Za hranicou kanabinoidov - dve tváre konopného extraktu

Pri tradičnej etanolovej extrakcii konopy siatej s použitím 96 % etanolu a dlhodobého kontaktu vznikli dve jasne oddelené frakcie – 380 g lipofilného konopného extraktu (RSO, označený ako XE) a 74 g hnedého, vo vode rozpustného extraktu. Získanie dvoch fáz nie je náhoda, ale dôsledok polarity rozpúšťadla a chemického zloženia rastliny. Etanol s malým obsahom vody je amfifilné médium, ktoré dokáže extrahovať súčasne polárne aj nepolárne zlúčeniny. Lipofilné látky – kanabinoidy, vosky, chlorofyly, karotenoidy – prechádzajú do nepolárnej frakcie, zatiaľ čo polárne sekundárne metabolity, najmä fenolové kyseliny, flavonoidy, triesloviny, aminokyseliny a rozpustné sacharidy, sa koextrahujú spolu s etanolom a pri odparovaní vytvoria samostatnú hnedú fázu. Tento jav je popísaný pri hydroetanolových extrakciách konopy, kde 50–95 % EtOH vedie k získaniu dvoch odlišných skupín zlúčenín – polyfenolickej a kanabinoidnej.

Chemická povaha vodorozpustnej frakcie

Hnedá hmota vznikla po odparení etanolu a zahrievaní na približne 100 °C. V tejto teplote prebiehajú tri základné reakčné mechanizmy: oxidácia fenolických zlúčenín, karamelizácia redukujúcich cukrov a Maillardove kondenzácie medzi cukrami a aminoskupinami proteínov či aminokyselín. V rastlinných extraktoch vedú tieto procesy ku tvorbe tzv. melanoidínov – amorfných, hnedých polymérnych zlúčenín vznikajúcich polymerizáciou a kondenzačnými reakciami medzi aldehydmi cukrov a amínovými skupinami. Ich vznik vysvetľuje farbu, zápach a rýchle tuhnutie látky. Polyfenoly, prítomné v listoch a kvetoch konopy vo významnom množstve, podliehajú pri zahriatí oxidatívnemu spájaniu a tvoria komplexné štruktúry humínového typu – nerozkryštalizované, silne vodíkovo viazané polyméry, ktoré po odstránení vody tuhnú do sklovitej hmoty, ale po hydratácii sa znovu dispergujú. Presne toto správanie sa pozorovalo pri 74 g extraktu: po vychladnutí rýchlo stvrdne, vo vode sa však okamžite rozptýli – typické pre polymérne humínom podobné materiály s vysokým obsahom fenolických a karbonylových skupín.

Z chemického hľadiska teda 74 g extraktu predstavuje polárnu, polyfenolicko-karamelizačnú matricu, ktorá sa vytvorila kombináciou fenolických kyselín (chlorogénová, kávová, ferulová, p-kumarová), flavonoidov (apigenínové a luteolínové deriváty vrátane cannaflavínov A až C), kondenzovaných tanínov, redukujúcich sacharidov a čiastočne denaturovaných peptidov. Ich prítomnosť je chemicky nevyhnutná: konopa je bohatá na polyfenoly – publikované hodnoty udávajú 10–50 mg GAE/g sušiny – a 96 % etanol tieto látky extrahuje efektívne, pretože voda v rozpúšťadle umožňuje ich solvatáciu a disociáciu. Zahriatie následne vedie ku spájaniu molekúl cez kondenzácie – to dáva vznik pevnej, ale rehydratačnej štruktúre.

Fyzikálno-chemické správanie a funkčné vlastnosti

Pozorované makroskopické vlastnosti – farba, aróma, horkosť, tuhnutie – zodpovedajú známym charakteristikám zmesí polyfenolov, melanoidínov a tanínov. Polyfenoly a triesloviny majú početné hydroxylové skupiny, ktoré vytvárajú silné vodíkové väzby; to vysvetľuje vysokú viskozitu a pevnosť hmoty po odparení. Pri kontakte s vodou sa tieto väzby prerušia a molekuly sa rehydratujú, čo umožňuje okamžité rozpustenie alebo dispergáciu. Horkosť je dôsledkom prítomnosti kondenzovaných tanínov – vysokomolekulových polyfenolov s aštringentnou chuťou, ktoré interagujú s bielkovinami na jazyku. Karamelovo-čokoládová aróma vzniká z aldehydov a pyrazínov, bežných produktov Maillardových reakcií.

Z chemického pohľadu má takáto frakcia vysokú antioxidačnú kapacitu. Polyfenoly aj melanoidíny sú schopné odovzdávať elektróny a stabilizovať voľné radikály; preto sa ich antioxidačná aktivita v literatúre opisuje ako ekvivalentná až vyššia než u vitamínu C. Zároveň fenolické a karboxylové skupiny týchto polymérov viažu prechodné kovy (Fe³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺), čím inhibujú Fentonove reakcie. To vysvetľuje, prečo sa takéto frakcie označujú ako chelatačne aktívne – slúžia ako prirodzené lapače kovových katiónov. Na molekulárnej úrovni majú aj sorpčné vlastnosti – vďaka povrchovej polarite a poréznosti dokážu zachytávať malé polárne metabolity a organické ióny, čo z nich robí možné „sinky“ pre vodorozpustné kontaminanty.

Kanabinoidný obsah a biologická relevancia

Z fyzikálno-chemických dôvodov je prítomnosť kanabinoidov v tejto frakcii zanedbateľná. Hlavné kanabinoidy (CBD, THC, CBG) majú logP ≈ 6–8 a vodnú rozpustnosť v ráde mikrogramov na mililiter, takže sa prakticky nemôžu udržať v čisto vodorozpustnej matrici. Ich prípadná stopová prítomnosť je vysvetliteľná len zachytením v emulznej štruktúre alebo fyzikálnou inklúziou počas sušenia. Preto sa biologická aktivita tejto 74-gramovej frakcie neviaže na kanabinoidy, ale na polyfenoly, melanoidíny a taníny. Tieto zlúčeniny sú známe svojím antioxidačným, protizápalovým a antimikrobiálnym účinkom – mechanizmy spočívajú v scavengingu reaktívnych foriem kyslíka, inhibícii prooxidantných enzýmov a chelácii prechodných kovov.

Záver a vedecký význam

Získaná 74 g vodorozpustná frakcia predstavuje doposiaľ málo skúmanú zložku etanolových extraktov konopy. Chemické dôvody jej vzniku sú jasné – amfifilná povaha etanolu umožnila extrahovať polárne látky, ktoré sa pri zahriatí transformovali na polymerné polyfenolické a karamelizačné komplexy. Jej molekulové správanie, farba, vôňa, rozpustnosť a chemické väzby zodpovedajú štruktúre melanoidínov a humínových polymérov známych z potravinárskych a rastlinných systémov. Frakcia má nízky obsah kanabinoidov, ale vysoký potenciál antioxidačnej a chelatačnej aktivity. Z vedeckého hľadiska je jej existencia významná, pretože potvrdzuje, že úplná etanolová extrakcia konopy poskytuje nielen lipofilné kanabinoidové zložky, ale aj bohatú polárnu matricu – chemicky aj biologicky hodnotnú, hoci zatiaľ nedostatočne preskúmanú.