Optimisation du processus d'extraction du cannabidiol des feuilles de chanvre par la méthodologie de la surface de réponse et distribution du contenu dans différentes parties
Cannabis sativa L., également connu sous le nom de chanvre chinois, chanvre à fil, etc., est une plante herbacée annuelle du genre Cannabis de la famille des Moraceae. Le principal ingrédient actif du chanvre est le cannabinoïde. Actuellement, plus de 110 cannabinoïdes naturels ont été isolés à partir de plantes du genre cannabis, parmi lesquels le tétrahydrocannabinol (THC) et le cannabidiol (CBD) (voir la figure 1 pour la structure) sont les deux principaux ingrédients actifs cannabinoïdes du chanvre. La recherche montre que le CBD a une activité antioxydante, sédative, antidépressive, anticancéreuse, traite l'obésité, possède des propriétés anti-inflammatoires, une vasodilatation et d'autres effets potentiels, et qu'il n'a pas d'effets hallucinogènes ou d'accoutumance. Il est devenu un nouveau médicament pour le traitement clinique du cancer du sein et de l'épilepsie. Actuellement, dans de nombreux pays et régions du monde, le cannabidiol a été approuvé pour un usage médical et alimentaire.
Le CBD naturel a une structure gauchère, tandis que le CBD synthétisé chimiquement est généralement un mélange 1:1 de deux isomères, gaucher et droitier. En raison de leurs propriétés très similaires, il est très difficile de les séparer. Les étapes de la synthèse chimique sont lourdes et ne permettent pas de produire efficacement des composés bioactifs avec des structures spécifiques, et le coût est élevé. Par conséquent, l'extraction du cannabidiol à partir de plantes naturelles reste la source la plus économique.
À l'heure actuelle, l'extraction du cannabidiol du chanvre est principalement basée sur la lixiviation et le reflux à chaud, et la méthode de détection du CBD présente encore des problèmes tels qu'une longue durée d'utilisation et une faible efficacité. La méthode d'extraction assistée par ultrasons utilisée dans cet article a une meilleure répétabilité et est plus simple et plus facile à utiliser que la méthode d'extraction Soxhlet. Avec l'expansion continue de la légalisation de la culture du chanvre, la recherche sur le CBD s'est également approfondie, et la compréhension de l'efficacité et de la sécurité du CBD s'est considérablement accrue. Le CBD profitera également davantage à l'humanité.
Cet article prend les feuilles de chanvre comme objet de recherche et établit une méthode de détection HPLC simple, rapide et précise. Cette méthode présente un temps de pic rapide pour le cannabidiol, un bon effet et un rapport d'adaptation de flux simple. En utilisant la méthode d'extraction assistée par ultrasons pour obtenir du cannabidiol naturel, en explorant l'influence de différents facteurs sur le contenu de l'extraction et en utilisant la méthodologie de la surface de réponse pour optimiser les conditions d'extraction assistée par ultrasons du CBD, le rendement du cannabidiol a été amélioré, ce qui présente une valeur d'application élevée. La teneur en CBD de différentes parties du chanvre de Daqing a été étudiée, fournissant une base théorique pour l'extraction du CBD du chanvre et l'utilisation complète du chanvre, et promouvant le développement de l'industrie du chanvre.

Cette étude a utilisé des feuilles de chanvre comme matériel expérimental et a établi une méthode simple et rapide de détection par CLHP du cannabidiol dans les feuilles de chanvre en utilisant la colonne Agilent HC-C18. La méthode est très sensible, simple et facile à mettre en œuvre, et les résultats sont précis et fiables. Par rapport à la méthode en phase liquide du cannabidiol établie par Chen et al, qui atteint son pic après 9 minutes, cette méthode en phase liquide a un temps de pic plus rapide de 7-8 minutes, un excellent effet de séparation et une forme de pic idéale ; par rapport à Xie et al, le taux de récupération moyen de la méthode en phase liquide établie dans cette étude était de 97,49% (RSD de 0,45%), avec un taux de récupération de 91,2% à 97,6% (RSD de 3,0%). Cette méthode présente une bonne stabilité et une bonne répétabilité et permet de détecter efficacement la teneur en cannabidiol du chanvre. Elle convient à l'analyse quantitative du cannabidiol et offre une garantie fiable pour l'évaluation de la qualité du chanvre.
Sur la base d'une analyse à facteur unique, les conditions optimales du processus d'extraction assistée par ultrasons du cannabidiol des feuilles de chanvre ont été obtenues en utilisant la méthodologie de surface de réponse Box Behnken Design : le méthanol a été utilisé comme solvant d'extraction, le rapport solide-liquide était de 1:22 (g/mL), la puissance d'extraction était de 320W, la température d'extraction était de 81 ℃, et la durée d'extraction était de 26min. Dans ces conditions, la teneur en cannabidiol était de 79,53 ± 0,26 mg/g. Par rapport à la recherche de Yan et al., d'autres études spécifiques ont été menées sur les conditions d'extraction par ultrasons, y compris la puissance d'extraction, le rapport matériau d'extraction/liquide et la température d'extraction, afin de clarifier et de compléter les conditions d'extraction assistée par ultrasons du cannabidiol à partir du chanvre. Comparée à l'étude de Hao et al. sur l'extraction du cannabidiol à l'aide de la technologie du reflux chaud pendant 3 fois toutes les 2 heures, la méthode utilisée dans cette étude nécessite moins de temps et consomme moins de solvant pour obtenir la même quantité de cannabidiol. Les conditions optimales d'extraction obtenues dans cette expérience ont, dans une certaine mesure, raccourci la durée d'extraction, évité l'impact de l'extraction à long terme sur les ingrédients actifs et amélioré la quantité et l'efficacité de l'extraction du cannabidiol.
La méthode de chromatographie liquide à haute performance établie par notre institut de recherche a été utilisée pour déterminer la teneur en cannabidiol dans diverses parties de variétés de chanvre cultivées à Daqing, Heilongjiang. La teneur en cannabidiol était la plus élevée dans les feuilles tendres, suivies par les feuilles entières, les vieilles feuilles, les graines et les tiges, et la plus faible dans les racines. Les résultats de la recherche peuvent fournir des données pour l'extraction du cannabidiol du chanvre et pour le développement et l'utilisation de produits de chanvre à haute valeur ajoutée.