Kenevir (cannabis sativa) bitkisinde bulunan majör kannabinoidlerin tanımlanması ve ekstraksiyon yöntemlerinin optimizasyonu
Identification and optimization of extraction methods of major cannabinoids in cannabis (cannabis sativa)
Yazar: MARIEM BOUALI
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET FATİH CENGİZ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Son zamanlarda Türkiye'de endüstriyel olarak kullanımı yasal izinlerle düzenlenen kenevir bitkisi Cannabaceae familyasına ait olan ve içermiş oldukları kannabinoidler, terpenler ve fenolik bileşikler gibi sekonder metabolitler nedeni ile özellikle ilaç endüstrisinin gözdesi konumuna gelen önemli bir bitkisel materyaldir. Bu sekonder metabolitlerin özellikle antiepileptik ve antikanserojenik etkilerinin yanında kanser vakalarında ağrının giderilmesinde ciddi etkileri oldukları çok sayıda bilimsel araştırmaya konu olmuştur. Bu çalışmada, kenevir bitkisinde bulunan majör kannabinoidlerin (kannabidivarin, kannabidiolik asit, kannabigerolik asit, kannabigerol, kannabidiol, delta 9 tetrahidrokanabinol, delta 8 tetrahidrokanabinol kannabikromen ve tetrahidrokannabinolik asit) miktarsal açıdan yüksek performans sıvı kromatografisi cihazında analiz edilebilmesine yönelik yöntemin bazı parametreler açısından doğrulanması ve kontrollü şartlar altında yetiştirilen kenevir bitkisinde bulunan majör kannabinoidlerin ekstraksiyonu konusunda farklı yöntemlerin uygulanarak optimize edilmesi amaçlanmıştır. Ekstraksiyon çalışmaları kapsamında dinamik maserasyon, ultrason destekli ekstraksiyon, zeytinyağı ekstraksiyonu ve süperkritik akışkan karbondioksit ekstraksiyonu olmak üzere dört farklı ekstraksiyon tekniği denenmiş ve her bir yöntem Yanıt Yüzey Yöntemi deneme tasarımı kullanılarak optimize edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre; araştırma kapsamındaki tüm kannabinoidlerin 0,10-250,00 mg/L aralığında doğrusal olarak (r2=1,00) tanımlanabildiği, kannabinoid tespit sınırlarının 0,07-0,26 mg/L arasında değiştiği ve tekrarlanabilirlik değerinin <%5,50 olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte, bitkilerden kannabinoidlerin ekstrakte edilebilmesi için kullanılan tüm yöntemlere ait en uygun değerler tespit edilmiş ve sonuçlar çizelge ve grafikler halinde sunulmuştur. Tez çalışması kapsamında üretilen verilerin son zamanlarda popüler hale gelen ve özellikle tarım, eczacılık, gıda ve kimya sektölerinde kullanım alanı giderek artan kannabinoidlerin bitkisel örneklerdeki düzeylerinin ve en uygun ekstraksiyon koşullarının belirlenmesine yönelik akademik ve endüstriyel düzeydeki çalışmalara katkılar sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
Cannabis plant belongs to the family of the Cannabinaceae, and it has recently been regulated by legal permissions for industrial and medical use in Turkey. It is an important herbal material that has become a favorite of the pharmaceutical industry, owing to the secondary metabolites it contains, such as cannabinoids, terpenes, and phenolic compounds. Many scientific investigations have shown that the aforementioned secondary metabolites have significant benefits, particularly in the alleviation of antiepileptic, anticarcinogenic, and cancer pains. The purpose of this research is to validate some parameters of the method high performance liquid chromatography for quantitative analysis of the major cannabinoids (cannabidivarin, cannabidiolic acid, cannabigerolic acid, cannabigerol, cannabidiol, delta 9 tetrahydrocannabinol, delta 8 tetrahydrocannabinol cannabidivarin, cannabidiolic acid) found in cannabis plant and optimization of the extraction of major cannabinoids in cannabis plant grown under controlled conditions by applying different methods. Using the Response Surface Method trial design, four distinct extraction procedures, namely dynamic maceration, ultrasonic aided extraction, olive oil extraction, and supercritical carbon dioxide extraction of cannabinoids, were tried inside the scope of the extraction studies. According to the results, all cannabinoids within the scope of the research can be characterized linearly (r2=1,00) in the range of 0,10-250,00 mg/L, the cannabinoid detection limits range between 0,07-0,26 mg/L, and the reproducibility value is 5,50 percent. The best values for all methods adopted to extract cannabinoids from the plant were calculated and presented in tables and graphics. The results hopefully help to academic and industry research to determine cannabinoid levels in herbal samples and the best conditions of extraction currently in use, particularly in agriculture, pharmaceutical sector, food industry and chemistry.