Evoluțiile în analiza terpenilor care modelează industria canabisului

Planta de canabis este un material biologic extrem de complex care conține peste 500 de compuși chimici distinși. Dintre acești diferiți compuși, potențial cei mai cunoscuți sunt canabinoizii. Cele două mari canabinoide, tetrahidrocanabinol (THC) și cannabidiol (CBD), au fost cercetate și investigate în mare măsură pentru capacitatea lor pe plan medical.

Cine a cultivat vreodată canabis, a putut simți diferite forme de miros și arome a plantei precum și diferențe de mărimi, de randament, de culori și forme ale frunzelor. Toate aceste diferențe contează nu doar atunci când o fumăm ci contează foarte mult și atunci când alegem ca planta respectivă s-o folosim pe plan medical. Diferențele le fac genetica plantei și fiecare plantă de canabis este diferită. În momentul de față există peste 1.500 de soiuri de canabis, care produc THC, CBD și multe alte canabinoide.

La fel ca multe alte plante, mirosul puternic al canabisului este provocat de plantă pentru a ține prădătorii departe dar și pentru a atrage insectele polenizatoare. În funcție de climă, vreme, regiune, tipul solului și mulți alți factori similari determinați de plante, a fost afectată dezvoltarea anumitor terpeni în plantă, ceea ce a dus la o diversitate incredibilă de terprni diferiți între plante.

 În prezent, plantele care sunt atent îngrijite de cultivatori, obligă planta să nu mai producă anumiți terpeni de care nu mai are nevoie și să-i dezvolte pe alții. Anumite tulpini cum ar fi Blueberry sau Lemon Haze, se bazează foarte mult pe mirosul lor puternic de fructe de pădure și aroma de lămâie, motiv pentru care consumatorii acestoi soiuri sunt dispuși să plătească mai mult doar datorită acestor diferențe. Toate aceste mirosuri și arome sunt de fapt terpenii plantei.

Terpenii, pe lângă faptul că oferă mirosuri și arome plăcute, au și proprietăți medicinale benefice. De exemplu, Linalool, unul dintre terpenii primari ai canabisului, a fost legat de proprietăți anti-anxietate și sedative. Acest tip de terpen mai este găsit în procent foarte mare și în Lavandă, care este frecvent utilizată pe plan medical pentru proprietățile sale de relaxare. Linalool-ul din planta de canabis emană un puternic miros de citrice și este unul dintre cel mai important terpen folosit pe plan medical, fiind dovedid a fi responsabil pentru inhibarea secreției hormonilor de stres din organism.

Terpenii plantelor de canabis joacă un rol foarte important în medicină și pentru asta sunt studiați prin metode precise și fiabile.

 

Cromatografia gazoasă

Pentru analiza canabinoidelor, cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC) este cea mai comună tehnică de analiză, despre care se spune că se bazează pe aproape jumătate din piața totală de testare a canabisului. Analiza canabinoidă HPLC este efectuată în mod tipic pentru a determina potența unei probe de canabis date sau pentru a produce un profil canabinoid complet al plantei. Cu toate acestea, atunci când vine vorba de analiza terpenilor, mulți cred că există o cale mai bună.

Terpenii sunt compuși deosebit de volatili, în special în comparație cu canabinoizii - THC, ținta principală pentru acest tip de analiză a potențialului, are un punct de fierbere de aproximativ 150°C, în timp ce cei mai volatili terpeni din canabis vor începe să se evapore la aproximativ 21°C. Pentru aceste tipuri de compuși organici volatili, cromatografia gazoasă este de obicei metoda de analiză preferată.

"Deoarece terpenii contribuie la percepția potențială și senzorială a canabisului, o metodă analitică fiabilă și eficientă pentru analiza terpenilor este extrem de importantă", explică dr. Cindy Orser, șeful Departamentului Științific al Digipath Labs din Nevada. "Deoarece terpenii sunt volatili, ei sunt foarte potriviți pentru analiza prin cromatografia gazoasă."

Metoda tradițională de analiză a terpenilor este GC-FID sau cromatografia gazoasă cu un detector de ionizare cu flacără. În această metodă, prima etapă este de a prepara o extracție pe bază de solvenți, de obicei prin plasarea de material de planta de canabis sub o formă de solvent lichid (butan, propan, etanol sau CO2) pentru a extrage orice solvent terpenic sau canabinoid . Acest lichid de extracție este apoi injectat în aparatul de cromatografie, unde canabinoizii și terpenii din extracția cu solvent sunt separați. În cele din urmă, compușii se deplasează pe detectorul de ionizare cu flacără, unde sunt arși cu o flacără fierbinte de hidrogen pentru a produce ioni organici. Electrozii prezenți în FID măsoară apoi curentul din ioni care pot fi utilizați pentru a identifica și cuantifica terpenii prezenți în probă.

 

Microextracția în fază solidă pentru analiza nedistructivă

Deși GC-FID poate fi metoda tradițională de testare a terpenilor, alte metode noi încep să câștige teren - în special, microextracția în fază solidă (HS-SPME) efectuată împreună cu spectrometria de masă GC (GC-MS) devine tot mai frecventă în cercurile academice.

În HS-SPME, o fibră SPME specială care conține o fază staționară adecvată este inserată prin septul de cauciuc. Fibra este ținută aproape de probă pentru o perioadă de timp, permițând compușilor volatili din faza gazoasă deasupra probei să se adsorbă la fibră. Fibra este apoi introdusă în orificiul de injectare al mașinii GC-MS, unde compușii volatili se desorbesc și pot fi analizați cu aparatul GC-MS.

"Cea mai bună opțiune pentru analiza terpenilor este în prezent GC-Headspace-MS, care oferă un mijloc de identificare de vârf și puritate pentru specia terpenă, cu un timp de funcționare de aproximativ 18 minute", adaugă Orser.

Acest tip de metodă de analiză poate fi, de asemenea, avantajos din multe alte motive. În primul rând, spre deosebire de analiza GC-FID, HS-SPME cu GC-MS este nedistructivă. Prin faptul că nu trebuie să expuneți eșantionul la nicio substanță chimică pentru a efectua o extracție cu solvent, și atunci când nu trebuie să evaporați această extracție, proba originală poate fi pe deplin conservată. Prin eliminarea utilizării solventului în acest fel, există și o motivație ecologică pentru utilizarea HS-SPME cu GC-MS.

 

Importanța identificării terpenilor

Deoarece terpenii au un efect mare asupra efectului și mirosului din canabis - care pot influența comportamentul consumatorului – reprezintă o importanță mare pentru producătorii canabisului.

"Efectul de anturaj" este termenul dat interacțiunilor sinergice dintre diferiții compuși din canabis, inclusiv terpenilor, care conduc la o amplificare a utilizării medicinale a plantei.

Acest lucru este foarte important pentru cadrele medicale care prescriu canabisul medicinal. Prescripția se bazează pe recomandarea a unor tulpini exacte de canabis, în funcție de diagnosticul pacientului. Nu trebuie făcută nicio eroare atunci când vine vorba de raportul THC/CBD.

Unii pacienți au nevoie mai mult de THC, ceea ce înseamnă că doctorul trebuie să-i prescrie pacientului o tulpină bogată în THC și mai săracă în CBD. Din acest motiv, sunt necesare proceduri diferite de analiză a terpenilor pentru a se asigura că uleiurile terpenice sunt cât se poate de exacte. La fel e procedura și pentru pacienții care au nevoie de un procent mare de CBD și mai scăzut de THC.

Toți producătorii acestor uleiuri, trebuie să eticheteze pe fiecare sticluță procentele de THC/CBD pe care îl conține uleiul, inclusiv nivelurile mai mici de 1% de terpeni. În felul acesta, fiecare utilizator își poate alege singur produsul care e potrivit pentru el.

 

Industria canabisului

În mod natural, într-un mediu în care terpenii sunt responsabili de miros, aromă și într-o măsură,  de efectele asupra organismului, producătorii și cultivatorii vor încerca să producă tulpini de canabis care sunt cele mai favorabile, cu un miros sau o aromă mai plăcută pentru utilizatorii care folosesc canabisul pe plan recreațional sau pentru crearea unor tulpini mai potrivite pentru a ajuta la tratamentul anumitor afecțiuni medicale.

Un punct de plecare esențial pentru orice fel de proces ca acesta va fi asigurarea unei înțelegeri complete a bazei genetice, a variației de canabinoizi și terpeni. Folosind o multitudine de date, cercetatorii pot identifica aproape toate seturile de gene care sunt responsabile pentru promovarea terpenilor individuali. Cu aceste gene identificate, ar trebui să fie posibilă maparea variantelor genetice la variația profilului de ulei, și astfel se poate construi un fel de hartă de creștere care să poată orienta crescătorii spre anumite puncte terpenice.

"Există cel puțin 30 de molecule diferite de terpeni care se găsesc în mod obișnuit în canabis, iar combinația pe care o obțineți este un diferențial cheie între tulpini", explică Dr. Keith Allen.

Echipa doctorului Allen se concentrează în mod special pe studiul genetic al terpenilor din canabis, orientat în prezent spre a permite acest tip de reproducere vizată și pentru a explora limitele potențiale cu privire la ceea ce ar putea fi posibil prin aceste metode.

"Ca și în cazul canabinoizilor, există o mare familie de gene responsabile pentru producerea terpenilor. Prin descrierea și cartografierea tuturor acestor gene, vom putea alege soiurile pentru producerea uleiului. Efectele acestor molecule va deveni tot mai importantă".

Creșterea selectivă a canabisului este o practică obișnuită de mii de ani. Tulpinile de canabis găsite în jurul Afganistanului de exemplu, numite "afgani", au fost reproduse pentru a le mări potența. Creșterea selectivă a conținutului de terpeni este, cu toate acestea, mult mai complexă decât reproducerea selectivă pentru potență. Potența unei tulpini de canabis este până la conținutul său de THC, dar încercarea de a promova un profil precis al terpenilor înseamnă manipularea a zeci de compuși diferiți în cadrul tulpinilor. Prin utilizarea metodelor de analiză a terpenilor, alături de tehnicile genomice moderne, ceea ce părea anterior ca o sarcină herculeană, pare acum viitorul pentru industria canabisului.