Оптимизация процесса экстракции каннабидиола из листьев конопли с помощью метода поверхности отклика и распределение содержания в различных частях
Конопля (Cannabis sativa L.), также известная как китайская конопля, нитевидная конопля и т. д., - это однолетнее травянистое растение рода Cannabis семейства Moraceae. Основным действующим веществом конопли является каннабиноид. В настоящее время из растений рода конопли выделено более 110 природных каннабиноидов, среди которых тетрагидроканнабинол (ТГК) и каннабидиол (КБР) (см. структуру на рис. 1) являются двумя основными каннабиноидными активными ингредиентами конопли. Исследования показывают, что CBD обладает антиоксидантной активностью, седативным, антидепрессивным, противораковым, противоопухолевым, противовоспалительным, сосудорасширяющим и другими потенциальными эффектами и не оказывает галлюциногенного и вызывающего привыкание действия. Он стал новым препаратом для клинического лечения рака молочной железы и эпилепсии. В настоящее время во многих странах и регионах мира каннабидиол одобрен для использования в медицинских и пищевых целях.
Природный CBD имеет левостороннюю структуру, в то время как химически синтезированный CBD обычно представляет собой смесь 1:1 двух изомеров, левостороннего и правостороннего. Из-за схожих свойств их разделение очень сложно. Этапы химического синтеза громоздки и не позволяют эффективно получать биологически активные соединения со специфической структурой, а их стоимость высока. Поэтому извлечение каннабидиола из натуральных растений по-прежнему остается наиболее экономичным источником.
В настоящее время экстракция каннабидиола из конопли в основном основана на выщелачивании и горячем рефлюксе, и по-прежнему существуют такие проблемы, как длительное время и низкая эффективность метода обнаружения CBD; кроме того, необходимо срочно решить проблемы низкой эффективности экстракции, плохой стабильности и низкого содержания. Метод экстракции с помощью ультразвука, используемый в данной статье, обладает лучшей воспроизводимостью и более прост и удобен в эксплуатации, чем метод экстракции Сокслета. С постоянным расширением масштабов легализации выращивания конопли, исследования КБР также углубились, и понимание людьми эффективности и безопасности КБР значительно возросло. КБР также принесет большую пользу человечеству.
В данной статье в качестве объекта исследования взяты листья конопли и разработан простой, быстрый и точный метод ВЭЖХ-обнаружения. Этот метод имеет быстрое время пика для каннабидиола, хороший эффект и простое соотношение потоков; Используя метод экстракции с помощью ультразвука для получения натурального каннабидиола, изучая влияние различных факторов на содержание экстракта, и используя методологию поверхности отклика для оптимизации условий экстракции CBD с помощью ультразвука, выход каннабидиола был улучшен, что имеет высокую прикладную ценность. Также было изучено содержание CBD в различных частях конопли Daqing, что обеспечило теоретическую основу для извлечения CBD из конопли и комплексного использования конопли, а также способствовало развитию конопляной промышленности.

В данном исследовании в качестве экспериментального материала использовались листья конопли, и был разработан простой и быстрый метод ВЭЖХ-обнаружения каннабидиола в листьях конопли с использованием колонки Agilent HC-C18. Метод обладает высокой чувствительностью, прост и удобен в применении, а его результаты точны и надежны. По сравнению с жидкофазным методом определения каннабидиола, разработанным Ченом и др., который достигает пика через 9 минут, данный жидкофазный метод отличается более быстрым временем достижения пика - 7-8 минут, отличным эффектом разделения и идеальной формой пика; по сравнению с методом Се и др. средний коэффициент восстановления жидкофазного метода, разработанного в данном исследовании, составил 97,49% (RSD 0,45%), при этом коэффициент восстановления составил от 91,2% до 97,6% (RSD 3,0%). Этот метод обладает хорошей стабильностью и воспроизводимостью, и может эффективно определять содержание каннабидиола в конопле. Он подходит для количественного анализа каннабидиола и обеспечивает надежную гарантию для оценки качества конопли.
На основе однофакторного анализа были получены оптимальные условия процесса экстракции каннабидиола из листьев конопли при помощи ультразвука с использованием методики поверхности отклика Box Behnken Design: в качестве растворителя для экстракции использовался метанол, соотношение твердого вещества и жидкости составляло 1:22 (г/мл), мощность экстракции составляла 320 Вт, температура экстракции - 81 ℃, а время экстракции - 26 мин. При этих условиях содержание каннабидиола составило 79,53 ± 0,26 мг/г. По сравнению с исследованием Яна и др. были проведены дополнительные конкретные исследования условий ультразвуковой экстракции, включая мощность экстракции, соотношение экстрагируемого материала и жидкости и температуру экстракции, чтобы уточнить и дополнить условия экстракции каннабидиола из конопли с помощью ультразвука. По сравнению с исследованием Хао и др. по экстракции каннабидиола с использованием технологии горячего рефлюкса 3 раза каждые 2 часа, метод, используемый в данном исследовании, требует меньше времени и потребляет меньше растворителя для получения того же количества каннабидиола; по сравнению с исследованием Гао и др. время экстракции короче, а при оптимальных условиях процесса количество экстрагированного каннабидиола также выше. Оптимальные условия процесса экстракции, полученные в данном эксперименте, в некоторой степени сократили время экстракции, позволили избежать влияния длительной экстракции на активные ингредиенты, а также повысили количество и эффективность экстракции каннабидиола.
Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, разработанный нашим исследовательским институтом, был использован для определения содержания каннабидиола в различных частях культивируемых сортов конопли в Дацине, Хэйлунцзян. Содержание каннабидиола было самым высоким в нежных листьях, затем в целых листьях, старых листьях, семенах и стеблях, и самым низким в корнях. Результаты исследования могут предоставить данные для извлечения каннабидиола из конопли и дальнейшего развития и использования продуктов из конопли с высокой добавленной стоимостью.