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Mrz 18, 2020 5 min lesen

Essbare cannabisprodukte analysieren ohne raten zu müssen

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von Dr. Kaveh Kahen & Dr. Toby Astill
Cannabis Kekse

New Food Magazine, (aus dem Englischen übersetzt von The Cannigma)

Bereits im Jahr 2017 sagte die amerikanische Specialty Food Association voraus, dass Cannabis ab dem Jahr 2018 einer der großen neuen Trends in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sein wird. Seitdem haben unterschiedlichste Lebensmittelhersteller immer größeres Interesse an Cannabisprodukten gewonnen und solche in ihr Sortiment aufgenommen. 

Bei Cannabisprodukten als auch bei anderen Lebensmitteln ist es sehr schwierig verlässliche Tests bezüglich der Schadstoffbelastung durch Pestizide, Schwermetalle und Lösemittel durchzuführen. Hinzu kommt, dass es kompliziert ist die genaue Potenz der Cannabisprodukte zu ermitteln, was für viele PatientInnen aber notwendig ist. 

In Anbetracht dieser Herausforderungen ist es erforderlich, dass Labore mit innovativen Geräten und zeitgemäßer Software ausgestattet sind, die robust und gleichzeitig präzise, dabei aber trotzdem einfach zu verwenden sind. WissenschaftlerInnen und TechnikerInnen müssen in dieser Thematik besser ausgebildet werden und sich durch Fort- und Weiterbildungen neue Methoden aneignen, um dem wachsenden Cannabismarkt die Stirn bieten zu können. Diese Schritte sind zwingend notwendig, um dem Endverbraucher die versprochene Qualität und Potenz garantieren zu können. 

Probleme bei der Vorbereitung von Proben

Heutzutage gibt es eine riesige Auswahl an Lebensmitteln mit Cannabiszusatz. Zu den populärsten gehören Schokolade, Brownies, Kekse und Kaugummi. Aufgrund dieser großen Vielfalt an unterschiedlichen Produkten sind verlässliche Methoden bei der Probenentnahme notwendig, um präzise Untersuchungen aller erhältlichen Produkte durchführen zu können. 

Die Art und Weise wie Cannabisprodukte hergestellt werden – beispielsweise das Vermischen mit Mehl, Zucker, Schokolade oder anderen Zutaten – führt dazu, dass die zu untersuchenden Produkte nicht homogen sind. Das bedeutet, dass eine Probe, die von einem Brownie oder Keks entnommen wird, einen völlig anderen Cannabinoid- oder Schadstoffgehalt aufweisen kann, als an anderen Stellen desselben Produkts. Diese Ungenauigkeit hat großen Einfluss auf die Verlässlichkeit dieser Untersuchungen und zeigt, dass Proben solcher Produkte vor der Untersuchung homogenisiert werden müssen. 

Aufgrund der immer größer werdenden Vielfalt solcher Produkte auf dem Markt ist es eine große Herausforderung Methoden zu entwickeln, die unabhängig vom zu testenden Produkt genaue und verlässliche Ergebnisse erzielen. 

Zu Beginn einer Untersuchung solcher Produkte sollte die Probe in einen Zustand versetzt werden, in dem es zu einem Pulver zerkleinert werden kann. So kann ein homogenes Pulver hergestellt werden, anhand dessen der tatsächliche Gehalt aller relevanten Stoffe ermittelt werden kann. Im Falle einer Untersuchung der Schwermetallbelastung würde auf diesen Schritt die Zersetzung durch Mikrowellen folgen, durch welche die komplexe Struktur der Cannabinoide aufgebrochen werden kann und die Schwermetalle zur weiteren Untersuchung extrahiert werden können. Diese Methode ist auf eine Vielzahl von Produkten anwendbar, da die vollständige Zersetzung durch Mikrowellen die Probe auf eine eingehendere Untersuchung durch ein ICP-MS (Massenspektrometrie mit induktiv gekoppelten Plasma) vorbereitet. 

Die Bedeutung einer effizienten Extrahierung

Bei der Vorbereitung der Probe ist es maßgeblich eine effektive Methode der Extrahierung anzuwenden, um Ungenauigkeiten, die durch die komplexe Struktur der Inhaltsstoffe verursacht werden können, vorzubeugen.  Zucker, Fettsäuren und andere Inhaltsstoffe können, je nachdem welche Untersuchung durchgeführt wird, unterschiedliche Auswirkungen auf das Ergebnis haben. Beispielsweise bei der Untersuchung auf Pestizide können diese zusätzlichen Stoffe das Ergebnis abschwächen. Auch bei der Untersuchung des Cannabinoidgehalts kann es durch diese Stoffe zu Störungen kommen.

Zusätzlich kann eine effiziente Extrahierung einen signifikanten Einfluss auf die Genauigkeit der Ergebnisse haben. Zahlreiche Untersuchungen wiesen darauf hin, dass unterschiedliche Labore bei der Analyse des Cannabinoidgehalts zu stark unterschiedlichen Ergebnissen kommen, welche zum Teil bis zu 40 % voneinander abweichen. Gemeinhin wird diese Feststellung auf die mangelnde Effizienz verschiedener Methoden der Extrahierung zurückgeführt, was bedeutet das die Ungenauigkeit der Ergebnisse oft schon in der falschen Vorbereitung der Probe wurzelt.

Aus diesem Grund müssen Labore verschiedene Geräte zur richtigen Vorbereitung der Proben haben und standardisierte Abläufe für die Untersuchung unterschiedlicher Produkte entwickeln. Ebenso ist es erforderlich, dass Labore eigene Studien über die Genauigkeit ihrer Ergebnisse durchführen und verlässliche Instrumente verwenden, die Ungenauigkeiten vorbeugen. Bei der Untersuchung der Probe auf mögliche Lösemittel hilft beispielsweise ein GC/MS, da dieses anhand kleineren Proben schneller genaue Ergebnisse liefern kann und dadurch die Instandhaltung vereinfacht. Darüber Hinaus identifiziert ein solches Gerät auch andere eventuell störende Inhaltsstoffe und verhindert auf diese Weise ungenaue Ergebnissen. 

Reinigung von Instrumenten bei der Analyse von Cannabisprodukten

Auch in Sachen Sauberkeit bereitet die komplexe Struktur der Inhaltsstoffe solcher Cannabisprodukte Schwierigkeiten. Das liegt zum großen Teil an den Ablagerungen und Resten, die sich auf der Oberfläche der Massenspektrometer ansammeln und schwer zu reinigen sind. Einige Instrumente vermindern die Ablagerungen, die sich in dem Gerät ansammeln, durch moderne Technologie, wodurch das Instrument seltener gereinigt werden muss. Einige Massenspektrometer haben beispielsweise eine erhitzte innere Oberfläche, wodurch sich weniger Überreste dort ansammeln. Solche Geräte können auf lange Zeit mit weniger Reinigungsarbeit genaue Ergebnisse zu liefern.

Probleme bei der Analyse der Potenz von Cannabisprodukten

Die genaue Untersuchung der Potenz solcher essbaren Cannabisprodukte ist ein weiterer Hauptbestandteil dieser Laboranalysen, denn diese Information ist für Endverbraucher von großer Bedeutung. Zahlreiche Faktoren haben Auswirkung auf die Potenz der Produkte und die Wirkung auf den Konsumenten. Das Hauptaugenmerk solcher Untersuchungen liegt meistens auf dem THC- sowie CBD-Gehalt (Tetrahydrocannabinol und Cannabidiol) der Proben. Dieser Fokus auf THC und CBD führt aber zu einem Trugschluss, da Cannabis in verschiedenen Darreichungsformen auch unterschiedlich wirkt. Wenn Cannabis geraucht wird, werden die natürlichen chemischen Verbindungen decarboxyliert wodurch die psychoaktive Form von THC und CBD entsteht. Wenn Cannabis jedoch eingenommen wird, wie das bei solchen essbaren Cannabisprodukten der Fall ist, werden diese Stoffe nicht zu ihren psychoaktiven Formen umgewandelt. Um nun eine verlässliche Aussage über die zu erwartende Wirkung und Potenz des Produkts treffen zu können, muss neben der Menge an THC bzw. THCA auch der gesamte Anteil an Cannabinoiden im Produkt ermittelt werden.

Da die Stoffe THC und CBD beim Erhitzen in einem GC/MS, HPLC (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) decarboxyliert werden, wird bei der Ermittlung der Potenz oft auf Extrakte und Tinkturen zurückgegriffen. Hochleistungsflüssigkeitschromatographie bietet eine Möglichkeit der chromatographischen Trennung und quantitativen Untersuchung dieser nativen Säuren. Diese Herangehensweise bietet sehr präzise Ergebnisse, die sogar die vorgeschriebene Genauigkeit überschreiten. Auf diese Art und Weise können Labore die Potenz von essbaren Cannabisprodukten präziser bestimmen. 

Probleme angesichts des wachsenden Marktes beseitigen

Das immer größer werdende Interesse an essbaren Cannabisprodukten hat dazu geführt, dass die Anzahl an Cannabislaboren auf der ganzen Welt enorm in die Höhe geschnellt ist. In einigen Fällen sind solche Labore noch in der Anfangsphase und haben noch nicht die notwendige Expertise, um präzise Untersuchungen von Cannabisprodukten durchzuführen. Getestete und bewährte Methoden sind aus diesem Grund dringend notwendig, um dem immer größer werdenden Markt gewachsen zu sein und akkurate Ergebnisse erzielen zu können. 

Es gibt beispielsweise eine Methode mit der mittels nur eines Instruments, welches zwei Ionisationsquellen aufweist, ein Test auf alle momentan regulierten Pestizide und Mykotoxine durchgeführt werden kann. Eine solche bewährte Methode zur Untersuchung der Pestizidbelastung beschleunigt die Analyse, spart Geld und macht weitere zeitraubende Vorbereitungen überflüssig. 

Die Genauigkeit solcher Instrumente ist ein weiterer entscheidender Faktor für Labore, da die Regularien bezüglich der Schadstoffbelastung solcher Produkte immer kleinteiliger und strikter werden. Instrumente, die auch in Zukunft noch die nötige Präzision bieten, spielen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit der Konsumenten innerhalb einer immer weiter wachsenden Cannabisindustrie. 

Ein weiteres großes Problem des wachsenden Cannabismarktes sind fehlende Industriestandards und Qualitätskontrollen, sowie die immer wieder falschen Etikettierungen. Bis zum heutigen Tag werden essbare Cannabisprodukte (in den USA) nicht von Regierungsbehörden kontrolliert, was zu erheblichen Schwankungen in Sachen Qualität führt. Demzufolge ist noch viel zu tun, sodass essbare Cannabisprodukte richtig etikettiert werden und qualitativ hochwertig sind, sowie das bei anderen legalen Drogen wie Alkohol und Tabak der Fall ist. 

Eine gute Lösung finden

In einigen Bereichen des wachsenden Cannabismarktes ist noch viel Raum und Möglichkeit für weitere Entwicklung. Große Schritte könnten dadurch gemacht werden, Labore mit den richtigen Instrumenten und der modernsten Software auszustatten, sodass die bestmöglichsten und genauesten Ergebnisse erzielt werden können. Prozesse müssen durch bewährte und erprobte Methoden standardisiert werden. Besonders bei der Untersuchung von essbaren Cannabisprodukten ist es wichtig darauf hinzuweisen, dass bei unterschiedlichen Produkten aufgrund der verschiedenen chemischen Strukturen unterschiedliche Methoden der Extrahierung angewandt werden müssen. Zusätzlich muss sichergestellt werden, dass die Labore mit zeitgemäßer Technik ausgestattet sind, um den immer strengeren Industriestandards bezüglich der Schadstoffbelastung und Potenz gerecht zu werden.

Indem moderne Technologien wirksam angewandt werden, können Labore auch angesichts des rasant wachsenden Cannabismarktes weiterhin verlässliche Tests durchführen und Konsumenten rund um den Globus mit sicheren medizinischen Produkten versorgen. 

Über die Autoren

Dr Kaveh Kahen ist President und CEO der Sigma Analytical Services. Er gründete die Firma nachdem er feststellte, dass in der Cannabis- und Hanfforschung wissenschaftliche Methoden zur Untersuchung solcher Stoffe fehlen. Er ist ein sehr erfahrener Wissenschaftler in Sachen Entwicklung von analytischen Instrumenten und Methodenlehre und hatte bis vor kurzem verschiedene Führungspositionen bei PerkinElmer inne.Dr Toby Astill ist Global Market Manager for Cannabis and Hemp Markets bei PerkinElmer. Er begann bei PerkinElmer im Jahr 2011 als Buchhalter und gewann seitdem viel Erfahrung in der globalen Cannabisindustrie.

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