Optimering af ekstraktionsprocessen for cannabidiol fra hampeblade ved hjælp af Response Surface Methodology og indholdsfordeling i forskellige dele
Cannabis sativa L., også kendt som kinesisk hamp, trådhamp osv., er en etårig urteagtig plante af Cannabis-slægten i Moraceae-familien. Den vigtigste aktive ingrediens i hamp er cannabinoid. I øjeblikket er mere end 110 naturlige cannabinoider blevet isoleret fra planter af cannabis-slægten, hvoraf tetrahydrocannabinol (THC) og cannabidiol (CBD) (se figur 1 for struktur) er de to vigtigste cannabinoide aktive ingredienser i hamp. Forskning viser, at CBD har antioxidantaktivitet, sedation, antidepressivt middel, anticancer, fedmebehandling, antiinflammatoriske egenskaber, vasodilatation og andre potentielle effekter og ikke har nogen hallucinogene og vanedannende effekter. Det er blevet et nyt lægemiddel til klinisk behandling af brystkræft og epilepsi. I øjeblikket er cannabidiol i mange lande og regioner rundt om i verden blevet godkendt til brug som lægemiddel og fødevare.
Naturlig CBD har en venstrehåndet struktur, mens kemisk syntetiseret CBD normalt er en 1:1-blanding af to isomerer, venstrehåndet og højrehåndet. På grund af deres meget ensartede egenskaber er det meget vanskeligt at adskille dem. De kemiske syntesetrin er besværlige og kan ikke effektivt producere bioaktive forbindelser med specifikke strukturer, og omkostningerne er høje. Derfor er udvinding af cannabidiol fra naturlige planter stadig den mest økonomiske kilde.
På nuværende tidspunkt er ekstraktionen af cannabidiol fra hamp hovedsageligt baseret på udvaskning og varm tilbagesvaling, og der er stadig problemer som lang tidsforbrug og lav effektivitet i påvisningsmetoden for CBD; Desuden skal udfordringerne med lav ekstraktionseffektivitet, dårlig stabilitet og lavt indhold hurtigst muligt overvindes. Den ultralydsassisterede ekstraktionsmetode, der anvendes i denne artikel, har bedre repeterbarhed og er enklere og lettere at betjene end Soxhlet-ekstraktionsmetoden. Med den kontinuerlige udvidelse af legaliseringsskalaen for hampedyrkning er forskningen i CBD også blevet uddybet, og folks forståelse af effektiviteten og sikkerheden ved CBD er steget kraftigt. CBD vil også være til større gavn for menneskeheden.
Denne artikel tager hampeblade som forskningsobjekt og etablerer en enkel, hurtig og nøjagtig HPLC-detektionsmetode. Denne metode har en hurtig spidstid for cannabidiol, god effekt og simpelt flowmatchningsforhold; Ved hjælp af ultralydassisteret ekstraktionsmetode til at opnå naturlig cannabidiol, udforske indflydelsen af forskellige faktorer på ekstraktionsindholdet og bruge responsoverflademetodologi til at optimere betingelserne for ultralydassisteret ekstraktion af CBD, blev udbyttet af cannabidiol forbedret, hvilket har høj anvendelsesværdi. Og indholdet af CBD i forskellige dele af Daqing-hamp blev undersøgt, hvilket gav et teoretisk grundlag for udvinding af CBD fra hamp og den omfattende udnyttelse af hamp og fremme af udviklingen af hampindustrien.

Denne undersøgelse brugte hampeblade som forsøgsmaterialer og etablerede en enkel og hurtig HPLC-detektionsmetode for cannabidiol i hampeblade ved hjælp af Agilent HC-C18-kolonne. Metoden har høj følsomhed, er enkel og let at implementere, og resultaterne er nøjagtige og pålidelige. Sammenlignet med væskefasemetoden for cannabidiol etableret af Chen et al., som topper efter 9 minutter, har denne væskefasemetode en hurtigere toptid på 7-8 minutter, fremragende separationseffekt og ideel topform; Sammenlignet med Xie et al. var den gennemsnitlige genvindingsgrad for væskefasemetoden etableret i denne undersøgelse 97,49% (RSD på 0,45%) med en genvindingsgrad på 91,2% til 97,6% (RSD på 3,0%). Denne metode har god stabilitet og repeterbarhed og kan effektivt påvise indholdet af cannabidiol i hamp. Den er velegnet til kvantitativ analyse af cannabidiol og giver en pålidelig garanti for evaluering af hampens kvalitet.
På grundlag af enkeltfaktoranalyse blev de optimale procesbetingelser for ultralydassisteret ekstraktion af cannabidiol fra hampeblade opnået ved hjælp af Box Behnken Design responsoverflademetodik: methanol blev anvendt som ekstraktionsopløsningsmiddel, forholdet mellem faststof og væske var 1:22 (g/mL), ekstraktionseffekten var 320W, ekstraktionstemperaturen var 81 ℃, og ekstraktionstiden var 26min. Under disse betingelser var indholdet af cannabidiol 79,53 ± 0,26 mg/g. Sammenlignet med Yan et al.s forskning blev der gennemført yderligere specifikke undersøgelser af betingelserne for ultralydsekstraktion, herunder ekstraktionskraft, ekstraktionsmateriale til væskeforhold og ekstraktionstemperatur, for at afklare og supplere betingelserne for ultralydsassisteret ekstraktion af cannabidiol fra hamp. Sammenlignet med Hao et al.s undersøgelse af udvinding af cannabidiol ved hjælp af hot reflux-teknologi i 3 gange hver 2. time kræver den metode, der anvendes i denne undersøgelse, mindre tid og forbruger mindre opløsningsmiddel for at opnå den samme mængde cannabidiol; Sammenlignet med Gao et al.s forskning er ekstraktionstiden kortere, og under de optimale procesbetingelser er mængden af cannabidiol udvundet også højere. De optimale ekstraktionsprocesbetingelser, der blev opnået i dette eksperiment, har til en vis grad forkortet ekstraktionstiden, undgået virkningen af langtidsekstraktion på de aktive ingredienser og forbedret ekstraktionsmængden og effektiviteten af cannabidiol.
Den højtydende væskekromatografimetode, som vores forskningsinstitut har etableret, blev brugt til at bestemme indholdet af cannabidiol i forskellige dele af dyrkede hampesorter i Daqing, Heilongjiang. Indholdet af cannabidiol var højest i møre blade, efterfulgt af hele blade, gamle blade, frø og stængler og lavest i rødder. Forskningsresultaterne kan give data til udvinding af cannabidiol fra hamp og den videre udvikling og udnyttelse af hampeprodukter med høj værditilvækst.