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Análisis de Terpenos en el Cannabis: Métodos de Medición

Cromatografia de gases

El aroma único de tus flores de CBD favoritas, así como los diferentes efectos que pueden provocar, son determinados en gran medida por los terpenos. Con la creciente legalización de la marihuana en muchos países, el sector del cannabis se ha modernizado. Hoy día los clientes buscan no solo la potencia en THC y CBD, sino también perfiles de terpenos específicos, lo que ha elevado la demanda de análisis de terpenos en los laboratorios. Aquí les contaré de algunas maneras de medir estos terpenos y alguna curiosidad más de estos compuestos.

Introducción al análisis de terpenos 

¿Qué es el análisis de terpenos?

El análisis de terpenos son métodos por los cuales se cuantifica la cantidad de terpenos que tiene una muestra. Este análisis es crucial para determinar las propiedades sensoriales y terapéuticas de las plantas, especialmente en el caso del Cannabis sativa.

Ya que es posible que todos estos compuestos estén actuando en unísono para producir un efecto en particular en el cannabis, es importante saber qué compuestos se está consumiendo. Por ello, los análisis de terpenos son un servicio cada vez más solicitado en los laboratorios. 

¿Qué son los terpenos y cómo se clasifican?

Los terpenos son compuestos orgánicos volátiles que contribuyen al aroma y al sabor de muchísimas plantas [7], incluyendo a la planta de marihuana, y constituyen la base de muchos aceites esenciales que se usan en alimentos o en la producción de cosméticos [8], por ejemplo.

Al parecer, los terpenos pueden tener propiedades terapéuticas, entre las que se encuentran antiinflamatorias, anticancerígenas, antisépticas, astringentes, analgésicas, antidepresivas, antimicrobianas, antidepresivas, y digestivas [1-6]. En particular, los terpenos en la planta de Cannabis sativa no solo definen las propiedades sensoriales de los cogollos de cannabis, sino que también pueden influir en sus propiedades terapéuticas [7]. 

Los terpenos se derivan de varias combinaciones de unidades de isopreno, un compuesto orgánico aromático de cinco átomos de carbono (C5). La clasificación de los terpenos depende del número de átomos de carbonos: los monoterpenos tienen diez carbonos (C10), los sesquiterpenos tienen quince (C15) y los diterpenos tienen veinte (C20) [7]. 

¿Cómo ayuda el análisis de terpenos al control de calidad del cannabis? 

Una muestra de cannabis de alta calidad debe tener diversidad de terpenos. Cuando el aroma de los terpenos se ha perdido, es posible que la muestra sea vieja o que no haya sido cultivada de una manera adecuada. 

Terpenos en Cannabis sativa

Diversidad de terpenos en Cannabis sativa

En la planta de marihuana, los terpenos constituyen una de las grandes diversidades fenotípicas y se han reportado alrededor de 150-200 terpenos distintos en el cannabis, sobre todo monoterpenos y sesquiterpenos [8, 9].

Terpenos más comunes en Cannabis sativa

En el Cannabis sativa tipo marihuana que se consigue en dispensarios de los Estados Unidos, los terpenos más comunes son el beta-mirceno y el limoneno, ambos monoterpenos, y el beta cariofileno, que es un sesquiterpeno [10].

Importancia de los terpenos en el cannabis 

Por sus propiedades, los terpenos contribuyen en la experiencia de fumar, ya que proporcionan perfiles aromáticos determinados, así como posibles efectos sobre el organismo. Estos compuestos aromáticos son capaces de interactuar con los cannabinoides y mejorar sus efectos. También pueden interaccionar con otros terpenos presentes en la planta. Este fenómeno, conocido como el efecto séquito, aumenta los beneficios terapéuticos del cannabis. 

Algunos terpenos del cannabis se asocian a efectos determinados. El “efecto sativa”, por ejemplo, se utiliza popularmente para variedades que producen efectos energizantes y elevadores. Éstas podrían contener terpenos como el limoneno y el pineno, que tienen un aroma cítrico y fresco. Las variedades “efecto indica” podrían contener más mirceno, un terpeno con un aroma terroso y que se asocia con efectos relajantes y calmantes. Si quieres profundizar, consulta el post sobre las diferencias entre indica y sativa. 

Métodos de análisis de terpenos

El método de análisis más usado para medir terpenos es la cromatografía de gases, que se puede unir con la espectrometría de masas para obtener resultados más precisos. 

También está la técnica de SPME y la VASE. Dada la alta volatilidad de los terpenos, la cromatografía de gas es una de las técnicas más usadas para su determinación.

Cromatografía de gas: El método más utilizado para medir terpenos

La cromatografía de gas (GC, por sus siglas en inglés) es la manera más usada para medir terpenos. Esta técnica también se utiliza para el análisis de cannabinoides. Consiste en un gas como fase móvil y es necesario calentar la muestra para homogeneizarla.

Cromatografía de gases, esquema
Cromatografía de gases, esquema

Cómo se realiza una cromatografía de gases

 

Preparación de la muestra:

El proceso empieza por la preparación de la muestra de forma adecuada para ser insertada en el cromatógrafo de gases.

Inyección de la muestra:

Una vez preparada, la muestra se inyecta en la máquina, que aplica calor para vaporizarla.

Separación de los componentes:

La muestra vaporizada es llevada a través de una columna por un gas inerte, que actúa como una «fase móvil». La columna, que contiene una «fase estacionaria», interactúa con los componentes de la muestra de diferentes maneras, haciendo que se separen a diferentes velocidades.

Detección y cuantificación:

A medida que los componentes salen de la columna, son detectados y analizados por un ordenador. Estos datos se registran y se representan en un gráfico llamado cromatograma.

Interpretación del cromatograma:

El gráfico muestra las señales detectadas frente al tiempo. Cada pico en el cromatograma representa un componente diferente en la muestra. En el ejemplo que nos ocupa, cada pico es un terpeno (componente de la muestra).

Identificación de los componentes:

Para identificar los terpenos en la muestra, los tiempos de retención (el tiempo que tarda cada componente en pasar a través de la columna y llegar al detector) se comparan con los tiempos de retención de otras sustancias (como terpenos) conocidos.

La combinación de cromatografía de gas y espectrofotometría de masas (GC-MS)

La cromatografía de gas se puede unir a la espectrofotometría de masas (MS), que es una técnica donde se determina el peso de cada uno de los compuestos. Esta combinación, abreviada como GC-MS, es bastante precisa tanto para medir tanto cannabinoides como terpenos. 

En este proceso, después de que los terpenos se separan por GC, se fragmentan y se analizan mediante MS en función de su relación masa/carga. Esto proporciona información adicional que puede ayudar a confirmar la identidad de los terpenos en la muestra.

De esta manera, es posible identificar y cuantificar con bastante exactitud los terpenos en una muestra de cannabis, lo que puede ser de gran utilidad para los productores y consumidores que buscan entender y controlar el perfil de terpenos de sus productos.

Alternativas a la cromatografía de gases: HS-SPME y VASE

Hay otras técnicas utilizadas para medir terpenos. Una de ellas es la microextracción en fase sólida en espacio de cabeza (Headspace-Solid Phase Microextraction; HS-SPME, en inglés) que es un método que no requiere el uso de solventes. El espacio de cabeza se refiere a la capa de gas encima de una muestra en un vial, y se analiza ésta en vez del volumen debajo donde se encuentra la muestra.  

Por lo tanto, la HS-SPME se usa en muestras volátiles como por ejemplo aquellas que tienen benceno, tolueno, y xilenos [8]. La HS-SPME tiene una ventaja en que se puede hacer muestreo, extracción y medir la concentración en un solo paso [7].  

Como los terpenos son volátiles, algunas de las técnicas para medirlos no hacen uso de solventes o miden el espacio vacío en vez del compuesto.

La extracción al vacío asistida por absorbentes (Vacuum Assisted Sorbent Extraction; VASE, en inglés) se basa en el uso de un absorbente en el espacio de cabeza que ha sido expuesto durante un tiempo determinado a la inflorescencia de la planta. 

Esta inflorescencia se calienta a 100°C a una presión de 0.36 atm. Hay varias técnicas donde se analiza el espacio de cabeza, pero la técnica VASE garantiza una extracción exhaustiva dada la gran cantidad del material absorbente [7].

Consideraciones importantes en la evaluación de terpenos

Es importante estandarizar las metodologías de evaluación de la composición de las inflorescencias de Cannabis sativa y los protocolos de extracción. Entender bien estos protocolos y metodologías es crucial, ya que las que pre-calientan la flor pueden degradar o evaporar los terpenos previo a su análisis, alterando el resultado [7].

Dada la volatilidad de los terpenos, cuando se calienta la flor para descarboxilar los cannabinoides, se degradan o evaporan los terpenos.

Cuando se busca descarboxilar los cannabinoides ocurre un problema, ya que el calentamiento modifica el perfil de terpenos [7]. Por esta razón se recomienda no hacer precalentamiento, y así obtener productos altos en terpenos [7, 11].

Extracción casera de terpenos del cannabis

Uno de los solventes para extracción de terpenos que al parecer funciona muy bien es el aceite de oliva, ya que permite la solubilización de terpenos evitando su evaporación.

* Puede interesarte: Extracciones de cannabis caseras

Misterios y curiosidades de los terpenos en Cannabis sativa

Y bueno, la vez pasada los dejé con una incógnita de la que ya tenemos un poco más de información. La razón ecológica por la cual la planta de Cannabis sativa produce todos estos compuestos aún no es clara, pero al parecer, los terpenos son un mecanismo de defensa [12, 13]. Entonces, si la planta es cultivada en lugares donde requiere protección, produciría más de estos compuestos. Un estudio reciente sugiere que cuando la planta es cultivada en exteriores, ésta produce más terpenos que cuando es cultivada adentro [14]. Estos resultados preliminares indican que la expresión fenotípica de estos terpenos en Cannabis sativa al parecer es muy dependientes del ambiente y pueden diferir entre dos plantas de la misma variedad cultivadas bajo diferentes condiciones ambientales [14].

Bueno, espero poder probar algunas de sus extracciones con aceite de oliva llena de terpenos. ¡Me cuentan cómo les va!

Referencias
  1. Cox-Georgian, D., et al., Therapeutic and medicinal uses of terpenes, in Medicinal Plants. 2019, Springer. p. 333-359.
  2. Kamatou, G.P. and A.M. Viljoen, Linalool–A review of a biologically active compound of commercial importance. Natural product communications, 2008. 3(7): p. 1934578X0800300727.
  3. Rogerio, A.P., et al., Preventive and therapeutic anti‐inflammatory properties of the sesquiterpene α‐humulene in experimental airways allergic inflammation. British Journal of Pharmacology, 2009. 158(4): p. 1074-1087.
  4. Chaves, J.S., et al., Pharmacokinetics and tissue distribution of the sesquiterpene α-humulene in mice. Planta medica, 2008. 74(14): p. 1678-1683.
  5. dos Santos, É.R., et al., Linalool as a Therapeutic and Medicinal Tool in Depression Treatment: A Review. Current Neuropharmacology, 2022. 20(6): p. 1073-1092.
  6. Salehi, B., et al., Therapeutic potential of α-and β-pinene: A miracle gift of nature. Biomolecules, 2019. 9(11): p. 738.
  7. Micalizzi, G., et al., Cannabis Sativa L.: A comprehensive review on the analytical methodologies for cannabinoids and terpenes characterization. Journal of Chromatography A, 2021. 1637: p. 461864.
  8. Bakro, F., et al., Simultaneous determination of terpenes and cannabidiol in hemp (Cannabis sativa L.) by fast gas chromatography with flame ionization detection. Journal of Separation Science, 2020. 43(14): p. 2817-2826.
  9. Radwan, M.M., et al., Cannabinoids, phenolics, terpenes and alkaloids of cannabis. Molecules, 2021. 26(9): p. 2774.
  10. Smith, C.J., et al., The Phytochemical Diversity of Commercial Cannabis in the United States. bioRxiv, 2021.
  11. Romano, L.L. and A. Hazekamp, Cannabis oil: chemical evaluation of an upcoming cannabis-based medicine. Cannabinoids, 2013. 1(1): p. 1-11.
  12. Vergara, D., et al., Genetic and Genomic Tools for Cannabis sativa. Critical Reviews in Plant Sciences, 2016. 35(5-6): p. 364-377.
  13. Kovalchuk, I., et al., The Genomics of Cannabis and Its Close Relatives. Annual Review of Plant Biology, 2020. 71.
  14. Zandkarimi, F., et al., Comparison of the Cannabinoid and Terpene Profiles in Commercial Cannabis from Natural and Artificial Cultivation. Molecules, 2023. 28(2): p. 833.