Een schoon en veilig cannabis-extract maken

Steven Cassini is onderzoeker en oprichter van LaCassini Research, een geregistreerd laboratorium gespecialiseerd in biotechnologie. Daarnaast is Steven oprichter van Qannabis.nl, een online analyse-platform waar men cannabisproducten op inhoudsstoffen kan laten analyseren. In zijn eerste bijdrage op Mediwietsite gaat hij uitgebreid in op de meest veilige en beste manier om een cannabis-extract te maken.

Extract maken

Het internet staat vol tips over het gebruik van diverse vloeistoffen voor het maken van een cannabisextract. Maar welke vloeistof kun je nou het beste gebruiken? En welke vloeistof is veilig in gebruik? Op deze vrij simpele vragen is opmerkelijk genoeg een deskundig antwoord niet zo snel te vinden. In dit artikel gaan we uitgebreid aandacht besteden aan de effectiviteit en de veiligheid voor het gebruik van diverse vloeistoffen om een cannabis-extract te maken.

Een cannabisextract of concentraat wordt verkregen door plantmateriaal op te lossen in een oplosmiddel waarna het oplosmiddel wordt ingedampt zodat er een extract rijk aan cannabinoïden (de werkzame stoffen in cannabis) overblijft.

Oplosmiddelen

Allereerst beginnen we bij de basis en geldt zoals bij het maken van elk plantextract dat je moet weten welke bestanddelen je uit het plantmateriaal wilt extraheren. Alle planten (dus ook cannabis) bevatten zowel lipofiele (vetoplosbare) bestanddelen als hydrofiele (wateroplosbare) bestanddelen.

De polariteit van een vloeistof bepaalt hoe goed een bestanddeel zal oplossen. De polariteit van een vloeistof wordt bepaald door meerdere factoren zoals de temperatuur, pH en het aantal positieve (+) of negatieve (-) molecuul-verbindingen. Polaire vloeistoffen zoals water mengen niet met apolaire (anti-polaire) vloeistoffen zoals olie of koolwaterstoffen zoals Petroleum Ether. Om deze reden kun je olie dus ook niet mengen met water want olie is apolair (anti-polair) en mengt niet met water (polair).

Lipofiel en hydrofiel

Lipo is de Griekse betekenis voor ‘vet’ en fiel betekend ‘liefhebbend’. Een lipofiel bestanddeel houd dus van vet en zal dan ook alleen oplossen in apolaire vloeistoffen zoals olie. Hydro is de Griekse betekenis voor ‘water’. Het spreekt voor zich dat een hydrofiel bestanddeel dus alleen zal oplossen in polaire vloeistoffen zoals water.

Polariteit van een oplosmiddel

Water is polair en koolwaterstoffen zoals Petroleum Ether, Butaan, Chloroform en Hexaan zijn apolair. Het is van groot belang om te weten dat cannabinoïden alleen goed oplossen in apolaire oplosmiddelen. Bij het maken van een cannabis-extract wil je namelijk zoveel mogelijk cannabinoïden extraheren. Cannabinoïden zijn lipofiel (vet liefhebbend). Hoe minder polair het oplosmiddel is des te sneller en beter de cannabinoïden zullen oplossen.

Om overzichtelijk te maken welke oplosmiddelen van apolair naar polair lopen heb ik een handige polariteitsindex gemaakt. Met behulp van de onderstaande polariteitsindex kun je zien welke vloeistoffen meer of minder polair zijn.

Zoals je kunt zien staat water helemaal onderaan en Butaan helemaal bovenaan. Dit betekent dat water het meest polair is en Butaan het minst. Hoe minder polair het oplosmiddel is des te beter de cannabinoïden zullen oplossen.

Beste oplosmiddel

Nu dat we weten dat lipofiele bestanddelen zoals cannabinoïden alleen goed oplossen in apolaire vloeistoffen kunnen we aan de hand van de polariteitsindex een keuze maken uit een aantal oplosmiddelen. Om het juiste oplosmiddel te kiezen dien je rekening te houden met een aantal belangrijke factoren zoals de kwaliteit, de veiligheid en het kookpunt van van het oplosmiddel. Het feit dat een bepaald oplosmiddel ideaal is om de cannabinoïden in op te lossen zegt natuurlijk niets over de veiligheid en de kwaliteit van het betreffende oplosmiddel.

Bij het maken van een cannabis-extract met een oplosmiddel staat veiligheid altijd voorop. Het wil niet zeggen dat het oplosmiddel waar de cannabinoïden het beste in oplossen ook daadwerkelijk veilig kan worden gebruikt. Het is daarom van groot belang om de veiligheidsaspecten zoals het kookpunt en de toxicologische (giftige) eigenschappen van het oplosmiddel goed te bestuderen. Deze informatie staat altijd in het veiligheidsblad (MSDS) van de fabrikant en kun je via Google raadplegen als je zoekt op de naam van het oplosmiddel en daarachter MSDS typt. Bijvoorbeeld: isopropanol MSDS

Kookpunt

Nu dat we een overzicht hebben met apolaire oplosmiddelen moeten we kijken naar het kookpunt van het oplosmiddel. Ook hierbij moet er worden gekeken naar de eigenschappen van de cannabinoïden. Als de cannabinoïde-zuren zoals THC-A en CBD-A behouden moeten blijven dan is het van belang om een oplosmiddel te kiezen met een zo laag mogelijk kookpunt om decarboxylatie van de cannabinoïden te voorkomen.

Een oplosmiddel met een lager kookpunt brengt meestal grotere risico’s met zich mee omdat de gassen tijdens het indampen en het oplosmiddel zelf zeer licht ontvlambaar zijn en daarom niet geschikt om thuis mee te experimenteren.

Selectieve oplosmiddelen

De oplosmiddelen die bovenaan de polariteitsindex staan zoals Butaan, Hexaan en Pentaan zijn het meest apolair en extraheren alleen de cannabinoïden, lipofiele terpenen en de waxen. Deze oplosmiddelen geven een mooi goudkleurig concentraat zonder dat het de polaire bestanddelen zoals chlorofyl (bladgroen) uit het plantmateriaal oplost. Met een selectief apolair oplosmiddel kun je een cannabis-extract maken met een cannabinoïde percentage van 70 – 85%.

Minder selectieve oplosmiddelen

Hoe minder apolair het oplosmiddel des te meer andere bestanddelen er zullen oplossen. Ethanol en isopropanol (IPA) hebben de eigenschap om zowel lipofiele als hydrofiele bestanddelen op te lossen waardoor er dus meer plant-bestanddelen in het extract terecht komen. Hoe langer het plantmateriaal in contact blijft met het oplosmiddel des te meer andere bestanddelen er uit het plantmateriaal worden getrokken. Een extract dat voor langere tijd in ethanol of isopropanol is getrokken heeft een gemiddeld percentage van 30 tot 45 procent.

Omdat cannabinoïden zich in de trichomen bevinden en niet in het blad is het niet nodig om het plantmateriaal uren, dagen of zoals sommigen doen, wekenlang in een pot te laten staan in de hoop dat er dan meer cannabinoïden oplossen. De trichomen bevinden zich op het blad, met name in de toppen.

Oplossen werkzame stoffen

Het afspoelen van de trichomen kan eenvoudig door het plantmateriaal in een pot met ethanol of isopropanol gedurende een korte periode (1-3 minuten) krachtig te schudden en vervolgens te filteren. Hiermee voorkom je dat er teveel ongewenste plantbestanddelen zoals bijvoorbeeld bladgroen mee komt waar het extract een bittere smaak van kan krijgen.

Om de trichomen van het plantmateriaal te spoelen zijn er diverse producten op de markt te verkrijgen zoals de Cannolator van Wernard Bruining of de HPE (High Pressure Extraction) kit van LaCassini Research. Met het afspoelen van de cannabinoïden, zonder het plantmateriaal lange tijd te laten weken in het oplosmiddel kun je met ethanol of isopropanol een gemiddeld percentage behalen van 50 – 65%.

Hoe langer het plantmateriaal in contact blijft met het oplosmiddel des te meer andere bestanddelen er zullen oplossen waardoor het uiteindelijke percentage aan cannabinoïden in het extract minder zal zijn. Het extraheren werkt beter als het plantmateriaal enkele uren in de vriezer heeft gelegen. De trichomen zullen zich dan sneller scheiden van het plantmateriaal en beter oplossen in het oplosmiddel.

Veiligheid en omgeving

De omgeving waar de extractie plaatsvindt en de apparatuur die voor het extraheren gebruikt wordt speelt een grote rol bij de algehele veiligheid. Met de juiste apparatuur kan in een laboratorium-omgeving prima gebruik worden gemaakt van zeer vluchtige en brandbare oplosmiddelen terwijl het gebruik van dezelfde oplosmiddelen in een huis-, tuin- en keuken omgeving levensgevaarlijk kan zijn. Veiligheid hangt dus niet alleen af van de eigenschappen van het oplosmiddel, maar ook van de omgeving waar het extractieproces plaatsvindt en de kennis en zorgvuldigheid van degene die de extractie uitvoert.

Kwaliteit van het oplosmiddel

Er circuleren veel verhalen op het internet over Petroleum Ether en isopropanol (IPA) alcohol en of deze wel of geen residu achterlaten. Onder de term residu wordt verstaan de reststoffen die achterblijven na het volledig indampen van het oplosmiddel.

Of er wel of geen reststoffen (residu) achterblijven heeft alles te maken met de kwaliteit van het oplosmiddel. Een HPLC-grade (hoge kwaliteit) Petroleum Ether of isopropanol (IPA) zal bij volledige indamping absoluut geen andere reststoffen (residu) achterlaten. HPLC is een analyse-methode en de oplosmiddelen die daarbij worden gebruikt in het lab zijn zeer zuiver en bevatten geen kleine hoeveelheden aan reststoffen.

Echter is het gebruik van oplosmiddelen die niet HPLC-grade zijn niet geschikt om te gebruiken voor het maken van een cannabis-extract. Ook als er op de verpakking staat dat het 99,9999% isopropanol betreft is deze niet geschikt. Dit komt omdat de isopropanol is verwerkt en afgevuld in een fabriek waar dezelfde machines worden gebruikt voor het verwerken en afvullen van andere (giftige) chemicaliën.

Wat betreft de toepassingen waarvoor de fabrikant de oplosmiddelen maakt (zoals de schoonmaak- of de brandstofindustrie) zijn deze reststoffen geen probleem. De fabrikant is dus wettelijk gezien niet verplicht om deze reststoffen op de verpakking te vermelden. Indien er reststoffen van chemicaliën inzitten met een kookpunt die hoger ligt dan dat van je oplosmiddel dan zal dit terecht komen in je eindproduct.

Dit kan gezondheidsproblemen veroorzaken, want hoewel het op 1 liter slechts een kleine hoeveelheid residu betreft, wordt de hoeveelheid geconcentreerd naar mate je het oplosmiddel gaat indampen. Als er op 1 liter isopropanol 0,1% residu aanwezig is dan kan er na het indampen 1mL aan gevaarlijke reststoffen overblijven in je extract. Bij 1 mL reststof op 5 tot 10 mL cannabisextract is het geen ‘residu’ meer maar een zwaar vervuild extract dat niet geschikt is voor consumptie.

Residu van het oplosmiddel zelf

Ook met een zuiver oplosmiddel kunnen – vooral bij de oplosmiddelen bovenaan in de polariteitsindex – restanten van het oplosmiddel zelf achterblijven in het extract. Het oplosmiddel kan namelijk ingekapseld raken in de hars omdat tijdens het indampen van het laatste beetje oplosmiddel grote en kleine (microscopische) gasbelletjes ontstaan die uiteindelijk zullen uitharden waardoor het oplosmiddel binnen in de gasbelletjes niet weg kan. Deze restanten kan men alleen verwijderen onder vacuüm, bijvoorbeeld met behulp van een vacuümoven.

Gedenatureerde Ethanol

Gedenatureerde Ethanol is ongeschikt gemaakt voor consumptie door andere (giftige) stoffen toe te voegen. Zo kan deze Ethanol worden gebruikt voor bijvoorbeeld industriële toepassingen of de schoonmaak, zonder dat daar overheidshalve accijns over betaald hoeft te worden. De meeste stoffen die worden toegevoegd liggen rond hetzelfde kookpunt als Ethanol en vormen een azeotroop mengsel zodat het middels destillatie niet eenvoudig te scheiden is.

Sommige mensen gebruiken gedenatureerde Ethanol om een extract te maken. De meeste varianten van gedenatureerde Ethanol op de markt zijn niet geschikt om een extract mee te maken en zullen zeker residu achterlaten in je eindproduct. Indien de Ethanol (kookpunt 79 °C) enkel is gedenatureerd met een kleine hoeveelheid oplosmiddel zoals Methanol (kookpunt 65 °C) en van zuivere kwaliteit is dan kan deze wel worden gebruikt om een extract mee te maken. De Methanol zal gezien het lagere kookpunt namelijk eerder verdampen dan de Ethanol. De Ethanol, bijvoorbeeld op nacuro.com, is door de toevoeging van Methanol niet geschikt voor consumptie, maar wel geschikt om een extract mee te maken.

Ethanol (consumptie alcohol 96%)

Als we alles op een rijtje zetten kunnen we stellen dat van alle oplosmiddelen Ethanol (consumptie alcohol) voor de huis- tuin en keuken methode – toxicologisch – het veiligste is, maar technisch gezien niet het meest effectieve oplosmiddel om cannabinoïden te extraheren. Het grote voordeel bij het gebruik van alcohol is dat het ook niet erg is als er restanten achterblijven in het extract, iets dat je met de andere oplosmiddelen absoluut niet wilt hebben.

Daarnaast geldt ook voor alcohol (96%) dat het een vluchtige en licht-ontvlambare vloeistof betreft waardoor het gevaarlijk kan zijn om deze (vooral in grote hoeveelheden) binnenshuis te verdampen. Een ander groot nadeel is dat de Ethanol (96%) geschikt voor consumptie erg aan de prijs is waardoor het maken van een extract, zonder terugwinning, mogelijk niet kostenefficiënt is. De website drank.nl is in vergelijking met andere Nederlandse aanbieders relatief goedkoop met haar Navimer Pure Ethanol (96%). Echter zal het in de omringende landen waar de accijns lager liggen wellicht nog goedkoper kunnen.

Infuseren

Wil je veilig wietolie maken zonder vluchtige oplosmiddelen? Dan kun je de cannabinoïden infuseren in een apolaire (vetachtige) vloeistof zoals olijfolie, kokosolie of een andere gewenste basisolie. Infuseren is het laten trekken van bestanddelen in een vloeistof zoals het maken van een kopje thee. Door de olie te verwarmen en gedurende tijd telkens nieuw plantmateriaal toe te voegen zal de olie steeds sterker worden waarbij je dit proces kunt herhalen tot je de gewenste sterkte hebt bereikt.

Advies van Bedrocan

In de gebruiksaanwijzing van de medicinale cannabis afkomstig van Bedrocan (welke op doktersrecept aan patiënten wordt geleverd) staat opmerkelijk genoeg het volgende advies beschreven:

Bedrocan stelt dat het infuseren van cannabis in water, door er thee van te trekken, de meest geschikte manier is. Op de polariteitsindex staat water helemaal onderaan en weten we nu dus dat water polair is en daarom – in tegenstelling tot wat Bedrocan beweert – het minst geschikt is om cannabinoïden in op te lossen.

Een betere toepassing voor deze ‘thee’ zou zijn het bereiden op basis van warme melk waardoor de cannabinoïden – in tegenstelling tot water – beter zullen oplossen.

Tot slot

Indien je olijfolie gaat gebruiken om te infuseren of om je extract mee te verdunnen gebruik dan altijd een olie die écht koud geperst is. De meeste soorten olijfolie op de markt worden namelijk op industriële wijze geproduceerd door de olie uit de olijven te extraheren met behulp van Hexaan waarbij je – ondanks dat je denkt goed bezig te zijn – alsnog een eindproduct hebt met Hexaan residu.

[Openingsfoto: shutterstock/Wollertz]