Optimización del Proceso de Extracción de Cannabidiol de las Hojas de Cáñamo mediante Metodología de Superficie de Respuesta y Distribución del Contenido en Diferentes Partes
El Cannabis sativa L., también conocido como cáñamo chino, cáñamo de hilo, etc., es una planta herbácea anual del género Cannabis de la familia Moraceae. El principal ingrediente activo del cáñamo es el cannabinoide. Actualmente, se han aislado más de 110 cannabinoides naturales de plantas del género cannabis, entre los cuales el tetrahidrocannabinol (THC) y el cannabidiol (CBD) (véase la Figura 1 para la estructura) son los dos principales ingredientes activos cannabinoides del cáñamo. Las investigaciones demuestran que el CBD tiene actividad antioxidante, sedante, antidepresiva, anticancerígena, tratamiento de la obesidad, propiedades antiinflamatorias, vasodilatación y otros efectos potenciales, y carece de efectos alucinógenos y adictivos. Se ha convertido en un nuevo fármaco para el tratamiento clínico del cáncer de mama y la epilepsia. Actualmente, en muchos países y regiones del mundo, el cannabidiol ha sido aprobado para uso medicinal y alimentario.
El CBD natural tiene una estructura zurda, mientras que el CBD sintetizado químicamente suele ser una mezcla 1:1 de dos isómeros, zurdo y diestro. Debido a sus propiedades muy similares, la separación es muy difícil. Los pasos de la síntesis química son engorrosos y no pueden producir eficazmente compuestos bioactivos con estructuras específicas, y el coste es elevado. Por lo tanto, la extracción de cannabidiol de plantas naturales sigue siendo la fuente más económica.
En la actualidad, la extracción de cannabidiol a partir de cáñamo se basa principalmente en la lixiviación y reflujo caliente, y todavía hay problemas como el consumo de mucho tiempo y baja eficiencia en el método de detección de CBD; Además, los desafíos de baja eficiencia de extracción, baja estabilidad y bajo contenido necesitan ser superados con urgencia. El método de extracción asistido por ultrasonidos utilizado en este artículo tiene una mejor repetibilidad y es más simple y fácil de operar que el método de extracción Soxhlet. Con la continua expansión de la escala de legalización del cultivo de cáñamo, la investigación sobre el CBD también se ha profundizado, y la comprensión de la gente sobre la eficacia y la seguridad del CBD ha aumentado enormemente. El CBD también beneficiará más a la humanidad.
Este artículo toma las hojas de cáñamo como objeto de investigación y establece un método de detección por HPLC sencillo, rápido y preciso. Este método tiene un tiempo de pico rápido para el cannabidiol, un buen efecto y una relación de correspondencia de flujo simple; Utilizando el método de extracción asistida por ultrasonidos para obtener cannabidiol natural, explorando la influencia de diferentes factores en el contenido de extracción, y utilizando la metodología de superficie de respuesta para optimizar las condiciones para la extracción asistida por ultrasonidos de CBD, se mejoró el rendimiento de cannabidiol, que tiene un alto valor de aplicación. Y se estudió el contenido de CBD en varias partes del cáñamo de Daqing, proporcionando una base teórica para la extracción de CBD del cáñamo y la utilización integral del cáñamo, y promoviendo el desarrollo de la industria del cáñamo.

En este estudio se utilizaron hojas de cáñamo como materiales experimentales y se estableció un método sencillo y rápido de detección por HPLC de cannabidiol en hojas de cáñamo utilizando la columna HC-C18 de Agilent. El método tiene una alta sensibilidad, es simple y fácil de implementar, y los resultados son precisos y fiables. En comparación con el método de cannabidiol en fase líquida establecido por Chen et al., que alcanza su pico después de 9 minutos, este método en fase líquida tiene un tiempo de pico más rápido de 7-8 minutos, un excelente efecto de separación y una forma de pico ideal; En comparación con Xie et al., la tasa de recuperación media del método en fase líquida establecido en este estudio fue de 97,49% (RSD de 0,45%), con una tasa de recuperación de 91,2% a 97,6% (RSD de 3,0%). Este método tiene buena estabilidad y repetibilidad, y puede detectar eficazmente el contenido de cannabidiol en el cáñamo. Es adecuado para el análisis cuantitativo del cannabidiol y proporciona una garantía fiable para evaluar la calidad del cáñamo.
Sobre la base del análisis de un solo factor, las condiciones óptimas de proceso para la extracción asistida por ultrasonidos de cannabidiol de las hojas de cáñamo se obtuvieron utilizando la metodología de superficie de respuesta Box Behnken Design: se utilizó metanol como disolvente de extracción, la relación sólido-líquido fue de 1:22 (g/mL), la potencia de extracción fue de 320W, la temperatura de extracción fue de 81 ℃, y el tiempo de extracción fue de 26min. En estas condiciones, el contenido de cannabidiol fue de 79,53 ± 0,26mg/g. En comparación con la investigación de Yan et al., se llevaron a cabo más estudios específicos sobre las condiciones de extracción por ultrasonidos, incluyendo la potencia de extracción, la proporción de material de extracción y líquido, y la temperatura de extracción, para aclarar y complementar las condiciones para la extracción asistida por ultrasonidos de cannabidiol a partir de cáñamo. En comparación con el estudio de Hao et al. de extracción de cannabidiol utilizando la tecnología de reflujo caliente durante 3 veces cada 2 horas, el método utilizado en este estudio requiere menos tiempo y consume menos disolvente para obtener la misma cantidad de cannabidiol; En comparación con la investigación de Gao et al., el tiempo de extracción es más corto, y en las condiciones óptimas del proceso, la cantidad de cannabidiol extraído también es mayor. Las condiciones óptimas del proceso de extracción obtenidas en este experimento han acortado en cierta medida el tiempo de extracción, han evitado el impacto de la extracción a largo plazo en los ingredientes activos y han mejorado la cantidad de extracción y la eficiencia del cannabidiol.
Se utilizó el método de cromatografía líquida de alto rendimiento establecido por nuestro instituto de investigación para determinar el contenido de cannabidiol en diversas partes de variedades de cáñamo cultivadas en Daqing, Heilongjiang. El contenido de cannabidiol fue mayor en las hojas tiernas, seguido de las hojas enteras, las hojas viejas, las semillas y los tallos, y menor en las raíces. Los resultados de la investigación pueden proporcionar datos para la extracción de cannabidiol del cáñamo y el posterior desarrollo y utilización de productos de cáñamo de alto valor añadido.