摘  要: 為了解決大麻二酚酸（CBDA）傳統(tǒng)提取工藝效率低、生長期和光質(zhì)調(diào)控對其含量影響不明確等問題，試驗(yàn)遵循高效提取、精準(zhǔn)調(diào)控理念，采用響應(yīng)面法優(yōu)化CBDA提取工藝，并考察光質(zhì)調(diào)控“漢麻11號”不同生長期CBDA含量變化。根據(jù)單因素試驗(yàn)并結(jié)合響應(yīng)面法考察液料比、提取溫度、提取時(shí)間和超聲波功率對CBDA含量的影響，確定最佳提取工藝并對理論結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，CBDA最佳提取工藝為液料比50:1（mL/g），提取溫度33℃，提取時(shí)間32min，超聲波功率135W，該條件下CBDA百分含量為3.885%，與驗(yàn)證結(jié)果（3.91±0.07）%基本一致，相比于以往文獻(xiàn)報(bào)道方法提升了9.83%。光質(zhì)調(diào)控研究表明，紅色：綠色：藍(lán)色=79.88%：4.01%：16.11%的光質(zhì)條件下，初花期CBDA成分含量最高。該研究為CBDA的光質(zhì)調(diào)控和最佳采收期提供了技術(shù)依據(jù)，有望提高CBDA的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞:工業(yè)大麻；大麻二酚酸；提取工藝；光質(zhì)調(diào)控；不同生長期；最佳采收期

 

工業(yè)大麻（Industrial hemp）屬一年生大麻科大麻屬草本植物^[1]。大麻二酚（CBD）是工業(yè)大麻中主要的非精神活性成分，近年來國際上對其進(jìn)行的研究逐漸深入。大麻二酚酸（CBDA）是CBD的生物合成前體，在特殊頻段光照、高溫加熱、儲存過程等條件下發(fā)生脫羧反應(yīng)轉(zhuǎn)變成CBD。研究發(fā)現(xiàn)，CBDA具有降低食欲、減輕體重^[2]、治療犬類疾病^[3-4]、治療自閉癥^[5]、治療精神分裂^[6]、保肝^[7]等功效，并具有一定的抗病毒活性^[8]。

人工光源室內(nèi)栽培植物相比于大田種植，生長環(huán)境穩(wěn)定且可調(diào)控。針對植物生長需求進(jìn)行光質(zhì)調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)形態(tài)建成以及目標(biāo)活性成分的靶向積累。對室內(nèi)栽培植物不同生長期中目標(biāo)成分含量進(jìn)行監(jiān)測，對確定最佳采收期、合理施肥、質(zhì)量控制以及開發(fā)利用等方面有重要指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值^[9-11]。

目前在大麻素成分的分析中，CBD提取方法較為成熟，然而并沒有CBDA的精確提取方法。由于CBDA的穩(wěn)定性較差，在一些條件如：特殊頻段光照、高溫加熱等情況下，可以脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)镃BD^[12]，因此CBD提取條件中對溫度、超聲波功率等的要求并不同樣適用于CBDA。為了降低因提取條件導(dǎo)致CBDA脫羧轉(zhuǎn)化造成的含量損失，盡可能精確地分析工業(yè)大麻中CBDA的含量，本文在CBD提取方法的研究基礎(chǔ)上，探究不同液料比、提取溫度、提取時(shí)間、超聲波功率下CBDA的提取效果，采用超聲輔助提取并結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化了CBDA的提取方法，并以此方法對光質(zhì)調(diào)控不同生長期的CBDA含量變化進(jìn)行測定，明晰CBDA在工業(yè)大麻生長周期中的成分動態(tài)積累過程，明確其成分積累最大值時(shí)的生長期，進(jìn)而確定最佳采收期，為大麻花葉的深入開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

 

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

工業(yè)大麻原料由黑龍江省科學(xué)院大慶分院提供；甲醇：色譜純，北京百靈威科技有限公司；乙腈：色譜純，北京百靈威科技有限公司；CBDA標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度100μg/mL，上海西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司；甲酸：色譜純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；0.22μm針式有機(jī)相濾膜：天津市津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；10mL一次性注射器：江蘇宇治醫(yī)療器材有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-15C高效液相色譜儀：島津公司；Inertsoil ODS-3（150mm×4.6mm,3μm）色譜柱：島津公司；TDL-80-2B型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；KQ3200DE型數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；PTX-FA110型電子天平：福州華志科學(xué)儀器有限公司；A11-B-S025型粉碎機(jī)：德國IKA公司；HP320型光譜照度計(jì)：杭州雙色智能檢測儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 取樣方法

2023年7月采自黑龍江省科學(xué)院大慶分院試驗(yàn)基地種植的“漢麻11號”植株葉片（花穗），取樣部位為植株主莖頂端葉片（花穗），陰干脫水并4℃條件下保存待測。

1.3.2 供試品溶液的制備

按照文獻(xiàn)記載方法^[13-15]，在以往工藝條件上進(jìn)行微調(diào)。將待測樣品充分研磨粉碎，稱取0.1g置于10mL離心管中，加入5mL甲醇溶液，放置于超聲波清洗器中以150W功率40℃提取30min，然后以轉(zhuǎn)速1000r/min離心2min，充分移取上清液過0.22μm有機(jī)相濾膜，置于容量瓶中。重復(fù)提取3次，合并提取液，定容至25mL，即得供試品溶液。

1.3.3 HPLC 檢測方法的建立

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

用CBDA標(biāo)準(zhǔn)溶液配置出濃度分別為0.6、3、6、30、60μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，過0.22μm有機(jī)相濾膜后待測。

（2）高效液相色譜條件

色譜柱：Inertsoil ODS-3（150mm×4.6mm,3μm）色譜柱，以V（乙腈）：V（水）=78：22為流動相進(jìn)行等度洗脫，流速0.7mL/min，檢測波長220nm，柱溫30℃，進(jìn)樣量10μL，分析時(shí)間20min。

1.3.4 方法學(xué)考察

（1）線性關(guān)系試驗(yàn)

將各濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液按照“1.3.3（2）”的條件進(jìn)行HPLC檢測。分別以各標(biāo)準(zhǔn)濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)x，以峰面積為縱坐標(biāo)y，繪制出CBDA標(biāo)準(zhǔn)曲線。

曲線方程為y=53972x+62.303，R²=0.9998，線性范圍為0.5~100（μg/mL），檢測限（LOD）為0.05μg/mL，定量限（LOQ）為0.15μg/mL。

（2）精密度試驗(yàn)

將0.6、6、30μg/mL濃度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液按照“1.3.3（2）”的條件分別連續(xù)進(jìn)樣5次，記錄峰面積。

（3）穩(wěn)定性試驗(yàn)

將陰干、粉碎后的樣品按照“1.3.2”條件進(jìn)行供試品溶液的制備，4℃避光條件下保存，分別于制備后的0、1、3、6、10、16、24h按照“1.3.3（2）”的條件進(jìn)樣，記錄CBDA峰面積。

（4）重復(fù)性試驗(yàn)

將陰干、粉碎后的樣品8份，按照“1.3.2”條件進(jìn)行供試品溶液的制備，按照“1.3.3（2）”的條件進(jìn)樣，記錄CBDA峰面積。

（5）加樣回收率試驗(yàn)

準(zhǔn)確量取8份已知CBDA含量的供試品溶液10mL，分別加入6μg/mL的CBDA標(biāo)準(zhǔn)品溶液1mL，混合均勻后按照“1.3.3（2）”的條件進(jìn)樣，記錄CBDA峰面積。

（6）含量計(jì)算方法

按公式（1）計(jì)算CBDA百分含量Y：

  

式中：S—峰面積；25—溶劑體積，mL；M—樣品實(shí)際干重，g；10000—換算系數(shù)。

1.3.5 單因素試驗(yàn)

參照1.3.2方法，考察液料比（10:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1）（mL/g）、提取溫度（20、30、40、50、60℃）、提取時(shí)間（10、20、30、40、50min）、超聲波功率（75、90、105、120、135、150W）對CBDA百分含量的影響。

1.3.6 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Design-Expert13軟件設(shè)計(jì)Box-Behnken Design試驗(yàn)，以液料比、提取溫度、提取時(shí)間、超聲波功率為試驗(yàn)因素，CBDA百分含量為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)4因素3水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 響應(yīng)面因素與水平設(shè)計(jì)

  

1.3.7光質(zhì)調(diào)控不同生長期工業(yè)大麻CBDA含量測定

韋秀葉^[16]研究了不同光譜對工業(yè)大麻CBD產(chǎn)量的影響，但并未對CBDA含量進(jìn)行研究，本文參考其光譜，選擇了4種光質(zhì)調(diào)控條件，并對其影響下不同生長期大麻CBDA含量進(jìn)行測定。

樣品于2023年7—9月采自黑龍江省科學(xué)院大慶分院培育的“漢麻11號”品種。Group1~4分別生長于4種光質(zhì)調(diào)控室內(nèi)育種間，使用HP320型光譜照度計(jì)檢測光譜（圖1），除光譜不同外，其他培育條件均一致。研究表明^[17]，藍(lán)光會延長花葉成熟期，本文4個光質(zhì)中藍(lán)色光占比基本相同，因此沒有對花期和生長階段產(chǎn)生影響。取樣時(shí)各光質(zhì)育種間內(nèi)的植株均處于相同的生長階段。監(jiān)測周期從種子萌發(fā)后的第15天開始，第一次取樣時(shí)間記錄為0d，此時(shí)植株處于苗期，取樣部位為頂端葉片，之后每7天取樣一次，每一個光質(zhì)調(diào)控室內(nèi)育種間取樣30株并進(jìn)行混合，樣品采集后陰干脫水并4℃條件下保存。取樣時(shí)間、部位以及物候期見表2。

 

 

表2 取樣時(shí)間、部位以及物候期

  

 

  

圖1 4種光質(zhì)調(diào)控室內(nèi)育種間光譜

注：藍(lán)光峰值460nm；綠光峰值530nm；紅光峰值660nm。

將所有待測樣品以響應(yīng)面優(yōu)化后的最佳條件：液料比50:1（mL/g）、提取溫度33℃、提取時(shí)間32min、超聲波功率135W進(jìn)行超聲波輔助提取，制備供試品溶液。按照“1.3.3（2）”的條件進(jìn)樣，進(jìn)行樣品測定，記錄峰面積，計(jì)算CBDA含量。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件記錄并整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果以`x±SD（x≥3）表示，運(yùn)用SPSS27.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），采用Waller-Duncan事后校驗(yàn)，P＜0.05表示存在顯著性差異。采用Origin2021繪制折線圖、響應(yīng)面圖、柱形圖以及瀑布圖，運(yùn)用R-studio繪制熱圖。

 

2 結(jié)果與分析

2.1 CBDA 液相色譜分析

2.1.1 CBDA 液相色譜分析圖

按照“1.3.3（2）”條件將CBDA標(biāo)準(zhǔn)品和供試樣品進(jìn)行HPLC分析，如圖2所示。CBDA保留時(shí)間為7.731min。在本團(tuán)隊(duì)以往研究中表明，此液相色譜條件可應(yīng)用于工業(yè)大麻花葉提取液的定性及定量分析^[18]。

  

圖2 CBDA 標(biāo)準(zhǔn)品（A）和樣品（B）色譜圖

2.1.2 方法學(xué)考察

（1）精密度考察

經(jīng)過計(jì)算，三種濃度CBDA標(biāo)準(zhǔn)品峰面積的RSD值分別為0.89%、0.52%、0.72%，證明此方法的精密度良好。

（2）穩(wěn)定性考察

經(jīng)過計(jì)算，CBDA峰面積的RSD值為2.48%，證明此方法提取的供試品溶液4℃避光條件下在24h內(nèi)的穩(wěn)定性良好。

（3）重復(fù)性考察

經(jīng)過計(jì)算，CBDA峰面積的RSD值為3.75%，證明此方法的重復(fù)性良好。

（4）加樣回收率考察

經(jīng)過計(jì)算，CBDA平均回收率為98.59%，RSD值為3.98%，證明此方法準(zhǔn)確可靠。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 液料比對 CBDA 百分含量的影響

由圖3可見，液料比在10:1~50:1（mL/g）區(qū)間內(nèi)CBDA百分含量隨液料比的增大呈逐漸上升狀態(tài)，在液料比為50:1（mL/g）時(shí)達(dá)到最大值，之后，CBDA百分含量隨液料比的增加呈下降狀態(tài)。推測液料比少于50:1（mL/g）時(shí)，CBDA在少量的溶劑中呈現(xiàn)出溶解飽和狀態(tài)，導(dǎo)致樣品中的CBDA未能完全提取，而液料比過高對溶劑需求量更大，會造成不必要的資源浪費(fèi)^[19]。因此，確定液料比為50:1（mL/g）。

  

圖3 液料比對 CBDA 百分含量的影響

注：各指標(biāo)中不同字母表示差異顯著（P＜0.05），n=3

2.2.2 提取溫度對 CBDA 百分含量的影響

由圖4可見，提取溫度由20℃上升到30℃時(shí)，CBDA百分含量有所提高，說明在30℃以下，CBDA未實(shí)現(xiàn)充分提取，隨著溫度的升高，CBDA百分含量逐漸降低。由于CBDA的熱穩(wěn)定性較差，高溫易發(fā)生脫羧反應(yīng)^[20]。因此，確定30℃為適宜提取溫度。

  

圖4 提取溫度對 CBDA 百分含量的影響

2.2.3 提取時(shí)間對 CBDA 百分含量的影響

由圖5可見，10~30min的提取過程中CBDA百分含量逐漸升高，30~50min的過程中隨著提取時(shí)間的加長，CBDA百分含量呈下降趨勢。提取時(shí)間太短會導(dǎo)致有效成分未能實(shí)現(xiàn)充分提取，在溶液體系達(dá)到平衡后，繼續(xù)超聲波提取不會提高有效成分的溶出，且長時(shí)間的超聲波產(chǎn)生的熱效應(yīng)會使體系溫度升高，導(dǎo)致CBDA發(fā)生脫羧反應(yīng)，含量降低^[21]。因此，確定提取時(shí)間為30min。

 

 

 

 

  

圖5 提取時(shí)間對 CBDA 百分含量的影響

2.2.4 超聲波功率對 CBDA 百分含量的影響

由于功率超過135W后，CBDA百分含量已呈下降趨勢。且有研究表明^[22-23]，超聲功率過大會促使CBDA脫羧。因此沒有考慮150W以上的超聲波功率對CBDA百分含量的影響。超聲波功率在75~135W時(shí)，CBDA百分含量隨功率增大而上升，135W時(shí)達(dá)到百分含量最大值，之后，隨超聲波功率的增大而下降（圖6）。因此，確定超聲波功率為135W。

  

圖6 超聲波功率對 CBDA 百分含量的影響

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，以液料比（A）、提取溫度（B）、提取時(shí)間（C）和超聲波功率（D）為響應(yīng)變量，以CBDA百分含量（Y）為響應(yīng)值，根據(jù)響應(yīng)面法中的Box-Behnken Design試驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)4因素3水平試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 Box-Behnken Design 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

  

 

  

  

2.3.2 回歸方程擬合方差分析

運(yùn)用Design-Expert13軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得二次方程模型：CBDA百分含量Y=3.83—0.0183A+0.2536B+0.1232C+0.0144D+0.0123AB—0.1751AC+0.0274AD+0.0507BC+0.1566BD—0.2257CD—0.7408A²—0.4341B²—0.3884C²—0.263D²。

回歸方程的分析結(jié)果見表4。P＜0.0001，可知模型極顯著；失擬項(xiàng)P＝0.0656＞0.05，失擬項(xiàng)不顯著；決定系數(shù)R²＝0.972，調(diào)整后的決定系數(shù)R²_Adj＝0.9441，可知回歸方程的相關(guān)性較好，擬合度良好，證明該試驗(yàn)方法可靠性和可信度較高，可以應(yīng)用該模型來預(yù)測和分析大麻中CBDA的百分含量。由表中F值可以看出，4個因素對樣品中CBDA百分含量的影響程度為：提取溫度（B）＞提取時(shí)間（C）＞液料比（A）＞超聲波功率（D）。方程一次項(xiàng)中對大麻中CBDA百分含量的影響，提取溫度（B）達(dá)到了極顯著水平（P＜0.0001），提取時(shí)間（C）達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01），可知提取溫度對樣品中CBDA百分含量的影響較大，提取時(shí)間次之；在兩兩交互項(xiàng)中AC和CD項(xiàng)極顯著（P＜0.01），BD項(xiàng)顯著（P＜0.05），可知液料比和提取時(shí)間、提取時(shí)間和超聲波功率兩兩交互作用對樣品中CBDA百分含量的影響較大，提取溫度和超聲波功率兩兩交互作用次之；A²、B²、C²、D²這4個二次項(xiàng)對樣品中CBDA百分含量的影響均極顯著（P＜0.0001）。

表 4 回歸方程方差分析

  

  

注：*P<0.05；**P<0.01；***P<0.001。

2.3.3 響應(yīng)面分析

因素之間兩兩相互作用對響應(yīng)值產(chǎn)生的影響可以通過響應(yīng)面圖形的形狀直觀地呈現(xiàn)出來，響應(yīng)面的曲度越大，其投影出的二維等高線橢圓的離心率越大，此兩兩因素的交互作用對于響應(yīng)值的影響越顯著^[24]。由圖7可見，AC、BD、CD兩兩交互形成的響應(yīng)面曲度較大，坡面陡峭，等高線皆呈橢圓形，證明AC、BD、CD這三組兩兩交互作用對工業(yè)大麻中CBDA百分含量的影響較大，結(jié)論與“2.3.2”中回歸方程方差分析的結(jié)果相一致。

  

圖7 各因素的交互作用對 CBDA 百分含量的影響

2.3.4 最佳工藝參數(shù)

利用Design-Expert13軟件對工業(yè)大麻中CBDA的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過數(shù)據(jù)分析，得到最佳工藝參數(shù)為：液料比49.706:1（mL/g），提取溫度33.1℃，提取時(shí)間31.732min，超聲波功率135.648W，在此條件下樣品中CBDA百分含量為3.885%?？紤]實(shí)際操作的限制，將工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：液料比50:1（mL/g），提取溫度33℃，提取時(shí)間32min，超聲波功率135W，以此條件對樣品中CBDA進(jìn)行5次平行提取試驗(yàn)，得到的提取率為（3.91±0.07）%，誤差率為0.64%，證明該法可靠。

2.4 光質(zhì)調(diào)控不同生長期工業(yè)大麻中 CBDA 含量

在以響應(yīng)面法優(yōu)化了分析過程中CBDA提取方法的基礎(chǔ)上，對光質(zhì)調(diào)控不同生長期工業(yè)大麻CBDA含量進(jìn)行分析。

CBDA是CBD的生物合成前體，在特殊頻段光照、高溫加熱等情況下，可脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)镃BD。因此，在對工業(yè)大麻中CBD含量進(jìn)行評估時(shí)應(yīng)同時(shí)分析CBD與CBDA的含量。由圖8可知，Group1光質(zhì)條件下35d取樣的工業(yè)大麻中CBDA含量最高，為6.20%，顯著高于其他光質(zhì)條件和生長期（P＜0.05），其次為與35d取樣時(shí)間前后間隔各7d的28d（生長期）和42d（盛花期）樣品，CBDA含量分別為5.52%和5.67%，顯著高于其他光質(zhì)條件和生長期（P＜0.05）。

  

圖8 CBDA 含量

CBDA是CBD的生物合成前體，在特殊頻段光照、高溫加熱等情況下，可脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)镃BD。因此，在對工業(yè)大麻中CBD含量進(jìn)行評估時(shí)應(yīng)同時(shí)分析CBD與CBDA的含量。由圖8可知，Group1光質(zhì)條件下35d取樣的工業(yè)大麻中CBDA含量最高，為6.20%，顯著高于其他光質(zhì)條件和生長期（P＜0.05），其次為與35d取樣時(shí)間前后間隔各7d的28d（生長期）和42d（盛花期）樣品，CBDA含量分別為5.52%和5.67%，顯著高于其他光質(zhì)條件和生長期（P＜0.05）。

將CBDA含量進(jìn)行聚類熱圖分析，由圖9可見，各組測試結(jié)果分為三類，Group3的14d和Group1的21、28、35、42d這五組樣品歸為第一類，CBDA含量顯著高于其他樣品，其中Group1的28、35、42d樣品CBDA含量又顯著高于Group3的14d和Group1的21d樣品。

 

 

  

圖9 CBDA 含量聚類分析熱圖

對各光質(zhì)條件分別進(jìn)行不同生長期CBDA含量分析與對比，由圖10可見，Group1光質(zhì)條件下整個生長周期內(nèi)CBDA含量的積累明顯高于其他三種光質(zhì)條件，且圖9聚類分析熱圖顯示，成分含量最高的分類中三組試驗(yàn)數(shù)據(jù)均來自于Group1，圖8也可明顯看出Group1光質(zhì)條件下CBDA含量相較于其他三種光質(zhì)條件的顯著性。

  

圖10Group1（A）、Group2（B）、Group3（C）、Group4（D）不同生長期CBDA含量

 

3 討論與結(jié)論

近年來對大麻素的研究主要圍繞CBD展開，CBDA作為其生物合成前體，具有與之相似的功效，如抗炎、抗驚厥、止吐等^[25]。但在BologninI等^[26]的研究中發(fā)現(xiàn)，在抑制由毒素或運(yùn)動引起的嘔吐與驚厥反應(yīng)方面，CBDA較CBD效果更佳。隨著研究的不斷深入，CBDA的應(yīng)用前景將會非常廣闊。本文基于CBD分析過程中提取方法研究基礎(chǔ)，采用超聲輔助提取結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化了CBDA的提取方法。最佳工藝參數(shù)為：液料比50：1（mL/g），提取溫度33℃，提取時(shí)間32min，超聲波功率135W，利用此方法測試的CBDA量為(3.91±0.07)%，較文獻(xiàn)記載方法^[13]提升了9.83%。本研究不僅提高了CBDA的提取量，且降低了對提取溫度和超聲波功率的要求，更為節(jié)能和降低機(jī)器損耗。

郭孟璧等^[27]采用紅、黃、藍(lán)和無色透明濾光膜對工業(yè)大麻進(jìn)行處理并分析不同時(shí)期花葉中CBD含量，發(fā)現(xiàn)不同光質(zhì)調(diào)控下CBD含量各不相同，證明光質(zhì)調(diào)控能夠影響工業(yè)大麻中大麻素的成分積累。本文運(yùn)用優(yōu)化后的提取工藝對光質(zhì)調(diào)控不同生長期工業(yè)大麻CBDA含量進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明，4組光源中三色比為紅色：綠色：藍(lán)色=79.88%：4.01%：16.11%的光質(zhì)條件下，CBDA成分積累最大，而此光質(zhì)條件與其他三組的明顯區(qū)別在于其綠色光占比極少，紅、藍(lán)光占比較多。工業(yè)大麻是喜陽植物^[27]，這與研究表明“紅、藍(lán)光更適于喜陽植物，藍(lán)、綠光更適于喜蔭植物的生長發(fā)育”的結(jié)論一致^[28]，推測紅、藍(lán)光能夠促進(jìn)CBDA的成分積累。在此光質(zhì)條件下種子萌發(fā)后第35天初花期時(shí)CBDA含量最高，而初花期后CBDA含量的下降，可能是植株的繼續(xù)生長過程中，大麻素成分由CBDA向CBD進(jìn)行了轉(zhuǎn)化。LISA等^[24]將工業(yè)大麻生長期分為營養(yǎng)期、芽期、盛花期和種子成熟期4個階段，并進(jìn)行了CBDA含量的測定，研究顯示，芽期和盛花期CBDA含量顯著高于其他兩個階段。本文研究結(jié)果與之一致，且更為細(xì)致地劃分了生長期，并明晰了CBDA含量最高的生長階段為初花期。因此，“漢麻11號”室內(nèi)栽培光質(zhì)條件為紅藍(lán)光比5：1，并在種子萌發(fā)后第35天初花期進(jìn)行花葉采收，可確保CBDA成分含量最高。

 

參考文獻(xiàn)

[1] 中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志-第一卷-總論[M].北京:科學(xué)出版社,2004:223.

[2] Ben-cnaan E, Permyakova A, Azar S, et al. The metabolic efficacy of a cannabidiolic acid (CBDA) derivative in treating diet- and genetic-induced obesity[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2022, 23(10): 5610.

[3] Court M H, Mealey K L, Burke N S, et al. Cannabidiol and cannabidiolic acid: Preliminary in vitro evaluation of metabolism and drug–drug interactions involving canine cytochrome P-450, UDP-glucuronosyltransferase, and P-glycoprotein[J]. Journal of Veterinary Pharmacologyand Therapeutics, 2024, 47(1): 1-13.

[4] Klatzkow S, Davis G, Shmalberg J, et al. Evaluation of the efficacy of a cannabidiol and cannabidiolic acid rich hemp extract for painin dogs following a tibial plateau leveling osteotomy[J]. Frontiers in Veterinary Science, 2023, 9: 1036056.

[5] Giorgi V, Vila A, Fernandez S, et al. Treatment with high cbda Cannabis sativa extract revertsautistic-like phenotypes differentially between sexes in two asd mice models[J]. IBRO Neuroscience Reports, 2023, 15: S128.

[6] Richardson B, Clarke C, Blundell J, et al. Therapeutic-like activity of cannabidiolic acid methyl ester in the MK-801 mouse model of schizophrenia: Role for cannabinoid CB1 and serotonin-1A receptors[J].European Journal of Neuroscience, 2024, 59(9): 2403-2415.

[7] Giralt A, Batchuluun B, Willows R, et al. Cannabidiolic acid (CBDA) regulates energy homeostasis and protects against non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in mice[J]. Journal of Hepatology, 2023, 78: S762.

[8] Tamburello M, Salamone S, Anceschi L, et al. Antiviral activity of cannabidiolic acid and its methyl ester against SARS-CoV-2[J]. Journal of Natural Products, 2023, 86(7): 1698-1707.

[9] Sankhuan D, Roytrakul S, Nakano M, et al. Proteomic sensing associated with terpenoid biosynthesis of Artemisia annua L. in response to different artificial light spectra[J]. Journal of Plant Interactions, 2022, 17(1): 19-32.

[10] Hwang M H, Seo J W, Park B J, et al. Evaluation of growth characteristics and biological activities of ‘dachul’, a hybrid medicinalplant of Atractylodes macrocephala × Atractylodes japonica, under different artificial light sources[J]. Plants, 2022, 11(15): 2035.

[11] ZHENG C, MA J-Q, MA C-L, et al. Regulation of growth and flavonoid formation of tea plants (Camellia sinensis) by blue and green light[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67(8): 2408-2419.

[12] 蔡宏達(dá),劉夢然,王崑侖,等.工業(yè)大麻中大麻二酚酸脫羧轉(zhuǎn)化體系研究[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2024,36(2):303-313.

[13] 張旭,孫宇峰,田媛,等.SPE-HPLC法同時(shí)測定漢麻提取物中3種大麻酚含量[J].化學(xué)試劑,2018,40(6):547-550.

[14] 陳國峰,尤宏梅,王貴江,等.高效液相色譜法同時(shí)測定工業(yè)大麻中四種大麻素的方法研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2021(11):60-64.

[15]蔡宏達(dá).工業(yè)大麻中大麻二酚轉(zhuǎn)化規(guī)律與綠色提取工藝研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2023.

[16] 韋秀葉.工業(yè)大麻工廠化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2021.

[17] Burgel L, Hartung J, Pflugfelder A, et al. Impact of growth stage and biomass fractions on cannabinoid content and yield of differenthemp (Cannabis sativa L.) genotypes[J]. Agronomy, 2020, 10(3): 372.

[18] 高寶昌,田媛,石雨,等.微波輻射和物理加熱對大麻素酸脫羧反應(yīng)影響對比分析[J].分析試驗(yàn)室,2021,40(9):1049-1052.

[19] 王君,高文彬,陳新,等.響應(yīng)面法優(yōu)化金絲皇菊多酚提取工藝及其抗氧化活性評價(jià)[J].糧食與油脂,2024,37(1):79-84.

[20] Citti C, Pacchetti B, Vandelli M A, et al. Analysis of cannabinoids in commercial hemp seed oil and decarboxylation kinetics studies of cannabidiolic acid (CBDA)[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2018, 149: 532-540.

[21] Abenante L, Penteado F, Vieira M M, et al. Ultrasound-enhanced Ag-catalyzed decarboxylative coupling between α-keto acids and disulfides for the synthesis of thioesters[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2018, 49: 41-46.

[22] Some S, Han Yong Bae Mun Jong Kim, ZHANG Y J, et al. Ultrasound-promoted enantioselective decarboxylative protonation of α-aminomalonate hemiesters by chiral squaramides: a practical approach to both enantiomers of α-amino esters[J]. European Journal of Organic Chemistry, 2017, 2017(31): 4562-4565.

[23] Ansari R, Kirpalani D M. Insightsinto ultrasound-promoted degradation of naphthenic acid compounds in oil sands process affected water. Part I: Accelerated H-abstraction and decarboxylation of aromatic and alicyclic compounds[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2022, 83: 105929.

[24] 陳炯朝,馬雪,張研,等.響應(yīng)面法優(yōu)化超聲輔助低共熔溶劑提取洋薊花苞多糖工藝[J].中國食品添加劑,2024,35(4):57-64.

[25] FORMATO M, CRESCENTE G, SCOGNAMIGLIO M, et al. (?)-cannabidiolicacid, a still overlooked bioactive compound: an introductory review and preliminary research[J]. Molecules, 2020, 25(11): 2638.

[26] BOLOGNINI D, ROCK E M, CLUNY N L, et al. Cannabidiolic acid prevents vomiting in Suncus murinus and nausea-induced behaviour in rats by enhancing 5-HT1A receptor activation[J]. British Journal of Pharmacology, 2013, 168(6): 1456-1470.

[27] 郭孟璧,陳璇,郭鴻彥,等.不同光質(zhì)對工業(yè)大麻生長及其抗癲癇成分大麻二酚積累的影響[J].中藥材,2019,42(10):2220-2225.

[28] SONG Y L,LIU W C, WANG Z, et al. Effect of different monochromatic LEDs on the environmental adaptability of Spathiphyllum floribundum and Chrysanthemum morifolium[J]. Plants, 2023, 12(16): 2964.

 

文章摘自:石雨，李國巍，張婧如，田媛，張治國，高寶昌．工業(yè)大麻中大麻二酚酸（CBDA）含量測定方法優(yōu)化及光質(zhì)調(diào)控分析[J/OL]．中國麻業(yè)科學(xué).https://link.cnki.net/urlid/43.1467.S.20250220.1919.004。