周伟恩，冷 鹃，肖爱平，刘亮亮，廖丽萍，刘开阳，张耀升

（1.湖南方盛制药有限公司，湖南 长沙 410205；2.中国农业科学院 麻类研究所，湖南 长沙 410205）

0 引言

全谱CBD油（Full Spectrum Cannabidiol Oil）是未经进一步提纯和分离的工业大麻花叶提取物，除了含有CBD之外，含有一系列其他大麻素（如THC、CBN、CBG、CBL、CBCVA等）、萜烯和芳香族等化合物。通常较为黏稠，颜色较深，具有工业大麻的植物味道，是进一步纯化提取制造日化品、保健品或药品原料CBD产品（CBD油）的初级产品。但这些化合物会在提取过程中损失或者有意去除部分大麻素（通常是THC）。广谱油是在全谱CBD油的基础上，经进一步加工，人为去除或控制THC，使THC含量在0.3%以内的全谱CBD油。全谱CBD油重金属含量偏高影响下游产品CBD产品（CBD油）的品质与出口，更是工业大麻产业长远发展的瓶颈，世界各国特别是欧美等国在药品和食品中的重金属含量制定了严格的限量标准[1-3]。因此，有必要对全谱CBD油中可能存在的重金属污染进行科学、有效的风险控制和评估。

由工业大麻花叶原料提取制备全谱CBD油经过超临界萃取、醇沉、结晶、逆流等复杂的加工工艺流程，可能存在对重金属元素迁移产生影响的环节[4-6]。基于此，研究拟着重探讨广谱CBD油加工过程中铅、镉、汞、砷、铜等5种重金属的迁移行为，以期为广谱CBD油重金属污染的风险控制和评估提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

工业大麻花叶，中国农业科学院麻类研究所一年生麻类育种研究室提供；铅、镉、汞、砷、铜单元素标准品（1 000 μg/L）及相应的内标元素钪、锗、铟、铼标准品（1 000 μg/L），国家有色金属与电子材料测试中心提供；酒精、正庚烷、硝酸、过氧化氢、氢氧化钾、硼氢化钾（优级纯），国药集团化学试剂有限公司提供；超纯水，实验室自制。

1.1.2 仪器设备

HSCCC-TBE300C型逆流色谱仪，上海同田生物技术股份有限公司产品；G.G-17型旋蒸仪，上海申胜生物技术有限公司产品；KQ-1000E型超声清洗机，昆山市超声仪器有限公司产品；HY420-40-96型超临界CO2萃取装置，海安华阳超临界科技有限公司产品；BPG-9140A型电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司产品；ICAPQ型电感耦合等离子体质谱仪（Inductively coupled Plasma Mass Spectrometry，lCP-MS），美国Thermo Fisher Scientific公司产品；AFS—2100型原子荧光光度计，北京海天仪器有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

工业大麻花叶原料经前处理加工后，用超临界萃取得的浸膏，再经乙醇醇沉后，收集清液浓缩得浸膏，将浸膏经结晶后，将其母液浓缩得浸膏，收得的浸膏最后用高速逆流色谱（HSCCC）进行去THC精制分离，制得广谱CBD油。

1.2.2 取样方案（按工艺流程先后顺序，分段及必要的细分工序节点取样）

探讨加工过程中残留重金属元素的迁移行为，即重金属元素随操作工序变化的情况，具体取样方案为：

（1）原料（前处理后）。对试验用工业大麻花叶中重金属元素含量进行测定，以确定其初始含量水平。

（2）超临界萃取。超临界萃取后所得浸膏。

（3）醇沉。醇沉后取清液浓缩后得的浸膏。

（4）HCSSS精制。对本操作工序进行分段收集精制液并经浓缩油膏后，分别单独取样。分段标示如下：逆流——醇1：收集醇峰1浓缩后得的浸膏（不含CBD）；逆流——醇2（目标物）：收集醇峰2浓缩后得浸膏（目标广谱油）；逆流——醇3（目标物）：收集醇后段峰浓缩得浸膏（夹带有THC，因设备为人工控制差异大，为控THC与收率的补充措施）；逆流——烷1：收集反接后烷段前约40%时段流出液浓缩浸膏；逆流——烷2：收集反接后烷段后约60%时段流出液浓缩浸膏。

（5）醇沉后——取渣。取醇沉渣，以补充说明重金属在醇沉工序的液渣分配情况，跟踪相应重金属物料平衡后去向（一部分留在体系溶液中，为后续溶媒回收控制方法与套用次数提供依据）。

1.2.3 重金属含量测定

铅、镉、砷、铜含量的测定按GB 5009.268—2016执行，汞含量测定按GB 5009.17—2014执行。

2 结果与分析

铅在工艺中的迁移变化见图1，镉在工艺中的迁移变化见图2，汞在工艺中的迁移变化见图3，铜在工艺中的迁移变化见图4，砷在工艺中的迁移变化见图5。

图1 铅在工艺中的迁移变化

图2 镉在工艺中的迁移变化

图3 汞在工艺中的迁移变化

图4 铜在工艺中的迁移变化

图5 砷在工艺中的迁移变化

在提取制备前，对工业大麻花叶原料中常见重金属污染物铅、镉、汞、砷、铜的残留水平进行测定，可知，试验选用的原料含有一定量的重金属元素。其中，铅、镉、砷、铜等均有检出，含量分别到达1.630 0，0.084 0，0.032 6，1.000 0，18.800 0 mg/kg。经过超临界萃取（温度45℃，压强28 MPa）所得浸膏铅、镉、汞、铜含量显著降低，分别下降到0.234 0，0.008 0，0.002 0，0.729 0 mg/kg，原料中的重金属元素铅、镉、汞、铜在超临界萃取过程中发生了显著的迁移，可能脂溶性的CBD广谱油等混合物在超临界条件下为液体二氧化碳所溶解，而无机重金属化合物从原料内部向外部环境中迁移，与CBD广谱油等混合物分离，使其残留量显著下降。但在后续工艺中，其含量基本保持稳定，处于动态平衡。

然而，对于砷元素，经超临界萃取工序时富集明显，从1.00 mg/kg显著上升到1.86 mg/kg，其含量变化曲线明显不同，与其铅、镉、汞、铜迁移变化相比，也存在着较明显的差异，可能与砷的化学特性有关系，在高压条件下砷随脂溶性CBD广谱油混合物一起迁移，溶于液态二氧化碳中。但在后续工艺条件下，呈消减迁移趋势，并在达到动态平衡后含量不再有显著变化。

当起始工业大麻花叶原料重金属含量控制在一定限范围内，通过该工艺可以迁移消减铅、镉、汞、砷、铜含量，降低生产出大麻CBD广谱油重金属污染风险。对大麻CBD广谱油中重金属控制较为有利。

3 结论

（1）采取试验工艺，从工业大麻花叶提取制得的广谱油中铅、镉、汞、砷、铜含量在生产过程中含量动态变化的监测与分析发现，其残留可显著向外迁移，与CBD广谱油分离，从而在很大程度上减少了CBD全谱油残留重金属元素的含量。

（2）明确了试验工艺中超临界萃取工序对砷有显著迁移富集作用，需重点关注与检测此工序萃取所得浸膏中砷含量，如萃取后砷含量过高，超出后工序的处理限度，需单独对其进行分批特别处理（如降低HSCCC的操作时的进样液浸膏浓度），以消减砷含量，降低砷污染风险。

（3）不同产地的工业大麻花叶原料，其提取物中组分复杂，相互间影响暂不清楚，需要以当地采收用于大生产的工业大麻花叶，按相应生产工艺有待进一步研究与明确，才对生产工业大麻CBD油具有实际指导意义。

（4）现用的试验工艺，参考了大的生产条件，从生产成本控制上进行反复多次的工艺再现性试验，故试验中多次用回收的溶媒进行循环套用，以投入浸膏中重金属含量进行物料平衡初步分析，投入的浸膏经工艺处理后，其目标物广谱油与残渣中，各类重金属含量与总量是递减的，由此分析推测：迁移去的重金属可能留在溶媒中，由此产生一个新的质量关注点：在后续的大生产中，必须对回收溶媒的套用次数进行验证，并对回收套用的有机溶媒中重金属要设定质量控制标准，以防频繁无限次，且无相应处理措施的简单回收套用有机溶媒，使回收套用的有机溶媒中的重金属过度富集，造成工厂内生产过程中重金属再次污染或交叉污染的风险。