Индивидуальный исследовательский проект «Получение эфирных масел из листьев березы»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ЛИЦЕЙ №126

 КАЛИНИНСКОГО РАЙОНА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Доклад на тему:

        «Получение эфирных масел из листьев березы»

                                                                    Выполнил: Саввинов Александр,ученик 9 “Г” Лицея № 126

                                                                  Руководитель Степанова Екатерина Викторовна

г. Санкт-Петербург

2020-2021 гг.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение                                                                                                                                

Глава 1. Теоретическая часть                                                                                   4стр

1.1. Нахождение в природе и состав эфирных масел                                              4стр

1.2. История использования эфирных масел                                                          5стр

1.3.Лечебные свойства эфирных масел                                                                    6стр

Глава 2.  Практическая часть                                                                                    10стр

2.1. Материалы. Отбор проб и подготовка сырья                                               10 стр

  Вывод                                                                                                                       11стр

Список использованной литературы                                                                         12стр

Приложение                                                                                                                 13-14стр

Введение

   Актуальность: отсутствие на рынке эфирных масел из растений, произрастающих на территории г. Санкт-Петербурга.

Цель исследовательской работы: получить эфирные масла из листьев березы.

Задачи исследования:

        1. Изучить теоретический материал о целебных свойствах ароматических масел и способах их получения.

        2. Получить эфирные масла из березы  используя метод Клевенджера.

        3. Изучить качество полученных эфирных масел.

        4. Проанализировать полученные результаты, перспективы дальнейшего их исследования.

Методы используемые в работе: информационный, анализирующий, экспериментальный.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1.        Нахождение в природе и состав эфирных масел

    Эфирные масла - летучие соединения, с характерным сильным запахом и вкусом,  маслоподобные, нерастворимые в воде, в основном бесцветные или слабоокрашенные жидкости.

Эфирные масла широко распространены в растительном мире, и их роль весьма велика. К важнейшим физиологическим функциям относятся следующие:

1.        Эфирные масла являются активными метаболитами обменных процессов, протекающих в растительном организме. В пользу этого суждения свидетельствует высокая реакционная способность терпеноидных и ароматических соединений, являющихся основными компонентами эфирных масел.

2.        Эфирные масла при испарении окутывают растение своеобразной «подушкой», уменьшая теплопроницаемость воздуха, что способствует предохранению растения от чрезмерного нагревания днем и переохлаждения ночью, а также регуляции транспирации.

3.        Запахи растений служат для привлечения опылителей-насекомых, что способствует опылению цветков.

4.        Эфирные масла могут препятствовать заражению патогенными грибами и бактериями, а также защищать растения от поедания животными.

   В состав эфирных масел входят терпены и терпеноиды, ароматические соединения, предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, органические кислоты и спирты, их сложные эфиры, а также гетероциклические соединения, амины, фенолы, органические сульфиды, оксиды и др.

   Выбор показателей качества эфирных масел зависит от сферы применения, и определяется их натуральностью, парфюмерными, фармакологическими и вкусо-ароматическими свойствами.

   Состав эфирных масел зависит от вида растения, его хемотипа, погодных условий в год сбора, условий хранения сырья, способа извлечения эфирных масел, а также нередко от длительности и условий хранения.

1.2 История эфирных масел

   Еще в древности он прекрасно разбирался в том, что его окружало. Тысячелетиями передавался накопленный опыт предков, который позволял человеку умело сосуществовать с природой: получать пищу, лекарства, наслаждаться жизнью, чувствовать запах трав и цветов, видеть синеву гор, бескрайние степи, слышать тишину вечера, шум прибоя, пение птиц, обладать силой, ловкостью, здоровьем.

   Среди разнообразия растительного мира уже в древности человек обратил внимание на растения с приятным или острым ароматом, липкие на ощупь, и широко использовал их для лечения недугов.

   Позже, когда человек научился выделять отдельные ароматические вещества из растений, он обнаружил ценнейшие свойства этих веществ — эфирных масел и ароматических смол.

   На протяжении 5000-летней истории секрет извлечения эфирных масел был однажды утерян и второе изобретение способов их получения в арабских странах относится к X — XI векам н. э., причем историки считают, что отцом метода гидродистилляции является арабский ученый и врач Авиценна.

 Уже в XV веке были известны эфирные масла лаванды, розы, шалфея. 3 XVI — XVII веках получены основные эфирные масла из более 120 растений и плодов.

  Современные познания говорят, что успех давних волшебников и современных знахарей тесно связан с эфирными маслами. Создателем определения "ароматерапия" был французский химик Гатефосс, который занимался изучением эфирных масел, как составляющих косметики.

   Начать эти исследования ему помог случай в лаборатории. Во время одного эксперимента произошёл взрыв и учёный обжёг себе руку, из-за сильной боли он опустил её в первый попавшийся сосуд. Жидкость, находившаяся в нем, оказалась маслом лаванды.

  Дальнейшем было отмечено очень быстрое заживление раны, от ожога не осталось практически никаких следов. Гатефосс активно проводил эксперименты с маслами во время первой мировой войны. Лечил гнойные и гангренозные раны у солдат маслом лаванды. Позднее он написал книгу о ароматерапии. Его идею развил французский врач Жан Вольнет, который проводил систематические исследования целебных свойств эфирных масел.

   Так началось широкое развитие ароматерапии во Франции, позднее в Англии а позже - во всём мире. Первая книга о ароматерапии вышла в 1980 году. К 60 - м годам прошлого века ароматерапия стала завоёвывать умы и сердца учёных и получила новый толчок в развитии.

  В настоящее время она широко применяется во всём мире как лучшее средство реабилитационной терапии. В Англии, Франции, Германии ароматерапия входит в способы лечения, разрешённых государством в медицинских учреждениях.      

1.3. Лечебные свойства эфирных масел

   Сейчас большинство заболеваний носит психогенный характер. Это является результатом пренебрежительного отношения к законам взаимосвязанного функционирования физического тела и его энергетических оболочек. Необходима культура ухода не только за физическими, но и тонкими телами. Нужно знать, как и какими средствами можно чистить, корректировать и питать эти тонкие тела. Такими средствами являются музыка, цвет, общение с природой, медитация и эфирные масла. Поле действия эфирных масел как раз и состоит на перекрестке активации физического и энергетических тел, делая их действенным инструментом благотворного влияния на человека.

  Любое недомогание физического тела начинается намного раньше – на уровне дисбаланса тонких тел и энергетических центров. Сначала продавливается ментальное тело (деструктивно думаем), далее оно деформирует астральное (неправильные мысли вызывают разрушительные эмоции) и эфирное тела. Функция эфирного тела в отношении тела физического – защитная. И если эфирное тело ослабевает, то нарушения спускаются на физический план. Используя натуральные эфирные масла, через гармонизацию и восстановление тонких тел можно заниматься профилактикой своего здоровья еще до появления признаков заболевания на физическом уровне.

   Почему только натуральные эфирные масла могут помочь в решении различных физических и психоэмоциональных проблем? Потому что в них записаны все ритмы природы – новолуние, полнолуние, смена времен года, периоды цветения и созревания, смена дня и ночи и т. д. Любое заболевание – это нарушение ритма. Вначале – нарушение ритма между функциональными системами, далее – внутри отдельно взятой функциональной системы, и наконец – нарушение спускается на уровень отдельного органа, где и проявляется.     Натуральные эфирные масла способствуют восстановлению нарушенных ритмов, помогая организму справиться с болезнью.

  Поэтому важно в методах ароматерапии соблюдать ритм использования масел.

   Надо сказать, что привыкания организма человека к натуральным эфирным маслам не происходит. Физиологами обнаружен механизм насыщения, когда организм, восполнивший недостаток субстанций эфирного масла, как бы напитавшись ими, перестает их усваивать. Период насыщения - 21 день. Учитывая это, алгоритм использования масел таков: 21 день активной работы с маслом, 7 дней – перерыв. Курс – 3 месяца.

   Эфирные масла как природные средства обладают уникальным свойством проникновения в человеческий организм с помощью множества способов, позволяя тем самым разнообразить воздействия.

Например:

•        холодная ингаляция с помощью ароматических кулонов и ламп                

•        горячая ингаляция на паровой бане                                                                    

•        обертывания

•        ванны

•        массаж

•        наружное смазывание

Дистилляция- основной метод извлечения эфирных масел из растений. По утверждению авторитетных специалистов, это единственный метод, с помощью которого можно получить вещества, полностью соответствующие определению «эфирное масло». Вещества, получаемые другими методами, называются эссенциями или абсолютами.        

   Анфлераж- из нежных цветов, таких, как роза и жасмин. Это трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому получающийся в результате продукт - абсолют - имеет высокую цену. традиционный метод, использовавшийся для экстракции самых высококачественных растительных эссенций

   Эфирные масла лимона, бергамота, апельсина и других плодов цитрусовых получают простым отжимом. Эфирное масло плодов цитрусовых содержится в их цедре. Прежде чем извлекать масло, следует срезать с корки мякоть. Долгое время этот процесс выполнялся вручную двумя способами: или выскабливалась внутренняя часть корки, или срезалась тонкими полосками ее внешняя часть.

   Затем цедру выжимали, и получалось эфирное масло с небольшим количеством сока. Полученную жидкость отстаивали до тех пор, пока масло не поднималось на поверхность, и тогда его снимали.

   Другой традиционный метод состоял в следующем: плод катали по барабану, утыканному шипами, которые прокалывали корку, затем собирали получившуюся жидкость и отделяли масло от сока.

Определение

Эфи́рные масла — летучие, с характерным сильным запахом и вкусом, маслоподобные (маслянистые), нерастворимые в воде, в основном бесцветные или слабо окрашенные жидкости. В отличие от настоящих жиров они не оставляют жировых пятен на бумаге, потому что испаряются (улетучиваются) уже при комнатной температуре. Эфирные масла образуются только в растениях, но имеют чрезвычайно сильные физиологические и фармакологические свойства. В чистом виде их получают перегонкой с водяным паром, поглощая жирами, кое-где выжимают под прессом или же экстрагируют жидкой углекислотой и другими растворителями.

Определение качества масла

Прозрачное стекло — верный признак подделки! Скорее всего, это синтетика. Натуральные эфирные масла меняют химический состав при воздействии света, и при этом могут вырабатываться вредные для человека вещества. Поэтому вряд ли производители натуральных масел станут так рисковать.

• от стоимости сырья (наиболее дорогие — жасмин (лат. Jasmínum), нероли(Citrusaurantiumvar. amara ), роза (лат. Rósa), тубероза (лат. Polianthestuberosa), ирис (лат. Íris));

• от процентного содержания ароматических веществ в растении;

• от экологических ограничений на производство;

• от способа получения ЭМ (анфлераж, экстракция — самые дорогие методы, прессование — самый дешевый)

 Глава.2. Практическая часть

Материалы. Отбор проб и подготовка сырья

   Для получения эфирных масел были собраны листья белой березы (лат. Bétula) в первых числах сентября в лесном массиве г. Якутска

ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ: ЛИСТЬЯ БЕРЕЗЫ

масса берёзовых листьев-73,315гр. Температура кипения-130 град.

  Технология.

 Для определения содержания эфирного масла в данном растительном сырье использовали прибор Клевенджара, методом перегонки с водяным паром и последующим измерением полученного масла.( ПриложениеI,II,III)

Навеску измельченного растительного сырья поместили в колбу, залив 300 мл. дистиллированной воды, соединили колбу со шлейфом с паропроводящей трубкой и заполняют водой градуированную и сливную трубки через кран при помощи резинового шланга откачивается воронкой. Содержимое колбы довели до кипения и интенсивно кипятим, при которой скорость дистиллята должна достигать 60-65 капель в минуту в течении времени. После окончания процесса мы определили содержание эфирного масла-0,4гр. эфирное масло березы.        

   Полученные в результате перегонки эфирного масла березы и сравнивали с готовыми коммерческими эфирными маслами: апельсина, миндаля, персика и авокадо.(Приложение IV)

Выводы

Исходя из исследовательской работы, сделаны следующие выводы:

      1.    Входе работы мне удалость сделать эфирное масло из березы и сравнить его с другими маслами.

    2. В литературе, изучаемая тема представлена достаточно широко, но фамилии ученых, занимающихся эфирными маслами растений г. Якутска в литературе не найдены.

   3. Наиболее подходящий метод выбрали метод Клевенджара. Этот метод дает достаточно высокий выход продукта. В расчете на 100 гр. продукта получено 0,13гр. эфира.

      4. После проведения 3 систем, а именно: этилацитат: хлороформ 1:9, метанол: вода 7:3, этилацитат: н-гексан 3:7. Мы узнали, что некоторые полученные и готовые эфирные масла схожи по химическому составу.

     5. Листья березы  подходят в качестве коммерческого сырья для получения эфирных масел. Выход: из 100гр. листьев получено 0,13гр. масла.

Рекомендации

        Рекомендуем использование эфирных масел из листьев березы для коммерческих целей:

        Добавление полученных эфирных масел в различные сорта мыла, лечебных шампуней, косметологических кремов, мазей, ароматических свечей.

Использованная литература

1. Войткевич С. А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии. – М.: “Пищевая промышленность”, 1999. – 284 с.
2. Гейсс Ф. Основы тонкослойной хроматографии (планарная хроматография) = FundamentalsofThinLayerChromatography (PlanarChromatography) / Пер. с англ. М. А. Кошевник и Б. Н. Лапина, под ред. В. Г. Берёзкина. — 1988. — Т. 1.

3.   Головкин Б. Н., Редевская Р. Н. и др. Биологически активные вещества растительного происхождения. В 3 томах – М.: Наука, 2001. – 1т.- 350 с. 2т.- 764 с. 3 т. 250 с.

4.    Гроссе, Э., Вайсмантель Х. Химия для любознательных / Э. Гроссе, Х. Вайсмантель. – М.: Дрофа, 2000. – 125 с.

5. Колесов Д.В. Биология. Человек: Учебник для 8 классов – М.: Дрофа 2000. – 165 с.
6. Кэрол Мак-Гилвери, Джими Рид. Основы ароматерапии. Издательский дом «Росмэн», 1997. – 350 с.
7. Нагорная Н.В. Ароматерапия в педиатрии. - Изд-во CosmeticKarlHadekIternational, 1998. – 288 с.
8. Николаевский В.В, Еременко А.В. Биологическая активность эфирных масел. – М.: Медицина, 1999. – 220с.
9. Стенин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.
10. Храпковский А.И. Занимательные очерки по химии. – Л.: 1958. – 103 с.

Приложение I

Приложение II

Приложение III

Приложение IV

СИСТЕМА 4

МЕТАНОЛ:ВОДА   7:3

ЭФИРНЫЕ МАСЛА:

1.м.миндальное

2.м.персиковое

3.м.березовое

4.м.рябины

5.м.ивы

6.м.апельсина

7.м.авокадо