XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение содержания флавоноидов в плодах шиповника и лечебном сырье
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Когда мы рассказываем о пoлезности oвoщей, ягoд или фруктoв, естественно мы имеем в виду минералы и витамины. Но есть еще oдна нужная для oрганизма группа веществ – флавoнoиды. Флавoнoиды принимают участие во мнoгих прoцессах, прoтекающих в oрганизме. Когда нужны растительные флавоноиды: при быстрой утомляемости и слабости; в период стрессов; при тех или иных травмах, особенно сопутствующих кровотечениями; при повышенной хрупкости капилляров, проблемах с давлением, нарушениях кровообращения; при воспалительных процессах заболеваниях желудка и кишечника; при смене сезонов, особенно с тепла на холод. Для получения лечебного сырья: настоек, экстрактов,
таблетированных форм шиповник чаще всего используется в высушенном виде. Это растительные пигменты, которым мы oбязаны ярким цветом плoдoв. Так, антoцианы дают красную, синюю, фиoлетoвую окраску, а флавoны, флавoнoлы, аурoны, халкoны – желтый и oранжевый. Свежесобранный шиповник переделывается для создания сока и экстракционных препаратов. В гомеопатии для изготовления гомеопатических препаратов как сырьевых источников также используются лекарственные растения. Новые плоды шиповника включает комплекс действующих веществ, входящих в разряд растений в естественном состоянии, которые не подвержены гидролитическому разложению и воздействию ферментов.
Актуальность моей темы заключается
в том, что на сегодняшний день в основном плоды шиповника хранят сухим, иначе изменяются его качества, дело в том, что нельзя долго хранить его в свежем виде. Замораживая плоды, можно сохранить больше полезных веществ находящихся в растениии. Но во время сушки многие вещества которые содержатся в шиповнике подвергаются ферментативной реакции под влиянием света и кислорода.
Гипотеза: различные способы консервации влияют на содержание флавоноидов в плодах шиповника.
Цель работы: Изучить содержание флавонидов в полодах шиповника.
Задачи:
1) Определить количество флавоноидов при помощи фотометра КФК-3-«ЗОМ3»
2) Сравнить содержания флованоидов в плодах шиповника при различных способах консервации.
3) По результатам исследования разработать проектные предложения по применению замораженных плодов шиповника для получения лечебного сырья .
Глава 1. Литературный обзор
Физико-географическая характеристика Калининградской области
Калининградская область - это самая западная область России. Она отделена от остальной части России территорией Беларуссии и Литвы, соединена морским путем. Калининградская область протянулась с запада на восток на 205 км, а с севера на юг на 108 км. Калининградская область граничит с Литвой (200 км.) и Польшой (210 км.), протяженность морского побережья в области 140 км.
Климат переходящий, между материковым и морским. Климат имеет очень мягкую зиму, часто без стабильного снежного покрова, теплой и дождливой осенью, в меру теплым летом, большой влажностью воздуха в течение всего года. Внушительную часть года держится пасмурная погода, со спло шным облачным покровом Ежедневные температуры воздуха в январе около -2°С, летом +6°...+7°С. В отдельные жаркие дни температура поверхности почвы бывает на 20°-30°С выше нагретости воздуха. Степень облачности больше 5,5 баллов. Большая влажность воздуха и высокая облачность заметно влюяют на изменении светового режима. Мы имеем внушительные различия в климате между районами области. Устойчивое нагревание воздуха выше 5°С возникает на юго-востоке области 7-8 апреля и длится в течение 195-200 дней. Средние суточные температуры воздуха больше 10°С в восточных районах области возникают с 28-30 апреля, в западных районах с 14 мая. Самая теплая часть лета, когда средняя суточная температура воздуха больше 15°С, держится 70-85 дней. Период без морозов в воздухе на побережье сравнительно с районами, которые удалены от берега на 60 км, удлинен на 40 дней, а с районами, которые удалены на 150 км, - на 57 дней.
За апрель-октябрь самое большое количество осадков выпадает в дельтовой долины Немана и на наветренных обрывах Виштынецкой возвышенности - более 525 мм. На востоке области, и на Вислинской и Куршской косах выпадает менее 475 мм осадков. Осадков за год в основной части области составляет 750-800 мм. Осадки в целом за год в области бывает 178-183 дня с осадками. [8].
1.2 Биологические и биохимические особенности плодов шиповника
Шиповник морщинистый (Rósa rugósa) с крупными шаровидными плодами растёт на побережье Балтийска, Янтарного, Приморска. Шиповник собачий (Rosa canina) – самый популярный отечественный вид розы, декоративен благодаря продолжительному цветению и плодоношению. Плоды шиповника из-за уникального химического состава имеют достаточно широкий спектр применения. При разработке лекарственных препаратов используются его плоды, корни и даже цветы. Созданные на основе плодов препараты, чаще всего используют при лечении малокровия, артрита, болезней мочеполовой системы, для стимулирования функций половых желез, остановки кровотечения, снижения хрупкости сосудов. Полезные качества плодов шиповника применяют также при лечении и профилактике желчнокаменной болезни. В плодах в больших концентрациях содержится аскорбиновая кислота (витамин С), который обладает рядом уникальных полезных свойств, в том числе является природным антиоксидантом и детоксикантом, способным выводить из организма практически все известные вредные и токсичные соединения. [4-5]
1.3 Флавоноиды и антиоксиданты
Флавоноиды – это растительные фенольные соединения. [2-3] Вещества, которые защищают растения от неблагоприятных факторов внешней среды, делают похожие функции и у животных, организм которых не делает этих веществ, но потребляет их с пищей. Хотя количество флавоноидов в организме животных гораздо меньше, чем у растений, эти вещества хранят свои защитные функции и в норме всё время имеются в крови, лимфе и межклеточных жидкостях, действуя на рецепторы сигнальной системы клеток. Антиоксиданты – вещества, которые могут вступать во реакции с разного рода реактогенными окислителями, активными формами кислорода, другими свободными радикалами и приводить их к частичной или полной инактивации. Лекарственные препараты, которые обладают антиоксидантной активностью, широко применяются в медицине при различных заболеваниях. [2-3]
На сегодняшний день экспериментальные факты надежно доказывают наличие у флавоноидов антиоксидантной способности и разных видов биологической активности. [7]
Глава II. Материал и методы
Сырьем для выполнения анализа предназначались плоды растения рода Rosa, собранные в Калининградской области в время всего созревания. Исследования проводили с помощью фотометра КФК-3-«ЗОМ3». Фотометры фотоэлектрические КФК создавались для определения коэффициентов пропускания и оптических плотностей прозрачных жидкостных растворов, а кроме того для определения скорости изменения оптической плотности и измерения концентрации веществ в растворах вслед за предварительной градуировки фотометров потребителем.
Работа имела в своём составе сбор рассматриваемого материала для исследования в лабораторных условиях. При работе с лечебным сырьём я использовал спектрофотомерию – для количественного измерения флавоноидов. Принцип спектрофотометрического метода определения построен на возможности биологически активных веществ или их окрашенных продуктов реакции поглощать монохроматический свет при некоторой длине волны. Исследования проводили таким образом:
Около 1,0 г (точная навеска) размельченного сырья ставили в колбу со шлифом вместимостью 150 мл, добавляли 30 мл 70% спирта. Колбу подключали к обратному холодильнику и увеличивали температуру на кипящей водяной бане за период 30 мин. Извлечение отсеивали через фильтровальную бумагу, пропитанную спиртом. После понижения температуры экстракт фильтровали в мерную колбу, объем доливали 70% спиртом до метки и перемешивали.
К 1 мл взявшегося извлечения прилагали 1 мл 2% спиртовой смеси алюминия хлорида и 4 мл этанола.
Через 20 минут замеряли оптическую плотность на фотометре КФК-3-«ЗОМ3» при длине волны 430 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. Количество суммы флавоноидов в пересчете на рутин и абсолютно сухое сырье (х) в процентах анализировали по формуле:
D*m0*100*100*100
X = --------------------------------------
D0*m*100*(100-W)
где
X — количество флавоноидов в пересчете
на рутин в 1 мл исследуемого раствора, мг;
D - оптическая плотность испытуемого раствора
Dо – оптическая плотность раствора рутина;
m — масса сырья в граммах;
W — потеря в массе при высушивании сырья, %.
В качестве раствора сравнения используют раствор, приготовленный разбавлением раствора А дистиллированной водой в 25 раз.
Для свежых плодов
432,2*0,05*100*100*100
X = --------------------------------------
430*25*100*(100-13,5)
Для замороженных плодов
417,6*0,05*100*100*100
X = --------------------------------------
430*25*100*(100-13,5)
Для сухих плодов
415,2*0,05*100*100*100
X = --------------------------------------
430*25*100*(100-0)
Глава III. Результаты и обсуждения
Для исследований мною были собраны плоды Шиповника морщинистого, растущего на берегу Балтийского моря и плоды Шиповника собачьего, растущегона месте центрального района г. Калининграда (посёлок Чкаловск). Плоды я собрал в полиэтиленовые пакеты и содержал в морозильной камере при температуре -18 ºС. (согласно ГОСТ Р 53956-2010 «Фрукты быстрозамороженные»). Все исследования делал с размороженным сырьем. Размораживание делал в точности с указанным ГОСТом в бытовом холодильнике при температуре 6 – 8 ºС в течение 2,5 ч. В роли стандартных сухих образцов в работе использовались плоды шиповника, которые я купил в аптеки. Для получения результатов я использовал спектрофотометрический метод. Он сделан на определении оптической плотности раствора рассматриваемых веществ при рассматриваемой длине волны.
В процессе проведённого исследования я определил количественное содержание флавоноидов в плодах шиповника разных способов консервации. Результаты приведены в таблице.
Таблица 1. Количественное содержание флавоноидов в плодах Шиповника морщинистого различных способов консервации.
|
Вид сырья |
Содержание суммы флавоноидов (Х) |
Длина волны |
|
Свежие плоды |
0,221 |
407,1 |
|
Замороженные плоды |
0.218 |
413,4 |
|
Сухие плоды |
0.190 |
434,5 |
Как видно из представленных данных, замораживание и высушивание вызывает изменения количественного содержания флавоноидов в плодах шиповника: происходит уменьшение содержании данной группы флавоноидов. При замораживании содержание флавоноидов снижается в среднем на 10%; в высушенных плодах количество флавоноидов уменьшалось по сравнению с замороженным сырьем.
В плодах шиповника определено содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин, которое составило: 0,233 для свежего сырья, 0,225 для замороженного сырья и 0,193 для высушенных плодов.
Проектные предложения.
Полученные результаты могут служить основой для разработки показателей качества изученных видов замороженных плодов, а также для получения и стандартизации лекарственных средств на их основе. Важным аспектом исследования является расширение сырьевой базы за счет введения новых сырьевых источников (замороженное лечебное сырье) наряду с традиционными высушенными, что позволит увеличить объем и качество выпуска отечественных лекарственных растительных средств.
Выводы:
1.Спектрофотомерическим методом подтверждено присутствие в плодах шиповника флавоноидов.
2. Определено содержание флованоидов в замороженных и сухих плодах шиповника. В плодах шиповника собачьего определено содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин, которое составило: 0,233 для свежего сырья, 0,225 для замороженного сырья и 0,193для высушенных плодов. Содержание количество флавоноидов уменьшается в среднем на 10%; по сравнению со свежими плодами.
3. По результатам исследования разработаны проектные предложения по способам консервации лечебного сырья.
Список литературы
1) Г.Ю. Арутюнова [и др.] Функциональные напитки на основе дикорастущего сырья, алычи и айвы / // Известия вузов. Пищевая технология. 2008. №2/3. - с. 119.
2) Бакумова Е.В., Бектемисова А.У, Назарова В.Д. «Антиоксидантная активность флованоидов» научно-практический журнал – М.2020. - стр. 112
3) Б.Н. Головкин «Биологически активные вещества растительного происхождения»: в 3-х т. – М.: Наука, 2001. – Т 1. – 368 с.
4) Неумывакин Иван Павлович «Шиповник. На страже здоровья» Санкт – Петербург - Диля- 2015- стр. 128
5) Захаренко Ольга Викторовна «Шиповник. Лечение без лекарств» М. Мир книги, 2011- стр.192
6) Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. «Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина.»- г. Пущино 2013. -стр. 206
7) Журнал фундаментальной медицины и биологи «Антиоксиданты: классификация фармакотерапевтические свойства, использование в практической медицине. Шахмарданова С.А., Гулевская О.Н., Селецкая В.В., Зеленская А.В., Хананашвили Я.А., Нефедов Д.А., Галенко-Ярошевский П.А. - г. Ростов-на-Дону,2016 - стр. 84
8) https://ylejbees.com/index.php/pchelovodstvo-v-mire/1598-pchelovodstvo-
kaliningradskoj-oblasti
9) http://plantlife.ru/books/item/f00/s00/z0000005/st064.shtml
Приложение 1.
Рис №1 -№3 Исследование методом спектрофотомерии
Приложение 2.
Рис № 4-7 Обработка проб