Análisis químico del Cannabis

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La planta de Cannabis es un cultivo con múltiples usos. Es una fuente de fibra para la industria textil, sirve como alimento, como droga recreativa y también como medicina para tratar patologías como el cáncer o la inflamación. Igualmente, esta es sólo una de las razones por las que conocer en detalle al Cannabis resulta muy importante.

Las exigencias a los ensayos químicos de Cannabis han cambiado notablemente en los últimos años. Antes, el foco de atención estaba puesto en cuantificar al THC debido a su efecto psicoactivo. Ahora hay muchas más sustancias de interés que identificar y cuantificar. Una de las razones es que los investigadores han identificado más de 150 cannabinoides. 

Otra razón por la que se necesita analizar a más cannabinoides es que se han descubierto propiedades terapéuticas para un gran número de ellos. Algunos ejemplos son el THCA, CBD, CBDA, CBG, CBGA, THCV, THCVA, y CBDV. Los descubrimientos sobre los efectos terapéuticos de los cannabinoides señalan la importancia de los métodos analíticos para conocer las propiedades farmacológicas del Cannabis. 

Desde el 2014 se han identificado 545 compuestos en el Cannabis. Además de 113 cannabinoides, hay 140 terpenos que han llamado la atención este último tiempo por sus propiedades organolépticas.

Otros componentes químicos del Cannabis

Además de cannabinoides y terpenos los ensayos químicos permiten detectar en muestras de Cannabis distintos componentes químicos: 

  • Hidrocarburos
  • Compuestos nitrogenados
  • Carbohidratos
  • Flavonoides
  • Ácidos grasos
  • Fenoles
  • Fitoesteroles
  • Vitamina K
  • Carotenos
  • Xantofilas
  • Alcoholes
  • Aldehídos
  • Cetonas
  • Ácidos carboxílicos
  • Esteres
  • Lactonas

Análisis de pesticidas y reguladores del crecimiento de la planta (PGRs)

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Agricultura

En el cultivo de Cannabis para consumo humano, normalmente los agricultores utilizan herbicidas o insecticidas para combatir plagas indeseadas. Más allá del impacto ambiental del uso de pesticidas, se han identificado efectos negativos en la salud humana. En el caso del clorpirifos, un insecticida organofosforado, se ha descubierto que tiene graves efectos tóxicos en el sistema nervioso. Otro es el dicloro difenil tricloroetano (DDT), que está prohibido en muchos países, afecta al sistema endócrino influyendo sobre la función reproductiva, cardiovascular y metabólica.

Los reguladores del crecimiento de la planta (PGRs) son sustancias químicas que regulan el crecimiento y la maduración de las plantas. La daminozida (Alar) es un PGRs que está prohibido en Estados Unidos desde 1980 debido al riesgo de cáncer que causa su exposición. A pesar que este fertilizante es ilegal para cultivos alimenticios, se puede conseguir para uso ornamental. Esto permitió que en los años 2010-2011 se utilice en el cultivo de Cannabis. Otro PGRs prohibido en muchos países de Europa, paclobutrazol, se encontró en marihuana medicinal de California.

Con esta información podemos concluir que conocer los pesticidas y PGRs introducidos, tanto durante el crecimiento como durante el almacenamiento del Cannabis, es importante para la seguridad. Puede ser especialmente importante para los consumidores de Cannabis medicinal, porque es más probable que tengan una condición que se vea gravemente afectada con la exposición a residuos o subproductos de pesticidas.

Otro aspecto a tener en cuenta cuando hablamos de pesticidas es que se concentren en el proceso de elaborar productos como aceites. De esta forma, el procesamiento del material vegetal del Cannabis puede concentrar la cantidad presente de residuos de pesticidas en los extractos. Además, el Cannabis es un producto que se consume calentando. Al calentar la marihuana los residuos de los pesticidas pueden convertirse en sustancias más tóxicas. Debido a que el uso de pesticidas es un riesgo para los consumidores de marihuana, resulta de interés desarrollar métodos adecuados para detectarlos. 

Desafíos para validar los métodos analíticos en el Cannabis

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Análisis de laboratorio

Como consecuencia del descubrimiento de nuevas sustancias y de su interés, la cantidad de laboratorios que analizan muestras de Cannabis también se incrementó. Este crecimiento permitió que los distintos laboratorios usen una amplia variedad de métodos analíticos, lo que tiene una gran desventaja. 

Algunos de los métodos de análisis químico que utilizan los laboratorios no están apropiadamente validados. Esto se debe principalmente a la falta de disponibilidad de los métodos de análisis. Por lo que no siempre queda claro qué estándares considerar en las detecciones. En consecuencia, se utilizan métodos sin validar. 

A pesar de que hay varios métodos para analizar muestras de Cannabis, es fundamental en el análisis de laboratorio hacer ensayos de validación. La validación también incluye que se realicen pruebas a altas, medias y bajas concentraciones respecto al rango que se quiera medir. Una de las causas de la falta de disponibilidad es la imposibilidad legal que tienen la mayoría de laboratorios para obtener estándares de cannabinoides para los procesos de análisis.

La manipulación del muestreo es muy importante en el análisis químico del Cannabis

Los cannabinoides se encuentran en la planta en su forma ácida THCA y CBDA. La descarboxilación se da con la exposición al calor o a la luz y genera las formas neutras de los cannabinoides THC y CBD respectivamente. También la degradación oxidativa puede ocurrir con la exposición al oxígeno del aire, por ejemplo convirtiendo al THC en CBN. La isomerización de los cannabinoides también se puede llevar a cabo. Por ejemplo la conversión del ᐃ9-THC en ᐃ8-THC.

Esto indica, que los compuestos presentes en el Cannabis son propensos a la degradación y a reaccionar cuando se manipulan para su análisis. Por esa razón, es muy importante tener cuidado al manipular las muestras en el laboratorio.

¿Qué se puede analizar en una muestra de Cannabis?

  • Cannabinoides por Cromatografía Líquida de Alto Rendimiento con Espectroscopia Ultravioleta (HPLC-UV)
  • Terpenos por Cromatografía de Gases con Detector de Ionización de Llama (GC-FID)
  • Residuos de solventes por Cromatografía de Gases (GC)
  • Residuos de pesticidas y PGRs por Cromatografía Líquida o Gaseosa con Espectroscopía de Masas (LC-MS / GC-MS)
  • Análisis de metales pesados por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP)
  • Identificación de microorganismos  por PCR (Reacción de la Polimerasa en Cadena)
  • Determinación de micotoxinas por LC-MS

Estos análisis permiten conocer datos que son muy importantes para evaluar los cultivos, la producción, las técnicas de procesamiento y los genotipos. Conocer estos parámetros permite el desarrollo de la investigación, producción y uso del Cannabis. Por esta razón, los laboratorios involucrados en el análisis de Cannabis tienen la gran responsabilidad de validar sus métodos con un análisis meticuloso de curvas de calibración, y así dar resultados útiles para el análisis, la investigación y el desarrollo del Cannabis y sus productos.

Bibliografía: Matthew W., Giese, Mark A. L., et al. Development and Validation of a Reliable and Robust Method for the Analysis of Cannabinoids and Terpenes in Cannabis. Journal of AOAC International Vol. 98, No. 6, 2015.

Sanka N. A., Kevin R.D.J., Pesticide analysis in cannabis products. Journal of Chromatography, 2020.

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