은 식물에 포함된 카나비노이드의 95~99%의 추출 수율을 달성하며 기존 방법보다 훨씬 짧은 처리 시간입니다. 카나비디올이 정확히 무엇이고 어떻게 작동하는지는 카나비디올이란? 기사에서 설명합니다.
초음파 추출과 CO₂ 추출 중 어느 것이 낫습니까?
초임계 CO₂ 추출과 비교할 때 초음파 시스템의 구매 및 운영 비용은 낮고 작동이 더 간단하며 공정이 선형으로 확장 가능합니다. 두 방법 모두 엔투라주 효과로부터 이득을 얻는 풀스펙트럼 추출물을 전달합니다.
수용성 CBD 나노에멀젼이란 무엇입니까?
초음파를 사용하면 유분에 용해된 CBD를 약 10nm의 물입자 크기를 가진 유-수 에멀젼으로 처리할 수 있습니다. 이는 생체이용률을 크게 증가시키고 팅크제, 크림 및 로션의 기초가 됩니다 – 예를 들어 CBD 스킨 케어입니다.
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