Výrobci CBD přípravků soupeří o zákazníky nejen cenou, ale i koncentrací a množstvím kanabinoidů, terpenů a jiných látek. Šermují přitom pojmy jako celé spektrum, dekarboxylace kanabinoidů, superkritická extrakce, winterizace vosků. Nahlédněme proto do světa výroby konopných extraktů a prozkoumejme cestu účinných látek ze sušiny do finálního výrobku – počínaje sušením přes různé druhy extrakce až po čištění.
Přeměna rostliny konopí na komerční produkty obvykle začíná výrobou extraktu. V případě macerátů získaných vyluhováním sušiny například ve vazelíně nebo olivovém oleji lze „surový“ extrakt uvést na trh přímo, obvyklejší je však jeho další zpracování.
Rozpouštědla nesmí obsahovat žádné nežádoucí přísady a kontaminanty, které by mohly přejít do extraktu.
Existuje několik způsobů výroby takového extraktu, přičemž k tradičním metodám stále přibývají nové, sofistikovanější. Každá z nich má své výhody a nevýhody. V tomto článku se zaměříme na ty, které jsou použitelné z hlediska průmyslové velkovýroby.
Sušení
Více než polovinu hmotnosti čerstvých květů a listů konopí tvoří voda. Ta způsobuje komplikace při extrakci, proto je obvykle žádoucí materiál nejprve vysušit. Tradičně se suší při pokojové teplotě, což je však časově velmi náročné. Sušení při vyšších teplotách sice proces urychluje, ale vede ke značné ztrátě těkavých látek, zejména monoterpenů.
Modernějším přístupem je vakuové lyofilizační sušení, známé jako lyofilizace, které je rychlé a šetrnější, ale jeho nevýhodou je vysoká cena potřebného vybavení. Lyofilizaci je také problematické provádět u velkých objemů materiálu, proto většina průmyslových výrobců přistupuje k sušení při mírně zvýšených teplotách. Vysušený materiál se poté rozemele, nejčastěji pomocí kulových mlýnů, aby se narušily buněčné stěny a usnadnil se tak přenos účinných látek do extraktu.
Mechanické extrakce
Obecně lze extrakční metody rozdělit podle toho, zda vyžadují organické rozpouštědlo, či nikoli. Ty, které ho nepoužívají, se nazývají mechanické extrakce. Příkladem takové metody je výroba hašiše (případně kiefu, který se od hašiše liší sypkou konzistencí), při níž se trichomy oddělují od rostliny pomocí studené vody a filtrace.
Takto získaný produkt však obsahuje malé rostlinné částice a buněčné stěny trichomů, které nejsou rozpustné, takže hašiš nelze považovat za pravý extrakt. Jeho výroba však může být výhodným prvním krokem před extrakcí rozpouštědlem, zejména pokud původní rostlinný materiál obsahoval nízké koncentrace požadovaných látek.
Vzhledem k relativně nízkým nákladům je nejběžnější surovinou pro výrobu destilátů a izolátů etanolový extrakt.
Další typ mechanické extrakce využívá vysoký tlak a teplotu a je znám pod anglickým výrazem rosin press. Zařízení pro tuto metodu je poměrně levné a lze ho použít v průmyslovém měřítku, ale kvůli nízké výtěžnosti se využívá poměrně málo. Poskytuje vysoce kvalitní extrakt, který je prakticky bez chlorofylu a vosků, ale vysoká teplota extrakce způsobuje úplnou dekarboxylaci kyselých kanabinoidů a ztrátu většiny monoterpenů.
Někteří výrobci se tomu snaží předejít využitím metody „live rosin“, kdy se zmrazí celé čerstvé květy konopí a extrahují se při nižších teplotách, ale vyšším tlaku pomocí pneumatických lisů. Tato metoda dokáže zachovat „charakter“ dané rostliny lépe než jakákoli jiná metoda a extrakt získaný tímto způsobem má složení látek velmi podobné složení čerstvého květu. Nevýhodou je však extrémně nízká výtěžnost. Celý proces by se dal přirovnat k výrobě luxusního ledového vína, které se vyrábí ze zmražených hroznů a stojí desetkrát více než běžné víno.
Extrakce rozpouštědlem
Mnohem častější je druhý způsob, a to extrakce rozpouštědlem. Tu lze opět rozdělit, a to na extrakci s pomocí kapaliny nebo plynu. Z kapalin se nejčastěji používají etanol, metanol nebo hexan, ale lze použít i jiné, pokud jsou schopny dobře rozpustit ve vodě nerozpustné látky (kanabinoidy) a lze je z extraktu beze zbytku odpařit. Je samozřejmě nutné, aby rozpouštědla neobsahovala žádné nežádoucí přísady a kontaminanty, které by mohly přejít do extraktu.
Etanol: chlorofyl a vosky
Zdaleka nejoblíbenější je etanol. Dokáže rozpouštět polární i nepolární molekuly, ale tato vlastnost je dvousečnou zbraní. Na jedné straně díky tomu má etanolová extrakce ve srovnání se všemi ostatními metodami nejvyšší výtěžnost, na druhé straně se takto vyplavuje i nežádoucí chlorofyl a vosky.
Ne že by tyto látky byly škodlivé, čistý chlorofyl se dokonce používá jako účinná látka v některých hojivých krémech. V extraktu je však nežádoucí ze dvou důvodů: jednak kvůli své hořké chuti, a jednak protože je extrahován na úkor jiných látek. Rozpouštědlo má totiž jen omezený počet molekul, a pokud je chlorofyl, který je v konopí přítomen ve značném množství, vázán na většinu z nich, nezbývá místo pro kanabinoidy.
Zdroj: Pixabay.com
Vosky jsou nežádoucí kvůli své pevné konzistenci, která znesnadňuje použití extraktu při výrobě finálních produktů, jako jsou oleje nebo krémy, ale také proto, že snižují vstřebávání účinných látek v těle. Chlorofyl lze z etanolového extraktu odstranit například filtrací pomocí aktivního uhlí, čímž se ale sníží množství kanabinoidů až o desítky procent. Vosky se obvykle odstraňují winterizací, to znamená podchlazením roztoku etanolového extraktu na teplotu přibližně minus 20 °C a následnou filtrací za studena. Průmyslově se běžně využívá i extrakce pomocí podchlazeného etanolu, který vosky a tuky neextrahuje.
Urychlení extrakce
Pro urychlení extrakce kapalinou je možné pracovat při zvýšené teplotě. Příkladem takové metody je Soxhletova extrakce, při níž se odpařené rozpouštědlo zachytí, ochladí a vrátí zpět.
Při tomto postupu je však materiál vystaven poměrně vysokým teplotám po dobu několika hodin, takže Soxhletovou extrakcí nelze získat kanabinoidní kyseliny. Tato metoda se dnes v praxi nepoužívá. Použití mikrovlnného záření namísto konvenčního ohřevu výrazně zkracuje dobu potřebnou k extrakci, ale dosažené teploty jsou při této metodě ještě vyšší.
Etanolová extrakce má nejvyšší výtěžnost, na druhé straně však vyplavuje i nežádoucí chlorofyl a vosky.
Pokud si výrobce přeje urychlit extrakci bez zvýšení teploty, může tak učinit pomocí ultrazvuku, který usnadňuje pronikání rozpouštědla do materiálu. Jednou z nejnovějších metod fungujících na podobném principu je hydrodynamická extrakce.
Při tomto procesu se celé čerstvé květy konopí nejprve zmrazí a poté se umístí do nádrže s vodou, kde se pomocí ultrazvuku a víření kapaliny rozdrtí na mikroskopické částečky. Obsah se uvolní do vody, kde vytvoří emulzi. V dalším kroku se voda protřepává s organickým rozpouštědlem, do kterého látky přecházejí.
Odpaření rozpouštědla
Po extrakci kapalinou je obvykle nutné z extraktu odpařit rozpouštědlo. To se nejčastěji provádí za sníženého tlaku a mírně zvýšené teploty (cca 40–50 °C) pomocí rotačních vakuových odparníků. Další možností, často využívanou ve velkovýrobě, jsou odpařovače typu falling film, které mají obvykle podobu vertikální trubice. Po její vnitřní straně stéká odpařovaná kapalina v tenké souvislé vrstvě (filmu). Díky tomu je tato metoda mimořádně rychlá a efektivní. Odpařené rozpouštědlo se zachytí a může se znovu použít. Právě odpařování je často časově nejnáročnějším krokem celého procesu.
Výhody a nevýhody extrakce kapalinou
Obecně lze říci, že extrakce kapalinou je levná a účinná, a proto se stále hojně používá. Je však časově náročná a často se při ní využívají látky, které jsou potenciálně škodlivé pro člověka a životní prostředí. Existuje také riziko reziduí v konečném produktu.
Produkt získaný extrakcí hexanem nebo metanolem obvykle nelze použít přímo a je třeba jej dále zpracovat. Vzhledem k relativně nízkým nákladům je nejběžnější surovinou pro výrobu destilátů/izolátů CBD extrakt etanolový.
Studie potvrzují, že etanol (oproti hexanu, acetonu a metanolu) úspěšně extrahuje i kanabinoidní kyseliny. V úspěšnosti získávání neutrálních forem kanabinoidů je srovnatelný s ostatními typy extrakce.
Extrakce plynem
Extrakce pomocí zkapalněných plynů je jednou z nejmodernějších metod a v tomto odvětví si rychle získává oblibu. Jedinou velkou nevýhodou je vysoká cena extraktoru, ale provozní náklady jsou obvykle srovnatelné nebo dokonce nižší než u kapalinových metod. Jako médium se používá stlačený plyn, který se díky kombinaci tlaku a teploty vlastnostmi blíží kapalině.
Vosky jsou v extraktu nežádoucí i proto, že snižují vstřebávání účinných látek v těle.
Bod, ve kterém se rozdíl mezi kapalinou a plynem začíná ztrácet, se označuje jako kritický. Nejčastěji se používá CO2 a halogenované (např. tetrafluoretan) nebo nehalogenované uhlovodíky (např. butan, propan).
Extrakce probíhá při relativně nízkých teplotách (do 50 °C) a lze tak získat i kyselé formy kanabinoidů. Extrakty jsou prakticky bez chlorofylu, vosků je podstatně méně než v etanolovém extraktu, ale i toto množství může představovat problém pro zpracování na výrobky, proto je obvykle nutná winterizace.
Tyto metody využívající plyny mají oproti ostatním tři hlavní výhody:
- Šetří čas. Samotná extrakce trvá několik hodin a po poklesu tlaku se rozpouštědlo změní na plyn a odpaří se, není třeba ho odpařovat.
- Regulací teploty a tlaku je možné upravit podmínky extrakce tak, aby se extrahovalo více žádoucích látek (např. CBD) a méně nežádoucích (např. THC).
- Použité plyny jsou (s výjimkou butanu) zcela bezpečné a netoxické a zanechávají jen minimální rezidua.
Čištění extraktu
Surový extrakt (z ekonomických důvodů nejčastěji etanolový) lze přečistit pomocí izolačních technik. V praxi se používá buď destilace, nebo chromatografie. Destilace je poměrně levný postup a také zařízení, které je k ní zapotřebí, je relativně levné. Využívají se snížené tlaky a teploty v rozmezí 100–200 °C, a proto tento postup není vhodný pro získávání kanabinoidních kyselin. Destiláty obvykle nejsou chemicky čisté. Například v případě destilátů CBD se obvykle jedná o směs cca 80–90 procent CBD a další látky.
Chromatografické metody naproti tomu vyžadují drahé vybavení a vysoce kvalifikovanou obsluhu. Lze je ale použít k získání chemicky naprosto čistých látek. Při správném zacházení lze z rostliny konopí izolovat nejen neutrální a kyselé kanabinoidy, ale také terpeny a flavonoidy. Vzhledem k náročnosti a nákladům na provoz se tato technika pro průmyslové využití téměř nepoužívá. Je však extrémně důležitá pro separaci jednotlivých komponent extraktů v laboratorním měřítku.
Standardizace místo strašení
Trh s konopnými produkty rychle roste. Ne všichni výrobci uvádějí původ a způsob výroby použitých extraktů transparentně a až příliš často se stává, že jejich výrobky bývají nesprávně označeny (celospektrální vs. širokospektrální apod.). Bylo by skvělé, kdyby se státní orgány začaly zabývat dodržováním norem kvality konopných produktů, a ne nepodstatným překračováním nesmyslně nastavených limitů THC.
Autor je farmaceut.
Zajímá vás více? Magazín Konopí je k dostání v novinových stáncích a trafikách po celé republice. Lze si ho i výhodně předplatit.
Starší čísla stejně jako to aktuální si můžete pohodlně objednat na webu send.cz nebo v elektronické podobě na digiport.cz.
