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À medida que os agricultores americanos de cânhamo lutam para sexar com precisão as plantas e evitar que suas colheitas fiquem quentes – repassando a definição de potência do que torna as plantas cânhamo ou 0,3% de THC com base no peso seco – a tecnologia está melhorando para tornar essas tarefas um pouco mais fáceis. Com a ajuda de algumas das melhores mentes da Texas A&M University, a Mariposa Technology, com sede em Louisiana, criou uma ferramenta agrícola digital para agricultores de cânhamo e maconha usando um banco de dados e software que permite testar suas colheitas em qualquer estágio da estação de crescimento sem ter que cortar todas as amostras. Usando uma pequena ferramenta de espectroscopia operada a laser, o conteúdo de THC e o gênero da planta podem ser determinados sem esperar que um laboratório processe os dados.
A equipe da Mariposa Technology desenvolveu o Aplicativo de Modelagem Analítica Preditiva para Plantas (PAMAP), um protocolo para testes rápidos em campo de plantas vivas. Ele dá aos agricultores o poder de fazer o autoteste, economizando semanas de tempo valioso que normalmente seria gasto enviando amostras cortadas para testes de laboratório.
“As únicas plantas que temos em nosso banco de dados, até hoje, são plantas de cannabis, principalmente cânhamo; no entanto, a tecnologia pode ser usada para outras plantas no futuro”, diz o diretor de operações da Mariposa Technology, Michael Dalle Molle. “Estamos nos concentrando no cânhamo principalmente porque vemos grandes pontos problemáticos na indústria que nossa tecnologia pode resolver para os agricultores.”
O processo de digitalização das plantas envolve um dispositivo portátil que utiliza espectroscopia Raman. A espectroscopia Raman é uma técnica analítica de laboratório em que a luz espalhada de um laser é usada para medir os modos vibracionais das moléculas, detectando assim a composição química dos materiais. A luz do laser interage com as vibrações moleculares e fornece uma impressão digital química.
“Então, essencialmente, você tem um dispositivo portátil que está emparelhado com nosso banco de dados, que é composto por milhões de pontos de dados diferentes, e você dispara um laser através do scanner, ele escaneia tecidos vivos complexos vivos, então este é um método não destrutivo, teste não invasivo”, diz Molle. “E essa varredura produz um espectro, e o espectro é enviado por meio de nosso aplicativo, é lido por nossos algoritmos e você produz um resultado.”
Horrores Quentes de Cânhamo
Quão ruim é o problema do cânhamo quente? De acordo com a New Frontier Data, mais de 4.000 acres de aproximadamente 243.000 plantas de cânhamo nos EUA foram destruídos por ficarem quentes em 2019. Em 2020, isso aumentou apenas para 6.234 acres – apesar de haver menos acres plantados. De acordo com dados dos últimos anos, esse número pode ultrapassar 10.000 acres destruídos, dada a mudança de definição dos limites de THC do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA) para 2021 – agora não apenas limitado a 0,3% delta-9 THC, mas THC total.
“Conversamos com agricultores que já tiveram que destruir toda a sua colheita antes; isso está acontecendo cada vez menos porque as pessoas estão se tornando mais conscientes dos problemas e mais conscientes de como podem mitigá-los”, diz Molle. “Mas está acontecendo menos para os agricultores que estão cientes disso.”
Os agricultores de cânhamo geralmente podem efetivamente destacar o cânhamo quente, embora, quando percebem, muitas vezes milhares de dólares já tenham sido desperdiçados. Ainda assim, em muitos estados, muita biomassa de cânhamo quente chega aos mercados regulamentados de cannabis e é vendida em canetas vape ou outros produtos.
“Nossa ferramenta permite que você fique ciente disso antes de obter um COA [certificate of analysis]. Antes de enviar qualquer teste para os órgãos governamentais locais, você pode usar o PAMAP para basicamente predeterminar quando ficará quente”, diz Molle. “Portanto, é uma ferramenta de otimização, bem como uma ferramenta de teste. E permite que os agricultores realmente entendam, você sabe, os níveis de THC e entendam quando podem precisar colher ou se estão muito atrasados para colher, infelizmente, e então precisam bolar um plano B. Nosso test é capaz de fornecer todas essas informações.”
Sexagem de Plantas
No Volume 27, Edição 15 da revista revisada por pares moléculaslançado em agosto de 2022, O cofundador e presidente da Mariposa Technology, John K. Roberts III e Molle, juntaram-se a cinco outros coautores – Nicolas K. Goff, James F. Guenther, Mickal Adler, Greg Mathews e Dmitry Kurouski – para publicar seu estudo sobre o uso da espectroscopia Raman para plantas sexuais. O artigo da revista demonstrou como eles podem determinar plantas de cânhamo hermafroditas, masculinas e femininas com base na detecção de diferentes quantidades de carotenóides. Os carotenóides, ou tetraterpenóides, são pigmentos solúveis em gordura amarelos, laranjas e vermelhos encontrados em certas variedades de plantas, incluindo a cannabis.
A concentração de carotenóides é maior na cannabis feminina, e os hermafroditas demonstram o menor conteúdo de carotenóides, com os machos no meio. Especificamente, as intensidades das vibrações dos carotenóides detectadas por espectroscopia foram muito mais intensas em plantas femininas do que em plantas masculinas e menos intensas em hermafroditas.
“Acreditamos que sejam os carotenóides da planta”, diz Roberts, explicando como eles podem diferenciar machos, fêmeas e hermafroditas. “Mas não o determinamos. Provamos que podemos fazer isso com sucesso 100% das vezes a partir de plantas masculinas e femininas e 98,7% das vezes para plantas monetárias. [hermaphrodite] plantas. Mas a verdadeira razão pela qual somos capazes de determiná-lo ainda é uma questão científica em aberto”.
O gênero é controverso no mundo das plantas de cânhamo, levando a esforços para proibir as plantas masculinas de cânhamo. Em Oregon, a Oregon CBD, com sede em Corvallis, lutou contra a legislatura estadual para proibir as plantas masculinas de cânhamo desde 2014. A empresa disse que o pólen levado pelo vento de uma fazenda vizinha arruinou suas plantações, totalizando danos estimados em US$ 2,5 milhões.
A polinização cruzada de machos rebeldes cria problemas. É ruim para os produtores e processadores de cânhamo focados em CBD e outros canabinóides não psicoativos porque uma cultura de cânhamo polinizada perde até metade de sua biomassa e cerca de 30% de seu conteúdo total de canabinóides. Para os agricultores focados apenas na fibra, não é grande coisa. Se o gênero da planta pudesse ser determinado mais cedo, alguns dos danos poderiam ser mitigados.
O que é Espectroscopia Raman?
Dmitry Kurouski, professor de bioquímica e biofísica na Texas A&M, é especialista em tecnologia de espectroscopia Raman, usando-a para tudo, desde a identificação de componentes da cannabis até a análise da cena do crime. Por exemplo, Kurouski demonstrou em um estudo que a espectroscopia Raman poderia determinar se o cabelo de uma cena de crime foi tingido ou de cor natural, algo que sempre foi um desafio para as autoridades.
Assim como os cabelos humanos, a espectroscopia Raman também pode ser usada para determinar os componentes da cannabis. O laser excita as moléculas, fazendo com que vibrem de forma diferente umas das outras e produzam espectros diferentes nas leituras.
“Um laser é disparado e tem apenas um ponto focal de um milímetro de largura”, diz Molle. “Então você está disparando um laser em uma área muito concentrada, e isso cria excitação dentro dos fótons e dos elétrons. Você então obtém uma vibração que é captada pelo dispositivo e pelo leitor dentro do dispositivo. Assim, o laser cria excitação, o dispositivo capta essa excitação e cria um espectro baseado nas vibrações dessas moléculas. E essa é a razão pela qual é um instrumento tão preciso.”
As motivações por trás da tecnologia no mundo da cannabis vão além de apenas economizar tempo e dinheiro. O cânhamo quente – especialmente em estados com grandes altitudes suscetíveis a luz ultravioleta mais alta, que é um gatilho para a produção de THC – é um problema contínuo.
Roberts explicou que o hardware que faz a varredura existe há cerca de 10 anos e é fabricado pela Agilent Technologies, embora até agora não tenha sido usado para cannabis. A Agilent Technologies se concentra principalmente em maneiras de melhorar o fluxo de trabalho geral do laboratório. A empresa foi formada como um spin-off da Hewlett-Packard em 1999.
As mesmas ferramentas usadas anteriormente para a análise da cena do crime também se mostraram ideais para determinar as características da cannabis.
“O que aconteceu foi que o professor Kurouski, da Texas A&M, nosso colaborador e parceiro nisso, descobriu que esse dispositivo específico, usado para identificações químicas em uma ampla variedade de cenários, tinha o laser, o nanômetro e o poder do dispositivo portátil certos. dispositivo que eliminou a dispersão de fundo dos espectros em produtos agrícolas vivos”, explica Roberts.
O dispositivo de digitalização portátil é uma coisa, mas é essencialmente inútil se você não tiver os dados corretos para comparar as leituras. A Mariposa Technology planeja oferecer em breve o dispositivo portátil de detecção por meio de um serviço de assinatura após uma atualização de software.
“O próprio hardware produz uma representação numérica do que está escaneando compostos orgânicos e espectros que você pode observar, mas não diz nada, a menos que você tenha um conjunto de dados e uma biblioteca disponível para consultar e comparar isso”, diz Roberts.
Além de acelerar o processo de teste de cannabis, essa tecnologia pode revolucionar ainda mais a indústria de testes de cannabis, reduzindo seu impacto no meio ambiente, devido aos novos atalhos em torno de materiais como produtos químicos e solventes usados em laboratórios. É também uma correção que pode reduzir custos de transporte e outros.
“O que estamos fazendo é tentar reduzir também a pegada de carbono da indústria de testes de cannabis em geral”, diz Molle. “Nosso dispositivo é muito fácil de usar. E uma das principais razões para isso é que você não precisa de nenhum produto químico ou solvente. Você não precisa de luvas. Há muito menos desperdício envolvido. Não tem transporte de amostra né, com manipulador credenciado, isso não existe com a gente. Portanto, além de todas as outras coisas que estamos fazendo, também esperamos poder tornar a indústria da cannabis mais verde e mais ecológica em geral.
Este artigo foi originalmente publicado na edição de fevereiro de 2023 da revista Revista Strong The One.
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