Jak vznikají terpeny a extrahované? Kompletní odpověď se skrývá přímo v samotné rostlině. Rostliny produkují terpenové molekuly prostřednictvím specializovaných biochemických drah, načež mohou výrobci tyto aromatické sloučeniny získávat, oddělovat, čistit nebo syntetizovat pomocí procesů, jako jsou parní destilace, hydrodestilace, lisování za studena, extrakce superkritickým CO₂, vakuová destilace a frakční separace.
Mezi tvorbou terpenu a jeho extrakcí tedy existuje zásadní rozdíl. Živá rostlina vytváří terpeny prostřednictvím biosyntézy řízené enzymy. Extrakce spočívá v odloučení stávajících aromatických sloučenin z rostlinného materiálu. Izolace odděluje jednotlivé molekuly od komplexního extraktu, zatímco moderní biotechnologie dokáže také vyrábět konkrétní terpeny pomocí geneticky modifikovaných mikroorganismů.
Toto rozlišení se jeví jako obzvláště užitečné při srovnávání botanických terpenů s terpeny pocházejícími z konopí. Profil rostlinných terpenů lze sestavit z čistých přírodních molekul získaných z citrusových plodů, bylin, květin, koření nebo jiných rostlin. Terpeny získané z konopí, běžně zkráceně označované jako CDT, se získávají přímo z rostlinného materiálu konopí a mohou si zachovat přirozenější směs těkavých látek konopí.
Tato příručka vysvětluje, jak rostliny vytvářejí terpeny, jak se extrahují rostlinné terpeny, jak se vyrábějí terpeny získané z konopí, na jakém principu funguje parní destilace a extrakce CO₂, jak se čistí jednotlivé izoláty terpenů, jak se rekonstruují profily inspirované konkrétními odrůdami a jak moderní fermentace mění výrobu terpenů.
Rostliny syntetizují terpeny biologicky z pět uhlíkových prekurzorů IPP a DMAPP pomocí metabolických drah MVA a MEP. Enzymy zvané terpenové syntázy poté přeměňují větší molekuly prekurzorů, jako jsou GPP a FPP, na specifické terpenové struktury. Z komerčního hlediska lze tyto těkavé sloučeniny z rostlinného materiálu získávat metodami, jako jsou parní destilace, hydrodestilace, lisování za studena, extrakce CO₂ a další řízené separační procesy. Jednotlivé terpeny lze poté dále čistit frakční destilací, vakuovým zpracováním nebo chromatografií a míchat do definovaných botanických terpenových profilů.
Terpeny představují rozsáhlou skupinu přírodních organických sloučenin, které se vyskytují v celém živém světě, zejména v rostlinách.
Mnohé z terpenů, které jsou spotřebitelům nejlépe známé, jsou těkavé sloučeniny, které jsou zodpovědné za charakteristické rostlinné vůně.
Limonen výrazně přispívá k vůni citrusové kůry. Alfa-pinen a beta-pinen dodávají vůni tóny borovice a pryskyřice. Myrcen se vyskytuje v rostlinách, jako je chmel, citronová tráva a konopí. Beta-karyofylen se vyskytuje v černém pepři, hřebíčku, chmelu a konopí.
Rostliny využívají chemické vlastnosti terpenů k mnohem více účelům než jen k produkci vůní, které se náhodou líbí lidem.
Terpeny a příbuzné sloučeniny se mohou podílet na:
Skupina terpenů je z chemického hlediska nesmírně rozsáhlá a sahá daleko za hranice těkavých sloučenin, o nichž se běžně hovoří v souvislosti s aromatickými produkty.
Pojmy „terpen“ a „terpenoid“ se v diskusích o komerčních vůních často používají téměř zaměnitelně, avšak z chemického hlediska existuje mezi nimi rozdíl.
Přesněji řečeno, terpeny jsou uhlovodíky složené výhradně z uhlíku a vodíku.
Příkladem jsou limonen, myrcen, alfa-pinen a beta-karyofylen.
Terpenoidy jsou příbuzné molekuly, které obsahují další funkční skupiny, často s obsahem kyslíku.
Například linalool obsahuje alkohol skupiny a z technického hlediska se jedná spíše o terpenoid obsahující kyslík než o čistý uhlovodíkový terpen.
V odvětvích zabývajících se příchutěmi, vůněmi a konopím se však slovo „terpeny“ často používá jako praktický souhrnný pojem, který zahrnuje jak uhlovodíky, tak i kyslíkaté aromatické sloučeniny související s terpeny.
Tento článek se řídí tímto běžným obchodním zvyklostem, přičemž v důležitých případech rozlišuje chemické složení.
Rostliny produkují terpeny prostřednictvím biosyntetických drah řízených enzymy.
Často se uvádí, že terpeny vznikají pouhým spojováním molekulárních jednotek izoprenu. Tradiční pravidlo pro izopren je užitečné pro pochopení uhlíkových kostry terpenů, avšak biologický proces je mnohem složitější.
Živé rostlinné buňky vytvářejí terpeny především ze dvou aktivovaných prekurzorů s pěti uhlíky:
Tyto sloučeniny se poté spojují do větších prekurzorových molekul, které specializované enzymy dokážou přetvořit do jednotlivých terpenových struktur.
Rostliny mají dvě hlavní metabolické cesty pro tvorbu základních stavebních kamenů IPP a DMAPP.
Dvě hlavní buněčné dráhy, které zajišťují biosyntézu terpenů.
| Cesta | Celé jméno | Hlavní mobilní lokalita | Běžné produkty obsahující terpeny |
|---|---|---|---|
| Signální dráha MVA | Mevalonanová dráha | Především cytosol | Důležitý zdroj prekurzorů pro seskviterpeny a další větší isoprenoidy |
| Cesta k získání titulu MEP | Metabolická dráha 2-C-methyl-D-erythritol-4-fosfátu | Především plastidy | Důležitý zdroj prekurzorů pro monoterpeny, diterpeny a příbuzné sloučeniny |
Tyto dráhy jsou rozčleněny do kompartmentů, avšak metabolismus rostlin není zcela izolován do samostatných kompartmentů. Mezi kompartmenty může docházet k pohybu a metabolické komunikaci.
To přispívá k obrovské strukturální rozmanitosti, kterou lze pozorovat u rostlinných terpenů a terpenoidů.
IPP a DMAPP se spojují do větších prekurzorů prenyl-difosfátu.
Tři obzvláště důležité příklady jsou:
Enzymy zvané terpenové syntázy pak tyto prekurzorové molekuly přeměňují na mimořádně rozmanité struktury.
I relativně malé rozdíly ve struktuře enzymů mohou vést ke vzniku velmi odlišných konečných molekul.
Jedním z nejjednodušších způsobů klasifikace terpenů je počet pět uhlíkových jednotek v jejich uhlíkové kostře.
Hlavní skupiny terpenů a běžné příklady.
| Třída terpenů | Množství uhlíku | Tradiční izoprenové jednotky | Příklady |
|---|---|---|---|
| Hemiterpeny | C5 | 1 | Isopren |
| Monoterpeny | C10 | 2 | Limonen, myrcen, alfa-pinen |
| Seskviterpeny | C15 | 3 | Beta-karyofylen, humulen |
| Diterpeny | C20 | 4 | Fytol a řada rostlinných diterpenů |
| Triterpeny | C30 | 6 | Squalén a příbuzné sloučeniny |
| Tetraterpeny | C40 | 8 | Struktury související s karotenoidy |
Mezi malé těkavé molekuly, s nimiž se v komerčních terpenových profilech setkáváme nejčastěji, patří převážně monoterpeny, seskviterpeny a jejich kyslíkaté deriváty.
Terpenové syntázy jsou enzymy, které přeměňují molekuly prekurzorů terpenů na specifické molekulární struktury.
To je jeden z hlavních důvodů, proč mohou dvě odrůdy rostlin vykazovat zcela odlišné aromatické profily, přestože mají v zásadě podobné metabolické stavební prvky.
Terpenová syntáza dokáže prekurzor složit a přeskupit do konkrétní molekulární kostry, přičemž někdy vznikne více než jedna příbuzná sloučenina.
Další enzymy pak mohou tuto kostru modifikovat prostřednictvím reakcí, jako je oxidace, hydroxylace nebo redukce.
Výsledkem je obrovská sbírka přírodních terpenů a terpenoidů.
Odpověď závisí na druhu rostliny.
Mnohé aromatické rostliny využívají specializované sekreční struktury k výrobě a ukládání těkavých látek.
Mezi ně mohou patřit:
Levandule, máta, citrusy, jehličnany i konopí uchovávají aromatické látky odlišným způsobem.
Tato strukturální rozmanitost má rovněž vliv na to, jak snadno lze jejich těkavé sloučeniny komerčně získávat.
U konopí mají obzvláště velký význam žlázové trichomy.
Tyto mikroskopické struktury produkující pryskyřici se hojně vyskytují na samičích květech a obsahují specializované vylučovací buňky, které jsou schopné produkovat a hromadit velké množství rostlinných metabolitů.
Extracelulární úložná dutina v hlavičce trichomu obsahuje komplexní pryskyřici, která obsahuje kanabinoidy, terpeny a další sloučeniny.
Byly charakterizovány geny syntázy terpenů konopí pro molekuly, mezi něž patří:
Poměry se liší v závislosti na genetice, fenotypu, stupni zralosti a podmínkách prostředí.
Genetika hraje zásadní roli, protože různé rostliny produkují různé enzymy terpenové syntázy a tyto enzymy regulují odlišným způsobem.
Konečný profil těkavých látek mohou ovlivnit také faktory prostředí a pěstování.
Mezi proměnné mohou patřit:
Právě proto ani geneticky příbuzné rostliny nemusí nutně vykazovat identické aromatické profily.
Jakmile rostlina terpeny biologicky vyprodukuje, lze je z rostlinného materiálu oddělit.
Neexistuje žádná jediná univerzální metoda extrakce terpenů.
Vhodný postup závisí na:
Hlavní metody používané k získávání nebo zušlechťování rostlinných materiálů bohatých na terpeny.
| Metoda | Běžné použití | Hlavní výhoda | Hlavní omezení |
|---|---|---|---|
| Destilace parou | Éterické oleje a těkavé rostlinné sloučeniny | Osvědčený proces bez použití perzistentních organických extrakčních rozpouštědel | Vystavení působení tepla a vody může změnit některé citlivé sloučeniny |
| Hydrodestilace | Laboratorní a tradiční extrakce éterických olejů | Jednoduché a široce použitelné | Rostlinný materiál je po delší dobu v kontaktu s vroucí vodou |
| Lisování za studena | Zejména oleje z citrusových slupek | Minimální záměrné vystavení teplu | Použitelné především pro vhodné rostlinné tkáně bohaté na olej |
| Extrakce superkritickým CO₂ | Botanické a konopné extrakty | Selektivitu procesu lze nastavit pomocí tlak a teplota | Vyžaduje speciální vysokotlaké zařízení |
| Zpracování subkritickým CO₂ | Selektivní extrakce těkavějších frakcí | Může zajistit šetrnější podmínky pro vybrané cíle | Pomalější zpracování a potenciálně nižší celkový výtěžek |
| Extrakce organickým rozpouštědlem | Různé botanické extrakty a oleoresiny | Umožňuje získávat sloučeniny, které je obtížné získat pouze pomocí páry | Může být nutné odstranění zbytků rozpouštědla a provedení zkoušek |
| Vakuová destilace | Rafinace a separace těkavých látek | Snížený tlak snižuje teploty potřebné k varu | Jedná se spíše o nástroj pro zušlechťování a separaci než o univerzální metodu primární extrakce |
| Frakční destilace | Čištění jednotlivých terpenových frakcí | Rozděluje sloučeniny podle těkavosti | U chemických sloučenin, které jsou si velmi podobné, může být pro dosažení vysoké čistoty zapotřebí sofistikované vybavení |
Parní destilace je jednou z nejstarších a nejdůležitějších metod používaných k výrobě éterických olejů a rostlinných frakcí bohatých na terpeny.
Pára prochází aromatickým rostlinným materiálem a odvádí těkavé sloučeniny z rostlinné matrice.
Smíšená pára poté vstupuje do kondenzátoru, kde se ochladí a opět přejde do kapalného stavu.
Vzhledem k tomu, že mnohé složky éterických olejů jsou ve vodě špatně rozpustné, může se aromatická olejová fáze následně oddělit od vodné fáze.
Aromatická voda, která zůstane po destilaci, se běžně nazývá hydrosol.
Jedná se o důležitý aspekt fyzikální chemie.
Při destilaci parou není nutné každý terpen zvlášť zahřívat až k jeho normálnímu atmosférickému bodu varu.
Když se voda a převážně nemísitelná těkavá organická sloučenina zahřívají společně, obě látky přispívají k celkovému tlaku par.
Směs se tedy může destilovat společně za podmínek, při nichž teplota varu je nižší než normální teplota varu izolovaného terpenu.
Právě proto lze sloučeninu, jako je beta-karyofylen, získat parní destilací, i když její normální atmosférický bod varu je mnohem vyšší než teplota vroucí vody.
Podrobnější informace naleznete v našem průvodci teploty odpařování, varu a rozkladu terpenů.
Hydrodestilace úzce souvisí s parní destilací, avšak rostlinný materiál se ponoří přímo do vody.
Směs se zahřeje, těkavé sloučeniny se spolu s vodou přemění do plynné fáze a vzniklá pára se následně zkondenzuje.
Hydrodestilace se i nadále hojně využívá v laboratořích a při tradiční výrobě éterických olejů, protože potřebné zařízení může být relativně jednoduché.
Dlouhodobý kontakt s horkou vodou však může ovlivnit chemické složení prostřednictvím procesů, jako je hydrolýza a tepelná přeměna.
Extrahovaný profil tedy není vždy přesnou chemickou kopií profilu obsaženého v čerstvé rostlině.
Ačkoli se tyto dvě techniky často řadí do jedné skupiny, botanický materiál je při nich vystaven odlišným podmínkám.
Při parní destilaci prochází pára botanickou biomasou, aniž by byl materiál nutně ponořen do vroucí vody.
Při hydrodestilaci se rostlinný materiál ponoří přímo do roztoku.
Tento rozdíl může ovlivnit dobu extrakce, hydrolýzu a relativní zastoupení monoterpenů a seskviterpenů ve získaném oleji.
Způsob extrakce je tedy součástí konečného chemického profilu, nejedná se pouze o výrobní detail.
Citrusové plody patří k nejdůležitějším zdrojům přírodních rostlinných terpenů, zejména limonenu.
Na rozdíl od mnoha bylin a květin obsahují citrusové slupky velké množství olejových žláz, které lze mechanicky rozrušit.
Díky tomu je lisování za studena důležitou metodou získávání éterického oleje z citrusových plodů.
Slupka se mechanicky zpracovává tak, aby se uvolnil olej; poté lze frakci obsahující olej oddělit od vody a rostlinných pevných látek.
Výsledný citrusový olej lze poté dále čistit a podrobit frakční destilaci, aby izolovat jednotlivé součásti.
Toto je jedna z cest, kterou se limonen přírodního původu dostává do globálního dodavatelského řetězce v oblasti aromat, vonných látek a terpenů.
Lisování za studena je lépe chápat jako mechanické lisování než jako běžnou extrakci rozpouštědlem.
Je obzvláště vhodný pro botanický materiál obsahující snadno přístupné olejové žlázy, zejména pro citrusovou kůru.
Jelikož tento proces nevyžaduje dlouhodobé zpracování párou, dokáže zachovat profil těkavých látek, který se liší od destilované verze téže rostlinné suroviny.
Citrusový olej lisovaný za studena a destilovaný citrusový olej tedy nemusí být nutně chemicky totožné.
Oxid uhličitý se může chovat jako superkritická kapalina, je-li udržován při teplotě a tlaku vyšších než jeho kritické hodnoty.
V tomto skupenství vykazuje CO₂ vlastnosti jak plynů, tak kapalin a je schopen pronikat do rostlinného materiálu, přičemž rozpouští vybrané nepolární sloučeniny.
Změna tlaku a teploty ovlivňuje hustotu a chování CO₂ jako rozpouštědla, což umožňuje procesním inženýrům upravit, které látky se budou přednostně extrahovat.
Po extrakci dojde v důsledku snížení tlaku k oddělení CO₂ od získaného materiálu.
To je jeden z důvodů, proč se CO₂ stal důležitým prvkem při botanických extrakcích.
Je však mylné se domnívat, že každý extrakt z CO₂ je automaticky čistým terpenovým extraktem.
V závislosti na podmínkách zpracování lze pomocí CO₂ extrahovat kanabinoidy, vosky, lipidy a další sloučeniny spolu s těkavými terpeny.
Pojmy „superkritický“ a „subkritický“ popisují různé fyzikální stavy oxidu uhličitého.
Superkritický CO₂ má silné a nastavitelné rozpouštěcí vlastnosti a lze jej využít pro širší spektrum extrakcí.
Zpracování subkritickým CO₂ využívá odlišné teplotní a tlakové podmínky a v některých aplikacích může nabídnout vyšší selektivitu vůči těkavějším frakcím.
Ani jedno z nich není jednoznačně lepší.
Volba vhodného postupu závisí na tom, zda je cílem získání širokého extraktu, frakce bohaté na těkavé látky nebo jiného definovaného složení.
Ne vždy.
Obě metody mohou být vynikající, jsou-li správně přizpůsobeny surovině a zamýšlenému výstupu.
Parní destilace je osvědčená, škálovatelná a v odvětví výroby éterických olejů velmi rozšířená.
Extrakce CO₂ umožňuje mnohem lepší kontrolu nad hustotou rozpouštědla a umožňuje izolovat sloučeniny, které konvenční parní destilace nemusí účinně zachytit.
Výsledek je však z chemického hlediska odlišný.
Botanický extrakt získaný pomocí CO₂ může obsahovat širší spektrum netěkavých složek, zatímco tradiční éterický olej představuje především frakci, která se může destilovat společně s párou.
Správná otázka tedy nezní pouze “Která metoda je nejlepší?”, ale “Která metoda vede k požadovanému výsledku?”
Organická rozpouštědla mohou rozpouštět aromatické sloučeniny z rostlinného materiálu.
Různá rozpouštědla mají odlišnou chemickou selektivitu, což znamená, že extrahovaná látka může obsahovat mnohem více než jen terpeny.
Procesy využívající rozpouštědla umožňují zpětné získání:
Po extrakci je třeba rozpouštědlo odstranit a v příslušných případech analyticky ověřit koncentraci zbytkového rozpouštědla.
Extrakce rozpouštědlem je tedy spíše extrakční metodou než zárukou čistoty terpenů.
Etanol se hojně používá při zpracování rostlin a kanabinoidů, protože dokáže rozpouštět širokou škálu rostlinných složek.
Právě tato šíře spektra je také důvodem, proč není ethanol nutně ideálním postupem, pokud je jediným cílem získání vysoce selektivní frakce těkavých terpenů.
Etanolový extrakt může obsahovat řadu sloučenin kromě terpenů a obvykle vyžaduje další následné zušlechtění.
Extrakci etanolem by proto nemělo být zaměňováno s výrobou lahvičky s čistými terpenovými izoláty.
Snížením tlaku se snižuje teplota potřebná k varu těkavé sloučeniny.
Díky tomuto fyzikálnímu principu umožňují procesy využívající vakuum oddělovat těkavé sloučeniny za mírnějších teplotních podmínek, než jaké by byly nutné při atmosférickém tlaku.
Vakuum lze začlenit do několika různých systémů, mezi něž patří:
Výraz „terpeny extrahované ve vakuu“ tedy nepopisuje žádný konkrétní výrobní proces.
Frakční destilace odděluje složky podle rozdílů v těkavosti.
Složitý rostlinný éterický olej může obsahovat desítky sloučenin, jejichž parní tlaky se sice překrývají, ale vykazují odlišné chování.
Řízená destilace umožňuje oddělený sběr frakcí obohacených o konkrétní molekuly.
Tato technika hraje důležitou roli při výrobě izolátů terpenů přírodního původu.
Například rostlinný éterický olej lze destilovat a rafinovat tak, aby vznikla frakce bohatá na limonen nebo na pinen, kterou lze následně dále čistit.
Molekulární destilace je specializovaná forma destilace s krátkou cestou, která se provádí za velmi nízkého tlaku.
Díky sníženému tlaku se sloučeniny odpařují při mnohem nižších teplotách, než jsou jejich běžné atmosférické body varu.
Pára urazí před kondenzací pouze krátkou vzdálenost, což zkracuje dobu, po kterou je vystavena působení tepla.
Molekulární a krátkodosahové techniky jsou obzvláště užitečné pro materiály citlivé na teplo a pro frakcionaci s vysokou čistotou, i když by měly být chápány spíše jako nástroje pro zušlechtění než jako synonymum pro veškerou extrakci terpenů.
Ano.
V případech, kdy je vyžadována vysoká čistota nebo oddělení chemicky příbuzných sloučenin, mohou destilaci doplnit chromatografické metody.
Chromatografie odděluje molekuly podle toho, jak odlišně interagují se stacionární fází a mobilní fází.
Analytická plynová chromatografie hraje rovněž klíčovou roli při identifikaci a stanovení složení terpenů.
Preparativní chromatografie je specializovanější a lze ji použít v případech, kdy jednoduchou destilací nelze požadované oddělení účinně dosáhnout.
Když se lidé ptají, jak se vyrábějí rostlinné terpeny, mají obvykle na mysli dodavatelský řetězec, který zahrnuje několik fází.
Nejprve se pěstuje a sklízí aromatická rostlina.
Éterický olej se poté získává vhodným postupem, jako je parní destilace, lisování za studena nebo jiná technika extrakce rostlinných látek.
Výsledný olej lze poté:
Tyto vyčištěné přírodní molekuly lze následně znovu kombinovat v pečlivě kontrolovaných poměrech za účelem vytvoření rostlinných terpenových profilů.
Různé druhy rostlin jsou z komerčního hlediska atraktivní, protože přirozeně produkují určité sloučeniny v užitečných koncentracích.
Příklady zahrnují:
Konkrétní komerční zdroj se může lišit v závislosti na geografické poloze, dostupnosti suroviny, ceně, čistotě a požadované stereochemii.
Terpeny pocházející z konopí (CDT) jsou aromatické frakce získávané přímo z rostlinného materiálu konopí, nikoli syntetizované z terpenů izolovaných z jiných rostlinných druhů.
Komerční výrobci mohou využívat několik profesionálních technologií regenerace v závislosti na profilu cílového produktu a právní příslušnost.
Mezi ně mohou patřit systémy řízené parní nebo vakuové destilace a specializované procesy extrakce a zpětného získávání těkavých látek.
Cílem je obvykle zachytit co nejvíce z původního „těkavého otisku“ zdrojové rostliny, jak je to prakticky možné, a zároveň omezit zbytečné tepelné a oxidační změny.
Výsledný materiál lze poté před přípravou finálního přípravku dále zpracovat, analyzovat a standardizovat.
Můžete si prohlédnout nabídku společnosti Canavape profily terpenů získaných z konopí vedle našeho širšího sbírka terpenů.
Ne nutně, ale odpověď by měla vycházet spíše z analytických testů než z domněnek.
Terpeny a kanabinoidy patří do různých chemických skupin.
Selektivní proces regenerace těkavých látek může vést k získání frakce bohaté na terpeny, která obsahuje jen malé množství kanabinoidů nebo žádné měřitelné množství.
Širší výňatek může obsahovat obojí.
Proto výraz „terpen pocházející z konopí“ sám o sobě neposkytuje úplnou specifikaci složení.
V případech, kdy záleží na obsahu regulovaných kanabinoidů, je analytický protokol pro konkrétní šarži užitečnější než marketingová kategorie.
Pojem „živé terpeny“ se běžně používá pro aromatické frakce, které mají zachycovat těkavý charakter čerstvě sklizeného rostlinného materiálu.
Přesný způsob výroby se u jednotlivých výrobců liší, takže tento pojem nepředstavuje žádnou všeobecně standardizovanou chemickou specifikaci.
Čerstvá nebo rychle konzervovaná biomasa si může zachovat těkavé sloučeniny, které by jinak mohly být při běžném sušení a skladování rozloženy nebo přeměněny.
Právě proto se terpenový profil čerstvého materiálu může výrazně lišit od profilu vyzrálého materiálu, i když oba pocházejí ze stejné genetické linie.
Sušení je samo o sobě chemický a fyzikální proces.
Jak rostlinný materiál vysychá:
Extrakt z čerstvě konzervované biomasy se proto může lišit ve svém aromatickém profilu od extraktu získaného po delším sušení nebo zrání.
Ani jedna z nich není automaticky lepší. Jedná se o různé chemické výchozí látky.
Přírodní éterický olej je obvykle spíše směsí než jednou molekulou.
Například olej z pomerančové kůry může být sice bohatý na limonen, ale nejedná se o chemicky čistý limonen.
Výroba vysoce čistého izolátu přírodního terpenu může zahrnovat několik fází čištění.
Mezi ně mohou patřit:
Konečný izolát lze poté analyzovat za účelem potvrzení jeho identity, čistoty a stereochemického složení.
Právě v tomto bodě se chemie rostlinných terpenů stává obzvláště zajímavou.
Laboratoř může pomocí plynové chromatografie analyzovat požadovaný aromatický profil konopí a určit jeho hlavní i vedlejší těkavé sloučeniny.
Terpenové izoláty přírodního původu z jiných rostlinných zdrojů lze poté smíchat v kontrolovaných poměrech, aby se napodobili určité aspekty daného složení.
Takto se vyrábí řada botanických terpenových profilů inspirovaných konkrétními odrůdami.
Výrobce tuto směs nezískává z uvedené odrůdy konopí. Místo toho sestavuje aromatický profil z jednotlivých rostlinných složek, které získává z různých zdrojů.
Ano.
Molekulární struktura limonenu nezávisí na tom, zda molekula původně pocházela z citrusových plodů nebo z konopí.
Stejně tak může být beta-karyofylen získaný z vhodného rostlinného zdroje, který není konopím, tou samou molekulou jako beta-karyofylen produkovaný konopím.
Rozdíl spočívá v celé směsi, která ji obklopuje.
Rostlina konopí může produkovat komplexní soubor hlavních a stopových těkavých sloučenin v poměrech, které může být obtížné dokonale napodobit pomocí omezeného seznamu izolátů.
Samotný molekulární vzorec ne vždy vypovídá o všem.
Některé molekuly terpenů se vyskytují jako různé stereoisomery nebo enantiomery.
Tyto molekuly mohou mít stejný chemický vzorec, ale lišit se trojrozměrným uspořádáním.
To může ovlivnit aroma i biologické interakce.
Limonen je známým příkladem. Různé enantiomerní formy se vyznačují výrazně odlišným aromatickým charakterem.
Specifikace vysoce kvalitních terpenů proto může zahrnovat více než pouhé potvrzení přítomnosti “limonenu”.
Ano.
Molekuly terpenů lze také vyrábět chemickou syntézou, nikoli extrakcí z rostlinného materiálu.
Synteticky vyrobená molekula může v zásadě mít stejnou molekulární identitu jako odpovídající molekula vyskytující se v přírodě.
Mezi praktické rozdíly mohou patřit:
Je proto z vědeckého hlediska nesprávné předpokládat, že se molekula chová odlišně pouze proto, že jeden vzorek byl extrahován z rostliny a druhý byl chemicky syntetizován.
Záleží na skutečném molekulárním složení.
Stále častěji, ano.
Díky moderní syntetické biologii mohou vědci geneticky modifikovat mikroorganismy, jako jsou kvasinky a bakterie, tak, aby produkovaly vybrané terpenové molekuly.
Princip je podobný tomu, co se děje v rostlině.
Geny kódující příslušné enzymy jsou zavedeny nebo modifikovány tak, aby mikroorganismus směroval metabolický uhlík do biosyntetických drah terpenů.
Organismus se v podstatě stává mikroskopickou továrnou na terpeny.
Tento přístup je předmětem výzkumu a komercializace, protože získávání rostlinných extraktů může být omezeno dostupností zemědělských surovin, výnosem plodin, geografickými podmínkami a sezónními výkyvy.
Geneticky modifikované mikrobiální buňky využívají metabolické dráhy k tvorbě molekul prekurzorů terpenů.
Vědci pak mohou upravit:
Cílem je nasměrovat větší část buněčného metabolismu k produkci požadovaného terpenu.
Po fermentaci je ještě třeba cílovou molekulu izolovat a vyčistit.
Mikrobiální výroba je tedy výrobním postupem, nikoli alternativou k čištění.
Obě cesty mohou vést k tvorbě konkrétních terpenových molekul.
Rostlinné extrakty se získávají ze zemědělských plodin a z látek, které se v nich přirozeně hromadí.
Fermentace využívá geneticky modifikované biologické systémy k výrobě cílové molekuly za kontrolovaných výrobních podmínek.
Mikrobiální výroba může potenciálně zlepšit stálost dodávek a snížit závislost na rostlinách, které přirozeně obsahují pouze malé koncentrace dané cenné molekuly.
Extrakce z rostlin však zůstává obzvláště cenná v případech, kdy je cílem zachytit autentický komplexní botanický profil, nikoli pouze jednu izolovanou molekulu.
Těžba není chemicky neutrální.
Různé techniky umožňují selektivní izolaci různých sloučenin.
Mezi tyto faktory patří:
Esenciální olej získaný parní destilací, olej lisovaný za studena a extrakt získaný pomocí CO₂ ze stejné rostliny se proto mohou měřitelně lišit ve svém složení.
Terpeny jsou těkavé.
Zvýšení teploty obecně zvyšuje jejich tlak par a může urychlit fyzické úniky z otevřeného systému.
Teplo může za vhodných podmínek také urychlit průběh chemických reakcí, včetně oxidace a izomerizace.
To neznamená, že by se terpen zničil pokaždé, když se zahřeje.
Záleží na teplotě, době trvání, vystavení kyslíku i na konkrétní molekule.
Proto jsou tvrzení, že každý terpen musí být extrahován při teplotě nižší než jedna univerzální hodnota, zavádějící.
Náš průvodce po teploty odpařování a rozkladu terpenů tuto otázku podrobně rozebírá.
Ne.
Terpeny se odpařují při teplotách nižších, než jsou jejich běžné body varu.
Parní destilace rovněž spočívá ve využití kombinovaných tlaků par, nikoli pouze v ohřevu každé jednotlivé sloučeniny na její normální bod varu.
Vakuová extrakce a destilace dále snižují požadovanou teplotu varu tím, že snižují vnější tlak.
Z tohoto důvodu by tabulky bodů varu neměly být považovány za návod k extrakci.
Ne.
Zimní úprava je především rafinační proces, který slouží k odstranění vosků, lipidů a podobných nežádoucích složek z širší škály rostlinných nebo kanabinoidních extraktů.
Často to spočívá v rozpuštění extraktu v rozpouštědle, jeho ochlazení, aby se vybrané složky vysrážely, a následném jejich odfiltrování.
Zimní úprava může být součástí procesu výroby kanabinoidů, nejedná se však o primární metodu extrakce terpenového profilu z rostlinného materiálu.
Toto rozlišení je důležité, protože extrakce kanabinoidů a extrakce terpenů jsou často nesprávně popisovány, jako by se jednalo o stejný proces.
Ne.
Dekarboxylací se rozumí uvolňování oxidu uhličitého z molekul obsahujících příslušné karboxylové skupiny.
Tento jev je obzvláště dobře známý v chemii kanabinoidů, kde se kanabinoidové kyseliny, jako jsou CBDA a THCA, mohou přeměnit na své neutrální formy.
Běžné terpeny, jako jsou limonen, myrcen a pinen, není třeba “dekarboxylovat”.
Zahřívání terpenů může naopak v závislosti na podmínkách vést k odpařování, oxidaci, izomerizaci nebo tepelné degradaci.
Surový rostlinný extrakt málokdy představuje konečnou složku s vysokou čistotou.
V závislosti na materiálu a požadovaných specifikacích může následné zpracování zahrnovat:
Konkrétní postup závisí na tom, zda výrobce požaduje čistý rostlinný olej, frakci bohatou na terpeny nebo jednotlivý izolát vysoké čistoty.
Laboratorní analýza je zásadní, protože vzhled a zápach to samo o sobě nestačí k určení chemické identity ani čistoty.
Plynová chromatografie je obzvláště užitečná při analýze terpenů, protože tyto sloučeniny jsou těkavé a lze je účinně oddělit v plynné fázi.
Mezi běžné analytické přístupy patří:
K příslušné identifikovatelné šarži by měl být připojen příslušný certifikát analýzy nebo specifikace terpenů.
V závislosti na složce mohou užitečné informace zahrnovat:
Dokument s označením COA má takovou užitečnost, jakou mají skutečně provedené zkoušky.
Výraz „přírodní terpeny“ obecně znamená, že terpenové složky pocházejí z biologických zdrojů, nikoli z čistě syntetických chemických zdrojů.
Samotný výraz vám však neřekne:
Botanická směs terpenů tedy může být zcela přírodního původu, přičemž je zároveň záměrně namíchána, a nikoli extrahována jako jeden neporušený profil z jediné rostliny.
Terpeny rostlinného původu, často zkráceně označované jako BDT, jsou terpenové složky získané z jiných rostlinných zdrojů než z konopí.
Profil BDT inspirovaný konkrétním odrůdovým typem může kombinovat molekuly získané z několika různých rostlin.
Cílem je obvykle napodobit nebo vytvořit konkrétní vůni pomocí známých poměrů terpenů.
To umožňuje dosáhnout mimořádně konzistentního složení, protože výrobce může každou složku upravovat samostatně.
Terpeny získané z konopí (CDT) pocházejí přímo z rostlinného materiálu konopí.
Jde o to, že molekula limonenu se nestane nějakým zázrakem jinou jen proto, že pochází z konopí.
Výhodou je možnost zachytit přirozeně se vyskytující „těkavý otisk“, který obsahuje jak hlavní, tak vedlejší sloučeniny.
To může vést k aromatické komplexnosti, kterou je obtížné dosáhnout při použití směsi s menším počtem rostlinných složek.
Hlavní rozdíly mezi terpenovými profily rostlinného původu a profily terpenů získaných z konopí.
| Funkce | Botanické terpeny | Terpeny získané z konopí |
|---|---|---|
| Zdroj: | Rostlinné materiály jiné než konopí | Rostlinný materiál konopí |
| Výroba | Často se izolují z různých rostlinných zdrojů a znovu kombinují | Získané přímo z biomasy konopí |
| Řízení profilu | Velmi vysoká míra kontroly nad složením | Větší závislost na přirozených odchylkách v rostlinách a šaržích |
| Druhotné sloučeniny | Záleží na tom, jak složitá je daná směs | Může obsahovat široké spektrum přirozeně se vyskytujících těkavých látek, které tvoří charakteristický profil |
| Konzistence | Lze přesně připravit z předem stanovených surovin | Mezi jednotlivými šaržemi surovin může být nutná standardizace |
| Hlavní atrakce | Konzistence, flexibilita návrhu a škálovatelnost | Autenticita v oblasti aromatické chemie odvozené z konopí |
Neexistuje žádné obecné vědecké pravidlo, podle kterého by terpeny pocházející z konopí byly farmakologicky účinnější pouze kvůli svému botanickému původu.
Stejné molekulární formy se mohou vyskytovat jak v konopí, tak v rostlinách, které s ním nejsou příbuzné.
Profil látky získané z konopí může být chemicky složitější, protože může obsahovat širší škálu přirozeně se vyskytujících stopových těkavých látek.
Složitost a účinnost nejsou stejné veličiny.
Další informace o tom, jak chemie terpenů souvisí s lidským vnímáním, najdete v článku jak terpeny působí na tělo a na váš zážitek.
Žádná extrakční metoda sama o sobě nevytváří entourage efekt.
Entourage efekt je hypotéza týkající se interakcí mezi kanabinoidy, terpeny a dalšími složkami rostlin.
Extrakční metoda určuje, které sloučeniny se získají a v jakém poměru.
Toto složení může mít následně význam pro biologický výzkum, avšak samotná extrakce ještě neprokazuje příznivou farmakologickou interakci.
Jakmile jsou terpenové izoláty nebo kompletní aromatické frakce vyrobeny, mohou vývojáři receptur sestavit konečné profily.
Ty lze navrhnout na základě:
Precise formulation is usually performed gravimetrically so that each compound can be reproduced accurately between batches.
For the next stage of formulation, see jak smíchat terpeny s destilátem.
Terpene profiles can be used in professional botanical aroma-processing applications where the underlying material and activity are lawful.
Adding a volatile profile back to dried botanical material is fundamentally different from extracting terpenes from the original plant.
One removes volatile compounds. The other introduces them to another matrix.
Náš průvodce po jak přidat terpeny do květů explains the formulation principles and UK context in detail.
A terpene molecule is not automatically a controlled drug simply because the same molecule occurs in cannabis. However, cannabis-derived manufacturing must be assessed according to the material actually being handled. UK Home Office guidance states that processes involving controlled parts of the cannabis plant or non-exempt bulk cannabinoid-containing products can require appropriate controlled-drug licensing.
This means the regulatory position should be separated into two questions.
The first is the chemical composition of the finished terpene material.
The second is how that material was produced, imported, possessed and supplied.
A cannabis-derived terpene fraction with no relevant controlled cannabinoids is analytically different from a cannabinoid-rich cannabis extract, but businesses handling controlled plant material during production still need to consider the applicable licensing framework.
Where controlled-cannabinoid content matters, use appropriate analytical testing rather than assuming that a product is automatically compliant because it is marketed as terpenes.
Terpenes themselves are not the THC metabolites targeted by standard cannabis drug screening.
The important question is whether the complete commercial material also contains a controlled cannabinoid.
This is why batch-specific cannabinoid analysis can be relevant for cannabis-derived aromatic ingredients.
Viz . Jsou terpeny detekovatelné při testu na drogy? for the complete explanation.
Extraction is only one part of maintaining terpene quality.
Once removed from the plant matrix, concentrated aromatic compounds remain vulnerable to environmental change.
The major storage factors include:
Cool, stable storage and appropriate sealed packaging can help reduce evaporation and oxidation.
For full guidance, read jak skladovat a uchovávat terpeny.
Terpene materials can change during storage.
The rate depends on composition, temperature, oxygen exposure, light, packaging and handling history.
There is no universal shelf life that applies to every terpene isolate and every complex profile.
The supplier’s defined shelf-life or retest period should therefore take priority over generic internet claims.
High-quality terpene material should be judged primarily through specification and traceability rather than marketing language.
Useful questions include:
Terms such as premium, pharmaceutical grade or laboratory grade should not substitute for actual analytical information.
Two terpene products can have similar names while representing very different materials.
One might be a steam-distilled essential oil.
Another might be a purified natural isolate.
A third could be a botanical reconstruction made from several isolates.
Another might be a complete cannabis-derived volatile fraction.
Understanding the production method helps explain differences in aroma, complexity, batch consistency, colour, purity and price.
No single method wins across every objective.
Steam distillation remains highly effective for many botanical essential oils.
Cold pressing is exceptionally useful for citrus.
CO2 extraction offers adjustable solvent properties and can recover a broader range of compounds.
Vacuum and fractional distillation are valuable for refinement.
Fermentation can provide a scalable route to defined individual molecules.
The best process is the one that produces the required chemical specification efficiently and reproducibly.
Understanding extraction makes many other aspects of terpene formulation easier to understand.
Volatility explains why extraction temperature and storage matter.
Profile composition explains why botanical and cannabis-derived terpenes can smell different even when they share several major compounds.
Purification explains how individual natural terpene isolates can later be recombined into strain-inspired blends.
Další informace:
Plants biosynthesise terpenes from the five-carbon precursors IPP and DMAPP through the MVA and MEP metabolic pathways. Larger precursor molecules are then converted into specific terpene structures by terpene synthase enzymes. Terpenes can also be produced industrially through chemical synthesis and increasingly through engineered microbial fermentation.
Terpenes can be recovered from botanical material using methods including steam distillation, hydrodistillation, cold pressing, supercritical CO2 extraction and specialised solvent or vacuum processes. The best method depends on the botanical source and the chemical profile being targeted.
Botanical terpenes are usually obtained by extracting essential oils or aromatic fractions from non-cannabis plants and then purifying individual compounds. Those natural isolates can subsequently be blended in controlled ratios to create defined or strain-inspired terpene profiles.
Cannabis-derived terpenes can be recovered using professional volatile-capture processes including controlled steam or vacuum distillation and other specialised extraction systems. The objective is to recover the source plant’s aromatic compounds while limiting unnecessary thermal and oxidative change.
Cannabis-derived terpenes, commonly called CDTs, are aromatic fractions obtained directly from cannabis plant material rather than reconstructed from terpenes sourced from other botanical species.
Botanical-derived terpenes, or BDTs, are terpene compounds obtained from non-cannabis plants. Individual natural isolates can be combined to create consistent strain-inspired or original aroma profiles.
They can be. A molecule such as limonene or beta-caryophyllene can have the same chemical identity regardless of whether it came from cannabis or another botanical source. The largest difference is often the composition of the complete profile surrounding that molecule.
Steam passes through aromatic plant material and carries volatile compounds into the vapour phase. The vapour is condensed back into liquid, after which the essential-oil fraction can separate from the water phase.
Hydrodistillation involves heating botanical material while it is immersed in water. Volatile aromatic compounds co-distil with water vapour and are then condensed and separated. It differs from steam distillation because the raw material is in direct contact with the heated water.
Citrus essential oils are commonly obtained by mechanical cold pressing or expression of the peel. The oil can then be fractionally distilled and purified to produce compounds such as naturally derived limonene.
Compressed carbon dioxide can act as an adjustable extraction solvent. Under supercritical conditions its density and solvating behaviour can be controlled through pressure and temperature. After extraction, reducing pressure separates the CO2 from the recovered botanical material.
Neither is universally better. Steam distillation is highly effective for many essential oils, while CO2 extraction can provide different selectivity and recover a broader range of compounds. The preferred method depends on the desired chemical specification.
Subcritical CO2 processing uses carbon dioxide under conditions below its supercritical state. It can provide different extraction selectivity and gentler conditions for selected volatile compounds, although processing can be slower and yield less total material.
Vacuum processing reduces external pressure, which lowers the temperature required for volatile compounds to boil. This principle can be used in steam, fractional, short-path and molecular distillation systems to reduce thermal exposure during separation.
Fractional distillation separates components according to their different volatility. It is commonly used to refine complex essential oils into fractions enriched in particular terpene molecules and can form part of the production process for natural terpene isolates.
Yes. Engineered microorganisms such as yeast and bacteria can be designed to biosynthesise selected terpene molecules. Synthetic biology is increasingly used as an alternative production route where plant extraction is inefficient, variable or drahé.
Both forms exist. Terpenes can be extracted from plants, produced by biological fermentation or manufactured through chemical synthesis. The production route does not by itself establish quality. Molecular identity, stereochemistry, purity and impurity profile are more useful measurements.
Both can be naturally derived. Cannabis-derived terpenes come directly from cannabis plant material, while botanical terpenes originate from other plant sources. Botanical profiles may then be deliberately reconstructed using purified natural isolates.
Not necessarily. Terpenes and THC are different chemical classes, but the composition of a cannabis-derived material depends on the extraction and purification process. Where THC or other controlled cannabinoids matter, batch-specific analytical testing should be used rather than assumption.
Terpene molecules are not controlled merely because the same molecule occurs in cannabis. However, UK production and handling of cannabis-derived materials can engage controlled-drug rules where controlled parts of the cannabis plant or non-exempt cannabinoid-containing materials are involved. Businesses should assess both the manufacturing route and finished composition.
Steam distillation can alter the relative composition of some botanical profiles because heat, water exposure and process duration affect different molecules differently. It remains an established and effective method, but the resulting essential oil is not necessarily an exact chemical copy of the fresh plant.
No. Terpenes evaporate below their normal boiling points. Steam distillation also allows volatile compounds to co-distil with water, while vacuum processing can lower boiling temperatures by reducing external pressure.
Winterisation is primarily a refining process used to remove waxes and lipids from broader extracts. It is not a primary terpene extraction method, although it may appear elsewhere in botanical or cannabinoid manufacturing workflows.
A terpene-rich botanical oil can be progressively separated and purified using techniques such as fractional distillation, vacuum distillation, rectification and, where required, chromatography. The finished isolate is then analysed for identity and purity.
A target aromatic profile can be analysed to identify its major and minor volatile compounds. Purified terpene ingredients are then blended in defined ratios to recreate or approximate that composition. Botanical strain-inspired profiles are therefore formulated rather than extracted intact from the named cannabis cultivar.
Gas chromatography is commonly used to identify and quantify terpene compounds. Depending on the material and application, testing can also include residual solvents, pesticides, heavy metals, stereochemical analysis and cannabinoid screening.
There is no universal shelf life for every terpene. Stability depends on the individual compounds, packaging, temperature, oxygen exposure, light and handling history. Follow the supplier’s stated shelf-life or retest period for the specific material.
Terpenes begin as biology.
Plants manufacture them through sophisticated metabolic pathways using the universal five-carbon precursors IPP and DMAPP. Terpene synthases then convert larger precursor molecules into the enormous variety of monoterpenes, sesquiterpenes and related compounds found throughout nature.
Commercial production begins after that biological work has taken place.
Steam distillation and hydrodistillation recover volatile essential-oil fractions. Cold pressing is particularly important for citrus. CO2 extraction offers adjustable solvent properties. Vacuum and fractional distillation allow further purification under reduced thermal stress, while chromatography can achieve even more specialised separations.
Botanical terpene producers can isolate individual natural molecules from abundant plant sources and then recombine them in precise ratios to create consistent strain-inspired profiles.
Cannabis-derived terpene producers take a different approach, attempting to recover the naturally co-occurring aromatic fingerprint directly from cannabis plant material.
Modern terpene manufacturing is expanding again through synthetic biology, where engineered microorganisms can produce defined terpene molecules through fermentation rather than agriculture.
No single production route is automatically superior.
The important questions are what molecules are present, how accurately they are characterised, how the material was processed, whether contaminants or controlled compounds are relevant and whether the finished ingredient meets the specification required for its intended application.
To continue through the Canavape terpene knowledge hub, read jaké jsou účinky terpenů, how to store terpenes, teploty odpařování a rozkladu terpenů, jak smíchat terpeny s destilátem, jak přidat terpeny do květů, how terpenes affect the body a zda se terpeny objeví v testu na drogy.
Můžete si také prohlédnout kompletní Kolekce terpenů Canavape a náš odborník profily terpenů získaných z konopí.
This article is provided for educational purposes and discusses plant biochemistry, terpene extraction technology, botanical manufacturing and current UK regulatory context. It is not legal advice and does not authorise the extraction or handling of controlled cannabis material. Commercial manufacturers should evaluate the regulatory status, analytical composition, safety documentation and intended application of each raw material and finished product.
Napište nám přímo
Brzy se vrátím
