综述：大麻加工阶段综合评述：获取高质量提取物的技术比较

《Journal of Applied Poultry Research》：Comprehensive Review of Cannabis Processing Stages: A Comparison of Techniques for Obtaining High-Quality Extracts

本综述从工程学角度，对大麻从收获后处理到最终纯化的完整加工链进行了批判性分析。文章深入探讨了各阶段（如干燥、脱羧、基于溶解度参数理论（SPT）和超临界CO2的萃取、冬化、过滤、蒸馏以及工业级色谱纯化等）的技术挑战与工程权衡，重点在于如何在保留挥发性萜烯、高效转化酸性大麻素（如THCA→THC）与获得高纯度、合规的药用级大麻素提取物之间取得平衡，为工艺优化和创新提供了重要参考。

　　

INTRODUCTION

大麻产业正在经历快速增长，受市场对相关产品需求增长的驱动。据估计，2024年合法大麻市场规模为338亿美元，预计到2030年将达到1101亿美元，这反映出21.8%的强劲复合年增长率（CAGR）。这种扩张与不断演变的法律框架和公众接受度的显著提高密切相关。

Drying

所选的大麻干燥技术至关重要，影响着提取物的产量、质量和效价。必须仔细考虑各种因素，如大麻品种的化学特征、基于地区气候的干燥行为以及所需的最终产品（无论是用于消费的花卉，还是用于提取的 biomass）。根据目标萜烯和大麻素调整最高干燥温度至关重要，因为高温可能导致这些化合物降解或蒸发。

Decarboxylation

脱羧反应将酸性大麻素，如CBDA、THCA和CBGA，转化为其非酸性形式：CBD、THC和CBG。该反应通过从分子中去除羧基（COOH）实现，并释放二氧化碳（CO₂）。此反应的效率和结果高度依赖于温度、时间和周围化学环境等工艺参数。

Size reduction: Grinding

研磨后的粒径是影响提取效率的关键因素。研磨增加了植物材料与提取溶剂之间的接触表面积。减小粒径可以改善溶剂渗透，优化溶剂与原料的比例（S/F），并可能减少溶剂消耗。重要的是，研究表明研磨大麻不会降解大麻素或萜烯含量。

Extraction

在大麻加工领域，选择合适的提取技术对于获得特定、高质量的提取物起着关键作用。选择提取方法时，必须仔细考虑所需的提取物、其组成、期望特性及最终用途。例如，提取酸性大麻素可能需要更温和的条件（如低温和低压）以保持其完整性，而提取中性形式则涉及不同的参数。溶剂的选择——由溶解度参数理论（SPT）和超临界CO₂的经验溶解度数据指导——决定了选择性、产率以及后续纯化的需求。

Winterization

在深入探讨冬化过程之前，必须认识到植物材料在接触溶剂时，不仅会提取大麻素和萜烯，还会提取亲脂性化合物、水分和重金属残留物。提取的混合物（称为蜡或油）通常具有粘性，其中许多成分必须在后续步骤前去除，以达到所需的大麻素和萜烯浓度。冬化是一个专门设计用于去除这些不需要的脂质和蜡的过程，通常通过将粗提物与冷醇溶剂（如乙醇）混合并低温冷却，促使蜡质沉淀，然后通过过滤分离。

Filtration

过滤是一个多阶段的纯化过程，对于精炼粗大麻提取物至关重要。主要目标是去除悬浮颗粒（植物物质、脂质、蜡）、修复颜色（如叶绿素等色素）以及澄清最终产品。过滤技术（即硬件）和过滤介质（进行分离的材料）的选择对于过程效率、可扩展性以及最小化有价值化合物的损失至关重要。

Solvent evaporation and Distillation

在通过冬化和过滤去除固体杂质后，下游过程转向精炼富含大麻素的油树脂。这一关键阶段涉及两个主要单元操作，目标不同：首先是大量去除提取溶剂以浓缩提取物，其次是将大麻素纯化以达到高纯度。这两个过程都是热驱动的分离技术，对于产生强效且纯净的浓缩物至关重要。溶剂蒸发主要用于回收溶剂并获得浓缩的油树脂。随后的蒸馏（通常是短程蒸馏）则用于根据沸点差异进一步分离和纯化目标化合物（如大麻素和萜烯）。

Distillation

蒸馏在大麻加工中起着关键作用，根据目标产品应用不同的技术。对于生产大麻精油（富含萜烯和芳香化合物），采用蒸汽蒸馏或水蒸馏等方法。在这些过程中，花卉等植物材料通过蒸汽或水加热，产生的冷凝液分离为精油和 hydrosol（也称为 hydrolat），后者含有水溶性化合物。这些技术因其相对温和的条件而备受青睐，有助于保护热敏性萜烯。

Remediation of THC and purification of cannabinoids

大麻加工的最后且通常技术最复杂的阶段涉及两个不同的目标：对THC等受管制化合物进行 remediation（ remediation），以及将目标大麻素纯化以满足特定的质量和效价要求。THC remediation 的主要驱动力是法规遵从性。THC是大麻致醉作用的主要负责化合物，在一些产品中（如用于医疗用途或受严格 THC 含量法规约束的产品），必须将 THC 含量降低到法定限值以下。这通常通过选择性分离技术实现，例如利用大麻素之间极性差异的液相色谱法。对于生产高纯度大麻素分离物（如 CBD 或 CBG 分离物），则需要更先进的纯化技术，例如重结晶或制备型高效液相色谱（Preparative HPLC），以去除所有残留的杂质、同类物和 THC，达到制药级规格。

Environmental Impact and Sustainability Considerations

THC remediation 和大麻素纯化技术的环境和可持续性特征差异巨大，主要影响来自高溶剂消耗、固体和液体废物产生以及能源强度。

Conclusions

本综述的综合分析表明，将原料大麻转化为纯化的高质量提取物，并非一系列离散、独立的阶段，而是一个高度集成的系统，其中每个步骤的决策都会对所有后续操作产生连锁反应。最终产品的化学特征、纯度和经济价值是由这些相互关联的选择总和所定义的。例如，最初的收获后处理（干燥和脱羧）条件会显著影响后续提取效率和最终提取物的化学成分。同样，提取溶剂的选择决定了所需纯化步骤的数量和严格性。在纯化阶段，追求极高纯度通常以工艺产率为代价，突出了整个加工链中固有的关键权衡。未来的创新应侧重于开发更节能、减少溶剂消耗和废物产生的集成工艺，以支持该行业的可持续发展。