Image default
Ιατρικά

Πλήρους φάσματος εκχύλισμα με διαλύτη

Η συμπυκνωμένη ρητίνη κάνναβης, καθώς και τα απομονωμένα αποστάγματα THC, CBD, τερπενίων και άλλων κανναβινοειδών, λειτουργούν ως πολύτιμο εργαλείο στον ιατρικό κόσμο, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να διαμορφώνουν προϊόντα με ακριβείς δοσολογίες για τους ασθενείς, σε βολικά βρώσιμες μορφές. Καθώς η φαρμακευτική κάνναβη αποκτά αποδοχή για την αποτελεσματικότητά της, η ζήτηση για αποστάγματα πολλών ποικιλιών θα αυξηθεί. Όμως δεν είναι ίσες όλες οι διαδικασίες εκχύλισης. Σε αυτή τη συνεχιζόμενη στήλη, θα διερευνήσουμε σε βάθος τα διάφορα είδη εκχυλισμάτων, τις μεθοδολογίες και την επιστήμη πίσω από αναδυόμενες και παραδοσιακές τεχνολογίες εκχύλισης.

 

Εκχύλισμα Πλήρους Φάσματος έναντι Αποστάγματος

 

Στον κόσμο της ιατρικής κάνναβης, το «εκχύλισμα πλήρους φάσματος» ή το FSE αναφέρεται απλώς σε συμπυκνωμένη ρητίνη κάνναβης. Η εκχύλιση γίνεται με σκοπό να διατηρηθούν άθικτα όλα τα κανναβινοειδή και τα τερπένια που βρίσκονται στην αρχική ρητίνη. Το FSE μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας αποκλειστικά μια ποικιλία κάνναβης ή ένα μείγμα από ποικιλίες, όπως ακριβώς ο καφές ή το κρασί. Αρκετές μελέτες έχουν πρόσφατα αποκαλύψει, ότι τα εκχυλίσματα πλήρους φάσματος είναι πιο αποτελεσματικά στην ανακούφιση ορισμένων συμπτωμάτων, από τις θεραπείες που βασίζονται σε μεμονωμένες ενώσεις (για παράδειγμα μόνο η THC ή η CBD) [1] [2]. Η μαρτυρία των ασθενών υποστηρίζει επίσης αυτό το φαινόμενο, το οποίο οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οφείλεται τόσο στην παρουσία περισσότερων φαρμακευτικών χημικών ουσιών όσο και στην ωφέλιμη συνεργική αλληλεπίδραση των χημικών ουσιών, η οποία ονομάζεται φαινόμενο Συνδυαστικής Επίδρασης ή συνέργειας.

 

Συνήθως, η ρητίνη κάνναβης περιέχει περίπου 113 διαφορετικά κανναβινοειδή και εκατοντάδες διαφορετικά τερπένια. Προκειμένου να παραχθεί ένα “απομονωμένο απόσταγμα” μιας συγκεκριμένης ένωσης που βρίσκεται στη ρητίνη, το FSE χρησιμοποιείται ως υλικό έναρξης και λαμβάνεται μέσω μιας μικρής διαδικασίας απόσταξης βραχείας διαδρομής ή εκχύλισης μέσω μεμβράνης. Μια τεχνική που ονομάζεται Διαχωριστική Φυγοκεντρική Χρωματογραφία, μπορεί να απομονώσει ορισμένα από τα λιγότερο γνωστά κανναβινοειδή, που βρίσκονται σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, για επιστημονική έρευνα. Αυτό το μήνα εστιάζουμε στις μεθόδους απόκτησης του FSE, χρησιμοποιώντας διαλύτες. Οποιοδήποτε από τα εκχυλίσματα FSE που παράγονται με αυτές τις μεθόδους, καθώς και με εκχύλιση Supercritical CO2, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό εκκίνησης για την απόσταξη THC, CBD, CBG, d-limonene, α-pinene κλπ. Μια μελλοντική έκδοση του “Όλα για την Εκχύλιση” θα επικεντρωθεί  στην  παραγωγή  αποσταγμάτων  από  διάφορα “ακατέργαστα” εκχυλίσματα.

 

Με Διαλύτες ή Χωρίς

 

Πολλοί διαλύτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκχύλιση των φαρμακευτικών ενώσεων από την κάνναβη. Παρακάτω, θα εξετάσουμε τους υδρογονάνθρακες και τους διαλύτες αιθανόλης και θα κρατήσουμε το πλούσιο θέμα της χρήσης του Supercritical CO2 ως διαλύτη, για τη δική του σε βάθος εξέταση σε ένα μελλοντικό άρθρο. Οι χημικές ιδιότητες μιας ουσίας, καθορίζουν πόσο αποδοτικά εκχυλίζει τις επιθυμητές ενώσεις, καθώς και τις δυνητικά ανεπιθύμητες. Ένας διαλύτης, αποδομεί τη φυτική ρητίνη, που συνδέεται με τα κανναβινοειδή και τα τερπένια καθώς και άλλες ενώσεις που περιέχονται στη ρητίνη, όπως κηρούς, λιπίδια και χλωροφύλλη. Ένας “πολικός” διαλύτης, ο οποίος έχει μια ανομοιόμορφη κατανομή ηλεκτρονίων, προσελκύει ενώσεις που είναι επίσης πολικές και ένας “μη πολικός” διαλύτης, με μια πιο συμμετρική κατανομή ηλεκτρονίων, συνδέεται ευκολότερα με μόρια που είναι επίσης μη-πολικά. Τα κανναβινοειδή και τα τερπένια είναι μεγάλα οργανικά μόρια, τα οποία έχουν μερικές πολικές ομάδες, αλλά περιέχουν και πολλούς συμμετρικούς δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου, που είναι μη-πολικοί. Οι μη πολικές αλληλεπιδράσεις τείνουν να κυριαρχούν με βάση το μέγεθος των μορίων.

 

Η εκχύλιση που γίνεται χωρίς διαλύτες, μπορεί να χρησιμοποιεί είτε τεχνικές με ξηρής εκχύλισης κόσκινα, πιεστήρες, είτε με βάση το νερό, συμπεριλαμβανομένης της ανάδευσης σε μικροκύματα και υπέρηχους. Καμία από τις στοχευόμενες ενώσεις στη ρητίνη της κάνναβης δεν διαλύεται σε νερό, επομένως δεν θεωρείται διαλύτης. Το νερό είναι εξαιρετικά πολικό και οι φαρμακευτικές ενώσεις στην κάνναβη είναι, ως επί το πλείστον, μη-πολικές, με ελάχιστη μόνο πολικότητα. Στο τεύχος του επόμενου μήνα, θα συζητήσουμε τις τεχνικές εξαγωγής χωρίς διαλύτες, από τις παραδοσιακές χειροποίητες μεθόδους μέχρι τις τελευταίες τεχνολογίες.

 

Εκχύλιση με Υδρογονανθράκα

 

Μια δημοφιλής μέθοδος εκχύλισης είναι η χρήση διαλύτη υδρογονάνθρακα, όπως προπάνιο, βουτάνιο ή εξάνιο ή ένας συνδυασμός αυτών. Οι ενώσεις αυτές αποτελούνται εξ ολοκλήρου από συμμετρικούς δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου, είναι εξαιρετικά μη πολικές και συνδέονται εύκολα με THC, CBD, τερπένια και άλλα κανναβινοειδή. Επίσης δεσμεύονται με τις όξινες μορφές των κανναβινοειδών, όπως η ΤΗΑCΑ ή CBDA, που είναι παρόντα σε υψηλή συγκέντρωση σε πρόσφατα συγκομισθέν υλικό, αν και όχι τόσο αποτελεσματικά όσο η αιθανόλη. Οι υδρογονάνθρακες έχουν πολύ χαμηλά σημεία βρασμού και είναι συνήθως σε αέρια μορφή σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση, πράγμα που σημαίνει ότι είναι εξαιρετικά επιρρεπείς στην καύση όταν εκτίθενται σε θερμότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κάποιος πρέπει πάντα να εκτελεί την εξαγωγή, χρησιμοποιώντας ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος σε εργαστήριο με ενεργό απαγωγό αερίων, χωρίς πηγές θερμότητας ή σπινθήρες.

 

Ο υγρός υδρογονάνθρακας, υπό πίεση και ψύξη, εγχέεται μέσω του φυτικού υλικού διαλύοντας τη ρητίνη. Το διάλυμα στη συνέχεια φιλτράρεται μέσω μιας μικρο-σίτας,  πριν περάσει από αντλία απορρόφησης ατμού, η οποία συλλέγει και συμπυκνώνει τον διαλύτη υδρογονάνθρακα, για επαναχρησιμοποίηση. Το προκύπτον έλαιο τοποθετείται σε συσκευή εξάτμισης για περαιτέρω απομάκρυνση του διαλύτη: φούρνο υπό κενό ή περιστροφικό εξατμιστήρα ή φίλτρο εξάτμισης λεπτού υμένα (FFE).

 

Ψύχρανση (Winterization)

 

Επειδή τα λιπίδια και οι κηροί είναι επίσης μη πολικοί, εξάγονται επίσης από τους υδρογονάνθρακες, μαζί με τα κανναβινοειδή και τα τερπένια, έτσι το προκύπτον συμπύκνωμα δεν είναι μια ξεκάθαρη ουσία. Συνήθως μοιάζει και αναφέρεται ως “κερί” (όπως το “βούτυρο”). Η χλωροφύλλη επίσης εκχυλίζεται ήπια, επειδή έχει μια μη πολική υδρογονανθρακική ουρά, ενδεχομένως συμβάλλοντας στο χρωματισμό του εκχύλισματος σε ελαφρά πράσινο ή σκούρο χρώμα. Για να επιτευχθεί ένα καθαρό, ανοιχτόχρωμο συμπύκνωμα, το εκχύλισμα υποβάλλεται σε μια πρόσθετη διαδικασία που ονομάζεται “Winterization”. Κατ ‘αρχάς, ο κηρός ή ο κορμός τοποθετείται σε λουτρό αιθανόλης, κατάλληλο για τρόφιμα, σε θερμοκρασία δωματίου. Καθώς το λουτρό αλκοόλης ψύχεται μεταξύ -50 και -80 ° C, τα κεριά, τα λιπίδια και η χλωροφύλλη στερεοποιούνται στην ψυχρή αιθανόλη ενώ το THC, τα κανναβινοειδή και τα τερπένια παραμένουν σε υδαρή ή ρευστή μορφή. Αυτή η διαδικασία συνήθως διαρκεί 24-48 ώρες. Το διάλυμα στη συνέχεια τοποθετείται μέσα σε  ένα μικρο-φίλτρο, επιτρέποντας να περάσει μόνο η αιθανόλη, η THC, τα κανναβινοειδή και τα τερπένια, φιλτράροντας τις παγωμένες στερεές ενώσεις. Το διηθημένο διάλυμα στη συνέχεια τοποθετείται μέσα σε περιστροφικό εξατμιστήρα ή FFE για να απομακρυνθεί ο υπόλοιπος διαλύτης αιθανόλης.

 

Κρυογονική Εκχύλιση Αιθανόλης (CEE)

 

Η αιθυλική αλκοόλη ή αιθανόλη (C2O5OH), έχει χρησιμοποιηθεί ιστορικά ως αποτελεσματικός διαλύτης για την παραγωγή βαμμάτων και ελαίων κάνναβης. Η χημική δομή της αιθανόλης την καθιστά μοναδικό διαλύτη, ικανό να δεσμεύεται τόσο σε πολικές όσο και σε μη πολικές ενώσεις, επειδή περιέχει τόσο πολική υδροξυλο-ομάδα (ΟΗ), όσο και μη-πολική αιθυλική υδρογονανθρακική ομάδα. Επειδή πρόκειται για ένα μικρό μόριο, οι πολικές και μη πολικές ικανότητες του διαλύτη, έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Ο επιστημονικός πειραματισμός δείχνει ότι η αιθανόλη και άλλες αλκοόλες εκχυλίζουν τα THC, CBD, THCA, CBDA, τερπένια και άλλα κανναβινοειδή και φλαβονοειδή αποτελεσματικότερα από τους διαλύτες υδρογονανθράκων [3].

 

Με σημείο βρασμού πολύ υψηλότερο από τους περισσότερους υδρογονάνθρακες βραχείας αλυσίδας (78,37 C σε σύγκριση με το βουτάνιο στους -1 C), ο κίνδυνος πτητικών εκρήξεων με χρήση αιθανόλης είναι πολύ χαμηλός. Ωστόσο, σε θερμοκρασίες δωματίου, τα κεριά, τα λιπίδια και ειδικά η χλωροφύλλη και άλλες φυτικές χρωστικές ουσίες διαλύονται πολύ πιο εύκολα στην αιθανόλη, παρά σε μη-πολικούς διαλύτες υδρογονάνθρακα, αποδίδοντας ένα σκοτεινό ή πράσινο χρώμα στο συμπύκνωμα.

 

Η πρόσφατα αναπτυχθείσα Κρυογονική Εκχύλιση Αιθανόλης, περιλαμβάνει τη μείωση της θερμοκρασίας της αιθανόλης σε μεταξύ -60 και -80 ° C και στη συνέχεια την έγχυση του ψυχρού υγρού πάνω στο φυτικό υλικό. Η υπερ-ψυχρή αιθανόλη εξακολουθεί να προσελκύει κανναβινοειδή, τερπένια και άλλες φαρμακευτικές ενώσεις, ωστόσο τα λιπίδια, τα κεριά και οι χρωστικές ουσίες, όπως η χλωροφύλλη, στερεοποιούνται και είναι  πολύ πιο δύσκολο να εξαχθούν. Συνεπώς, το κρυογονικά επεξεργασμένο εκχύλισμα αιθανόλης, δεν απαιτεί το δεύτερο στάδιο “winteraization” για να παράγει ένα καθαρό, εκχύλισμα γνωστό ως shatter.

 

Η πλέον αποδοτική τεχνολογία της CEE είναι ένα σύστημα κλειστού κυκλώματος, στο οποίο εκρήγνυνται διαδοχικές ποσότητες αιθανόλης υπό πίεση, πάνω στο φυτικό υλικό σε θάλαμο κενού. Οι εκρήξεις επαναλαμβάνονται αρκετές φορές στο ίδιο υλικό, με αποτέλεσμα την αποδοτικότητα εκχύλισης (EE) 96-98%, της THC που περιέχεται στο αποθεματικό υλικό, με αυτή τη μέθοδο [4]. Αν και αυτή είναι η υψηλότερη απόδοση εκχύλισης THC από όλες τις γνωστές μεθόδους, το σύστημα συμπεριφέρεται έτσι, ώστε όσο αυξάνει η απόδοση της εκχύλισης, τόσο περισσότερο χλωροφύλλη υπάρχει και συνεπώς η φαρμακευτική καθαρότητα του προϊόντος μειώνεται. Οι επιστήμονες συνεχίζουν να εργάζονται για τη βελτίωση αυτής της κρίσιμης πτυχής της διαδικασίας. Η αιθανόλη ανακτάται και καθαρίζεται από το συμπύκνωμα, με τη χρήση ενός περιστροφικού εξατμιστήρα ή FFE.

 

Τόσο οι υδρογονάνθρακες όσο και η αιθανόλη, μπορούν να παράγουν υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα πλήρους φάσματος, διατηρώντας την κατά προσέγγιση σύνθεση κανναβινοειδών και τερπενίων που βρίσκονται στο αρχικό υλικό. Κάθε διαλύτης έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του, όπως συζητήθηκε. Οι πρόοδοι στην τεχνολογία και την καινοτομία συνεχίζουν να οδηγούν τους επιστήμονες της εκχύλισης στην αύξηση της καθαρότητας και της φαρμακευτικής ακρίβειας αυτών των πολύτιμων φαρμάκων.

 

από την Sama’a Djomehri

 

Αναφορές:

[1] Adv Pharmacol. 2017;80:67-134. doi: 10.1016/bs.apha.2017.03.004. Epub 2017 Jun 5.

Cannabis Pharmacology: The Usual Suspects and a Few Promising Leads.

Russo EB1, Marcu J2.

 

[2] Oncotarget. 2014 Aug; 5(15): 5852–5872.

Published online 2014 Jul 17. doi: 10.18632/oncotarget.2233

Cannabinoids as therapeutic agents in cancer: current status and future implications

Bandana Chakravarti,#1 Janani Ravi,#2 and Ramesh K. Ganju2

 

[3], https://blog.restek.com/?p=3018, August 3rd, 2011, Medical Marijuana Solvent Extraction Efficiency – Potency Determinations with GC-FID, Cochran, Jack and Rigdon, Amanda

 

[4] Capna Fabrications; https://prezi.com/view/jKFt7QeuW2TGSIJQqG4U/

 

Σχετικά Άρθρα

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Αποδοχή Περισσότερα..

Πολιτική απορρήτου και Cookies