Valorizzazione del CBD-canapa attraverso la distillazione per fornire olio essenziale e un profilo migliore dei cannabinoidi

 

Astratto

La canapa (Cannabis sativa L.) sintetizza e accumula una serie di metaboliti secondari come terpeni e cannabinoidi. Si depositano per lo più sotto forma di resina nei tricomi ghiandolari che si trovano sulle foglie e, in larga misura, sulle brattee dei fiori. Negli ultimi anni, la canapa per la produzione di sostanze chimiche di alto valore è diventata una delle principali materie prime negli Stati Uniti e in tutto il mondo. L'ipotesi era che la valorizzazione della biomassa di canapa potesse essere ottenuta attraverso la distillazione e l'approvvigionamento di due prodotti di alto valore: l'olio essenziale (EO) e i cannabinoidi. Inoltre, l'ipotesi secondaria era che il processo di distillazione decarbossilasse i cannabinoidi, migliorando così la composizione dei cannabinoidi della biomassa di canapa estratta. Pertanto, questo studio ha chiarito l'effetto della distillazione a vapore sui cambiamenti nel contenuto e nel profilo compositivo dei cannabinoidi nella biomassa estratta. I ceppi di canapa CBD biologici certificati (chemovar, varietà) Red Bordeaux, Cherry Wine e Umpqua (fiori e alcune foglie superiori) e un ceppo T&H che includeva biomassa vegetale intera tritata, sono stati sottoposti a distillazione a vapore, e l'EO e il profilo dei cannabinoidi sono stati analizzati rispettivamente mediante gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) e HPLC. La distillazione della canapa ha provocato un'apparente decarbossilazione e conversione dei cannabinoidi nella biomassa distillata. Lo studio ha dimostrato un metodo semplice per la valorizzazione del CBD-canapa attraverso la produzione di due sostanze chimiche di alto valore, ovvero l'EO e i cannabinoidi con un profilo migliorato attraverso la conversione dell'acido cannabidiolico (CBD-A) in cannabidiolo (CBD), dell'acido cannabicromenico (CBC-A) in cannabicromene (CBC), dell'acido cannabidivarinico (CBDV-A) in cannabidivarina (CBDV), dell'acido cannabigerolico (CBG-A) in cannabigerolo (CBG) e dell'acido δ-9-tetraidrocannabinolico (THC-A) in δ-9-tetraidrocannabinolo (THC). Inoltre, la biomassa distillata conteneva CBN, mentre quella non distillata no. La distillazione ha migliorato il profilo dei cannabinoidi; ad esempio, la biomassa di canapa distillata aveva 3,4 volte più CBD nella varietà Red Bordeaux, 5,6 volte in Cherry Wine, 9 volte nella varietà Umpqua e 6 volte in T&H rispetto ai campioni originali non distillati, rispettivamente. La maggior parte dei cannabinoidi è rimasta nella biomassa distillata e piccole quantità di CBD sono state trasferite all'EO. La concentrazione di CBD nell'EO era la seguente: 5,3% nell'EO di Umpqua, 0,15% nell'EO di Cherry Wine e Red Bordeaux e 0,06% nell'EO di T&H. I 3 principali costituenti dell'EO erano simili ma in rapporto diverso; mircene (23,2%), (E)-cariofillene (16,7%) e selina-3,7(11)-diene (9,6%) nel vino di ciliegie; (E)-cariofillene (~ 20%), mircene (16,6%), selina-3,7(11)-diene (9,6%), α-umulene (8,0%) nel Rosso Bordeaux; (E)-cariofillene (18,2%), guaiolo (7,0%), 10-epi-γ-eudesmolo (6,9%) in Umpqua; e (E)-cariofillene (30,5%), α-umulene (9,1%) e (E)-α-bisabolene (6,5%) in T&H. Inoltre, la distillazione ha ridotto il THC totale nella biomassa distillata. Le analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) hanno rivelato che la maggior parte dei tricomi ghiandolari nella biomassa distillata non sono stati disturbati (sono rimasti intatti); Ciò suggerisce la possibilità di evaporazione dei terpeni attraverso la membrana epidermica che copre i tricomi ghiandolari lasciando i cannabinoidi nei tricomi. Questo spiega il fatto che la distillazione ha portato all'estrazione dei terpeni mentre i cannabinoidi sono rimasti nel materiale distillato.