超音波力はカンナビジオールの抽出に影響しますか？

超音波力はカンナビジオールの抽出に影響しますか？

工業用ヘンプ（Cannabis sativa L.）は、織物、石油、栄養補助食品、化粧品、バイオ燃料で広く使用されているため、広く植えられています。最近、産業麻のカンナビノイドの薬用価値は研究ホットスポットになりました。現在、主にカンナビジオール、テトラヒドロカンナビノール、カンナビノール、カンナビシクロール、カンナビクロメン、カンナビトリオール、80を超えるカンナビノイドが同定されています。研究により、カンナビノイドは人間の生理学と心理学に治療効果があることが示されているため、潜在的な医学的価値があります。ただし、テトラヒドロカンナビノールは麻薬として使用できるため、多くの国では、産業麻のテトラヒドロカンナビノールの含有量が0.3％未満でなければならないと規定しています。その中で、カンナビジオール（CBD）は最も重要なカンナビノイドです。それは水にほとんど溶解しない淡黄色の結晶です。光と熱によって簡単に分解され、幻覚効果はありません。近年、国内外でのCBDに関する詳細な研究により、CBDの薬用価値が高いことがわかっています。 Wang et al。 CBDがアルコール肝臓の損傷を保護できることを発見しました。 Wirth et al。 CBDには抗炎症および抗酸化効果があることがわかりました。化粧品分野では、Huber et al。 CBDは、皮膚を落ち着かせて保湿できる天然の化粧品の原料であり、鎮痛効果を持っていることがわかりました。 Li Yanmei et al。 CBDは、皮膚の炎症、発赤、皮膚感受性、その他の症状に効果的であり、にきびの治療にも特定の影響を与えることがわかりました。薬用の観点から、Liu Kai et al。 [11]およびBoehnke et al。 CBDが筋肉の痛みを和らげることができることを発見しました。 Moltke et al。 CBDは、不安と不眠症の改善の影響を及ぼしていることがわかりました。ただし、CBDは不安定であり、抽出プロセス中に簡単に分解できる光感受性および熱感受性物質です。したがって、抽出プロセス中にCBDの収量を改善し、抽出プロセス中のCBDの安定性を確実にする方法が研究ホットスポットになりました。

以前の研究では、CBDは一般に、メタノール、エタノール、クロロホルム、アセトンなどの有機溶媒の高温還流によって抽出されました。この方法は低コストで操作が簡単ですが、非常に汚染されており、可燃性や爆発などの安全上の危険があります。

これらの問題を解決するために、いくつかの新しい抽出方法が採用されています。マイクロ波アシスト抽出と超音波アシスト抽出は、高速抽出速度、高抽出速度、単純な動作の利点がありますが、抽出には有機溶媒が必要です。 CO2超臨界流体抽出は、CO2超臨界液を使用して有機溶媒を抽出に置き換える方法です。緑で、環境に優しい、汚染がなく、抽出率が高いという利点がありますが、高エネルギー消費、複雑な操作、機器のコストが高いなどの問題があります。

最近、新しいタイプの抽出溶媒であるイオン液体が研究ホットスポットになりました。イオン液体は、対称的で大きな有機陽イオンと比較的小さな無機陰イオンで構成される塩であり、室温または室温付近で液体です。イオン液体には、ほぼ無視できる蒸気圧、非揮発性、非炎症性、良好な化学物質の安定性、非毒性、汚染のない、およびそれには特徴があります。イオン液体は、1970年代に電池の電解質として登場しました。イオン液体は、アニオンとカチオンの組成を変化させることにより、物理的および化学的特性を調節するための設計可能性を備えているため、イオン液体は迅速に発達しており、化学、医薬品、食物分野で広く使用されています。イオン液体は、活性物質の抽出のための触媒および抽出剤として使用できます。これにより、有機溶媒の抽出効率を促進したり、抽出のために有機溶媒を置き換えたりできます。 Xu et al。イミダゾールイオン液体は、ジベンゾチオフェンの酸化的脱硫反応のための触媒および抽出剤として使用できると説明しました。 Mazid et al。イオン液体は、生物活性物質の活性と安定性を高めることができることがわかりました。 Stolte et al。イオン液体のカチオンがイミダゾール基である場合、微生物の作用下で加水分解が非常に簡単であることがわかりましたが、ピリジン基を分解することは困難であり、イミダゾールのイオン液体は環境や人体、ピリジンイオン液体にとって安全であることを明確にします。

これを考慮して、この研究では、産業麻の葉を原料として使用し、イミダゾールイオン液体を特定の濃度のエタノール水溶液の触媒として使用し、エタノール水溶液の抽出能力を改善するために使用される有機溶媒の量を減らし、抽出プロセス中のCBDの安定性を確保します。超音波法は、CBDの収量をさらに改善するために支援されます。また、単一因子実験、Plackett-Burmanの実験設計と応答の表面ボックスビーンケンの実験設計により、産業用麻の葉におけるCBDの抽出プロセスが最適化され、CBDの抽出プロセスの実験的基礎を提供する効率的で安全な抽出方法が確立されています。

産業用ヘンプの経済的価値を改善するために、この研究は産業用麻の葉を原料として使用し、イオン液体補助ウルトラソニック法を使用して、薬用価値のある有効成分であるカンナビジオール（CBD）を抽出し、抽出プロセスを最適化します。

この研究では、CBDの収量をインジケータとして使用しました。 NTF2は、16個のイミダゾールイオン液体から最適な抽出溶媒として最初に選択されました。次に、イオン液体アシスト超音波抽出（超音波パワー、超音波温度、エタノール溶液濃度、イオン液液モル濃度、液体とソリッド比）によるCBDの収率に影響を与える6つの因子で単一因子実験を実施しました。 エタノール濃度は65％であると判断され、イオン液体モル濃度は0.3 mol/L（65％エタノール溶液で調製）でした。

この結果に基づいて、 Plackett-Burmanの実験設計を使用して、4つの重要な要因（抽出プロセスは、応答サーフェスボックスビーンケンの実験設計を使用してさらに最適化されました。超音波パワー、超音波温度、超音波時間、液体と溶解の比率）をスクリーニングしました。

CBDの重要な因子の最適な抽出プロセス条件は、 超音波280 W、超音波温度50℃、超音波時間62.5分、および液体と固体比25 mL/gであると判断されました。 上記の条件下では、イオン液液[C8MIM] NTF2のCBD抽出速度は7.66％±0.2％、メタノールのCBD抽出率は6.42％±0.3％、CBD抽出率は65％エタノール溶液が5.81％±0.2％でした。

つまり、CBDの抽出能力はイオン液[C8MIM] NTF2>メタノール> 65％エタノール溶液です。 CBD分解実験は、イオン液[C8MIM] NTF2のCBD分解速度が16.40％±0.3％であり、メタノールの24.65％±0.6％、65％エタノール溶液の32.88％±0.5％未満であることを示しました。結果は、イオン液液[C8MIM] NTF2を65％エタノール溶液に加えた後、CBDの分解速度を減らし、CBDの収率を増加させることができることを示しました。この研究は、イオン液体がCBDの保護剤であり、CBDの優れた抽出溶媒であることを証明しています。 CBDのイオン液体補助超音波抽出プロセスは、産業用ヘンプの開発と利用のためのデータサポートを提供するために開発されました。