汪 宸，張福順，2

(1.黑龍江大學現代農業(yè)與生態(tài)環(huán)境學院，哈爾濱 150080； 2.農業(yè)農村部甜菜品質監(jiān)督檢驗測試中心，哈爾濱 150080)

0 前言

近年來大麻產品熱度大增，經研究表明[1]，大麻含有的化學成分多達400多 種，其中最受人熟知的是四氫大麻酚(Tetrahydrocannabinol，以下簡稱THC)，也就是毒品的主要成分，其中還含有大麻素類物質為大麻二酚(CBD)、和大麻酚(Cannabinol，以下簡稱CBN)等。根據大麻中THC的含量不同可分為工業(yè)大麻和大麻。工業(yè)大麻的THC<0.3%，是古老纖維制品的原材料；毒品大麻的THC>0.5%，其粗加工產品一旦被人體吸收后，將有致癮性，多國已將其劃入違禁品名單中。

隨著各國對大麻二酚的深入研究，大麻二酚展現了抗驚厥、癲癇、焦慮、抗菌抗炎、抗麻醉和神經系統(tǒng)保護的藥理藥學功效。其在緩解癲癇癥狀方面具有優(yōu)勢，且癲癇癥狀對現如今的治療手段具有極高的抗性，大麻提取物新藥的面世，將給患有神經系統(tǒng)疾病的孩子與父母帶來新的希望[2]。同時，大麻二酚可以有效地消除四氫大麻酚對人體神經系統(tǒng)的影響，被稱為“反毒品化合物”(anti-marijuanacompound)[3]。本文結合國內外多種提取方法進行總結，供同行參考。

1 提取工藝

國內外已經研究出多種大麻二酚提取方法，美國已有六項提取專利，常見的提取方法有乙醇、超臨界流體提取、超聲波輔助提取等[4]?，F如今越來越多的工藝優(yōu)化與創(chuàng)新被應用于大麻二酚的提取，主要從提取溶劑、工藝、材料等方面提高大麻二酚的產量。由圖1可直觀看出各種工藝的對比情況。

1.1 浸漬法+膜分離技術

在浸漬法的基礎上，采用膜分離技術對提取的產物進行提純，以此獲得高含量的CBD提取物。鄭玲[5]將處理過的工業(yè)大麻放入甲醇中進行50℃熱回流5 h，獲得甲醇濃縮膏，后加入純化水以沉淀CBD，放置在5～10℃的冷庫24 h后進行離心分離，所得固體溶解在甲醇(1∶5，w/v)中過濾，并用膜分離設備去除雜質，將150～600 D段濃縮。將150～600 D段產物濃縮成較粘稠狀，邊加入純水邊攪拌直至晶體析出。將結晶液放置于5～10℃的冷庫中24 h，后用壓濾機進行固液分離。固體在真空干燥箱干燥后，得到褐色粉末狀CBD粗品，含量大于65%。

在獲得大麻二酚粗品后，可利用新型提純方法——膜分離技術進行提純。膜分離系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的樹脂分離系統(tǒng)，具有得率高、成本低、能耗低、環(huán)保、 便于操作等優(yōu)勢。

1.2 超聲波輔助提取法

高寶昌[6]等人利用料液比為1∶20的無水乙醇作為提取劑，放入大麻樣品充分攪拌后靜止12 h后，利用超聲提取15 min，從而得到CBD提取物。經過實驗數據表明，提取3次可以充分提取大麻葉中的大麻二酚。

1.3 回流熱提取法

高哲、張志軍[7]等人將火麻葉在60℃烘干至恒重，利用高速多功能粉碎機粉碎為粒徑20目葉粉，加入料液比1∶15的正己烷作為提取溶劑，在溫度80℃利用熱回流技術提取3 h，將產物進行冷卻抽濾，濾液在40℃下旋蒸濃縮獲得浸膏，浸膏得率為5.24%，浸膏中大麻二酚含量為46.16 mg/g。

1.4 超臨界流體萃取法

超臨界二氧化碳是一種不易燃、無毒、可廣泛獲得且易于回收的傳統(tǒng)萃取溶劑的替代品。張旭[8]等人取漢麻鮮葉在40℃環(huán)境下烘干，粉碎成50目粉末，置于萃取釜中，萃取釜壓力固定為30 MPa，分離釜壓力為6 MPa，CO2流速保持12 L/h不變，萃取溫度45℃最佳，萃取70 min，夾帶劑用量300 ml，采用預浸-動態(tài)萃取方式萃取3次。

在大麻產品生產中往往產生大量廢料，高達33%的大麻會以粉塵的形式流失，廢料的處理成為難題。處理的好壞直接影響經濟效益，目前發(fā)現了從大麻廢料中有效提取CBD的方法。在工業(yè)加工設施不同部分的大麻纖維廢渣內含有不同成分的親脂性物質，其中部分可提取為CBD。Thomas M. Attard[9]將100 g磨碎的大麻粉放入500 cm3的提取容器中，并將其連入提取系統(tǒng)中。將萃取器加熱至35℃～65℃之間，穩(wěn)定5 min，利用內部泵加壓(80 bar至400 bar)且自動背壓調節(jié)器(ABPR)維持系統(tǒng)壓力。整套系統(tǒng)以動態(tài)模式運行，含有脂質的二氧化碳以35 g/min的流速流入收集容器，萃取時間4 h。當萃取結束時，儀器減壓15 min-75 min，具體時間根據施加的壓力決定。提取物用100 ml的DCM沖洗兩次來收集親脂性物質，后將DCM溶液通過濾紙，以重新溶解濾紙上發(fā)現的任何親脂性物質。利用真空干燥，稱取粗親脂性物質產品并從中提純CBD。

1.5 離子液體提取法

Changyong Cai[10]認為離子液體可替代溶劑進行大麻二酚的提取。離子液體可作為提取過程中的促進劑、穩(wěn)定劑和萃取劑。大麻二酚可由大麻二酚酸(CBDA)通過脫羧轉化而成，離子液體可加速反應的發(fā)生，且提高反應的穩(wěn)定程度。通過實驗得出1-己基-3-甲基咪唑雙酰亞胺(三氟甲基磺酰基)為最佳提取劑。在液固比為25∶1、提取時間為50 min、提取溫度為60℃時，提取得率最高，為7.23 mg/g，遠高于用甲醇提取的4.56 mg/g。

1.6 酶解法

吳俊鋒，楊曉泉[11]使用的酶是復合植物水解酶和酸性蛋白酶復合物。將火麻葉置于100℃烘箱中加熱2 h，冷卻后加入復合植物水解酶和酸性蛋白酶復合物，在搖床內水解1 h，再加入正己烷作為萃取劑并置于攪拌器中(轉速1 000 r/min)攪拌3 h。待沉淀后利用旋蒸操作去除溶劑，剩余油狀物加入1∶5甲醇置于-40℃的冰箱進行冬化處理1 h。在-6℃條件下離心獲取上清液，在其加入10%的活性炭進行脫色處理30 min。濾液再次進行旋蒸即可得到含有大麻二酚的浸膏。將浸膏中加入氯仿溶解，在功率150 w、溫度25℃的超聲浴中超聲5 min后過0.22 μm的有機膜，可得大麻二酚。在此工藝條件下，浸膏得率達到5.40%，大麻二酚含量為56.11 mg/g。

1.7 加壓熱水萃取法

Yannick Nuapia[12]等人認為加壓熱水提取(PHWE)已被證明是從植物材料中回收極性和半極性生物活性化合物的一種極好方法。他們將種子在50℃烘干4 h直至含水量為5.5%-7.9%，然后壓成粉末。將粉末與提取劑乙醇混合，待溶解后放置水浴加壓加熱萃取45 min，提取溫度為160℃。所得CBD含量大于THC和CBN含量，且效率更高，更環(huán)保。

2 應用情況

國人對大麻的態(tài)度一直是深惡痛覺，主要原因是其對大麻的誤解。工業(yè)大麻不但對人體無害，反而存在大量對人體有益物質。我國云南省公安廳根據聯(lián)合國公約和我國禁毒法律法規(guī)，明確了工業(yè)大麻在我國種植和利用的合法性[13]。大麻二酚(CBD)在食品、日用品、藥品等多領域具有廣泛用途，經濟價值極高[14]。

2019年，隨著國內對工業(yè)大麻的普及力度加大，越來越多的化妝品牌開始開發(fā)含有大麻二酚的化妝品，2019年因此被稱為中國工業(yè)大麻化妝品科普元年[15]。夏日防曬一直是人們廣泛關注的問題。經研究表明，在紫外線照射后，CBD對角質細胞和黑素細胞的存活具有保護作用。因此將CBD作為防曬霜的有益添加劑，可能比單獨使用防曬霜提供更好的保護[16]。因2020年新冠疫情的爆發(fā)，迫使大家長時間的佩戴口罩。長時間的佩戴口罩造成面部皮膚出現勒痕和局部濕熱而出現的痘痘、面色不均等問題。含有CBD的化妝品通過特有的修復、抗氧化等功效，有效改善“口罩臉”問題[17]。且在國外臨床研究中，他們認為大麻二酚在人體內的相對安全性，有望成為治療新冠病情的候選藥物之一[18]。雖然研究已經表明CBD在治療各種皮膚病方面可能有潛力，但我們仍然需要保持謹慎。許多可用的數據是臨床的，缺乏可靠、隨機、雙盲研究的支持。盡管其具有令人興奮的潛力，但我們仍有許多關于CBD的未知[19]。

目前我國流行的含有CBD的化妝品多數為中高端國際品牌，昂貴的價格并不能被大眾廣泛接受且使用，這給我國本土化妝品牌留下了很大的空間市場[20]。但是國內搜索平臺關鍵詞的限制，普通人很難在網上了解更多對工業(yè)大麻化妝品的信息，且消費者對工業(yè)大麻化妝品的認可與接受度也處于朦朧狀態(tài)。工業(yè)大麻同時應用于藥品制作，應進行藥品分析評估與質量控制，同時給予大眾對此類產品的廣泛宣傳與教育，讓消費者相信并使用[21]。

我國作為人口大國、領土大國，擁有海量的市場與廣袤的種植面積，中國已經成為全球主要的工業(yè)大麻種植區(qū)之一。中國的工業(yè)大麻種植者、投資者、加工企業(yè)等應時刻關注并了解國內外的法律法規(guī)的監(jiān)管，在合法的情況下，開發(fā)出更多含有CBD的工業(yè)大麻產品，以此提高工業(yè)大麻產品的國際競爭力[22]。

3 展望

國內外已經探索多種大麻CBD的提取工藝與優(yōu)化方式，但是在例如原材料選擇、溶劑選擇等方面還有進步的空間。

大麻CBD的產量決定性的因素應包括其本身，在原材料選取時，選擇富含CBD成分的大麻品種非常關鍵。查閱文獻得知，張軍[23]等人利用種子的浸泡催芽技術與調配播種時營養(yǎng)土的成分，成功培育出一種CBD含量高達20%的新品種大麻。近些年提取的大麻品種CBD含量較低且提取成本較高，這些新品種的大麻面世為大麻的種植水平以及經濟水平得到大幅度的提升。

根據對未來世界發(fā)展的考慮，各行業(yè)都在積極的尋找綠色產品與技術，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)產品和技術帶來的環(huán)境污染?，F在已經發(fā)現的綠色方案是用超臨界CO2萃取方法[24]。該方法避免使用有機溶劑，采用對環(huán)境無害的CO2作為萃取流體，且在使用后能夠被再次利用，實現了可持續(xù)發(fā)展的理念。在工藝的進一步發(fā)展下，已經能夠生產高純度的大麻二酚產品。

大麻中含有大量的有機成分，包括各種脂肪酸和蛋白質。不同的在工業(yè)大麻產品中含有CBD和大麻籽油，近些年這類產品備受消費者喜愛。它們都作為大麻提取物產品，難以區(qū)分，現發(fā)現抗氧化活性可作為區(qū)分CBD和大麻籽油的重要標志[25]。

大麻二酚酸暴露在熱、光和氧氣中會加速脫羧變成大麻二酚[26]。脫羧過程中會損失了萜烯或萜類化合物，即具有異戊二烯結構重復單元的大麻植物的揮發(fā)性成分，這些化合物不是大麻獨有的它們與大麻素的協(xié)同作用，通常被稱為環(huán)境效應，增強了大麻中發(fā)現的大麻素的有效性，是一個有前途的新研究領域。

不同的大麻提取工藝可能對提取物的分布造成變化。在提取過程中，蒸發(fā)加熱和氧氣的同時存在，或發(fā)生化學反應，極大地改變了最終的產物分布，因此必須在未來的產品加工中仔細考慮并標準化[27]。在此之外，不同的PH值條件下進行提取，或許造成提取物的純度達不到標準要求；且不同的加工工藝所得到的產品，其抗氧化活性也可能具有不同的表現。

4 結語

目前關于大麻二酚提取技術的研究相當多，也側面反應了市場的火爆。但是酚類物質組分的復雜性和結構的不穩(wěn)定性，提取技術還是存在不少難點[28]。多數國家已經掌握了多種提取方法，提取效率也不盡相同，大部分學者對各種工方法進行工藝優(yōu)化，從溶劑選擇到提取時間都進行了詳細的研究。隨著研究深入與時代發(fā)展，大家的研究方向逐漸從追求產量最大化到尋找一種綠色工藝，具有操作簡單、省時省力、有機溶劑用量少、對實驗人員傷害小、環(huán)境污染小等優(yōu)點，具有進一步優(yōu)化的潛力[29]。因此，未來的研究中心應著重于以下三個方面：①利用現有的研究成果基礎上，對原材料來源、原材料粗加工細加工、提取液的選擇與配比，考慮多種提取工藝的優(yōu)勢結合。②進行提取物的物質分析，確保其純度與品質。③進一步開發(fā)研究綠色工藝，對傳統(tǒng)工藝的傳承與創(chuàng)新，在未來實現高效綠色的操作模式。