Name: ultrasonic-assisted extraction of cannabidiolic acid from cannabis biomass
Uploaded: 2022-05-27T13:30:00
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Diese Forschung wurde vom Institute of Cannabis Research an der Colorado State University-Pueblo, dem von der koreanischen Regierung finanzierten Zuschuss der Korea Innovation Foundation (MSIT) (2021-DD-UP-0379) und Chuncheon City (Hemp R&D and industrialization, 2020-2021) unterstützt.

1. Aufbereitung von Pflanzenmaterial
<ol><li>Erhalten Sie Kirschweinblütenstände von Pflanzen, die auf dem Feld angebaut werden, gepflanzt in einer Süd-Nord-Konfiguration, mit Pflanzen 1 m voneinander entfernt in der Mitte und Reihen 1,2 m voneinander entfernt (Anbau in Longmont, Colorado, USA).</li>
	<li>Die Blütenstände 48 h lang bei 35 °C an der Luft trocknen. Schleifen Sie die Blütenstände mit einer Schleifmaschine, die auf 177 μm eingestellt ist.</li>
	<li>Führen Sie das pulverisierte Ma...

<ol>
	<li>Hemphill, J. K., Turner, J. C., Mahlberg, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cannabinoid+content+of+individual+plant+organs+from+different+geographical+strains+of+Cannabis+sativa+L.">Cannabinoid content of individual plant organs from different geographical strains of Cannabis sativa L.</a> Journal of Natural Products. 43 (1), 112-122 (1980).</li><li>Baldino, L., Scognamiglio, M., Reverchon, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluid+technologies+applied+to+the+extraction+of+compounds+of+industrial+interest+from+Cannabis+sativa+L.+and+to+their+pharmaceutical+formulations:+A+review.">Supercritical fluid technologies applied to the extraction of compounds of industrial interest from Cannabis sativa L. and to their pharmaceutical formulations: A review.</a> Journal of Supercritical Fluids. 165, 104960 (2020).</li><li>Daniel, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+extraction+strategies+using+CO2+and+ethanol+to+obtain+cannabinoid+compounds+from+cannabis+hybrid+flowers.">Supercritical extraction strategies using CO2 and ethanol to obtain cannabinoid compounds from cannabis hybrid flowers.</a> Journal of CO2 Utilization. 30, 241-248 (2019).</li><li>Azmir, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+extraction+of+bioactive+compounds+from+plant+materials:+A+review.">Techniques for extraction of bioactive compounds from plant materials: A review.</a> Journal of Food Engineering. 117 (4), 426-436 (2013).</li><li>Ohl, C. D., Kurz, T., Geisler, R., Lindau, O., Lauterborn, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bubble+dynamics,+shock+waves+and+sonoluminescence.">Bubble dynamics, shock waves and sonoluminescence.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 357 (1751), 269-294 (1999).</li><li>Castro-Puyana, M., Marina, M. L., Plaza, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+as+green+extraction+solvent:+Principles+and+reasons+for+its+use.">Water as green extraction solvent: Principles and reasons for its use.</a> Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 5, 31-36 (2017).</li><li>Herrera, M. C., De Castro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-assisted+extraction+of+phenolic+compounds+from+strawberries+prior+to+liquid+chromatographic+separation+and+photodiode+array+ultraviolet+detection.">Ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from strawberries prior to liquid chromatographic separation and photodiode array ultraviolet detection.</a> Journal of Chromatography A. 1100 (1), 1-7 (2005).</li><li>Mason, T. J., Paniwnyk, L., Lorimer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+uses+of+ultrasound+in+food+technology.">The uses of ultrasound in food technology.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 3 (3), 253-260 (1996).</li><li>Soares, V. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+assisted+maceration+for+improving+the+aromatization+of+extra-virgin+olive+oil+with+rosemary+and+basil.">Ultrasound assisted maceration for improving the aromatization of extra-virgin olive oil with rosemary and basil.</a> Food Research International. 135, 109305 (2020).</li><li>Kshitiz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+assisted+extraction+(UAE)+of+bioactive+compounds+from+fruit+and+vegetable+processing+by-products:+A+review.">Ultrasound assisted extraction (UAE) of bioactive compounds from fruit and vegetable processing by-products: A review.</a> Ultrasinics Sonochemistry. 70, 105325 (2017).</li><li>Mudge, E. M., Murch, S. J., Brown, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leaner+and+greener+analysis+of+cannabinoids.">Leaner and greener analysis of cannabinoids.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 409 (12), 3153-3163 (2017).</li><li>De Vita, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+different+methods+for+the+extraction+of+cannabinoids+from+cannabis.">Comparison of different methods for the extraction of cannabinoids from cannabis.</a> Natural Product Research. 34 (20), 2952-2958 (2020).</li><li>Ro&#382;anc, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+Cannabis+sativa+extraction+methods+result+in+different+biological+activities+against+a+colon+cancer+cell+line+and+healthy+colon+cells.">Different Cannabis sativa extraction methods result in different biological activities against a colon cancer cell line and healthy colon cells.</a> Plants. 10 (3), 566 (2021).</li><li>Kar&#287;ili, U., Ayta&#231;, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluid+extraction+of+cannabinoids+(THC+and+CBD)+from+four+different+strains+of+cannabis+grown+in+different+regions.">Supercritical fluid extraction of cannabinoids (THC and CBD) from four different strains of cannabis grown in different regions.</a> The Journal of Supercritical Fluids. 179, 105410 (2022).</li><li>Sushma, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+ultrasound-assisted+extraction+(UAE)+process+for+the+recovery+of+bioactive+compounds+from+bitter+gourd+using+response+surface+methodology+(RSM).">Optimization of ultrasound-assisted extraction (UAE) process for the recovery of bioactive compounds from bitter gourd using response surface methodology (RSM).</a> Food and Bioproducts Processing. 120, 120-122 (2022).</li><li>David, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potency+of+&#916;9-THC+and+Other+Cannabinoids+in+Cannabis+in+England+in+2005:+Implications+for+Psychoactivity+and+Pharmacology.">Potency of &#916;9-THC and Other Cannabinoids in Cannabis in England in 2005: Implications for Psychoactivity and Pharmacology.</a> Journal of Forensic Sciences. 11, 129 (2008).</li><li>Agarwal, C., M&#225;th&#233;, K., Hofmann, T., Cs&#243;ka, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-assisted+extraction+of+cannabinoids+from+Cannabis+Sativa+L.+optimized+by+response+surface+methodology.">Ultrasound-assisted extraction of cannabinoids from Cannabis Sativa L. optimized by response surface methodology.</a> Journal of Food Science. 83 (3), 700-710 (2018).</li><li>Oroian, M., Ursachi, F., Dranca, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+ultrasonic+amplitude,+temperature,+time+and+solvent+concentration+on+bioactive+compounds+extraction+from+propolis.">Influence of ultrasonic amplitude, temperature, time and solvent concentration on bioactive compounds extraction from propolis.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 64 (2020), 105021 (2020).</li><li>Garrett, E. R., Hunt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiochemical+properties,+solubility,+and+protein+binding+of+&#916;9-tetrahydrocannabinol.">Physiochemical properties, solubility, and protein binding of &#916;9-tetrahydrocannabinol.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 63 (7), 1056-1064 (1974).</li><li>Metcalf, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Abstracts.">Chemical Abstracts.</a> United States patent. , (2020).</li><li>Lazarjani, M. P., Young, O., Kebede, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+and+extraction+methods+of+medicinal+cannabis:+a+narrative+review.">Processing and extraction methods of medicinal cannabis: a narrative review.</a> Journal of Cannabis Research. 3 (1), 1-15 (2021).</li><li>Lewis-Bakker, M. M., Yang, Y., Vyawahare, R., Kotra, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extractions+of+medical+cannabis+cultivars+and+the+role+of+decarboxylation+in+optimal+receptor+responses.">Extractions of medical cannabis cultivars and the role of decarboxylation in optimal receptor responses.</a> Cannabis and Cannabinoid Research. 4 (3), 183-194 (2019).</li><li>Brighenti, V., Pellati, F., Steinbach, M., Maran, D., Benvenuti, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+new+extraction+technique+and+HPLC+method+for+the+analysis+of+non-psychoactive+cannabinoids+in+fibre-type+Cannabis+sativa+L.(hemp).">Development of a new extraction technique and HPLC method for the analysis of non-psychoactive cannabinoids in fibre-type Cannabis sativa L.(hemp).</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 143, 228-236 (2017).</li><li>. FDA Available from: <a target="_blank" href="https://www.cfsanappsexternal.fda.gov/scripts/fdcc/?set=SCOGS">https://www.cfsanappsexternal.fda.gov/scripts/fdcc/?set=SCOGS</a> (2021)</li><li>Rae, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+ultrasound+induced+cavitation+bubble+temperatures+in+aqueous+solutions.">Estimation of ultrasound induced cavitation bubble temperatures in aqueous solutions.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 12, 325-329 (2005).</li><li>Moreno, T., Montanes, F., Tallon, S. J., Fenton, T., King, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+cannabinoids+from+hemp+(Cannabis+sativa+L.)+using+high+pressure+solvents:+An+overview+of+different+processing+options.">Extraction of cannabinoids from hemp (Cannabis sativa L.) using high pressure solvents: An overview of different processing options.</a> Journal of Supercritical Fluids. 161, 104850 (2020).</li><li>Zhang, Q. W., Lin, L. G., Ye, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+extraction+and+isolation+of+natural+products:+a+comprehensive+review.">Techniques for extraction and isolation of natural products: a comprehensive review.</a> Chinese Medicine. 13 (20), 1-26 (2018).</li><li>Fathordoobady, F., Singh, A., Kitts, D. D., Singh, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemp+(Cannabis+sativa+L.)+extract:+Anti-microbial+properties,+methods+of+extraction,+and+potential+oral+delivery.">Hemp (Cannabis sativa L.) extract: Anti-microbial properties, methods of extraction, and potential oral delivery.</a> Food Reviews International. 35 (7), 664-684 (2019).</li></ol>

Die Polarität eines Lösungsmittels spielt eine entscheidende Rolle bei der effektiven Extraktion von Verbindungen. Da saure Cannabinoide leicht polar sind, was zum großen Teil auf den Carbonsäureanteil zurückzuführen ist, wurde angenommen, dass ein polares Lösungsmittel wie Methanol oder Ethanol am effektivsten wäre. Garrett und Hunt19 zeigten in ihrer Studie mit THC, dass die Löslichkeit in wässrigem Ethanol auf prozentualem Ethanol in der Lösung und der Ionenstärke der Lösung basier...

Industriehanf (Cannabis spp.) produziert saure Cannabinoide in verschiedenen Pflanzengeweben (Blüten, Blätter und Stängel), wobei die höchste Konzentration in der Blütegefunden wird 1. Die Cannabisindustrie verwendet mehrere Methoden, um diese Verbindungen zu extrahieren. Eine solche Methode ist die Lösungsmittelextraktion, bei der ein unpolares und/oder polares Lösungsmittel verwendet wird, von dem Ethanol am häufigsten verwendet wird. Die Lösungsmittelextraktion allein ist jedoch in ihrer Fähigkeit begrenzt; Daher sind augmentative Extraktionstechniken wie die mikrowellengestützte Extraktion (MAE) und die ultraschallgestützte Extraktion (VAE) darauf ausgelegt, die Ausbeute zu erhöhen. Darüber hinaus kann hochkonzentriertes Cannabidiol (CBD) mit überkritischen Fluidtechnologienextrahiert werden 2.
Die Extraktion ist ein dynamischer Prozess, und mehrere Faktoren beeinflussen seine Effizienz, nämlich Feuchtigkeitsgehalt, Partikelgröße und Lösungsmittel3. Insbesondere für die VAE-Technik wird die Effizienz durch Temperatur, Druck, Frequenz und Zeit4 bestimmt.
Die ultraschallgestützte Extraktion ist der Prozess, bei dem Ultraschallwellen durch eine Flüssigkeit geleitet werden, um Partikel zu rühren. Während des Rührprozesses erfahren Pflanzenmaterialien akustische Kavitation, Kompressions- und Expansionszyklen, die Blasen bilden, die in Lösung kollabieren, was zur Erzeugung extremer Temperaturen und Drückeführt 5. Die Druck- und Temperaturänderungen verändern die physikalischen Eigenschaften der Lösungsmittel, was zu einer erhöhten Wirksamkeit der Extraktionführen kann 6. Darüber hinaus kann die Kavitation molekulare Wechselwirkungen stören, die dazu führen, dass organische und anorganische Verbindungen aus der Pflanzenmatrixausgelaugt werden 7. Der Prozess beinhaltet zwei Haupttypen von physikalischen Phänomenen: (1) Diffusion über die Zellwand und (2) Spülen des Zellinhalts nach dem Durchbrechen der Wand8. Die Verwendung der VAE ist jedoch nicht ohne Fallstricke; Es gibt mehrereBerichte, dass VAE Verbindungen 9,10 abbauen können. Darüber hinaus liegen die an den Kavitationsstellen erzeugten Temperaturen über denen, die für die Decarboxylierung von Cannabinoiden erforderlich sind. Mudge et al.11 verwendeten jedoch die VAE und beobachteten keine große Decarboxylierung von CBD oder Tetrahydrocannabinol (THC), wodurch gezeigt wurde, dass die VAE eine effiziente und umweltfreundliche Methode für die Extraktion von Cannabinoiden sind, da sie mit geringer Energie schnell extrahiert werden können.
De Vita et al.12 untersuchten die Verwendung von MAE- und UAE-Methoden speziell und fanden heraus, dass die VAE bei der Anwendung der optimalen Bedingungen für jede Methode mehr von dem sauren und neutralen CBD und THC extrahierten, das im Pflanzenmaterial vorhanden ist. In ähnlicher Weise verglichen Rožanc et al.13 mehrere Extraktionsmethoden (VAE, Soxhlet, Mazeration und überkritische Flüssigkeit) und untersuchten die biologische Aktivität der Extrakte. Rožanc zeigte, dass alle Methoden bei der Extraktion von Cannabinoiden wirksam waren; Überkritische Flüssigkeit und VAE waren jedoch am effektivsten bei der Extraktion von Cannabidiolsäure (CBDA). Darüber hinaus hatte die VAE-Extraktion die höchste biologische Aktivität, wenn sie mit dem 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) -Assay gemessen wurde. Die Studie von Rožanc zeigte auch, dass, während die Extraktionsprozesse bei der Herstellung von Rohextrakten wirksam sind, es einen Teil der Nicht-Cannabinoid-Verbindungen gibt, die die biologische Aktivität der Extrakte beeinflussen. Darüber hinaus können diese Verbindungen die Isolierung und Reinigung einzelner Cannabinoidverbindungen aus den Rohextrakten erschweren13.
Techniken der überkritischen Flüssigkeitsextraktion (SFE) wurden verwendet, um neutrale Cannabinoide zu extrahieren. Mehrere Studien zeigten, dass SFE plus ein organisches Lösungsmittel wie Ethanol zu höheren Extraktionseffizienzen von neutralen Cannabinoiden führten 2,3. Als der Druck auf ein Niveau erhöht wurde, das in der Lage war, die sauren Cannabinoide zu extrahieren, stieg auch der Nicht-Cannabinoid-Gehalt an. Daher sind diese hohen Drücke für die industrielle Verarbeitung nicht praktikabel, da die Selektivität von SFE für Cannabinoide abnahm und eine zusätzliche Nachbearbeitung erforderlich ist. Folglich muss die Decarboxylierung vor der SFE durchgeführt werden, was zu Cannabinoidverlusten von bis zu 18%2 führen kann. Um die Effizienz in SFE zu erhöhen, wurde es mit Techniken wie der Festphasenextraktion kombiniert, um die Reinheit des endgültigen Extrakts14 zu erhöhen. Trotz der hohen Reinheit als Endprodukt werden jedoch nur neutrale Cannabinoide erhalten.
Traditionell wurden im analytischen Labor Cannabinoide in einem 9:1-Methanol:Chloroform-Gemisch extrahiert. Mudge et al.11 zeigten jedoch, dass eine effektive Extraktion mit einzelnen Lösungsmitteln durchgeführt werden kann, wenn VAE verwendet werden. Die Studie zeigte, dass 80% Methanol genauso wirksam war wie die traditionelle 9: 1-Methanol: Chloroform-Extraktion, was darauf hindeutet, dass umweltfreundlichere Lösungsmittel genauso wirksam sein können. Daher wurden die VAE auf ihre potenzielle Verwendung untersucht, da sie mehrere Vorteile haben, darunter niedrige Kapitalkosten, reduzierte Extraktionszeit und geringerer Energieverbrauch und Lösungsmittelvolumen. Im Falle der VAE können jedoch bei der Verwendung von polaren Lösungsmitteln Chlorophyll und andere Nicht-Cannabinoide extrahiert werden, was zu einem Problem in Farbe7 führen kann. Um das Potenzial für die Gewinnung saurer Cannabinoide im kommerziellen Maßstab zu untersuchen, wurden die Vereinigten Arabischen Emirate mit der industriellen Hanfsorte Cherry Wine eingesetzt. Cherry Wine ist eine Hybride aus C. sativa und C . indica, eine Kreuzung zwischen den Sorten The Wife und Charlotte's Cherries. Die Kirschweinsorte ist eine stark CBDA produzierende Sorte (15% bis 25% CBD) mit niedrigem Gehalt an Tetrahydrocannabinolsäure (THCA). Die Sorte ist eine C. indica-dominante Sorte, die 7 bis 9 Wochen Blütezeit hat.
Um das optimale VAE-Extraktionsprotokoll zu etablieren, wurden zwei Ansätze gewählt: die traditionelle OFT-Optimierung (One Factor at a Time) und ein Design of Experiment (DoE) -Ansatz unter Verwendung eines Central Composite Design (CCD)15. Für das DoE wurde die CBDA/CBD-Extraktion basierend auf dem Proben-/Lösungsmittelverhältnis, der Extraktionszeit und der Lösungsmittelkonzentration als Faktoren optimiert, und die resultierenden Daten wurden mittels Response Surface Methodology (RSM) analysiert. Zusammenfassend skizziert das beschriebene Protokoll die optimale Methode zur Extraktion der höchsten Menge an CBDA/CBD.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetonitrile</td>
			<td>J.K.Baker</td>
			<td>9017-88</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabichromene</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-143</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabidiol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-045</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabidiolic acid</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-144</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabidivarin</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-140</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabigerol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-141</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannabinol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>C-046</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Hanil Scientific Inc</td>
			<td>Supra 22K</td>
			<td>Centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cherry Wine hemp</td>
			<td>CFH, Ltd.</td>
			<td>-</td>
			<td>Flower extraction material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distilled water</td>
			<td>TEDIA</td>
			<td>WS2211-001</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>TEDIA</td>
			<td>ES1431-001</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>#2</td>
			<td>Filtering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grinder</td>
			<td>Daesung Artlon</td>
			<td>DA280-S</td>
			<td>Milling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC</td>
			<td>Shimadzu</td>
			<td>LC-10 system</td>
			<td>Analysis of Cannabinoid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>TEDIA</td>
			<td>MS1922-001</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minitab 16.2.0</td>
			<td>Minitab Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe filters</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>6779-1304</td>
			<td>Filtering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrocannabivarin</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-094</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>302031-1L</td>
			<td>HPLC flow solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Untrasonic bath</td>
			<td>Jinwoo</td>
			<td>4020P</td>
			<td>Ultrasonic extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zorbax Eclipse plus C18 HPLC column</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>9599990-902</td>
			<td>HPLC column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#916;8 - Tetrahydrocannabinol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-032</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#916;9 - Tetrahydrocannabinol</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-005</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#916;9 - Tetrahydrocannabinolic acid</td>
			<td>Cerilliant</td>
			<td>T-093</td>
			<td>Cannabinoids standard</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrasonic-assisted extraction of cannabidiolic acid from cannabis biomass

Industriehanf (Cannabis spp.) hat viele interessante Verbindungen mit potenziellen medizinischen Vorteilen. Von diesen Verbindungen sind Cannabinoide in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit gerückt, insbesondere saure Cannabinoide. Der Fokus richtet sich aufgrund ihres Mangels an psychotroper Aktivität auf saure Cannabinoide. Cannabispflanzen produzieren saure Cannabinoide, wobei Hanfpflanzen geringe Mengen an psychotropen Cannabinoiden produzieren. Daher würde die Verwendung von Hanf für die saure Cannabinoidextraktion die Notwendigkeit einer Decarboxylierung vor der Extraktion als Quelle für die Cannabinoide beseitigen. Die Verwendung der lösungsmittelbasierten Extraktion ist ideal für die Gewinnung saurer Cannabinoide, da ihre Löslichkeit in Lösungsmitteln wie überkritischem CO2 aufgrund des hohen Drucks und der hohen Temperatur, die erforderlich sind, um ihre Löslichkeitskonstanten zu erreichen, begrenzt ist. Eine alternative Methode zur Erhöhung der Löslichkeit ist die ultraschallgestützte Extraktion. In diesem Protokoll wurde der Einfluss der Lösungsmittelpolarität (Acetonitril 0,46, Ethanol 0,65, Methanol 0,76 und Wasser 1,00) und der Konzentration (20%, 50%, 70%, 90% und 100%) auf die ultraschallunterstützte Extraktionseffizienz untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Wasser am wenigsten wirksam war und Acetonitril das wirksamste untersuchte Lösungsmittel war. Ethanol wurde weiter untersucht, da es die geringste Toxizität aufweist und allgemein als sicher (GRAS) gilt. Überraschenderweise ist 50% Ethanol in Wasser die effektivste Ethanolkonzentration zur Extraktion der höchsten Menge an Cannabinoiden aus Hanf. Der Anstieg der Cannabidiolsäurekonzentration betrug 28% im Vergleich zu 100% Ethanol und 23% im Vergleich zu 100% Acetonitril. Während festgestellt wurde, dass 50% Ethanol die effektivste Konzentration für unsere Anwendung ist, hat sich die Methode auch mit alternativen Lösungsmitteln als wirksam erwiesen. Folglich wird die vorgeschlagene Methode als wirksam und schnell für die Extraktion saurer Cannabinoide angesehen.

Die verwendeten Lösungsmittel reichen von der Mitte des Polaritätsindex (0,460 - ACN) bis polar (1.000 - Wasser). Aus Tabelle 2 geht hervor, dass Wasser keine wirksame Extraktion für Cannabinoide darstellte, was nicht unerwartet ist, da Cannabinoide aufgrund ihrer Hydrophobie eine begrenzte Löslichkeit in Wasser aufweisen13. Im Gegensatz zu Wasser hatten die anderen Lösungsmittel ähnliche extrahierte Werte von CBD und CBDA, wobei das am wenigsten polare Lösungsmittel Aceton...

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Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass

Die ultraschallgestützte Extraktion (VAE) erhöht die Extraktionseffizienz von Lösungsmitteln und reduziert bei der Anwendung auf Cannabis spp. Biomasse die für die Extraktion erforderliche Zeit. Dies verringert die Kosten und den potenziellen Cannabinoidverlust aufgrund des Abbaus. Darüber hinaus gelten die VAE aufgrund des geringen Lösungsmittelverbrauchs als grüne Methode.

Ultraschallgestützte Extraktion von Cannabidiolsäure aus Cannabis-Biomasse

Industrial hemp (Cannabis spp.) has many compounds of interest with potential medical benefits. Of these compounds, cannabinoids have come to the center ...

Dieses Protokoll demonstriert den gesamten Prozess der CBD-Extraktion, beginnend mit der Vorbereitung des Materials, der Lösungsmittelextraktion und der Messung des CBD-Gehalts. Durch den Vorschlag der optimierten Lösungsmittel- und Lösungsmittelkonzentration eliminiert diese Methode unnötige Prozesse und kann zu einer effizienten Lösungsmittelextraktion für industrielle Zwecke beitragen. Beginnen Sie damit, Kirschweinblütenstände von Pflanzen zu erhalten, die auf dem Feld angebaut werden.Trocknen Sie die Blütenstände 48 Stunden lang bei 35 Grad Celsius an der Luft. Schleifen Sie die Blütenstände mit einer Schleifmaschine, die auf 177 Mikrometer eingestellt ist. Führen Sie das pulverisierte Material durch das Maschensieb Nummer 80 und lagern Sie das Pulver in einem versiegelten Beutel bei Raumtemperatur.Wiegen Sie in einem 50-Milliliter-Konusröhrchen 0,5 Gramm des Cannabis-Blütenstandpulvers. Fügen Sie 40 Milliliter 50% Ethanol hinzu, das in entionisiertem Wasser hergestellt wurde. Stellen Sie das Absauggefäß in ein Ultraschallbadset bei 40 Kilohertz eingestellter Raumtemperatur.Führen Sie die Extraktion für 30 Minuten durch und erhöhen Sie die Temperatur des Bades von 25 auf 30 Grad Celsius. Nach der Beschallung die Extraktionsflüssigkeit in ein Zentrifugenröhrchen dekantieren. Zentrifugieren Sie die Flüssigkeit bei 3000-fach G bei 15 Grad Celsius für 15 Minuten.Filtern Sie den Überstand durch ein 8-Mikrometer-Filterpapier unter Vakuum. Verdünnen Sie die Cannabinoidstandards auf Betriebskonzentrationen von 100, 50, 25 und 12,5 Mikrogramm pro Milliliter in 100%methanol. Mischen und beschallen Sie fünf Minuten lang in einem Ultraschallbad, das auf 40 Kilohertz und eine Beschallungsleistung von 100 Watt eingestellt ist.Filtern Sie die Standards und den Überstand der Cannabisprobe durch einen 0,45 Mikrometer langen Polytetrafluorethylen-Spritzenfilter. Geben Sie die Proben in 1,5-Milliliter-Fläschchen und legen Sie sie in den HPLC-Autosampler. Laden Sie 10 Mikroliter der Probe und führen Sie die HPLC mit den in dieser Tabelle aufgeführten Parametern aus.Erzeugen Sie eine Standardkurve und leiten Sie Cannabinoidkonzentrationen in 50 bis 200 Mikrogramm pro Milliliter ab. Berechnen Sie das Gewicht der Cannabinoide in Mikrogramm, indem Sie mit dem Volumen des im Extraktionsprozess verwendeten Lösungsmittels multiplizieren, konvertieren Sie den Wert in Milligramm, indem Sie ihn durch 1.000 dividieren. Teilen Sie diesen Wert durch das Gewicht des Pflanzenmaterials, das bei der Extraktion verwendet wird, um Milligramm pro Gramm Trockengewicht zu erhalten.Die HPLC-Analyse zeigte, dass Acetonitril bei Verwendung von 100% Lösungsmitteln für die Extraktion einzelner Cannabinoide am günstigsten war. Ethanol wurde jedoch aufgrund der niedrigsten Toxizität von allen weiter untersucht. Die Bewertung des Einflusses von wässrigem Ethanol auf die Konzentration extrahierter Cannabinoide zeigte, dass die maximale Extraktion bei 50% Ethanol beobachtet wurde.Bei der Extraktion von CBDA gab es einen Anstieg von 39,7% gegenüber dem absoluten Ethanol. Der THCA-Gehalt wurde ebenfalls um 20,3% reduziertMit dem Design-of-Experiment-Ansatz wurde die Extraktion von CBDA plus CBD optimiert. Die Analyse der Response-Oberflächenmethodik bestätigte die idealen Parameter wie 30-minütige Extraktion, 53,4% Ethanol in Wasser und 1 bis 100 Proben-Lösungsmittel-Verhältnis.Eine höhere Menge an CBDA wurde mit der ultraschallgestützten Extraktionsmethode im Vergleich zur Mazerationsmethode erhalten. Die Menge an extrahiertem CBD verdoppelte sich auch mit der Ultraschallmethode, was auf eine höhere Effizienz bei der Cannabinoidextraktion hinweist. Es ist wichtig, sich an das Verhältnis von Probe zu Lösungsmittel, die Extraktionszeit und die Lösungsmittelkonzentration zu erinnern.optimiert durch diese Studie. Dieses Verfahren kann zur Extraktion anderer Cannabinoide aus Hanf durchgeführt werden.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass

Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve

Optimiertes Protokoll zur Extraktion von Proteinen aus dem menschlichen Mitralventil

Analysis of the cellular proteome can help to elucidate the molecular mechanisms underlying diseases due to the development of technologies that permit ...

Forschung

Biochemie

A Simple Fractionated Extraction Method for the Comprehensive Analysis of Metabolites, Lipids, and Proteins from a Single Sample

Eine einfache Fraktionierte Extraktionsmethode für die umfassende Analyse von Metaboliten, Lipiden und Proteinen aus einer einzigen Probe

Understanding of complex biological systems requires the measurement, analysis and integration of multiple compound classes of the living cell, usually ...

Caffeine Extraction, Enzymatic Activity and Gene Expression of Caffeine Synthase from Plant Cell Suspensions

Koffein-Extraktion, enzymatische Aktivität und Genexpression von Koffein-Synthase aus Anlage Zellsuspensionen

Caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) is a purine alkaloid present in popular drinks such as coffee and tea. This secondary metabolite is regarded as a ...

Extraction and Analysis of Taiwanese Green Propolis

Extraktion und Analyse der taiwanesischen grünen Propolis

Taiwanese green propolis is rich in prenylated flavonoids and exhibits a broad range of biological activities, such as antioxidant, antibacterial, and ...

Isolation of Lipoprotein Particles from Chicken Egg Yolk for the Study of Bacterial Pathogen Fatty Acid Incorporation into Membrane Phospholipids

Isolierung von Lipoproteinpartikeln aus Hühnereigelb zur Untersuchung des bakteriellen Pathogens Fettsäure-Inkorporation in Membranphospholipide

Staphylococcus aureus and other Gram-positive pathogens incorporate fatty acids from the environment into membrane phospholipids. During infection, the ...

Kinetic Screening of Nuclease Activity using Nucleic Acid Probes

Kinetisches Screening der Nuklease-Aktivität mit Nukleinsäuresonden

Nucleases are a class of enzymes that break down nucleic acids by catalyzing the hydrolysis of the phosphodiester bonds that link the ribose sugars. ...

Extraction and Quantification of Soluble, Radiolabeled Inositol Polyphosphates from Different Plant Species using SAX-HPLC

Extraktion und Quantifizierung von löslichen, radioaktiv markierten Inositolpolyphosphaten aus verschiedenen Pflanzenarten mit SAX-HPLC

The phosphate esters of myo-inositol, also termed inositol phosphates (InsPs), are a class of cellular regulators playing important roles in plant ...

Estimation of Plant Biomass Lignin Content using Thioglycolic Acid (TGA)

Estimation of Plant Biomass Lignin Content using Thioglycolic Acid TGA

Abschätzung des Ligningehalts von pflanzlicher Biomasse mit Thioglykolsäure (TGA)

Lignin is a natural polymer that is the second most abundant polymer on Earth after cellulose. Lignin is mainly deposited in plant secondary cell walls ...

Ganglioside Extraction, Purification and Profiling

Gangliosidextraktion, -reinigung und -profilierung

Gangliosides are glycosphingolipids that contain one or more sialic acid residues. They are found on all vertebrate cells and tissues but are especially ...

Capturing Actively Produced Microbial Volatile Organic Compounds from Human-Associated Samples with Vacuum-Assisted Sorbent Extraction

Gewinnung aktiv produzierter mikrobieller flüchtiger organischer Verbindungen aus humanassoziierten Proben mit vakuumgestützter Sorptionsmittelextraktion

Volatile organic compounds (VOCs) from biological samples have unknown origins. VOCs may originate from the host or different organisms from within the ...