Исследование явления экстракции, получение экстрактов и их практическое применение

 

Омский  государственный университет Ф.М. Достоевского

Центр дистанционных технологий в образовании « Дистант+»

 

ΙΙΙ –я Всероссийская Интернет – конференция исследовательских  работ

Учеников 1-9 классов «  О, сколько нам открытий чудных….»

 

Секция 1. Естественные науки и техника

 

 

 

 

 

Тема: «Исследование явления экстракции, получение экстрактов и их практическое применение»

                                                                      

 

                                                                  

 

 

                                                                    Выполнила:

                                                                              ученица 8 класса

                                                                                                     МОКУ Гимназия г.  Тюкалинск

                                                                                  Красноусова Елена

                                                                      Николаевна                                                                    

 

 

 

 

                                                                                          Научный руководитель :

     Груманцева Людмила

     Александровна

                       учитель химии МОКУ

                           Гимназия г. Тюкалинск

 

 

 

 

 

 

 

г. Омск -2013

 

 

Содержание  работы:

 

                                                                                         страницы

1. Введение. Цель работы                                                                         3-4  

 

2.Основная часть:                                                                                      4-17

 

2.1  Теоретическая часть                                                                           4-10

 

2.2. Методика проведения эксперимента                                                10-13

 

2.3. Результаты исследования и  выводы                                                 13-17                

 

3. Заключение                                                                                            17-19

 

4. Список литературы                                                                               19-20

 

5.  Приложение                                                                                          20-32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение. Цель работы.

 Каждый из нас  процесс экстракции   осуществляет регулярно в жизни,  сам того не замечая.  Заваривая по утрам свежий крепкий чай,   или готовя кофейный напиток, мы проводим процесс экстракции.  Во время болезни применяем настои и отвары трав.  Удаляем пятна от жира, ягод и фруктов с одежды, используем   косметические средства растительного происхождения, готовим компоты и напитки. Во всех  этих случаях мы проводим экстракцию, а получаем экстракты. Экстракты являются одной из старейших лекарственных форм официальной медицины. После открытия способа получения спирта, древнеримским врачом Галеном впервые было введено в медицину применение спиртовых извлечений из растений - галеновых препаратов. Результатом дальнейшего развития этого вида извлечений биологически активных веществ из растительного материала и явились спиртовые экстракты. Экстрактами называют все типы извлечений.  Проводится чёткое разграничение по консистенции получаемого извлечения: жидкие, густые (мягкие) и твёрдые (сухие).

Экстракцией  называется извлечение одного или нескольких компонентов  из сложного по составу сырья с помощью растворителя

( экстрагента). [2]

Цель работы:

-изучить   особенности   процесса экстракции, и возможность её применения в различных областях народного хозяйства;

-применить знание о явлении экстракции и свойствах полученных экстрактов на практике.

Задачи исследования:

- изучить теоретический  материал  по проведению экстракции,  приготовлению экстрактов и их применению;

- получить  растительные  экстракты  и  исследовать их свойства; 

-исследовать:

- процесс экстракции каротина из моркови различными растворителями;

- процесс экстракции  бетаина из свеклы;

- процесс очистки воды от  органических примесей на примере фуксина;

-извлечение йода из спиртового  раствора растительным маслом  и практическое назначение этого  явления;

-получить спиртовые экстракты  из разных ягод и зелёных  частей растений;

 - исследовать действие полученных экстрактов в качестве индикаторов , использовать свойства экстрактов-индикаторов на практике при определении реакции среды в моющих средствах.

Актуальность  работы состоит в том, что в настоящее время процесс экстракции и получаемые растительные экстракты широко применяются в жизни человека в качестве лекарственных средств. В наши дни многие страдают аллергическими заболеваниями, в частности от моющих средств. Имея растительные экстракты под рукой можно определить реакции. Среды моющего средства с их помощью. Удалить пятна с одежды опять же поможет экстракция, нужно лишь подобрать растворитель. В семьях, где есть дети это особенно актуально.

Гипотеза: Экстракция это процесс  извлечения компонента. Из любой смеси  можно извлечь компонент, стоит  лишь, подобрать нужный растворитель -экстрагент, что является  важным  условием при решении практических задач. Используя в качестве растворителя этиловый спирт можно получить из растительных объектов  экстракты, являющиеся  индикаторами, которые можно применить в быту. При удалении растительных пятен с одежды, при заваривании чая и приготовлении кофе происходит именно явление экстракции.

2. Основная  часть

2.1. Теоретическая  часть

2.1.1.Окраска  пищевых продуктов

Для придания продуктам  цвета, близкого к естественной окраске  плодов и овощей, используют дешевые синтетические красители. Однако постепенно накапливаются доказательства вредного - канцерогенного влияния некоторых искусственных красителей на организм человека, в связи с чем ставится вопрос о запрещении использования ряда синтетических красителей (амаранта, нафтола желтого и др.). В ближайшие годы пищевая промышленность неизбежно встанет перед фактом необходимости замены синтетических красителей естественными, безвредными для человека.

Природные красящие вещества плодов, ягод, овощей - антоцианы, относящиеся к классу флавоноидов, обладают широким спектром окраски от оранжевой до синей и определенной физиологической активностью. Поэтому использование антоцианов в качестве пищевых красителей рационально не только с точки зрения улучшения товарного вида, но и обогащения продуктов витаминами. К искусственному подкрашиванию пищевых продуктов прибегают во многих странах. Для этой цели издавна применяют пищевые растительные красители. Такие красители условно разделяют на жирорастворимые и водорастворимые. Жирорастворимые растительные красители широко используют для подкраски булочных изделий, кукурузных хлопьев, апельсиновых соков и других подобных напитков, масла, сыра, колбас и т.д. Синтезирован новый прочный краситель в-апокаротиноль, который ранее был выделен из апельсинов и шпината. Его также начали применять для подкраски приправ, содержащих томаты, а также фруктовых пуншей. Комбинация каротина и апокаротинола успешно заменяет разрешенные желтые искусственные красители при подкраске газированных напитков и сыров, а также экстракты аннато и паприки и даже превосходит их по светоустойчивости и живости оттенков. [6]

В нашей стране в настоящее, время применяют экстракты из плодовых выжимок и концентрированные соки для подкраски вин, безалкогольных напитков, сухих напитков и киселей, кондитерских изделий (кремов, конфет), сиропом, фруктовых консервов . Для изготовления красителей применяют плоды, ягоды и овощи, богатые антоцианами. Для получения безалкогольных напитков предложен вместо амаранта краситель из клюквы. В Бухарском технологическом институте легкой и пищевой промышленности разработан способ получения пастообразного свекольного красителя. Во ВНИИКОПе разработан способ получения красителей из шелухи лука. Лепестки мальвы, розы, петуньи и другие богаты антоцианами и их издавна используют для подкраски вин, уксуса, соков. Экстракцию можно вести и холодной водой, а затем экстракт подвергать кипячению ( 30 мин) и фильтрации. Из роз получают обогатитель для витаминизации продуктов[6].

2.1.2.Натуротерапия

Практически во всем мире натуротерапия уже давно является частью официальной медицины, однако в Российской Федерации официальный  статус традиционной медицинской деятельности натуротерапия получила не так давно - в 2000 году. До этого момента такой  метод лечения причислялся к нетрадиционным методам и официального одобрения со стороны государства не было несмотря на то, что лекарственные растения, которые являются основой фитотерапии, входили в состав многих лекарственных препаратов. Сегодня же натуротерапию определяют как метод лечения различных заболеваний с разной степенью тяжести лекарственными средствами, имеющими растительное происхождение.  В настоящее время в рамках натуротерапии наибольшее применение нашли такие лекарственные формы как настои, отвары, настойки. Настоями и отварами называются водные извлечения, получаемые из разных частей лекарственных растений ex tempore. Настои (infusa) и отвары (decocta) – простейшие извлечения, не требующие ни сложной аппаратуры, ни дорогостоящих или дефицитных экстрагентов. 8]

Экстракты - это концентрированные  лекарственные средства жидкой (жидкие экстракты и настойки), мягкой (густые экстракты) или твёрдой (сухие экстракты) консистенции, полученные из высушенного  лекарственного растительного сырья  или животного материала, которые обычно высушенные. Экстракты изготовляют соответствующими методами, используя этанол или другой подходящий растворитель. Жидкие экстракты - жидкая лекарственная форма, в которой, обычно, одна часть по массе или по объёму эквивалентна одной части по массе исходного высушенного лекарственного растительного сырья или животного материала. Их стандартизуют, если необходимо, так, чтоб они отвечали требованиям по отношению к содержимому растворителя и, где возможно, действующих веществ.

При хранении возможно образование небольшого осадка, который допускается при условии отсутствия существенного изменения состава. Хранят в защищенном от света месте.

Настойки - жидкие лекарственные  средства, которые обычно готовят, используя  одну часть лекарственного растительного сырья или животного материала и десяти частей экстрагента, или одну часть лекарственного растительного сырья или животного материала и пять частей экстрагента.

[7]

Лекарственные экстракты насекомых, для лечения  сердечно- сосудистых и цереброваскулярных заболеваний

Изобретение относится  к фармацевтической промышленности, в частности к средству для  лечения сердечно - сосудистых и цереброваскулярных заболеваний. Способ приготовления лекарственной композиции для лечения сердечно- сосудистых включает отбор скорпиона, сороконожки, эуполифага или стелеофага, пиявки, цикады, корня женьшеня, подготовленного ладана, корня пиона красного, древесины сандалового дерева душистого и белого, борнеола и семян Ziziphi spinosae согласно заданным количествам, получение неочищенных лекарственных экстрактов из указанных исходных материалов, перемешивание полученных экстрактов. Профессор Иилинг Bу впервые сформулировал и применил на практике Коллатеральную Теорию Китайской медицинской науки для изучения патогенеза ИБС и успешно разработал капсулу "Tongxinluo", содержаую лекарственные экстракты насекомых пяти видов, включая скорпиона (Buthus martensii Karsch), сороконожку (Scolopendra subspinipes mutilans L. Koch), эуполифага или стелеофага (Eupolyphaga sinensis Walker), пиявку (Whitmania pigra Whitman) и цикаду (Cryptotympana pustulata Fabricius), для лечения коронарной болезни и стенокардии. Капсула "Tongxinluo" обладает особым лечебным действием при ИБС, стенокардии, церебральных тромбозах и т.п., и защищена патентом Китая No. ZL 01131203.3.[6]

2.1.3. Растительные пигменты.                                               

        Пигменты - органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. В растительном мире известно около 2 тысяч пигментов. Накапливаются пигменты главным образом в корнях, цветках, кожуре плодов и в листьях растений. Общее название растительных пигментов - биофлавоноиды.  Это фенольные соединения, продукты жизнедеятельности растений. Большинство хорошо растворимы в воде, не растворимы в этиловом спирте, хлороформе и бензоле.  Многие биофлавоноиды придают окраску цветам и плодам растений .   Все пигменты можно разделить на три группы — хлорофиллы, каротиноиды, антоцианы.

Хлорофилл определяет зеленую  окраску листьев. Без этого изумрудного пигмента невозможна жизнь на планете, так как он осуществляет фотосинтез.