超临界CO2共萃取大麻花与种子一步法制备即用型大麻二酚油的创新研究

为解决传统CBD油生产步骤繁琐、有机溶剂污染等问题，研究人员首次提出利用超临界CO2（scCO2

　　

在功能性食品和药物研发领域，工业大麻（Cannabis sativa L.）因其富含的大麻二酚（CBD）等 cannabinoids（大麻素类化合物）而备受关注。传统CBD油生产需经历大麻花活性成分提取与载体油混合两道独立工序，不仅流程繁琐，还可能因有机溶剂残留引发安全隐患。更棘手的是，现有技术难以精准调控CBD浓度，且工业化生产面临能耗高、环境负担重等挑战。如何通过绿色工艺一步获得成分可控的即用型CBD油，成为横亘在科研与产业间的技术壁垒。

为此，Jan Fydrich、Mirjana Minceva和Simon Vlad Luca团队在《Journal of CO₂ Utilization》发表创新研究，首次将超临界CO₂（scCO₂）共萃取技术应用于大麻花与油料种子的同步处理。研究团队通过系统筛选 hemp（大麻）、sesame（芝麻）和sunflower（向日葵）三种种子，结合 flower-to-seed ratio（花籽比）、压力、温度等参数优化，建立了一步法制备即用型CBD油的工艺体系。

关键技术方法

研究采用德国Hempartis GmbH提供的脱羧大麻花（品种Futura 75）与市售脱壳种子为原料，通过粒径分级（<800 μm）和水分控制（4-9 wt%）预处理后，使用Spe-ed SFE Zoran超临界萃取装置开展实验。采用HPLC-DAD分析cannabinoids（包括CBD、THC等），GC-MS测定脂肪酸组成，紫外分光光度法量化叶绿素和类胡萝卜素，建立完整的提取动力学与成分表征体系。

研究结果

3.1 原料特性分析

大麻花展现出独特的成分特征：CBD含量高达16.29 wt%，但脂肪酸总量（11 wt%）远低于种子（72 wt%）。三种种子中，hemp seed（大麻籽）的γ-亚麻酸（γC18:3）和γ-生育酚含量显著更高，这为其后续作为最佳共萃取载体埋下伏笔。

3.2 单材料超临界萃取

scCO₂在300 bar/40°C条件下对hemp flower的提取效率是hexane（正己烷）的3倍，且能更完整保留cannabinoids谱系。种子油提取则呈现典型溶解度依赖特性，验证了压力对脂质萃取的调控作用。

3.3 共萃取工艺优化

• 种子类型影响：hemp seed凭借其高α-亚麻酸（αC18:3）含量，通过π-π相互作用显著提升CBD溶解度，回收率比单用花朵提高2倍。

• 花籽比调控：1:3比例实现提取效率与成分平衡，而3:1比例可使CBD浓度升至10 wt%，满足药用级需求。

• 压力选择：200 bar时cannabinoids纯度最高，但300 bar在产量与经济性间取得平衡，总提取量提升100%。

3.4 CBD油成分解析

共萃取产物兼具营养与功能特性：

• •

  脂肪酸谱：由种子类型主导，hemp seed油中linoleic acid（亚油酸，C18:2）占比49.39 wt%

• •

  生物活性物质：含813.58 mg/kg叶绿素、324.04 mg/kg类胡萝卜素，以及762.55 mg/kg γ-生育酚，形成天然抗氧化体系

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  合规性：THC含量始终<0.3 wt%，符合欧盟监管标准

结论与意义

该研究突破性地将scCO₂共萃取技术应用于hemp产业，通过花籽协同提取实现"提取-载体整合"一步完成。其创新性体现在三方面：

1. 1.

   工艺革新：较传统两步法减少能耗30-50%，避免有机溶剂使用；

2. 2.

   产品定制：通过调节花籽比可生产0.5-10 wt%不同规格CBD油，满足膳食补充剂、化妆品及药物递送系统需求；

3. 3.

   循环经济：充分利用hemp全株资源，hemp seed既作载体又提升提取效率，契合可持续发展理念。

未来通过中试放大与溶剂回收系统优化，该技术有望成为hemp制品绿色生产的标杆工艺。研究不仅为大麻素制剂开发提供新范式，其"生物质共萃取"策略更可拓展至其他功能成分的高值化利用领域。