Identificación y estudio comparativo de los componentes enteros del aceite esencial de tallo y hoja de Hanma a partir de diferentes métodos de extracción
El hanma, también conocido como cáñamo industrial (Cannabis sativa L.), es una planta herbácea anual del género Cannabis (Cannabis L.) de la familia de las Cannaceae. También se conoce como cáñamo de fuego, cáñamo de nube, etc. Se refiere a un tipo de cáñamo no narcótico con un contenido de tetrahidrocannabinol (THC) inferior a 0,3% en la planta. El cannabis es un cultivo económico tradicional y una planta medicinal con una larga historia en China. Sus semillas (granos de cáñamo), tallos y flores y hojas tienen diferentes valores de aplicación práctica. Las últimas investigaciones basadas en la resecuenciación del genoma demuestran que el cannabis se originó en Asia Oriental, y luego sufrió una fuerte domesticación artificial según dos modelos: cannabis de tipo fibra (cannabis industrial) y cannabis de tipo droga, formando diversas formas de variedades de cannabis en la actualidad. Más de 20 provincias y ciudades de China tienen un historial de cultivo de cáñamo industrial, con cultivos a gran escala en las provincias de Heilongjiang y Yunnan, así como cultivos esporádicos en Gansu, Jilin y otras zonas. Sus aplicaciones abarcan múltiples campos, como la medicina, la alimentación, los productos sanitarios y los cosméticos. La investigación farmacológica moderna ha demostrado que el cannabis tiene actividades funcionales como el alivio del dolor, la reducción de la presión intraocular, efectos antitumorales, antivómitos, anti UV, antibacterianos y antiinflamatorios. En los últimos años, se han realizado grandes avances en el mecanismo de acción y el desarrollo de nuevos fármacos a partir del cannabidiol (CBD), un componente no psicoactivo del cannabis. El desarrollo de varios productos nuevos de cannabis basados en el CBD se ha convertido en un punto caliente internacional, mientras que la investigación en este campo en China está casi en blanco. Además, el aceite esencial de cannabis, como componente volátil de las plantas de cannabis, también contiene potentes factores activos. Por ejemplo, el cariofileno se puede utilizar para tratar la bronquitis crónica y la artritis, el α - pineno se puede utilizar para tratar el melanoma, el linoleato de etilo se puede utilizar para reducir los lípidos en la sangre y mejorar la aterosclerosis, y el bisabolol se puede utilizar para proteger y tratar las alergias de la piel. La investigación en el extranjero se ha aplicado al campo de los productos químicos de uso diario, formando crema de manos, líquido de baño, crema facial y otros productos. Debido a la sensibilidad de su política, hay poca investigación sobre el desarrollo y la utilización de productos nacionales.
Los principales métodos de extracción de aceites esenciales de plantas incluyen la microextracción en fase sólida, la extracción por destilación simultánea, la extracción asistida por microondas, la extracción con fluidos supercríticos y la extracción con fluidos subcríticos. Por ejemplo, Tian et al. utilizaron la destilación al vapor asistida por microondas y la extracción con CO2 supercrítico para extraer el aceite esencial de la hoja de Hanma, e identificaron un total de 90 compuestos, en su mayoría volátiles de moléculas pequeñas como hidrocarburos y alcoholes. Además, para el muestreo se utilizó la extracción por espacio de cabeza, que resultaba engorrosa de manejar y propensa a una escasa reproducibilidad. Los tipos identificados también eran incompletos y no podían reflejar plenamente la composición completa del aceite esencial. Por lo tanto, en este estudio se utilizaron tres métodos, a saber, la extracción por destilación de agua (en lo sucesivo, destilación de agua), la extracción subcrítica y la supercrítica, para obtener el aceite esencial de tallos y hojas de cáñamo. Se compararon sistemática y exhaustivamente las diferencias y características de los componentes totales y sus contenidos obtenidos por los tres métodos, con el fin de descubrir más principios activos potenciales y proporcionar una base científica para el desarrollo y la utilización racionales y conformes de la industria del cáñamo. También proporciona un método de extracción eficiente y conveniente para la prueba de la actividad y la extracción por lotes de aceite esencial de cáñamo en la etapa posterior, y proporciona una base de investigación para el desarrollo de productos de aceite esencial de cáñamo (componentes) y la detección de su antioxidante, anti-inflamatorio y otras actividades, que tiene importancia teórica y de orientación.

Después de una extensa optimización experimental y cribado, este experimento obtuvo el cromatograma de iones totales GC-MS del aceite esencial de Hanma utilizando tres métodos diferentes, logrando una buena separación entre cada componente y mejorando la precisión y fiabilidad de la identificación. Mediante la identificación por GC-MS y el estudio comparativo de los componentes totales del aceite esencial de Hanma obtenido por tres métodos de extracción diferentes, se encontró que se identificaron un total de 154 componentes en el aceite esencial obtenido por los tres métodos, incluyendo 13 componentes comunes con una similitud superior a 80%. Entre ellos, el método de destilación de agua obtuvo la mayor cantidad de componentes extraídos, hasta 89, en su mayoría compuestos de moléculas pequeñas como alcanos, alquenos, alcoholes, aldehídos y sesquiterpenos. Los componentes del aceite esencial obtenidos por los métodos de extracción supercrítica y subcrítica presentan ciertas similitudes, en su mayoría compuestos de alto punto de ebullición o compuestos macromoleculares como ácidos, alcoholes, ésteres, fenoles, etc., y contienen 40 picos comunes, pero las diferencias de contenido son significativas, como alcoholes vegetales, ácido linoleico, ácido oleico, etc. Cannabidiol, etc.
Aunque el método de destilación del agua produce una variedad de componentes extraídos, el rendimiento de aceite es relativamente bajo, y el contenido de componentes volátiles o principales también difiere significativamente de los otros dos métodos de extracción. Esto se debe a que durante la destilación al vapor, una cierta proporción de componentes del aceite esencial (aceite volátil) puede disolverse en agua caliente, y la temperatura de destilación puede alcanzar los 100 ℃. Por lo tanto, los componentes con puntos de ebullición más altos no se evaporan fácilmente. Al mismo tiempo, los diferentes componentes tienen diferente solubilidad en agua caliente, y la proporción de cada componente evaporado también es diferente. El método de destilación de agua extrae principalmente compuestos de bajo punto de ebullición, de moléculas pequeñas, etc. Por lo tanto, utilizando la destilación de agua se puede obtener una variedad de componentes volátiles. Los métodos de extracción subcrítica y supercrítica tienen ciertas similitudes en sus principios de extracción y componentes obtenidos. Ambos métodos pueden separar compuestos altamente polares, compuestos de alto punto de ebullición o compuestos macromoleculares a temperaturas y presiones críticas adecuadas durante la extracción. Al mismo tiempo, con el uso de arrastradores, existen fuerzas de Van der Waals entre los arrastradores y las moléculas de soluto o interacciones intermoleculares específicas entre los arrastradores y los solutos, como enlaces de hidrógeno y otras fuerzas. Esto no sólo mejora y mantiene la selectividad de la extracción, sino que también aumenta la solubilidad de solutos difíciles de evaporar y solutos polares. En comparación con la destilación del agua, puede separar y extraer más componentes neutros o semivolátiles, pero también provoca la pérdida de algunos componentes moleculares pequeños. Teniendo en cuenta todos los factores, el método de extracción subcrítica, como nuevo tipo de método de extracción, tiene las ventajas de la baja temperatura y la alta retención de actividad, la fácil aplicación a presión normal y el respeto al medio ambiente. Maximiza la retención de componentes termosensibles, volátiles, hidrolizados y oxidados, al tiempo que presenta las ventajas del ahorro energético y el bajo coste. Por lo tanto, el método de extracción subcrítica puede considerarse un método ideal para extraer el aceite esencial de cáñamo.
El aceite esencial de Hanma es un metabolito secundario volátil de las plantas de Hanma, algunas de las cuales tienen valores medicinales y comestibles únicos. Debido a su fuerte volatilidad, permeabilidad y aromaticidad, no sólo puede regular las emociones, sino también resistir a insectos, bacterias, etc., y tiene grandes perspectivas de aplicación. Por lo tanto, este experimento puede proporcionar una base experimental para las pruebas de actividad y la extracción por lotes de aceite esencial de Hanma en la etapa posterior, y seleccionar un método de extracción eficiente y conveniente. También proporciona datos y referencias para futuras investigaciones cualitativas y cuantitativas sobre el aceite esencial de Hanma (componentes) y su valor de actividad funcional, y proporciona orientación científica para seguir explorando el potencial de aplicación de Hanma para mejorar el desarrollo de la industria de Hanma.