Як утворюються терпени та витягнуто? Повна відповідь криється в самій рослині. Рослини синтезують молекули терпенів за допомогою спеціалізованих біохімічних шляхів, після чого виробники можуть вилучати, розділяти, очищувати або відтворювати ці ароматичні сполуки за допомогою таких процесів, як парове дистилювання, гідродистилювання, холодне пресування, екстракція надкритичним CO₂, вакуумне дистилювання та фракційне розділення.
Отже, існує суттєва різниця між синтезом терпену та його екстракцією. Жива рослина синтезує терпени в процесі біосинтезу, що регулюється ферментами. Екстракція полягає у вилученні наявних ароматичних сполук із рослинної сировини. Ізоляція — це процес відокремлення окремих молекул із складного екстракту, тоді як сучасна біотехнологія також дозволяє синтезувати конкретні терпени за допомогою генетично модифікованих мікроорганізмів.
Ця відмінність стає особливо корисною під час порівняння рослинних терпенів із терпенами, отриманими з конопель. Профіль рослинних терпенів може бути сформований із очищених природних молекул, отриманих із цитрусових, трав, квітів, спецій або інших рослин. Терпени, отримані з конопель (CDT), збираються безпосередньо з рослинного матеріалу конопель і можуть містити більш природний набір летких сполук конопель, що зустрічаються разом.
У цьому посібнику пояснюється, як рослини синтезують терпени, як видобувають рослинні терпени, як виробляють терпени з конопель, у чому полягає суть парової дистиляції та екстракції за допомогою СО₂, як очищують окремі ізоляти терпенів, як відтворюють профілі, що базуються на конкретних сортах, та як сучасні методи ферментації змінюють процес виробництва терпенів.
Рослини біологічно синтезують терпени з п’ятивуглецевих попередників — IPP та DMAPP — за допомогою метаболічних шляхів MVA та MEP. Потім ферменти, які називаються терпенових синтезами, перетворюють більші молекули попередників, такі як GPP та FPP, на конкретні структури терпенів. У промислових умовах ці леткі сполуки можна вилучати з рослинної сировини за допомогою таких методів, як парове дистилювання, гідродистиляція, холодне пресування, екстракція CO₂ та інші контрольовані процеси розділення. Потім окремі терпени можна додатково очищати шляхом фракційного дистилювання, вакуумної обробки або хроматографії та змішувати для отримання визначених ботанічних профілів терпенів.
Терпени — це велике сімейство природних органічних сполук, що зустрічаються у всьому живому світі, зокрема в рослинах.
Багато з тих терпенів, які найбільш відомі споживачам, є летючими сполуками, що відповідають за характерні рослинні аромати.
Лімонен надає цитрусовій цедрі характерний аромат. Альфа-пінен і бета-пінен надають нотки сосни та смоли. Мірцен міститься в таких рослинах, як хміль, лемонграс та конопля. Бета-каріофілен міститься в чорному перці, гвоздиці, хмелі та коноплі.
Рослини використовують хімічні властивості терпенів не лише для створення ароматів, які, як виявляється, подобаються людям.
Терпени та споріднені сполуки можуть брати участь у:
Сімейство терпенів є надзвичайно великим з хімічної точки зору і набагато ширше, ніж ті леткі сполуки, про які зазвичай йдеться у контексті ароматичних продуктів.
У комерційних дискусіях про аромати терміни «терпен» і «терпеноїд» часто вживаються майже як синоніми, проте між ними існує хімічна відмінність.
Якщо говорити строго, то терпени — це вуглеводні, що складаються виключно з вуглецю та водню.
Прикладами є лімонен, мірцен, альфа-пінен та бета-каріофілен.
Терпеноїди — це споріднені молекули, що містять додаткові функціональні групи, до складу яких часто входить кисень.
Наприклад, ліналоол містить алкоголь групи і, з технічної точки зору, є оксигенованим терпеноїдом, а не чистим вуглеводневим терпеном.
Проте у галузях виробництва ароматизаторів, парфумерії та конопель слово «терпени» часто вживається як зручний загальний термін, що охоплює як вуглеводні, так і кисневмісні ароматичні сполуки, пов’язані з терпенами.
У цій статті дотримуються загальноприйнятого комерційного вживання термінів, водночас розрізняючи хімічні поняття там, де це має значення.
Рослини синтезують терпени за допомогою біосинтетичних шляхів, що регулюються ферментами.
Часто можна прочитати, що терпени утворюються просто шляхом з’єднання одиниць молекули ізопрену. Традиційне правило ізопрену є корисним для розуміння вуглецевих скелетів терпенів, але біологічний процес є набагато складнішим.
Живі рослинні клітини утворюють терпени переважно з двох активованих п’ятивуглецевих попередників:
Потім ці сполуки об’єднуються у більші молекули-попередники, які спеціалізовані ферменти можуть перетворювати на окремі терпенові структури.
У рослин існує два основні метаболічні шляхи синтезу основних будівельних блоків — ІПП та ДМАПП.
Два основні метаболічні шляхи, що забезпечують біосинтез терпенів.
| Шлях | Повне ім'я | Головний офіс оператора мобільного зв’язку | Поширені продукти на основі терпенів |
|---|---|---|---|
| Шлях MVA | Шлях метаболізму мевалонату | Переважно цитозоль | Важливе джерело попередників сесквітерпенів та інших ізопреноїдів більшої молекулярної маси |
| Шлях до посади депутата Європейського парламенту | Шлях 2-C-метил-D-еритритол-4-фосфату | Передусім пластиди | Важливе джерело прекурсорів монотерпенів, дитерпенів та споріднених сполук |
Хоча метаболічні шляхи поділені на компартменти, метаболізм рослин не є повністю ізольованим у окремих компартментах. Між компартментами може відбуватися переміщення речовин та метаболічна взаємодія.
Це сприяє формуванню величезного структурного різноманіття, що спостерігається серед рослинних терпенів та терпеноїдів.
IPP та DMAPP об’єднуються у більші попередники пренілдифосфату.
Ось три особливо важливі приклади:
Потім ферменти терпенсинтази перетворюють ці молекули-попередники на надзвичайно різноманітні структури.
Відносно невеликі відмінності у структурі ферментів можуть призводити до утворення дуже різних кінцевих молекул.
Один із найпростіших способів класифікації терпенів — за кількістю п’ятивуглецевих ланцюгів у їхньому вуглецевому скелеті.
Основні класи терпенів та типові приклади.
| Клас терпенів | Підрахунок викидів вуглецю | Традиційні ізопренові установки | Приклади |
|---|---|---|---|
| Гемтерпени | C5 | 1 | Ізопрен |
| Монотерпени | C10 | 2 | Лімонен, мірцен, альфа-пінен |
| Сесквітерпени | C15 | 3 | Бета-каріофілен, гумулен |
| Дитерпени | C20 | 4 | Фітол та численні рослинні дітерпени |
| Тритерпени | C30 | 6 | Сквален та споріднені сполуки |
| Тетратерпени | C40 | 8 | Структури, пов’язані з каротиноїдами |
Невеликі леткі молекули, які найчастіше зустрічаються в комерційних терпенових профілях, — це переважно монотерпени, сесквітерпени та оксигеновані похідні цих класів.
Терпенові синтетази — це ферменти, які перетворюють молекули-попередники терпенів на конкретні молекулярні структури.
Це одна з головних причин того, що два сорти рослин можуть мати абсолютно різні ароматичні профілі, незважаючи на те, що їхні метаболічні компоненти в цілому схожі.
Терпенова синтетаза здатна згортати та перегруповувати прекурсор, утворюючи певний молекулярний каркас, при цьому іноді утворюючи більше ніж одну споріднену сполуку.
Потім інші ферменти можуть модифікувати цей каркас за допомогою таких реакцій, як окислення, гідроксилювання або відновлення.
У результаті утворилася величезна колекція природних терпенів і терпеноїдів.
Відповідь залежить від виду рослини.
Багато ароматичних рослин використовують спеціалізовані секреторні структури для синтезу та накопичення летких сполук.
До них можуть належати:
Лаванда, м’ята, цитрусові, хвойні рослини та конопля по-різному зберігають ароматичні сполуки.
Ця структурна різноманітність також впливає на те, наскільки легко їхні леткі сполуки можна вилучити в промислових умовах.
У коноплі особливе значення мають залозисті трихоми.
Ці мікроскопічні структури, що виробляють смолу, численно представлені на жіночих квітках і містять спеціалізовані секреторні клітини, здатні виробляти та накопичувати великі кількості рослинних метаболітів.
Позаклітинна порожнина для накопичення речовин у голівці трихоми містить складну смолу, до складу якої входять канабіноїди, терпени та інші сполуки.
Було проведено характеристику генів терпенових синтезних ферментів канабісу для таких молекул, як:
Отримані пропорції залежать від генетики, фенотипу, ступеня зрілості та умов навколишнього середовища.
Генетика відіграє важливу роль, оскільки різні рослини продукують різні ферменти терпенсинтази та по-різному регулюють їхню діяльність.
На кінцевий профіль летких сполук також можуть впливати екологічні фактори та особливості вирощування.
Змінні можуть включати:
Саме тому навіть генетично споріднені рослини не завжди мають однакові ароматичні профілі.
Після того як рослина біологічним шляхом синтезує терпени, їх можна виділити з рослинної сировини.
Не існує єдиного універсального методу екстракції терпенів.
Вибір відповідного процесу залежить від:
Основні методи, що застосовуються для вилучення або очищення рослинної сировини, багатої на терпени.
| Метод | Загальне використання | Головна перевага | Основне обмеження |
|---|---|---|---|
| Парова дистиляція | Ефірні олії та леткі рослинні сполуки | Відпрацьований процес без використання стійких органічних розчинників для екстракції | Вплив високої температури та води може призвести до зміни властивостей деяких чутливих сполук |
| Гідродистиляція | Лабораторний та традиційний методи видобутку ефірних олій | Простий і універсальний | Рослинний матеріал тривалий час перебуває у контакті з киплячою водою |
| Холодне пресування | Особливо ефірні олії з цедри цитрусових | Мінімальне навмисне термічне опромінення | Застосовується переважно до відповідних рослинних тканин, багатих на олію |
| Екстракція за допомогою надкритичного CO₂ | Ботанічні екстракти та екстракти конопель | Селективність процесу можна регулювати за допомогою тиск та температура | Потрібне спеціальне обладнання високого тиску |
| Обробка підкритичним CO₂ | Селективне вилучення більш летких фракцій | Може забезпечити більш м'які умови для обраних об'єктів | Уповільнення обробки та, можливо, зниження загального виходу продукції |
| Екстракція органічним розчинником | Різноманітні рослинні екстракти та олеорезини | Дозволяє отримувати сполуки, які важко отримати лише за допомогою пари | Може знадобитися видалення залишків розчинника та проведення випробувань |
| Вакуумна дистиляція | Очищення та виділення летких речовин | Зниження тиску зменшує необхідні температури кипіння | Це, насамперед, засіб для очищення та розділення, а не універсальний метод первинного вилучення |
| Фракційна дистиляція | Очищення окремих фракцій терпенів | Розділяє сполуки за ступенем летючості | Для отримання сполук високої чистоти, що мають близьку хімічну структуру, може знадобитися складне обладнання |
Парова дистиляція — один із найдавніших і найважливіших методів, що застосовуються для отримання ефірних олій та рослинних фракцій, багатих на терпени.
Пара проходить крізь ароматичну рослинну сировину та витягує леткі сполуки з рослинної матриці.
Потім змішана пара надходить у конденсатор, де охолоджується і знову перетворюється на рідину.
Оскільки багато компонентів ефірної олії погано розчиняються у воді, фаза ароматичної олії може згодом відокремитися від водної фази.
Ароматичну воду, що залишається після дистиляції, зазвичай називають гідрозолем.
Це важливий розділ фізичної хімії.
При паровій дистиляції немає необхідності нагрівати кожен терпен окремо до його нормальної температури кипіння в атмосферних умовах.
Коли воду та в основному незмішувану летючу органічну сполуку нагрівають разом, обидві речовини впливають на загальний тиск пари.
Отже, суміш може піддаватися спільній дистиляції в умовах, що не перевищують нормальну температуру кипіння виділеного терпену.
Саме тому таку сполуку, як бета-каріофілен, можна виділити методом парової дистиляції, незважаючи на те, що її нормальна температура кипіння в атмосферних умовах значно вища за температуру киплячої води.
Для більш детальної інформації читайте наш посібник температури випаровування, кипіння та розкладу терпенів.
Гідродистиляція тісно пов’язана з паровою дистиляцією, але рослинна сировина занурюється безпосередньо у воду.
Суміш нагрівають, леткі сполуки разом із водою переходять у парову фазу, після чого суміш парів конденсується.
Гідродистиляція й досі широко застосовується в лабораторіях та у традиційному виробництві ефірних олій, оскільки обладнання для цього може бути відносно простим.
Однак тривалий контакт із гарячою водою може вплинути на хімічний склад у результаті таких процесів, як гідроліз та термічна трансформація.
Отже, вилучений профіль не завжди є точною хімічною копією профілю, що міститься у свіжій рослині.
Хоча ці два методи часто розглядають як єдине ціле, ботанічний матеріал перебуває в різних умовах.
Під час парової дистиляції пар проходить крізь рослинну біомасу, при цьому матеріал не обов’язково має бути занурений у киплячу воду.
Під час гідродистиляції рослинну сировину занурюють безпосередньо у розчин.
Ця відмінність може впливати на час екстракції, гідроліз та відносну концентрацію монотерпенів і сесквітерпенів у отриманій олії.
Отже, метод екстракції є частиною кінцевого хімічного профілю, а не просто деталлю технологічного процесу.
Цитрусові є одним із найважливіших джерел природних рослинних терпенів, зокрема лімонену.
На відміну від багатьох трав і квітів, цедра цитрусових містить велику кількість масляних залоз, які можна механічно пошкодити.
Саме тому холодне пресування або віджимання є важливим методом отримання ефірної олії цитрусових.
Шкірку обробляють механічним способом для вилучення олії, після чого олієвмісну фракцію можна відокремити від води та рослинних твердих речовин.
Отриману цитрусову олію можна потім піддати подальшому очищенню та фракційній дистиляції для того, щоб ізолювати окремі компоненти.
Це один із шляхів, через який лімонен природного походження потрапляє у світовий ланцюг постачання ароматизаторів, парфумерних речовин та терпенів.
Холодне пресування слід розглядати скоріше як механічний метод вилучення, ніж як традиційну екстракцію розчинником.
Він особливо підходить для рослинної сировини, що містить доступні масляні залози, зокрема для цедри цитрусових.
Оскільки цей процес не вимагає тривалої обробки парою, він дозволяє зберегти профіль летких сполук, який відрізняється від профілю дистильованого варіанту тієї самої рослини.
Отже, цитрусове масло холодного віджиму та дистильоване цитрусове масло не обов’язково є хімічно ідентичними.
Вуглекислий газ може поводитися як надкритична рідина, якщо його утримувати при температурі та тиску, що перевищують критичні значення.
У цьому стані CO₂ виявляє властивості як газів, так і рідин і може проникати в рослинну сировину, розчиняючи при цьому певні неполярні сполуки.
Зміна тиску та температури впливає на густину та поведінку CO₂ як розчинника, що дає інженерам-технологам можливість регулювати, які речовини вилучаються в першу чергу.
Після екстракції зниження тиску призводить до відокремлення CO₂ від відокремленого матеріалу.
Це одна з причин, чому CO₂ набув важливого значення в ботанічній екстракції.
Однак неправильно вважати, що кожен екстракт CO₂ автоматично є чистим терпеновим екстрактом.
Залежно від умов переробки, за допомогою CO₂ можна вилучити канабіноїди, воски, ліпіди та інші сполуки, а також леткі терпени.
Терміни «надкритичний» і «підкритичний» описують різні фізичні стани вуглекислого газу.
Надкритичний CO₂ має сильні та регульовані розчинні властивості і може використовуватися для більш широкого спектру екстракції.
Технологія обробки з використанням підкритичного CO₂ передбачає застосування інших умов температури та тиску і в деяких випадках може забезпечити вищу селективність щодо більш летких фракцій.
Жодна з них не є однозначно кращою.
Вибір оптимального підходу залежить від того, чи є цільовим продуктом широкий екстракт, фракція з високим вмістом летких речовин чи інший визначений склад.
Не завжди.
Обидва методи можуть бути дуже ефективними, якщо їх правильно підібрати відповідно до сировини та бажаного результату.
Парова дистиляція — це перевірений, масштабований і широко поширений метод у галузі виробництва ефірних олій.
Екстракція за допомогою CO₂ забезпечує набагато більший контроль над густиною розчинника та дозволяє вилучати сполуки, які за допомогою традиційної парової дистиляції неможливо ефективно виділити.
Однак результат є хімічно іншим.
Ботанічний екстракт, отриманий методом CO2-екстракції, може містити ширший спектр нелетких компонентів, тоді як традиційна ефірна олія — це, в основному, фракція, здатна дистилюватися разом із парою.
Отже, правильне запитання полягає не просто в тому, “який метод найкращий?”, а в тому, “який метод дозволяє отримати потрібну композицію?”
Органічні розчинники здатні розчиняти ароматичні сполуки з рослинної сировини.
Різні розчинники мають різну хімічну селективність, а це означає, що екстракт може містити набагато більше, ніж лише терпени.
За допомогою технологічних процесів на основі розчинників можна рекуперувати:
Після екстракції розчинник необхідно видалити та, у разі необхідності, аналітично перевірити концентрацію залишків розчинника.
Отже, екстракція розчинником є скоріше методом екстракції, а не гарантією чистоти терпенів.
Етанол широко використовується у переробці рослинної сировини та канабіноїдів, оскільки він здатний розчиняти широкий спектр рослинних компонентів.
Саме через таку широту спектру етанол не завжди є ідеальним методом, коли єдиною метою є отримання високоселективної фракції летких терпенів.
Етанольний екстракт може містити численні сполуки, крім терпенів, і, як правило, потребує додаткової подальшої очистки.
Тому екстракцію етанолом не слід плутати з отриманням пляшки очищених ізолятів терпенів.
Зниження тиску призводить до зниження температури кипіння леткої сполуки.
Цей фізичний принцип дозволяє в процесах із використанням вакууму відокремлювати леткі сполуки за більш м’яких температурних умов, ніж ті, що були б необхідні за атмосферного тиску.
Вакуум можна інтегрувати в низку різних систем, зокрема:
Отже, термін «терпени, екстраговані у вакуумі» не позначає жодного конкретного технологічного процесу.
Фракційна дистиляція дозволяє розділяти компоненти залежно від різниці в їхній летючості.
Складне рослинне ефірне масло може містити десятки сполук, які мають схожі, але різні характеристики тиску пари.
Контрольована дистиляція дає змогу окремо виділяти фракції, збагачені певними молекулами.
Ця технологія відіграє важливу роль у виробництві ізолятів терпенів природного походження.
Наприклад, рослинну ефірну олію можна дистилювати та рафінувати для отримання фракції з високим вмістом лімонену або пінену, яку потім можна піддати подальшому очищенню.
Молекулярна дистиляція — це особливий вид короткопробіжної дистиляції, що здійснюється за умов дуже низького тиску.
Знижений тиск дозволяє сполукам випаровуватися при значно нижчих температурах, ніж їхні звичайні точки кипіння в атмосферних умовах.
Пара проходить лише невелику відстань перед конденсацією, що скорочує час перебування під дією тепла.
Молекулярні методи та методи короткого шляху є особливо корисними для теплочутливих матеріалів та фракціонування високої чистоти, хоча їх слід розглядати як засоби вдосконалення, а не як синонім усіх методів екстракції терпенів.
Так.
У випадках, коли потрібна висока ступінь очищення або розділення сполук, що мають близьку хімічну структуру, хроматографічні методи можуть доповнювати дистиляцію.
Хроматографія розділяє молекули залежно від того, наскільки по-різному вони взаємодіють із нерухомою та рухомою фазами.
Аналітична газова хроматографія також відіграє ключову роль у визначенні та вимірюванні складу терпенів.
Препаративна хроматографія є більш спеціалізованою і може застосовуватися в тих випадках, коли за допомогою простої дистиляції неможливо ефективно досягти необхідного розділення.
Коли люди запитують, як виробляються рослинні терпени, вони зазвичай мають на увазі ланцюг постачання, що складається з кількох етапів.
Спочатку вирощують і збирають урожай ароматичної рослини.
Потім ефірну олію вилучають за допомогою відповідного процесу, такого як парове дистилювання, холодне пресування або інший метод екстракції рослинних речовин.
Отриману олію можна потім:
Ці очищені природні молекули можна згодом поєднати у ретельно контрольованих пропорціях для створення рослинних терпенових профілів.
Різні види рослин є комерційно привабливими, оскільки вони природним чином виробляють певні сполуки в корисних концентраціях.
Приклади включають:
Конкретне джерело постачання може відрізнятися залежно від географічного регіону, наявності сировини, ціни, чистоти та бажаної стереохімії.
Терпени, отримані з конопель (CDT), — це ароматичні фракції, які отримують безпосередньо з рослинної сировини конопель, а не відтворюють із використанням терпенів, виділених з інших видів рослин.
Комерційні виробники можуть застосовувати різні професійні технології відновлення залежно від цільового профілю та законний юрисдикція.
До них можуть належати системи контрольованої парової або вакуумної дистиляції, а також спеціалізовані процеси екстракції та відновлення летких речовин.
Зазвичай мета полягає в тому, щоб зберегти якомога більше оригінального «відбитка» летких сполук вихідної рослини, наскільки це можливо, одночасно мінімізуючи непотрібні термічні та окислювальні зміни.
Отриманий матеріал можна потім піддати очищенню, аналізу та стандартизації перед створенням рецептури.
Ви можете ознайомитися з асортиментом Canavape профілі терпенів, отриманих з канабісу на додаток до нашого більш широкого колекція терпенів.
Не обов’язково, але відповідь має ґрунтуватися на результатах аналітичних досліджень, а не на припущеннях.
Терпени та канабіноїди належать до різних хімічних груп.
У результаті селективного процесу вилучення летких речовин може утворитися фракція з високим вмістом терпенів, яка містить незначну кількість канабіноїдів або взагалі не містить їх у вимірюваних кількостях.
Більш розгорнутий уривок може містити і те, і інше.
Саме тому вираз «терпен, отриманий з канабісу» сам по собі не дає повної інформації про склад речовини.
У випадках, коли важливим є вміст контрольованих канабіноїдів, аналітичний звіт щодо конкретної партії є кориснішим, ніж маркетингова категорія.
Термін «живі терпени» зазвичай застосовується до ароматичних фракцій, покликаних відтворити леткі властивості щойно зібраного рослинного матеріалу.
Точний спосіб виготовлення залежить від виробника, тому цей термін не є універсально стандартизованою хімічною специфікацією.
Свіжа або швидко консервована біомаса може зберігати леткі сполуки, які в іншому випадку можуть розкладатися або трансформуватися під час традиційного сушіння та зберігання.
Саме тому профіль терпенів у свіжому матеріалі може помітно відрізнятися від профілю у висушеному матеріалі, навіть якщо обидва походять від одного й того самого сорту.
Сушіння саме по собі є хіміко-фізичним процесом.
У міру висихання рослинного матеріалу:
Отже, екстракт зі свіжозаконсервованої біомаси може мати інший ароматичний «відбиток», ніж екстракт, отриманий після тривалого сушіння або витримки.
Жоден із них не є автоматично кращим. Вони являють собою різні хімічні вихідні речовини.
Натуральна ефірна олія, як правило, є сумішшю, а не окремою молекулою.
Наприклад, ефірна олія апельсинової цедри може містити велику кількість лімонену, але хімічно вона не є чистим лімоненом.
Виробництво ізоляту природного терпену високої чистоти може включати кілька етапів очищення.
До них можуть належати:
Потім отриманий ізолят можна проаналізувати для підтвердження його ідентичності, чистоти та стереохімічного складу.
Саме тут хімія рослинних терпенів стає особливо цікавою.
У лабораторії можна проаналізувати цільовий ароматичний профіль канабісу за допомогою газової хроматографії та визначити його основні та другорядні леткі сполуки.
Ізоляти терпенів природного походження, отримані з інших рослинних джерел, можна потім змішувати у контрольованих пропорціях, щоб відтворити певні аспекти цього складу.
Саме таким чином створюються багато рослинних терпенових профілів, натхненних конкретними сортами.
Виробник не отримує цю суміш із зазначеного сорту конопель. Натомість він відтворює ароматичний профіль із рослинних інгредієнтів, що були окремо відібрані.
Так.
Молекулярна структура лімонену не залежить від того, чи походить ця молекула спочатку з цитрусових, чи з конопель.
Так само бета-каріофілен, отриманий із відповідного рослинного джерела, що не є коноплею, може бути тією самою молекулою, що й бета-каріофілен, який виробляється коноплею.
Відмінність полягає в тій суміші, яка повністю її оточує.
Рослина конопель може виробляти комплексний набір основних та мікроелементів летких сполук у співвідношеннях, які може бути складно ідеально відтворити за допомогою більш обмеженого переліку ізолятів.
Сама по собі молекулярна формула не завжди дає повне уявлення про ситуацію.
Деякі молекули терпенів існують у вигляді різних стереоізомерів або енантіомерів.
Ці молекули можуть мати однакову хімічну формулу, але відрізнятися за тривимірним розташуванням.
Це може впливати на аромат та біологічні взаємодії.
Лімонен є добре відомим прикладом. Різні енантіомерні форми мають помітно відмінні ароматичні властивості.
Отже, визначення високої якості терпенів може передбачати не лише підтвердження наявності “лімонену”.
Так.
Молекули терпенів також можна отримувати шляхом хімічного синтезу, а не шляхом екстракції з рослинної сировини.
Молекула, синтезована штучним шляхом, може, в принципі, мати ту саму молекулярну ідентичність, що й відповідна молекула, яка зустрічається в природі.
Практичні відмінності можуть полягати в наступному:
Тому з наукової точки зору невірно припускати, що молекула поводиться по-різному лише тому, що один зразок було отримано з рослини, а інший — синтезовано хімічним шляхом.
Важливе значення має саме молекулярний склад.
Все частіше, так.
Сучасна синтетична біологія дає вченим можливість модифікувати мікроорганізми, такі як дріжджі та бактерії, таким чином, щоб вони виробляли певні молекули терпенів.
Цей принцип схожий на те, що відбувається в рослині.
Гени, що кодують відповідні ферменти, вводяться або модифікуються таким чином, щоб мікроорганізм спрямовував вуглець, отриманий в результаті метаболізму, через шляхи біосинтезу терпенів.
Організм фактично перетворюється на мікроскопічну фабрику терпенів.
Цей підхід наразі досліджується та впроваджується у промисловість, оскільки видобуток рослинної сировини може обмежуватися обсягами сільськогосподарської продукції, врожайністю, географічними умовами та сезонними коливаннями.
Модифіковані мікробні клітини використовують метаболічні шляхи для синтезу молекул-попередників терпенів.
Після цього вчені можуть модифікувати:
Мета полягає в тому, щоб спрямувати більшу частину клітинного метаболізму на синтез потрібного терпену.
Після ферментації цільову молекулу ще потрібно виділити та очистити.
Отже, мікробіологічне виробництво є одним із способів виготовлення, а не альтернативою очищенню.
Обидва шляхи можуть призводити до утворення певних молекул терпенів.
Отримання рослинних екстрактів базується на сільському господарстві та сполуках, що накопичуються в природі.
Ферментація передбачає використання модифікованих біологічних систем для отримання цільової молекули в контрольованих умовах виробництва.
Мікробіологічне виробництво потенційно може підвищити стабільність поставок та зменшити залежність від рослин, які за своєю природою містять лише невеликі концентрації цінної молекули.
Однак екстракція рослинних речовин залишається особливо цінною в тих випадках, коли метою є отримання автентичного комплексного ботанічного профілю, а не окремої молекули.
Видобуток не є хімічно нейтральним процесом.
Залежно від методу, переважно виділяються різні сполуки.
До таких факторів належать:
Отже, ефірна олія, отримана методом парової дистиляції, олія холодного віджиму та екстракт, отриманий методом екстракції CO₂ з однієї й тієї ж рослини, можуть мати помітно різний склад.
Терпени є летючими речовинами.
Підвищення температури, як правило, збільшує тиск їхніх парів і може прискорити фізичні втрати з відкритої системи.
Heat can also increase the rate of chemical reactions including oxidation and isomerisation under appropriate conditions.
This does not mean a terpene is destroyed whenever it becomes warm.
Temperature, duration, oxygen exposure and the individual molecule all matter.
This is why claims that every terpene must be extracted below one universal temperature are misleading.
Наш путівник по температури випаровування та розкладу терпенів examines this in detail.
Ні.
Terpenes evaporate below their normal boiling points.
Steam distillation also relies on combined vapour pressures rather than simply heating every isolated compound to its normal boiling point.
Vacuum extraction and distillation reduce the required boiling temperature further by lowering external pressure.
For this reason, boiling-point charts should not be treated as extraction instructions.
Ні.
Winterisation is primarily a refining process used to remove waxes, lipids and similar unwanted components from broader botanical or cannabinoid extracts.
It often involves dissolving an extract in a solvent, chilling it so selected components precipitate and then filtering them out.
Winterisation may be part of a cannabinoid manufacturing process, but it is not a primary method for extracting a terpene profile from plant material.
This distinction is important because cannabinoid extraction and terpene extraction are often incorrectly described as though they are the same process.
Ні.
Decarboxylation describes the loss of carbon dioxide from molecules containing suitable carboxylic acid groups.
It is especially familiar in cannabinoid chemistry, where cannabinoid acids such as CBDA and THCA can convert into their neutral forms.
Common terpenes such as limonene, myrcene and pinene do not need to be “decarboxylated”.
Heating terpenes can instead cause evaporation, oxidation, isomerisation or thermal degradation depending on conditions.
A crude botanical extract rarely represents the final high-purity ingredient.
Depending on the material and target specification, downstream processing can include:
The exact process depends on whether the producer wants a complete botanical oil, a terpene-rich fraction or an individual high-purity isolate.
Laboratory analysis is crucial because appearance and запах alone cannot establish chemical identity or purity.
Gas chromatography is particularly useful for terpene analysis because these compounds are volatile and can be separated effectively in the gas phase.
Common analytical approaches include:
A useful terpene Certificate of Analysis or specification should be connected to an identifiable batch.
Depending on the ingredient, useful information can include:
A document labelled COA is only as useful as the tests actually performed.
The phrase natural terpenes generally indicates that the terpene ingredients originate from biological rather than wholly synthetic chemical sources.
However, the phrase alone does not tell you:
A botanical terpene blend can therefore be completely naturally derived while still being deliberately formulated rather than extracted as one intact profile from a single plant.
Botanical-derived terpenes, often abbreviated to BDTs, are terpene ingredients obtained from botanical sources other than cannabis.
A strain-inspired BDT profile may combine molecules obtained from several different plants.
The objective is typically to recreate or design a particular aroma using known terpene ratios.
This allows extremely consistent formulation because the producer can adjust each component independently.
Cannabis-derived terpenes, or CDTs, originate directly from cannabis plant material.
The appeal is not that a limonene molecule magically becomes different because it came from cannabis.
The advantage is the possibility of capturing a naturally co-occurring volatile fingerprint containing major and minor compounds together.
That can produce aromatic complexity that is difficult to reproduce using a shorter botanical blend.
The main differences between botanical and cannabis-derived terpene profiles.
| Особливість | Ботанічні терпени | Терпени, отримані з конопель |
|---|---|---|
| Джерело | Non-cannabis botanical materials | Рослинна сировина конопель |
| Production | Often isolated from multiple botanical sources and recombined | Recovered directly from cannabis biomass |
| Profile control | Very high formulation control | More dependent on natural plant and batch variation |
| Незначні сполуки | Depends on how complex the formulated blend is | Can contain a broad naturally co-occurring volatile fingerprint |
| Послідовність | Can be reproduced precisely from defined ingredients | Standardisation may be required between natural batches |
| Main attraction | Consistency, design flexibility and scalability | Authenticity to cannabis-derived aromatic chemistry |
There is no general scientific rule that cannabis-derived terpenes are pharmacologically more potent simply because of their botanical source.
The same molecular species can occur in both cannabis and unrelated plants.
A cannabis-derived profile can be chemically more complex because it may contain a wider collection of naturally co-occurring trace volatiles.
Complexity and potency are not the same measurement.
For more on how terpene chemistry relates to human experience, read як терпени впливають на організм і ваші відчуття.
No extraction method automatically creates an entourage effect.
The entourage effect is a hypothesis concerning interactions between cannabinoids, terpenes and other plant constituents.
An extraction method determines which compounds are recovered and in what relative proportions.
That composition may subsequently be relevant to biological research, but extraction itself does not demonstrate a beneficial pharmacological interaction.
Once terpene isolates or complete aromatic fractions have been produced, formulators can build finished profiles.
These can be designed from:
Precise formulation is usually performed gravimetrically so that each compound can be reproduced accurately between batches.
For the next stage of formulation, see як змішувати терпени з дистилятом.
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.
Наш путівник по як додати терпени до суцвіть 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 ТГК 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.
Дивіться. Чи виявляються терпени під час тесту на наркотики? 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 як зберігати та консервувати терпени.
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.
For further reading:
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 дорогий.
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 яка роль терпенів, how to store terpenes, температури випаровування та розкладу терпенів, як змішувати терпени з дистилятом, як додати терпени до суцвіть, how terpenes affect the body і чи виявляються терпени під час тесту на наркотики.
Ви також можете ознайомитися з повним Колекція терпенів Canavape та наш фахівець профілі терпенів, отриманих з канабісу.
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.
Напишіть нам безпосередньо
Я скоро повернуся
