Identifikation og sammenlignende undersøgelse af de samlede komponenter i æterisk olie fra Hanma-stængler og -blade baseret på forskellige ekstraktionsmetoder
Hanma, også kendt som industrihamp (Cannabis sativa L.), er en etårig urteagtig plante af Cannabis-slægten (Cannabis L.) i Cannaceae-familien. Den er også kendt som brandhamp, skyhamp osv. Det refererer til en ikke-narkotisk type hamp med et indhold af tetrahydrocannabinol (THC) på mindre end 0,3% i planten. Cannabis er en traditionel økonomisk afgrøde og en lægeplante med en lang historie i Kina. Dens frø (hampekerner), stængler og blomster og blade har forskellige praktiske anvendelsesværdier. Den seneste forskning baseret på genomsekventering viser, at cannabis stammer fra Østasien og derefter gennemgik en stærk kunstig domesticering i henhold til to modeller: cannabis af fibertypen (industriel cannabis) og cannabis af narkotikatypen, der danner forskellige former for cannabissorter i dag. Mere end 20 provinser og byer i Kina har en historie med dyrkning af industriel hamp, med storstilet dyrkning i Heilongjiang- og Yunnan-provinserne samt sporadisk dyrkning i Gansu, Jilin og andre områder. Anvendelserne omfatter flere områder som medicin, fødevarer, sundhedsprodukter og kosmetik. Moderne farmakologisk forskning har vist, at cannabis har funktionelle aktiviteter som smertelindring, intraokulær trykreduktion, antitumor, antiopkastning, anti-UV, antibakterielle og antiinflammatoriske virkninger. I de senere år er der gjort banebrydende fremskridt inden for virkningsmekanismen og udviklingen af nye lægemidler af cannabidiol (CBD), en ikke-psykoaktiv komponent i cannabis. Udviklingen af forskellige nye cannabisprodukter baseret på CBD er blevet et internationalt hotspot, mens der næsten ikke er nogen forskning på dette område i Kina. Derudover indeholder æterisk cannabisolie, som er en flygtig komponent i cannabisplanter, også stærke aktive faktorer. For eksempel kan caryophyllen bruges til at behandle kronisk bronkitis og gigt, α-pinen kan bruges til at behandle melanom, ethyllinoleat kan bruges til at reducere blodlipider og forbedre aterosklerose, og bisabolol kan bruges til at beskytte og behandle hudallergier. Oversøisk forskning er blevet anvendt inden for daglige kemikalier, der danner håndcreme, badevæske, ansigtscreme og andre produkter. På grund af den politiske følsomhed er der kun lidt forskning i udvikling og anvendelse af indenlandske produkter.
De vigtigste metoder til udvinding af æteriske planteolier omfatter mikroekstraktion i fast fase, samtidig destillationsekstraktion, mikrobølgeassisteret ekstraktion, superkritisk væskeekstraktion og subkritisk væskeekstraktion. Tian et al. brugte f.eks. mikrobølgeassisteret dampdestillation og superkritisk CO2-ekstraktion til at udvinde æterisk olie fra Hanma-blad og identificerede i alt 90 forbindelser, for det meste flygtige småmolekyler som kulbrinter og alkoholer. Desuden blev der brugt headspace-ekstraktion til prøveudtagning, hvilket var besværligt at betjene og tilbøjeligt til dårlig reproducerbarhed. De identificerede typer var også ufuldstændige og kunne ikke fuldt ud afspejle hele sammensætningen af den æteriske olie. Derfor brugte denne undersøgelse tre metoder, nemlig vanddestillationsekstraktion (i det følgende kaldet vanddestillation), subkritisk og superkritisk ekstraktion, til at opnå den æteriske olie af hampestængler og -blade. Forskellene og egenskaberne ved de samlede komponenter og deres indhold opnået ved de tre metoder blev systematisk og omfattende sammenlignet for at opdage flere potentielle aktive ingredienser og skabe et videnskabeligt grundlag for en rationel og kompatibel udvikling og udnyttelse af hampindustrien. Det giver også en effektiv og bekvem ekstraktionsmetode til aktivitetstestning og batchekstraktion af hampens æteriske olie i den senere fase og giver et forskningsgrundlag for udvikling af hampens æteriske olieprodukter (komponenter) og screening af deres antioxidante, antiinflammatoriske og andre aktiviteter, som har teoretisk og vejledende betydning.

Efter omfattende eksperimentel optimering og screening opnåede dette eksperiment GC-MS total ionkromatogram af Hanma æterisk olie ved hjælp af tre forskellige metoder, der opnåede god adskillelse mellem hver komponent og forbedrede nøjagtigheden og pålideligheden af identifikationen. Gennem GC-MS-identifikation og sammenlignende undersøgelse af hele komponenterne i Hanma-æterisk olie opnået ved tre forskellige ekstraktionsmetoder blev det konstateret, at i alt 154 komponenter blev identificeret i den æteriske olie opnået ved de tre metoder, herunder 13 fælles komponenter med en lighed på over 80%. Blandt dem gav vanddestillationsmetoden flest ekstraherede komponenter, op til 89, for det meste småmolekylære forbindelser som alkaner, alkener, alkoholer, aldehyder og sesquiterpener. De æteriske oliekomponenter, der opnås ved superkritiske og subkritiske ekstraktionsmetoder, har visse ligheder, for det meste forbindelser med højt kogepunkt eller makromolekylære forbindelser som syrer, alkoholer, estere, fenoler osv. og indeholder 40 fælles toppe, men indholdsforskellene er betydelige, såsom plantealkoholer, linolsyre, oliesyre osv. Cannabidiol osv.
Selvom vanddestillationsmetoden giver en række ekstraherede komponenter, er olieudbyttet relativt lavt, og indholdet af flygtige eller hovedkomponenter adskiller sig også markant fra de to andre ekstraktionsmetoder. Det skyldes, at en vis andel af de æteriske oliekomponenter (flygtige oliekomponenter) kan opløses i varmt vand under dampdestillation, og destillationstemperaturen kan nå op på 100 °C. Derfor fordampes komponenter med højere kogepunkter ikke let. Samtidig har forskellige komponenter forskellig opløselighed i varmt vand, og andelen af hver komponent, der fordampes, er også forskellig. Vanddestillationsmetoden udtrækker hovedsageligt forbindelser med lavt kogepunkt, små molekyler osv. Derfor kan man ved hjælp af vanddestillation få en række flygtige komponenter. De subkritiske og superkritiske ekstraktionsmetoder har visse ligheder i deres ekstraktionsprincipper og opnåede komponenter. Begge metoder kan adskille meget polære forbindelser, forbindelser med højt kogepunkt eller makromolekylære forbindelser ved passende kritiske temperaturer og tryk under ekstraktionen. Samtidig er der ved brug af entrainere van der Waals-kræfter mellem entrainere og opløste molekyler eller specifikke intermolekylære interaktioner mellem entrainere og opløste stoffer, som f.eks. hydrogenbindinger og andre kræfter. Dette forbedrer og opretholder ikke kun ekstraktionens selektivitet, men øger også opløseligheden af opløste stoffer, der er vanskelige at fordampe, og polære opløste stoffer. Sammenlignet med vanddestillation kan det adskille og udtrække mere neutrale eller halvflygtige komponenter, men forårsager også tab af nogle små molekylære komponenter. Når man tager alle faktorer i betragtning, har subkritisk ekstraktionsmetode, som en ny type ekstraktionsmetode, fordelene ved lav temperatur og høj aktivitetsretention, nem implementering under normalt tryk og miljøvenlighed. Den maksimerer tilbageholdelsen af varmefølsomme, flygtige, hydrolyserede og oxiderede komponenter, samtidig med at den har fordelene ved energibesparelser og lave omkostninger. Derfor kan subkritisk ekstraktionsmetode betragtes som en ideel metode til udvinding af æterisk hampolie.
Æterisk Hanma-olie er en flygtig sekundær metabolit i Hanma-planter, hvoraf nogle har unikke medicinske og spiselige værdier. På grund af sin stærke flygtighed, permeabilitet og aromaticitet kan den ikke kun regulere følelser, men også modstå insekter, bakterier osv. og har store anvendelsesmuligheder. Derfor kan dette eksperiment danne grundlag for aktivitetstest og batchudvinding af æterisk Hanma-olie på et senere tidspunkt og vælge en effektiv og praktisk udvindingsmetode. Det giver også data og reference til yderligere kvalitativ og kvantitativ forskning i Hanma æterisk olie (komponenter) og deres funktionelle aktivitetsværdi og giver videnskabelig vejledning til yderligere udforskning af Hanma's anvendelsespotentiale for at forbedre udviklingen af Hanma-industrien.