Extracción y caracterización de cannabinoides y ácidos grasos de variedades de cannabis no psicoactivo (Cannabis sativa L.) producidas en Ecuador

Abstract

La industria del cannabis en el Ecuador tuvo su inicio en el año 2019 y se vislumbra como un sector con un enorme potencial para impulsar el desarrollo económico del país. Al tratarse de una industria emergente, y debido a la falta de información sobre la adaptación de los cultivos de cannabis al suelo ecuatoriano y la composición de los productos obtenidos (inflorescencias y semillas), este estudio resulta indispensable. El objetivo principal de esta investigación es proporcionar a la industria ecuatoriana información técnica y científica que pueda ser utilizada en el procesamiento y desarrollo de productos a base de cannabis. Este estudio se enfoca en la extracción y caracterización de los componentes presentes en las inflorescencias y semillas de cannabis no psicoactivo (Cannabis sativa L.) de variedades cultivadas en Ecuador a más de 2450 msnm. Se analizaron seis variedades de inflorescencias: Titan, Cherry Oregon, Cherry Bubblegum, Esmeralda 16, Esmeralda 19 y Lemonge. Para las semillas, se estudiaron cuatro variedades: Aitana, Latitud Cero, Kush y Biona Organic. Los métodos de extracción evaluados para las inflorescencias fueron: maceración (MAC), ultrasonido (UEA) y fluidos supercríticos (SFE). Los extractos obtenidos fueron analizados para cuantificar cuatro cannabinoides (CBD, CBG, THC y CBN), además de compuestos como terpenos, flavonoides (cannaflavina A y cannaflavina B), polifenoles y taninos. Para las semillas, se utilizaron métodos de extracción por ultrasonido y Soxhlet para obtener ácidos grasos. Además, el residuo resultante fue sometido a un análisis proximal para cuantificar proteínas, carbohidratos, minerales e índices de calidad. Asimismo, todas las muestras de inflorescencias y semillas fueron sometidas a estudios para detectar metales pesados, contaminantes microbiológicos y residuos de pesticidas. En el estudio de las inflorescencias, el mayor rendimiento de extracto de amplio espectro obtenido fue de la variedad Titan (18,46% p/p utilizando UEA), mientras que Cherry Oregon tuvo la mayor concentración de CBD (44,65 ± 4,06% p/p usando SFE). En el caso de las semillas, la variedad Kush alcanzó el mayor rendimiento de aceite (42% p/ p) y la concentración más alta de ácido linoleico (670,30 ± 6,77 mg/g). Por otro lado, la variedad Aitana presentó la concentración más alta de ácido linolénico (411,57 ± 1,29 mg/g) utilizando UEA. Finalizando la investigación se obtuvo los rendimientos por cada método de extracción y la caracterización de las inflorescencias y semillas de cannabis estudiadas.The cannabis industry in Ecuador started in 2019 and offers significant potential to drive economic development. As an emerging industry, limited information exists on the adaptation of cannabis crops to Ecuadorian soils and the composition of their derived products (inflorescences and seeds). This study addresses unexplored areas by providing technical and scientific data applicable to the processing and development of cannabis-based products in Ecuador. This research focuses on extracting and characterizing bioactive compounds from the inflorescences and seeds of non-psychoactive cannabis (Cannabis sativa L.) varieties cultivated at altitudes above 2450 meters. Six inflorescence varieties— Titan, Cherry Oregon, Cherry Bubblegum, Esmeralda 16, Esmeralda 19, and Lemonge— were analyzed. For seeds, the study included four varieties: Aitana, Latitud Cero, Kush, and Biona Organic. The extraction methods applied to the inflorescences included maceration (MAC), ultrasound-assisted extraction (UEA), and supercritical fluid extraction (SFE). The analysis quantified four cannabinoids (CBD, CBG, THC, and CBN), along with terpenes, flavonoids (cannaflavin A and B), polyphenols, and tannins. For seeds, ultrasound-assisted extraction and Soxhlet extraction methods were used to extract fatty acids, while proximate analysis of the seed residue quantified proteins, carbohydrates, minerals, and quality indices. Heavy metals, microbiological contaminants, and pesticide residues were analyzed in all inflorescence and seed samples. For the different inflorescence varieties, Titan produced the highest full-spectrum extract yield (18.46% w/w with UEA), while Cherry Oregon exhibited the highest CBD concentration (44.65 ± 4.06% w/w with SFE). For seeds, Kush produced the highest oil yield (42% w/w) and the highest linoleic acid concentration (670.30 ± 6.77 mg/g). Aitana showed the highest linolenic acid concentration (411.57 ± 1.29 mg/g) using UEA. This investigation successfully determined the extraction yields and characterized the bioactive components of cannabis inflorescences and seeds, contributing valuable insights to Ecuador’s cannabis industry.