¿El poder ultrasónico afecta la extracción de cannabidiol?

¿El poder ultrasónico afecta la extracción de cannabidiol?

El cáñamo industrial (cannabis sativa L.) está ampliamente plantado porque se usa ampliamente en textiles, aceite, nutracéuticos, cosméticos y biocombustibles. Recientemente, el valor medicinal de los cannabinoides en el cáñamo industrial se ha convertido en un punto de acceso de investigación. En la actualidad, se han identificado más de 80 cannabinoides, principalmente cannabidiol, tetrahidrocannabinol, cannabinol, cannabiciclol, cannabicromeno y cannabitriol. Los estudios han demostrado que los cannabinoides tienen efectos terapéuticos sobre la fisiología y la psicología humana, por lo que tienen un valor medicinal potencial. Sin embargo, el tetrahidrocannabinol puede usarse como narcótico, por lo que muchos países estipulan que el contenido de tetrahidrocannabinol en el cáñamo industrial debe ser inferior al 0.3%. Entre ellos, el cannabidiol (CBD) es el cannabinoide más importante. Es un cristal de color amarillo pálido que es casi insoluble en agua. Se descompone fácilmente por la luz y el calor, y no tiene efecto alucinógeno. En los últimos años, con la investigación en profundidad sobre CBD en el hogar y en el extranjero, se ha encontrado que el CBD tiene un alto valor medicinal. Wang et al. descubrió que el CBD puede proteger el daño hepático alcohólico. Wirth et al. descubrió que el CBD tiene efectos antiinflamatorios y antioxidantes. En el campo de los cosméticos, Huber et al. descubrió que el CBD es una materia prima cosmética natural que puede calmar e hidratar la piel y tiene efectos analgésicos. Li Yanmei et al. descubrió que el CBD es efectivo para la inflamación de la piel, el enrojecimiento, la sensibilidad de la piel y otros síntomas, y también tiene un cierto efecto en el tratamiento del acné. En términos de uso medicinal, Liu Kai et al. [11] y Boehnke et al. descubrió que el CBD puede aliviar el dolor muscular. Moltke et al. descubrió que el CBD tiene el efecto de mejorar la ansiedad e insomnio. Sin embargo, el CBD es inestable y es una sustancia fotosensible y sensible al calor que se descompone fácilmente durante el proceso de extracción. Por lo tanto, cómo mejorar el rendimiento del CBD y garantizar la estabilidad del CBD durante el proceso de extracción se ha convertido en un punto de acceso de investigación.

En estudios previos, el CBD generalmente se extrajo por reflujo caliente de solventes orgánicos como metanol, etanol, cloroformo y acetona. Este método es de bajo costo y es fácil de operar, pero es altamente contaminante y tiene riesgos de seguridad como la inflamabilidad y la explosión.

Para resolver estos problemas, se han adoptado algunos nuevos métodos de extracción. La extracción asistida por microondas y la extracción asistida por ultrasonido tienen las ventajas de la velocidad de extracción rápida, la alta velocidad de extracción y la operación simple, pero aún requieren solventes orgánicos para la extracción. La extracción de fluido supercrítico de CO2 es un método para usar fluido supercrítico de CO2 para reemplazar los solventes orgánicos para la extracción. Tiene las ventajas de ser verde, amigable con el medio ambiente, sin contaminación y tener una alta tasa de extracción, pero tiene problemas como un alto consumo de energía, operación compleja y alto costo de equipo.

Recientemente, un nuevo tipo de solvente de extracción, líquido iónico, se ha convertido en un punto de acceso de investigación. Los líquidos iónicos son sales compuestas de cationes orgánicos simétricos y grandes y aniones inorgánicos relativamente pequeños, y son líquidos a temperatura ambiente o cerca de temperatura ambiente. Los líquidos iónicos tienen las características de presión de vapor casi insignificante, no volatilidad, no inflamabilidad, buena estabilidad química, no toxicidad, libre de contaminación y designabilidad. Los líquidos iónicos aparecieron en la década de 1970 como electrolitos para baterías. Debido a que los líquidos iónicos tienen la designabilidad de regular sus propiedades físicas y químicas al cambiar la composición de aniones y cationes, los líquidos iónicos se han desarrollado rápidamente y se usan ampliamente en campos químicos, farmacéuticos y alimenticios. Los líquidos iónicos se pueden usar como catalizadores y extractantes para la extracción de sustancias activas, lo que puede acelerar la eficiencia de extracción de solventes orgánicos o reemplazar los solventes orgánicos para la extracción. Xu et al. Explicó que los líquidos iónicos de imidazol se pueden usar como catalizadores y extractantes para la reacción de desulfuración oxidativa del dibenzotiofeno. Mazid et al. descubrieron que los líquidos iónicos pueden mejorar la actividad y la estabilidad de las sustancias bioactivas. Stolte et al. Descubrí que cuando el catión del líquido iónico es un grupo de imidazol, es muy fácil hidrolizar bajo la acción de los microorganismos, mientras que el grupo de piridina es difícil de descomponerse, lo que aclara que los líquidos iónicos de imidazol sean seguros para el medio ambiente y el cuerpo humano, y los líquidos iónicos de piridina son tóxicos.

En vista de esto, este estudio utiliza hojas de cáñamo industrial como materias primas, utiliza líquidos iónicos de imidazol como catalizadores para una cierta concentración de solución acuosa de etanol, y reduce la cantidad de solvente orgánico utilizado sobre la base de mejorar la capacidad de extracción de la solución acuosa de etanol, y garantiza la estabilidad de la CBD durante el proceso de extracción. El método ultrasónico se ayuda para mejorar aún más el rendimiento de CBD. Y a través de experimentos de un solo factor, el diseño experimental de la superficie del diseño experimental de la superficie de Plackett-Burman, y se optimiza el proceso de extracción de CBD en las hojas de cáñamo industrial, y se establece un método de extracción eficiente y seguro para proporcionar una base experimental para el proceso de extracción de CBD.

Para mejorar el valor económico del cáñamo industrial, este estudio utiliza hojas de cáñamo industrial como materias primas, utiliza un método ultrasónico asistido por líquido iónico para extraer cannabidiol (CBD), un ingrediente activo con valor medicinal y optimiza el proceso de extracción.

En este estudio, el rendimiento de CBD se usó como indicador. NTF2 se seleccionó primero de 16 líquidos iónicos imidazol como el mejor disolvente de extracción. Luego, se realizó un experimento de factor único en los seis factores que afectan el rendimiento de la CBD por la extracción ultrasónica asistida por líquido iónico ( potencia ultrasónica, temperatura ultrasónica, tiempo ultrasónico, concentración de solución de etanol, concentración molar líquida iónica y relación líquida a sólida). Se determinó que la concentración de etanol era del 65% y la concentración molar del líquido iónico fue de 0.3 mol/L (preparado con solución de etanol al 65%).

Según este resultado, se seleccionaron cuatro factores significativos ( El proceso de extracción se optimizó aún más utilizando el diseño experimental de la superficie de la superficie de respuesta.potencia ultrasónica, temperatura ultrasónica, tiempo ultrasónico y relación líquido-sólida ) utilizando el diseño experimental de Plackett-Burman.

Se determinó que las condiciones óptimas del proceso de extracción para los factores significativos del CBD son: potencia ultrasónica 280 W, temperatura ultrasónica 50 ℃, tiempo ultrasónico 62.5 min y relación líquida-sólida 25 ml/g. En las condiciones anteriores, la tasa de extracción de CBD de líquido iónico [C8MIM] NTF2 fue de 7.66%± 0.2%, la tasa de extracción de CBD de metanol fue de 6.42%± 0.3%, y la tasa de extracción de CBD de la solución de etanol 65%fue de 5.81%± 0.2%.

Es decir, la capacidad de extracción de CBD es líquido iónico [C8MIM] NTF2> Metanol> 65% de solución de etanol. El experimento de degradación de CBD mostró que la tasa de degradación de CBD del líquido iónico [C8MIM] NTF2 fue de 16.40%± 0.3%, que fue inferior a 24.65%± 0.6%de metanol y 32.88%± 0.5%de la solución de etanol 65%. Los resultados mostraron que después de agregar solución de etanol líquido iónico [C8MIM] NTF2 a 65%, la tasa de degradación de CBD podría reducirse y el rendimiento de CBD podría aumentarse. Este estudio demuestra que el líquido iónico es un agente protector para CBD y un excelente solvente de extracción para CBD. El proceso de extracción ultrasónica asistida por líquido iónico para CBD se desarrolló para proporcionar soporte de datos para el desarrollo y la utilización del cáñamo industrial.