Decarboxylierung bei Cannabis – Ablauf, Temperatur und Verluste

In der lebenden Pflanze liegt kaum THC vor, sondern fast ausschließlich Tetrahydrocannabinolsäure. Erst Wärme spaltet deren Carboxylgruppe als Kohlendioxid ab, und was übrig bleibt, ist die Form, die oral überhaupt wirkt. Dieser Schritt heißt Decarboxylierung, und er ist der Grund, warum rohe Blüte gegessen fast nichts tut. Wer ihn im Backofen nach einer Tabelle aus dem Netz fährt und danach ein schwaches Ergebnis in der Hand hält, hat meist eine zweite Größe übersehen.

Ablauf und Geschwindigkeit

Die Reaktion braucht kein Enzym. Sie läuft als Feststoffreaktion ab, folgt einer Kinetik erster beziehungsweise pseudo-erster Ordnung und wird durch kurzkettige organische Säuren katalysiert, die in der Blüte ohnehin vorhanden sind. Deshalb verhält sich reine Substanz anders als Pflanzenmaterial. Die Geschwindigkeit hängt an Temperatur und Zeit, nicht an einer Schwelle, ab der plötzlich etwas passiert: bei 100 °C ist die Hälfte der Säure nach etwa einer halben Stunde umgesetzt, bei 160 °C genügen zwanzig Minuten für den ganzen Vorgang.

Umsetzung und Ausbeute

Eine Tabelle sagt, wieviel Säure sich umgesetzt hat. Sie sagt nichts darüber, wieviel Wirkstoff danach noch im Material ist. Das sind zwei verschiedene Größen, und die zweite ist die, auf die es ankommt. Der Siedepunkt von THC wurde mit 157 °C bestimmt, der von Cannabidiol liegt darüber. Nach einer Stunde bei 160 °C war in einer Messreihe die gesamte Stoffmenge aus Säure, Wirkstoff und Abbauprodukt um 78 % gefallen. Ein guter Teil davon ging in die Raumluft.

Verluste im offenen Ofen

Drei Dinge arbeiten im offenen Blech gegen das Ergebnis. Erstens die Luft: dieselbe Reaktion lief bei 140 °C im stickstoffgespülten, versiegelten Beutel um 122 % schneller als im offenen Becherglas, und der Zerfall des gebildeten Wirkstoffs war dabei deutlich langsamer. Zweitens die Schütthöhe: die vierfache Menge im selben Gefäß senkte die Umsetzung nach einer Stunde von nahezu vollständig auf 88 %, weil die Wärme langsamer durch das tiefere Bett wandert. Drittens die Zeitrechnung: das Material erreicht die Solltemperatur erst mit Verzögerung, und eine Anleitung, die ab dem Einschieben zählt, zählt Minuten mit, in denen die Reaktion noch gar nicht auf Geschwindigkeit war.

Dazu kommt, dass viele Tabellen zu kalt sind. Vollständig umgesetzt wurden die Hauptsäuren in einer direkten Messung bei 145 °C über dreißig Minuten, wobei nur wenig Cannabinol entstand. Die üblichen Angaben liegen 20 bis 40 °C darunter.

Bedecktes Gefäß und Fettbad

Ausschlaggebend ist der Luftzugang. Unter Fett oder in einem verschlossenen Gefäß fallen beide Verlustwege weitgehend weg, die Verdampfung und die Oxidation. Genau deshalb liefert stundenlanges Köcheln in Öl oft ein stärkeres Ergebnis als eine kurze Ofenrunde, obwohl die Temperatur dabei nie über 100 °C geht. Wie schnell die Umsetzung unter Fett wirklich läuft, ist allerdings ungeklärt: eine zweistündige Mazeration in Olivenöl bei 98 °C ergab in der Arbeit, die dieses Verfahren beschrieben hat, nur 5 bis 10 % Wirkstoff am Gesamtgehalt. Die Verfahren im Einzelnen sind im Artikel zur Öl-Infusion beschrieben.

Optimale Bedingungen je Cannabinoid

Das günstigste Zeit-Temperatur-Paar hängt am Stoff und läuft in entgegengesetzte Richtungen. Für Cannabidiol sagt ein Massenbilanzmodell 80 °C über etwa fünfundzwanzig Stunden voraus, weil der Zerfall dort kaum stattfindet. Für THC kehrt sich das Verhältnis um, weil die Zerfallsreaktion eine niedrigere Aktivierungsenergie hat als die Umsetzung selbst. Cannabigerolsäure ist die langsamste der drei Hauptsäuren, und Cannabigerol trägt zugleich den größten Verlust. Ein einziger Ansatz kann diese Optima nicht gleichzeitig treffen.

Abgrenzung zu Cannabinol

Cannabinol entsteht nicht durch die Decarboxylierung. Im sauerstofffreien Vakuumofen war bei der Umsetzung von THCA kein Nebenprodukt nachweisbar, die Reaktion verlief stöchiometrisch. Cannabinol ist ein Oxidationsprodukt des bereits gebildeten Wirkstoffs, und es entsteht dort, wo Luft, Licht und Zeit dazukommen. Beides in einen Topf zu werfen, führt zu der verbreiteten Fehlannahme, jede Erwärmung mache müde.