- Unsere Artikelreihe „Das machen wir im Dinafem Seeds-Labor“ geht in eine neue Runde! In diesem Post dreht sich alles darum, wie im Dinalab Cannabinoide und Terpene analysiert werden.
- Dass die wissenschaftliche Arbeit der Techniker aus dieser Dinafem-Abteilung objektive Informationen über die Wirkstoffe der Pflanzen, die wir fürs Breeding verwenden, und der Genetiken, deren Samen wir vertreiben, liefern soll, haben wir bereits in den letzten Posts erklärt. Heute beschreiben wir eingehender, wie man an diese Daten kommt.
- Was genau passiert bei der Gas- und der Flüssigkeitschromatographie? Wie liefern die Geräte die für die Entwicklung neuer Sorten so wichtigen Daten? Wie gehen unsere Techniker mit den Cannabisproben um, damit die Ergebnisse sicher stimmen?
- All diese Fragen beantworten euch die Techniker von Dinafem Seeds, Oier und Pierre Antoine, heute höchstpersönlich.
Welche Cannabinoide enthält eine bestimmte Marihuana-Genetik, und in welcher Konzentration liegen diese Wirkstoffe, die mit dem menschlichen Endocannabinoid-System interagieren können, genau vor? Welche Geschmacks- und Duftnuancen sind am stärksten ausgeprägt, und von welchen Mengen an Terpenen sprechen wir dabei? Derartige Charakteristika einer Sorte lassen sich allein mit den menschlichen Sinnesorganen unmöglich identifizieren. Nur mit besonderen, von Fachkräften kalibrierten und bedienten Geräten kann man verstehen, woraus eine bestimmte Cannabissorte besteht und was dies bedeutet.
Wie ihr vielleicht wisst, enthalten Cannabispflanzen rund 500 Wirkstoffe, von denen mindestens 113 Cannabinoide sind. Im Dinafem Seeds-Labor identifizieren wir, welche davon in welcher Konzentration in einer bestimmten Genetik enthalten sind. Außerdem untersuchen die Techniker, welche Terpene – die Inhaltsstoffe, die fürs Aroma verantwortlich sind – in einer Sorte vorliegen, und in welcher Menge. Von den besagten 500 Verbindungen werden im Dinalab ein Dutzend Cannabinoide und rund 40 Terpene analysiert, und zwar die wichtigsten und die, von denen am meisten enthalten sind. Genau über die Konzentration von Terpenen und Cannabinoiden Bescheid zu wissen ist deshalb so wichtig, weil von diesen Stoffen die Wirkung des Cannabis abhängt, da sie über das Endocannabinoid-System mit unserem Körper interagieren. Das gilt dabei nicht nur für die Cannabinoide: Auch die Terpene beeinflussen den Effekt, den die Cannabispflanze auf uns hat. Eine Sorte mit dem gleichen Cannabinoidprofil kann also je nach ihrem Terpenprofil unterschiedlich auf uns wirken.
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Wenn die Techniker von Dinafem Seeds, Oier und Pierre Antoine, die repräsentativsten Proben von einer Kultur entnommen und diese richtig aufbereitet haben, ist der Augenblick der Analyse gekommen. Wir erklären euch, wie es geht.
Kalibrierung der Chromatographen
Um die Cannabinoide und Terpene untersuchen zu können, müssen zuerst die Geräte kalibriert werden, in denen die Analysen erfolgen. Dabei wird festgestellt, welches Signal beispielsweise von einem Milligramm THC oder CBD ausgeht, damit der Chromatograph Kalibrierpunkte bilden und die jeweilige Konzentration an Inhaltsstoffen widerspiegeln kann. Diese Datenfestlegung erfolgt anhand von Extrakten, die nach den gängigen Standards von Chemieunternehmen erstellt wurden. Man arbeitet also höchst präzise, mit gereinigten, abgewogenen Cannabinoiden, deren Konzentration sehr exakt ist. Ausgehend von diesen Extrakten stellen Oier und Pierre Antoine verschiedene verdünnte Proben von jedem Inhaltsstoff her, damit die Chromatographen das ganze Spektrum abdecken können.
Außerdem bereiten sie gemäß diesen Standards auch Proben mit unterschiedlichen Konzentrationen vor, die der Qualitätskontrolle dienen. Wenn unbekannte Proben analysiert werden, können sie dann auch diese Qualitätsstandards zu Rate ziehen, um sicherzustellen, dass die Kalibrierung noch stimmt.
Cannabinoidanalyse per Flüssigkeitschromatographie
Cannabinoide werden bei Dinafem Seeds per Flüssigkeitschromatographie analysiert. Wie ihr euch vielleicht erinnert, haben die Cannabinoide eine saure und eine neutrale Form, also eine unterschiedliche Molekülstruktur je nach der Temperatur, der die Partikel ausgesetzt sind. Neutral sind beispielsweise THC, CBD oder CBN; ihre sauren Formen lauten THCA, CBDA oder CBNA. Die neutralen Cannabinoide sind nichts anderes als die decarboxylierte Version der sauren. In der Pflanze liegen die Cannabinoide in saurer Form vor, doch wenn wir Cannabis rauchen und es damit der Verbrennung aussetzen, gehen erstere in die neutrale Form über.
Was im Dinalab untersucht wird, sind die Cannabinoidsäuren. Warum? Ganz einfach: „Nur wenn wir die Säuren analysieren, wissen wir, was die Pflanze enthält", erklärt unser Labortechniker Oier. „Die Umwandlungquote von sauer in neutral ist nicht 100 %, deshalb wäre die Analyse der neutralen Cannabinoide weniger aussagekräftig. Außerdem würden wir dann zwar wissen, welche Cannabinoide jemand raucht, aber nicht, welche Cannabinoide eine Creme aus nicht decarboxylierten Pflanzen enthält", fügt er hinzu.
Wenn die Durchstechflaschen mit den in Ethanol verdünnten Cannabisproben in den Flüssigkeitschromatographen eingeführt worden sind, folgt als erste Etappe die Trennung der Stoffe von den Flaschen. Dies erfolgt in einer 150 cm langen Säule, wo Druck auf die Flaschen ausgeübt wird. Als nächstes müssen die Inhaltsstoffe gesucht werden. Das Gerät wurde während der Kalibrierung bereits darauf programmiert, welche Verbindungen aufzuspüren sind. Es setzt die Proben Licht aus, und die Menge an Licht, die jeder Inhaltsstoff absorbiert, sorgt schließlich für die Peaks, an denen man die Konzentration des jeweiligen Cannabinoids erkennen kann.
Das Ergebnis ist eine Grafik wie folgende:
Terpenanalyse per Gaschromatographie
Terpene sind die Stoffe, die dem Marihuana seinen Geruch verleihen. Es gibt sehr viele von ihnen, und jede Sorte hat ihre ganz eigene Mischung, was ihr ihre individuellen organoleptischen Charakteristika verleiht und auch ihre Wirkung beeinflusst. Da es sich um sehr flüchtige Verbindungen handelt, ziehen die Labortechniker von Dinafem Seeds in diesem Fall eine Analyse per Gaschromatographie vor. „Es macht mehr Sinn, flüchtige Verbindungen mit Gasen zu analysieren", betonen sie.
Die Hauptrolle bei dieser Methode spielt ein spiralförmig zur Säule aufgerolltes 30 m-Metallkabel, das mit den Terpenen interagiert. Wenn die Terpenproben in den Gaschromatographen eingeführt werden, werden sie mit einem Trägergas durch diese Säule geschleust. Da diese sich in einem Ofen befindet, steigt die Temperatur innen von den anfänglichen 60 Grad ausgehend zunehmend an. Wenn die Verbindungen zu sieden beginnen, bewegen sie sich je nach ihrer Zusammensetzung unterschiedlich schnell durch die Spirale und werden nach ihren Charakteristika und ihrer Affinität zur Säule aufgetrennt.
Am Ende dieses Prozess zeigt der Chromatograph mit einer Grafik wie der folgenden an, welche der Terpene, die bei der Kalibrierung eingeführt worden waren, in welcher Menge in der Probe enthalten sind.
Quellen:
Für diesen Artikel wurden die Labortechniker von Dinafem Seeds interviewt und bei ihrer Arbeit begleitet. Unsere Techniker sind:
Oier Aizpurua: Bachelorstudium der Chemie, Masterstudium in Toxikologie, Doktorarbeit in Analytischer Chemie an der Universität des Baskenlandes. Spezialisiert auf die Analyse und Extraktion von Cannabinoiden sowie Terpenen und die Analyse von Cannabinoidmetaboliten in biologischen Proben.
Pierre Antoine Aulas: Bachelor in Pharmazie an der Universität von Lille; Weiterbildung in Botanik in Manipal, Indien; Master in Neuropharmakologie, Schwerpunkt: CBD-basierte Behandlung epilepsiekranker Kinder in Israel.
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