CBGA: Cannabigerolsäure als Startpunkt der Hanfpflanze

Warum am Anfang eine Säure steht

Wo beginnt ein Cannabinoid, bevor es als Zahl auf einem Etikett auftaucht? In der Pflanze, und zwar als Säure. Mitte der neunziger Jahre war die Chemie der Cannabinoide bereits gut dokumentiert. Die Strukturen standen fest, die Namen waren vergeben, die Analytik lieferte verlässliche Zahlen. Offen blieb eine Frage weiter vorn im Ablauf: Welche Verbindung steht am Anfang, und welche Reaktion bringt sie hervor?

Die Antwort wurde 1998 von Fellermeier und Zenk berichtet [1]. Bereits der Titel dieser Arbeit benennt CBGA als Vorstufe von Tetrahydrocannabinol [1]. Damit war nicht nur ein Molekül beschrieben, sondern eine Reihenfolge. Cannabigerolsäure steht im Stoffwechsel der lebenden Pflanze vor den Säuren, die später in jedem Analysenbericht auftauchen.

Das Wort Vorstufe meint dabei genau das und nicht mehr. Es sagt, was zuerst kommt und was daraus hervorgeht. Es sagt nichts darüber, dass zwei Verbindungen sich gleich verhalten, und es sagt auch nichts über Mengen. Die Reihenfolge ist der Befund. Alles Weitere hängt an den Enzymen, die eine einzelne Pflanze mitbringt [1].

Dieser Eintrag bleibt bewusst bei einem Ausschnitt: von dem Enzymversuch aus dem Jahr 1998 bis zu den drei Wegen, die CBGA in der lebenden Pflanze nehmen kann [1]. Wer nach dem Endocannabinoid System sucht, sucht nach körpereigenen Botenstoffen und deren Rezeptoren, also nach einem anderen Kapitel. Hier geht es um Pflanzenbiochemie. Ein Ausgangsstoff, ein Enzym, ein Produkt, danach eine Verzweigung.

Reizvoll ist an dieser Stelle die Einfachheit. Eine Pflanze, die im Bericht mit einem halben Dutzend Cannabinoiden geführt wird, führt diese Vielfalt an einer einzigen Stelle zusammen. Nicht als Bild, sondern als Reaktion, die sich im Versuch wiederholen lässt [1].

Die Datenpunkte dazu in Kurzform:

• Stand der Cannabinoidchemie Mitte der neunziger Jahre: bereits gut dokumentiert.
• 1998: Fellermeier und Zenk berichten die Antwort auf die offene Frage [1].
• Titelaussage dieser Arbeit: CBGA ist die Vorstufe von Tetrahydrocannabinol [1].
• Ausgangsstoff der Reaktion: Olivetolsäure [1].
• Weiterer Verlauf in der lebenden Pflanze: eine Aufteilung in drei Säurelinien [1].
• Was die Aufteilung festlegt: die Synthasen, die eine Sorte mitführt [1].
• Umfang dieser Seite: vom Enzymversuch 1998 bis zu diesen drei Wegen.

Olivetolsäure, ein Enzym, ein Produkt

Ein Enzymversuch stellt eine sehr trockene Frage. Welches Protein aus dem Pflanzengewebe setzt welchen Ausgangsstoff in welches Produkt um? Genau an dieser Stelle liegt der Befund von 1998. Aus Olivetolsäure entsteht CBGA, und zwar in einer bestimmten Reaktion, die sich als eigener Schritt beschreiben und wiederholen lässt [1].

Damit war die Herkunft von CBGA geklärt [1]. Das ist ein kleiner Satz mit großen Folgen für die Ordnung des Themas. Vorher konnte man Cannabinoide sauber katalogisieren, nebeneinander stellen, quantifizieren. Nachher ließ sich sagen, in welcher Richtung der Stoffwechsel läuft. Aus einer Liste wurde ein Weg.

Wichtig ist die Wortwahl im Befund. Die Umsetzung gilt als spezifisch und reproduzierbar [1]. Spezifisch heißt: es handelt sich nicht um eine beliebige chemische Veränderung, die unter vielen Bedingungen irgendwie geschieht, sondern um eine benannte Reaktion mit benanntem Ausgangsstoff. Reproduzierbar heißt: der Versuch liefert dasselbe Ergebnis erneut. Beides zusammen macht aus einer Vermutung einen Datenpunkt.

Und dann endet dieser Befund auch. Die Arbeit von 1998 legt den Eingang in den Cannabinoid-Stoffwechsel fest, nicht die Anteile im Erntegut. Wie viel CBGA in einer bestimmten Pflanze zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegt, ist eine Messfrage und keine Frage an den Stoffwechselweg. Wer eine Zahl braucht, braucht einen Bericht zur Probe, nicht ein Schema.

Sortiert man die Angaben aus diesem Abschnitt, bleibt eine kurze Liste:

• Ausgangsstoff: Olivetolsäure, Produkt: CBGA [1].
• Art des Schritts: eine benannte Enzymreaktion, spezifisch und im Versuch wiederholbar [1].
• Jahr der Identifizierung: 1998 [1].
• Was dadurch festgelegt ist: die Herkunft von CBGA in der Pflanze.
• Was dadurch nicht festgelegt ist: Mengen, Anteile, Zahlen für eine einzelne Ernte.
• Was hinter diesem Schritt liegt: eine Verzweigung in drei Säurelinien [1].

Von einer Säure zu drei Linien

Welche Synthasen eine Sorte mitführt

Hinter CBGA gabelt sich der Weg. Aus derselben Säure gehen drei Linien hervor, und welche davon eine Pflanze bedient, hängt an den Synthasen, die sie mitbringt [1]. Die eine Linie führt zur Säureform von Tetrahydrocannabinol, die zweite zu Cannabidiolsäure, kurz CBDA, die dritte zur Säureform von Cannabichromen [1].

Das erklärt eine Beobachtung, die viele Prüfberichte gemeinsam haben. Zwei Pflanzen können denselben Startpunkt nutzen und trotzdem ganz unterschiedliche Profile ausweisen. Nicht weil im Stoffwechsel etwas anders läuft, sondern weil der Enzymbestand ein anderer ist. Das Verhältnis der Cannabinoide untereinander ist eine Eigenschaft der Sorte [1].

Man kann sich das wie eine Weiche vorstellen, die nicht während der Fahrt gestellt wird. Sie ist mit dem Saatgut mitgeliefert. Deshalb sind Sortenwahl und Sortenbeschreibung in diesem Thema keine Randnotiz, sondern der Ort, an dem sich das spätere Verhältnis entscheidet.

Hanf im EU-Rahmen: gezüchtet und ausgewählt

Daraus folgt ein zweiter, sehr praktischer Punkt. Nutzhanf, der im europäischen Rahmen angebaut wird, ist so gezüchtet und ausgewählt, dass er innerhalb der geltenden Grenzwerte für den THC-Gehalt der Kultur bleibt. Das geschieht auf der Pflanzenseite, über Züchtung und Auswahl, und nicht als nachträgliche Korrektur an einem fertigen Auszug.

Diese Unterscheidung wird in Gesprächen oft übersprungen. Sie ist aber der Kern der Sache: die Verzweigung hinter CBGA wird im Feld beantwortet, lange vor jeder Verarbeitung. Was eine Sorte an Synthasen mitbringt, legt fest, wohin die Säure läuft [1].

Der Rest ist Dokumentation. Welche Gehalte am Ende in einer bestimmten Charge stehen, zeigt die unabhängige Analyse dieser Charge, Zeile für Zeile. Zwei Ebenen also, die man nicht vermischen sollte: die Anlage der Pflanze auf der einen Seite, die gemessene Zahl zu einer bestimmten Probe auf der anderen. Rechtliche Fragen zum Anbau beantworten die jeweils zuständigen Stellen, nicht ein Stoffwechselschema.

Was der Katalog von 2005 verzeichnet

Dutzende Cannabinoide, hunderte weitere Pflanzenstoffe

2005 haben ElSohly und Slade eine Übersicht zu den chemischen Bestandteilen der Pflanze veröffentlicht [2]. Ihr Ausgangspunkt: Cannabis ist ein komplexes Gemisch natürlicher Cannabinoide [2]. Der Katalog dahinter führt Dutzende einzelne Cannabinoide auf, dazu hunderte weitere Pflanzenbestandteile [2].

Diese beiden Zahlenordnungen sind hilfreich, um CBGA einzuordnen. Der Startpunkt ist einer, die Einträge im Katalog sind viele. Was in einer Übersicht wie eine unübersichtliche Sammlung wirkt, hat im Stoffwechsel eine gemeinsame Wurzel und danach eine Verzweigung [1].

Und der Katalog macht noch etwas deutlich. Cannabinoide sind nur ein Teil der Liste. Der größere Teil der verzeichneten Bestandteile gehört anderen Stoffgruppen an [2]. Wer ein Etikett mit dem Wort Vollspektrum liest, liest genau darüber eine kurze Zusammenfassung, während die Einzelheiten im Bericht zur Charge stehen.

Dieselbe Verbindung in zwei Zuständen

Interessant ist, welche Art von Einträgen so einen Katalog füllt. Drei Typen tauchen wiederholt auf [2]. Erstens die Säureform und die neutrale Form desselben Moleküls, also zwei Einträge für eine chemisch verwandte Sache. Zweitens Varianten, die sich in der Seitenkette unterscheiden. Drittens Abbauprodukte, die bei der Alterung des Pflanzenmaterials entstehen [2].

Für CBGA heißt das: die Säure und das neutrale Cannabigerol sind in einer solchen Liste zwei Zeilen, nicht eine. Genau diese Unterscheidung entscheidet später darüber, welcher Name in einem Prüfbericht steht.

Damit lässt sich auch erklären, warum die Namensvielfalt in diesem Feld schnell wächst, ohne dass die Zahl der Stoffwechselwege wächst. Säureform und neutrale Form, mehrere Seitenkettenlängen, dazu Alterungsprodukte: aus wenigen Grundgerüsten werden viele Einträge [2]. Ein Katalog beschreibt Zustände. Ein Stoffwechselweg beschreibt eine Richtung. Beide braucht man, um CBGA sauber einzuordnen.

Außerhalb der Pflanze wird die Akte dünn

Flüchtig, schwankend, schwer zu isolieren

So klar der Eingang in den Stoffwechsel beschrieben ist, so dünn ist die Akte zu CBGA außerhalb der Pflanze. Dafür gibt es nachvollziehbare Gründe, und sie liegen alle im Stoff selbst. CBGA ist im Material nur vorübergehend vorhanden. Die Mengen schwanken. Unter den üblichen Bedingungen von Verarbeitung und Lagerung geht die Säure in CBG über. Und die Isolierung des Stoffs ist entsprechend schwierig.

Vier Sätze, die zusammen eine Forschungslage erklären. Ein Molekül, das sich schwer festhalten lässt, kommt in Untersuchungen seltener vor als eines, das in stabiler Form vorliegt. Das ist keine Bewertung, sondern eine Beschreibung des Bestands.

Für die Begriffe im Suchfeld hat das eine direkte Folge. Nach CBGA Öl wird gesucht, im Regal steht dagegen in der Regel CBG Öl, weil genau der beschriebene Übergang stattfindet. Wer CBD und CBG Öl nebeneinander vergleicht, vergleicht neutrale Formen. Und wer nach CO2 Extraktion sucht, fragt nach dem Verfahrensschritt, der vor der Abfüllung liegt.

Was sich am Regal nachlesen lässt

Cibdol arbeitet seit 2014 mit Cannabinoiden, und für CBGA gilt dieselbe Regel wie für jedes andere: nennen, was gezeigt werden kann, die Quelle dazu benennen, und Lücken sichtbar lassen. Bei diesem Molekül ist der Anteil an Lücken größer als bei CBD oder CBG. Das gehört zur Auskunft.

Prüfbar ist deshalb, was ein Bericht zur Charge ausweist, und was auf dem Etikett steht. Ein Vollspektrum Hanfextrakt wird über die gemessenen Gehalte beschrieben, nicht über den Stoffwechselweg, der im Feld gelaufen ist. Das eine ist eine Analyse, das andere Pflanzenbiochemie.

Bleibt der Punkt, an dem dieser Eintrag endet. Belegt ist die Herkunft von CBGA aus Olivetolsäure und die Verzweigung in drei Säurelinien, abhängig von den Synthasen einer Sorte [1]. Belegt ist die Größenordnung des Katalogs von 2005 mit Dutzenden Cannabinoiden und hunderten weiteren Bestandteilen [2]. Offen bleibt vieles, was CBGA außerhalb der lebenden Pflanze betrifft. Erscheint dazu Neues, wird diese Seite fortgeschrieben.