Po Co Uprawiać Marihuanę Jak Można Ją Wyprodukować w Laboratorium

Naukowcom udało się stworzyć kannabinoidy z drożdży i cukru. Jak to działa i czy to ma sens?

Produkcja kannabinoidów z drożdży i cukru brzmi dziwnie. Nie jest to jednak nowy pomysł, a wyniki są bardzo obiecujące. Badania przeprowadzone przez Federal University of Paraná (Brazylia) mogą stworzyć fundament i zapoczątkować nowy sposób produkcji kannabinoidów.

Marihuana jest zalegalizowana w wielu krajach, a zapotrzebowanie na nią stale rośnie. W Polsce roczne zapotrzebowanie na kwiaty konopi indyjskich wynosi ponad 500 ton. W klasycznej uprawie indoor wytwarza się od 2,3 do 5,2 kg CO2 na gram kwiatów. Jest to porównywalne z przejazdem 15-40 km samochodem. Konsument spożywający około 15g miesięcznie osiągnąłby poziom 400-1000 kg CO2 rocznie. Przeciętny Polak zużywa więc około 10.000 kg CO2 rocznie. Konopie indyjskie szkodzą środowisku jeśli są uprawiane indoor. Dlatego warto poszukać alternatywnych rozwiązań na produkcję kannabinoidów.

Fitokannabinoidy (kannabinoidy w roślinie konopi) są syntetyzowane w komórce roślin i przechowywane głównie w trychomach. Podczas biosyntezy kannabinoidów powstają początkowo tzw. monoterpeny. Monoterpeny są głównym składnikiem olejków eterycznych i mogą być dalej przekształcane w roślinach w kannabinoidy lub złożone terpeny.

Ta ścieżka syntezy – tak zwana fermentacja kannabinoidów – jest tym procesem, który ma zostać odtworzony. Tutaj wkraczają drożdże. Początkowo wytwarzanie kannabinoidów z drożdży może brzmieć dziwnie. Jednak pomysł ten nie jest nowy. Drożdże to grzyb, którym można manipulować genetycznie. Wykorzystywano do tego już różne mikroorganizmy, takie jak bakterie E.coli, ale to drożdże odniosły sukces. Drożdże są regularnie wykorzystywane do produkcji leków i mają duży potencjał.

Dzięki drożdżom modyfikowanym genetycznie możliwe jest odtworzenie tej syntezy w laboratorium. Naukowcy zmodyfikowali genetycznie drożdże do wytwarzania substancji wyjściowej dla fitokannabinoidów, czyli monoterpenów.

Jako substrat użyto galaktozy. Galaktoza jest cukrem prostym podobnym do fruktozy (cukru owocowego) i glukozy. Cukry proste są prostym i szybkim źródłem energii. Podobnie jak sportowiec bierze glukozę, aby zwiększyć swoją wydajność, drożdże również potrzebują źródła energii. Drożdże znacznie lepiej wykorzystują galaktozę niż glukozę. Kanabinoid CBGA, który został ostatecznie wytworzony w laboratorium przy użyciu enzymów został przekształcony w ∆9-THCA i CBDA.

W wyniku działania ciepła ∆9-THCA i CBDA uległy dekarboksylacji do ∆9-THC i CBD. Kannabinoidy występują w grupie kwasu (COOH). Ciepło oddziela tę grupę i tworzy aktywne formy THC i CBD. To samo, co dzieje się podczas podgrzewania kwiatów, zostało odtworzone w laboratorium.

Stosując kwas heksanowy, uzyskano 8,0mg/L ∆9-THCA i 4,3 μg/L CBDA. W przypadku zastąpienia kwasu heksanowego kwasem butanowym uzyskano odpowiednio 4,8mg/l i 6,0μg/l CBDVA. Jeśli chce się uzyskać więcej THC, należy sięgnąć po kwas heksanowy, natomiast jeśli chcemy większej ilości CBD należy użyć kwasu butanowego.

Proste sformułowanie: drożdże + galaktoza = monoterpen
Monoterpeny + kwas heksanowy/butanowy = THC i CBD

Co Oznaczają Te Liczby?

Udało się wyprodukować 1kg kannabinoidów za koszt poniżej 1000 USD. Aby przedstawić to w konkretnym przykładzie: 1g kwiatów konopi indyjskich z zawartością 15% THC (150mg) można wyprodukować za 1-2€. W przypadku drożdży koszt 150mg THC wynosi zaledwie ~15 centów.

Zauważa się, że obecnie tylko trzy kraje na świecie są w stanie z niego korzystać na wielką skalę. Poważnym problemem nie jest brak doświadczenia, ale brak licencji. Obecnie takie licencje posiadają USA, Kanada i Włochy. Federal University of Paraná uzyskał specjalne zezwolenie na prowadzenie badań, jest to więc doskonała okazja również dla innych krajów.

Wnioski

Produkcja kannabinoidów z drożdży piekarskich (S. cerevisiae) jest możliwa, ale wydajność jest niska. Podczas procesu produkcyjnego, fermentacji kannabinoidów, kwas heksanowy przekształca się w 95% w oliwetol, a tylko w 5% w wymagany kwas oleinowy. Powoduje to niedobory, które prowadzą do utraty plonów. Przemysłowa produkcja kannabinoidów jest obecnie niemożliwa. Potrzeba więc więcej badań.

Fermentacja kannabinoidów jest nowym obszarem badań i nie ma jeszcze w tym zakresie wystarczająco doświadczenia. Jest to jednak bardzo obiecująca dziedzina. Kannabinoidy mogą być wytwarzane w wysokiej jakości przy niewielkim nakładzie pracy. Jest to dziedzina badań, zważywszy na duży wpływ uprawy indoor, która wymaga dalszych badań. Powinniśmy również skorzystać z tej szansy w krajach europejskich i pozwolić badaniom na taką możliwość.