Functional Foods: Bestimmung von Cannabinoiden in Hanföl mit dem Cannabis Analyzer von Shimadzu

Die Kompaktanlage i-Series Plus erlaubt die einfache Bestimmung aller elf wichtigen Cannabinoide dank vorgefertigter Methoden

  • Abb. 1: Cannabis-Analyzer der Firma Shimadzu auf Basis einer HPLC. © Shimadzu Deutschland GmbHAbb. 1: Cannabis-Analyzer der Firma Shimadzu auf Basis einer HPLC. © Shimadzu Deutschland GmbH
  • Abb. 1: Cannabis-Analyzer der Firma Shimadzu auf Basis einer HPLC. © Shimadzu Deutschland GmbH
  • Abb. 2: Drei ausgewählte Hanföle. © Shimadzu Deutschland GmbH
  • Abb. 3: Chromatogramme für den Gesamt-Cannabinoidgehalt (a+c) und den CBD-Gehalt (b+d). © Shimadzu Deutschland GmbH
  • Dr. Stefan Vosskötter, Produktspezialist HPLC, Shimadzu
  • Tabelle 1: Etiketten-Kennzeichnung der drei in Abbildung 2 gezeigten Hanföle. © Shimadzu Deutschland GmbH
  • Tabelle 2: Zusammenfassung der Cannabinoid-Gehalte der fünf Proben. © Shimadzu Deutschland GmbH

1996 wurde das Anbauverbot für die Pflanzen der Spezies Cannabis sativa L. (Faserhanf) aufgehoben. Seitdem wird diese Kulturpflanze wieder viel genutzt. Aus den Fasern werden Textilien und Papier hergestellt, die Hanfblätter und Blüten zu Tee, aber auch zu Drogen verarbeitet und die Hanfsamen zu Speiseöl, Mehl, Lebensmitteln oder Futtermittel. Vor allem durch den Missbrauch des Δ9-THC-haltigen und somit psychoaktiven Drogenhanfs ist das Image negativ. Dabei ist Hanf ein unterschätztes Produkt mit zahlreichen Anwendungen. Deshalb ist die Wirkstoffprüfung und Einhaltung der Grenzwerte bedeutend.

Die Wichtigkeit von Hanf als Nutzpflanze zeigt sich in seiner Verwendung über tausende Jahre der Menschheitsgeschichte. Die Fasern zu Textilien zu verarbeiten, reicht bis in die Antike zurück. Auch wenn die Verarbeitung von Nutzhanf nie ganz verschwunden war, wurde er im letzten Jahrhundert wiederentdeckt. Der Hanf besitzt neben seinen Fasern, welche zu Textilien verarbeitet werden, viele weitere Inhaltsstoffe mit einer positiven Wirkung auf den Körper; deshalb spielt er mittlerweile in der Lebensmittel oder Kosmetikindustrie eine Rolle.

Die Inhaltsstoffe des Hanfs
Außer den Samen und der Wurzel ist die gesamte Pflanze mit kleinen Drüsenhaaren überzogen. Dort sitzen ein Großteil der Cannabinoide, Terpene, Wachse, hochpolymere Phenole und ätherische Öle. Für die Lebensmittelindustrie am interessantesten sind die Samen. Diese enthalten alle acht essenziellen Aminosäuren, ungesättigte Fettsäuren und ernährungsphysiologisch wertvolle Anteile an essenziellen Fettsäuren.

Die Cannabinoide sind terpenophenolische Verbindungen, die nur in der Hanfpflanze vorkommen. Neben den ca. 60 bekannten Cannabinoiden ist das Δ9-THC das einzige psychoaktive. Daher wird abhängig vom Δ9-THC zwischen Nutzhanf (Faserhanf) und Drogenhanf unterschieden. In der Pflanze liegen die Cannabinoide in einer Mischung aus ihrer aktiven und ihrer Säureform vor. Am Beispiel von THC ist das THCA nicht psychoaktiv, wird aber unter Erhitzung in seine aktive Form THC umgewandelt.

Rechtliche Betrachtung von Cannabis
Das Cannabis sativa L. unterliegt aufgrund des enthaltenen Cannabinoids Δ9-Tetrahydrocannabinol (Δ9-THC) den Regelungen des Betäubungsmittelgesetzes (BtMG).

Dies umfasst alle zur Gattung Cannabis gehörenden Pflanzen und Pflanzenteile wie z. B. Blüten oder Harz und sind demnach als nicht verkehrsfähig im Sinne des BtMG eingestuft. Da die Samen normalerweise keine Cannabinoide enthalten, fallen diese nicht unter das BtMG, wenn sie nicht zum unerlaubten Anbau bestimmt sind. Daher sind Lebensmittel aus den Samen der Cannabis sativa L. verkehrsfähig, wie z. B. Hanfsamenöl, Bier oder Schokolade.

Eine weitere Ausnahme gilt für Pflanzen oder Pflanzenteile, wenn sie aus dem Anbau mit zertifiziertem Saatgut stammen und in der europäischen Union angebaut wurden oder ihr Gehalt 0,2 % THC nicht überschreitet. Auch in diesem Fall werden sie als verkehrsfähig betrachtet, solange sie nicht zu Rauschzwecken verwendet werden können.

Qualitätskontrolle und Verkehrsfähigkeit
Fallen diese Lebensmittel nicht unter das BtMG, unterliegen sie wie jedes Lebensmittel den lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. Dies ist gerade im Fall des Cannabis sativa L. von großer Bedeutung, da es vor kurzem als Novel Food aufgenommen wurde. Daher sind Produkte, deren Verwendung nicht vor dem 15.05.1997 genannt wurde, als neuartig einzustufen und erfordern eine lebensmittelrechtliche Zulassung. Als nicht neuartige Lebensmittel und somit verkehrsfähig gelten Hanfsamen, Hanfsamenöl oder Hanfsamenmehl. Zur Qualitätskontrolle und Verkehrsfähigkeit sollte daher zwingend eine Wirkstoffprüfung erfolgen und der Gehalt an CBD und THC bestimmt werden.

In der Medizin wird Cannabis sativa L. bereits erfolgreich gegen eine Vielzahl von Krankheiten eingesetzt. Dabei wurde von Wirkungen berichtet, wie z. B. Schmerzlinderung, Minderung von Krämpfen und Autismus oder Wirkung gegen Übelkeit, und dies ohne ein breites Spektrum von Nebenwirkungen. Deshalb wurde Cannabis sativa L. auch in Deutschland für medizinische Zwecke zugelassen und wird durch die Cannabis-Agentur des BfArM geregelt und überwacht. Aber auch als Lebensmittel wurde es in Zeiten der Superfoods neu entdeckt. So ist im Handel z. B. Hanföl zu bekommen.

Wirkstoffprüfung in Cannabis-Öl mit der HPLC
Zur Beurteilung des Cannabis werden alle Hauptkomponenten quantifiziert. Dies schließt das THCA, THC, CBD und CBN ein. Im Gegensatz zur Gas-Chromatographie ist es in der HPLC möglich, die einzelnen Cannabinoide auch in ihrer Säureform zu bestimmen. Durch die hohen Temperaturen in der GC wandelt sich die Säureform in die aktive Form um, sodass nur Gesamtgehalte bestimmt werden können.
Mit dem Cannabis Analyzer von Shimadzu lassen sich alle elf wichtigen Cannabinoide bestimmen. Die Basis ist die Kompaktanlage I-Series Plus mit UV-Detektion (Abb. 1).

Die vorgefertigten Methoden machen den Schnelleinstieg in die Cannabis-Wirkstoffprüfung sehr einfach. Im Folgenden wurde die Qualitäts- und Etikettenkontrolle mit fünf verschiedenen Hanfölen diverser Versandhändler durchgeführt, wovon drei in Abbildung 2 zu sehen sind. Die Gehaltsangaben der Etiketten sind in Tabelle 1 angegeben. Für eine neutrale Zuordnung wurde jedes Öl mit einer Farbe gekennzeichnet. Die Hanföl-Proben wurden in Isopropanol gelöst, mit Methanol verdünnt und durch einen Spritzenvorsatzfilter in ein HPLC-Vial filtriert und analysiert.

Abbildung 3 zeigt die Chromatogramme von zwei Proben (schwarz und blau), jeweils 81-fach und 405-fach verdünnt. Für die Bestimmung des Gesamt-Cannabinoidgehalts wurden die Proben jeweils 81-fach verdünnt (a+c), zur Bestimmung des CBD-Gehalts 405-fach (b+d).
Zwei dieser Öle waren klar und schwach gelb/grün gefärbt. Sie besitzen einen hohen Anteil an CBD am Gesamt-Cannabinoidgehalt (92 %) und lagen mit 95 % bzw. 92 % nahe an Ihren Etikettenangaben. Bei diesen beiden Ölen liegt nahe, dass eine mehrstufige Aufreinigung nach der Extraktion erfolgt ist.
Im Gegensatz stand eine dritte Probe (grün), welche braun/grün gefärbt und nicht transparent war. Sie enthielt körnige Anteile und wies einen eindeutig erdigen Geruch auf. Diese Probe wies den höchsten Gehalt an CBD auf, beim niedrigsten Verhältnis CBD zu den Gesamt-Cannabi­noiden (59%). Dieses Öl wurde sehr wahrscheinlich nach der Extraktion nicht veredelt. Bei den zwei übrigen Hanfölen wurde mit 122 % bzw. 200 % ein Überbefund an CBD gefunden. Dies stellt die Art und Genauigkeit der Etikett-Kennzeichnung der beiden Proben in Frage. In allen Hanfölen wurde wie erwartet weniger als 0,2 % Δ9-THC gefunden.

Fazit
Diese Untersuchung zeigt, dass die Qualität der angebotenen Hanföle sehr schwankt, obwohl Hanföl als ein sehr hochwertiges Öl gilt. Mit dem Cannabis Analyzer von Shimadzu ist es möglich, in kurzer Zeit quantitativ den Wirkstoffgehalt zu bestimmen. Die Ergebnisse machen die Notwendigkeit einer Qualitäts- und Wirkstoffprüfung ersichtlich.

Neben dem Wirkstoffgehalt lassen sich zusätzlich weitere qualitätsentscheidende Parameter detektieren. Hierzu zählen z. B. die Terpene, die mit der GC-MS bestimmt werden können und maßgeblich für den einzigartigen Geruch und Geschmack verantwortlich sind. Aber auch die Belastung mit Pestiziden oder Mykotoxinen ist von großer Bedeutung und ist mit der HPLC bzw. LC-MS zu ermitteln.

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