Изучение химического состава вишни обыкновенной

XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Изучение химического состава вишни обыкновенной

Дьяконова Екатерина Дмитриевна 1
1МАОУ СОШ с. Красный Ключ
Калик С.А. 1
1МАОУ СОШ с. Красный Ключ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В настоящее время лекарственные препараты, приготовленные на основе природного сырья, ценятся гораздо выше, чем их химические аналоги. Это связано с тем, что природное сырье обладает целым рядом преимуществ: доступностью, возможностью длительного применения, мягким, но в то же время устойчивым эффектом, отсутствием побочных эффектов и аллергических реакций…

В России плоды и листья вишни обыкновенной являются исключительно пищевым продуктом, они не признаны лекарственным сырьем и не включены в Государственную фармакопею. Комплексное же изучение сырья вишни обыкновенной позволит обосновать возможность его использования в современной фармации.
Цель исследования: изучить химический состав вишни обыкновенной и доказать, что данное растительное сырье можно использовать для производства лекарственных сборов, чаев.Задачи исследования:

- проанализировать литературу по данному вопросу;

- заготовить и листья, плоды и молодые побеги вишни обыкновенной;

- изучить внешние признаки листьев и плодов вишни обыкновенной;

- приготовить отвары и настои из листьев, ягод и молодых побегов вишни обыкновенной и определить их химический состав;

- создать фиточай на основе растительного сырья.

Объект исследования: отвары и настои вишни.
Предмет исследования: определение химического состава сырья вишни обыкновенной.
Гипотеза: листья, плоды, молодые побеги вишни обыкновенной можно использовать в качестве источника полезных биологически активных веществ.

Теоретическая часть

1 .1. Вишня обыкновенная (Prunuscerasus)

Проанализировав литературу я узнала, чтовишня обыкновенная - одно из первых растений, прирученных человеком. Она представляет из себя дерево или кустарник высотой от 7 до 10 метров. При такой сравнительно небольшой высоте вишня обладает довольно широкой кроной. Её ствол покрыт буровато-серой или бурой корой, которая со временем начинает отслаиваться. Ветви вишни часто бывают поникающими. Произрастает вишня обыкновенная везде, кроме крайнего Севера, высокогорных районов и зоны пустынь.

Химический состав сырья вишни обыкновенной чрезвычайно богат и разнообразен. В плодах содержатся органические кислоты (такие как лимонная, яблочная, хинная, янтарная, салициловая), макроэлементы (калий, кальций, фосфор, магний), микроэлементы (медь, железо), пиктиновые вещества, дубильные вещества, ферменты, антоцианы, сахара (глюкоза, фруктоза), витамины А, С, В2, РР, Р, фолиевая кислота, кумарин. В листьях, плодоножках также имеются кверцетин, рутин. В коре вишни можно обнаружить красители, в семенах – эфирное и жирное масла.
Каждый из указанных компонентов оказывает на организм благотворное влияние. Например, витамины укрепляют иммунную систему и нормализуют обменные процессы. Дубильные вещества снимают разного рода воспалительные процессы.

1.2. Характеристики действующих веществ

Уточнив химический состав сырья вишни обыкновенной, я решила узнать о некоторых компонентах подробнее.

Салици́ловая кислота (от лат. salix «ива») — 2-

гидроксибензойная или фенольная кислота С6H4(OН)СООН, хорошо растворима в этаноле, диэтиловом эфире и других полярных органических растворителях, плохо растворима в воде. Содержится в листьях, стеблях, коре различных высших растений.

Кумарины – природные органические соединения, в основе которыхлежит 5,6-бензо-α-пирон— лактон цис-орто-оксикоричной кислоты. Кристаллические вещества, бесцветные или слегка желтоватые, хорошо растворимы в органических растворителях, малорастворимы в воде. Легко растворяются в водных растворах. Часто встречаются в высших растениях, преимущественно в корнях, коре, плодах, реже в листьях.
Тани́ны, или танни́ны - группа фенольных 

соединений растительного происхождения, содержащих большое количество групп −OH. Танины обладают дубильными свойствами и характерным вяжущим вкусом. Дубящее действие танинов основано на их способности образовывать прочные связи с белкамиполисахаридами и другими биополимерам. Содержатся в коре, древесине, плодах, листьях многих растений.

Гликози́ды — органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: углеводного (пиранозидного или фуранозидного) остатка и неуглеводного фрагмента (т. н. агликона). В качестве гликозидов в более общем смысле могут рассматриваться и углеводы, состоящие из двух или более моносахаридных остатков.
Фитонци́ды -  биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибовпростейших и играющие одну из основных ролей в иммунитете растений и аллелопатии. Фитонциды могут стимулировать рост микроорганизмов-антагонистов патогенных для растений микроорганизмов, также принимают участие и в других процессах жизнедеятельности растений.

1.3. Методики определения действующих веществ

Качественные реакции на фенольные кислоты (салициловую кислоту)
1) С раствором хлорида окисного железа появляется сине-фиолетовое окрашивание, исчезающее от прибавления нескольких капель разведенной соляной кислоты и неисчезающее от прибавления нескольких капель разведенной уксусной кислоты.

2) Препарат нагревают с цитратом натрия: ощущается запах фенола.

3) Препарат нагревают с концентрированной серной кислотой и выделяющийся газ пропускают через известковую воду; появляется муть (реакция декарбоксилирования).

 Ca(OH)2 + CO= CaCO3↓ + H2O

4) Водный раствор имеет кислую реакцию.

5) С реактивом Марки (концентрированная серная кислота + формальдегид) образуется малиновое окрашивание при слабом нагревании (образование ауринового красителя).

2. Количественное определение фенолокислот

Метод кислотно-основного титрования.

В бюретку наливается раствор щелочи с точно известной концентрацией. В колбу для титрования помещают анализируемый раствор, добавляют 1-2 капли фенолфталеина и титруют до появления бледно-розовой окраски, которая будет держаться в течение 30 секунд. Титровать необходимо хотя бы три раза, при этом расхождение результатов должно быть не более чем на 0,1 мл. Затем можно найти концентрацию определяемого вещества в аликвоте и сделать пересчет на общий объем анализируемого раствора.

3. Качественное определение танина

1. Качественная реакция с желатином. При добавлении желатина раствор, содержащий танин мутнеет, что говорит об образовании желатинатов.

2. Качественная реакция с ацетатом свинца: образование осадка свидетельствует о наличии танина.

4. Качественная реакция с сульфатом железа (II), хлоридом железа (III), бихроматом калия (K2Cr2O7): раствор окрашивается в черно-синий цвет, что свидетельствует о наличии гидролизуемых дубильных веществ.

4. Количественное определение танинов

Количественно определить содержание танинов можно с помощью титрования раствором перманганата калия в присутствии индигосульфокислоты.

5. Наличие флавоноидов можно определить с помощью цианидиновой пробы: восстановление водородом флавоноида в антоцианин, котроый при взаимодействии с ионами хлора дает окрашивание. При добавлении 6%-ного раствора гидроксида натрия также обнаружено изменение цвета.

Экспериментальная часть

2.1. Заготовка сырья вишни обыкновенной

Для проведения эксперимента я подготовила сырье: листья вишни высушила в прохладном проветриваемом помещении. Плоды вишни заготовила самостоятельно, заморозила. Свежие побеги срезала с куста вишни.

2.2. Анализ морфологических признаков листьев и плодов вишни обыкновенной

Я изучила строение, размеры, форму и глубину рассечения листовой пластинки, характер края листа. Мои наблюдения полностью совпали с описанием листа, взятым в интернете: лист гладкий, овальный с тупой вершинкой листа, простой, очередный, черешковый. Цвет темно-зеленый сверху и более светлый снизу. Края слегка пильчатые.

Запах определяла при растирании. Вкус – пробуя водный настой листьев.

Плоды вишни обыкновенной имеют округлую форму, мясистые, в диаметре достигают до 1 см. Цвет – темно-красный. На вкус кисло-сладкие.

2.3. Приготовление отваров и настоев, их визуальная оценка

Для приготовления отваров в колбы взяла по 20 г сухого сырья листьев, черешков и ягод вишни. Добавила по 100 мл дистиллированой воды. Колбы поставила на водяную баню, нагрела до кипения и кипятила в течение 5 минут. Остудила отвары, процедила через мелкое сито. Визуально оценила цвет: Если сравнивать настои, все они будут отличаться по цвету, благодаря чему можно сказать, что отвары отличаются свои составом.светло-коричневый у отвара листьев, более темный у отвара черешков и вишневый цвет у отвара из ягод вишни.

Для приготовления спиртового извлечения взяла 20 г листьев и прилила 50 мл этилового спита. Настой выдерживала в темноте в течение 20 суток. Цвет настоя – светло-зеленый с приятным (неспиртовым!) запахом.

2.4. Определение дубильных веществ (танина) в отварах

Опыт 1.

К 3 мл настоя из листьев вишни добавили несколько капель 5% раствора дихромата калия (K2Cr2O7).

Е сли сравнить цвета исходного раствора и полученного при добавлении бихромата, то видим существенную разницу: окраска сменилась на более темную, что говорит о наличии в отваре из листьев танина.

О пыт 2.
К 2-3 мл. отвара из листьев вишни добавили ацетат свинца (II) ((CH3COO)2Pb), после длительного стояния образовался осадок желто-коричневого цвета. По всем признакам – танины в отваре из листьев присутствуют.

Опыт 3.

К настою из черешков вишни добавили хлорид железа (III) (FeCl3),так же в отдельную пробирку к такому же настою добавили сульфат железа (II) (FeSO4). В обоих случаях выпал осадок темно-коричневого цвета. Настой, в который мы добавили сульфат железа, приобрел более выраженный окрас.

З начит и в настое из черешков содержатся танины.

Опыт 4.

К отвару из ягод вишни добавили пару капель раствора хлорида железа (III)(FeCl3). Отвар приобрел темно-синий цвет, что говорит о наличи в плодах вишни танинов.

Таким образом, проведенные опыты показали, что настои из листьев, черешков и плодов вишни обыкновенной содержат танины. Определить визуально в каком из них танинов содержится больше – не представляется возможным, так как все отвары изначально были окрашены.

О пределение наличия сахаристых веществ в отварах сырья вишни обыкновенной
Настои из сырья вишни обыкновенной добавили к свежеприготовленному гидроксиду меди (II).
Как видим, во всех пробирках химическая реакция прошла успешно, что говорит о том, что и в листьях и в черешках, и в ягодах содержится глюкоза. Интенсивность окраски разная, следовательно и содержание глюкозы отличается: в плодах ее больше, меньше всего в черешках.

2.6. Определение салициловой кислоты.

Д ля определения наличия салициловой кислоты в настоях, я решила применить метод титрования. Для этого брала по 50 мл наших отваров и титровала стандартизированным по соляной кислоте раствором щелочи с добавлением капли фенолфталеина.

Без добавления индикатора объемы израсходованной щелочи не меняются. Особенно это заметно по отвару из плодов вишни обыкновенной. Это говорит о том, что в плодах содержится природный индикатор.

Результаты титрования внесла в таблицу:

 

Отвар из листьев

Отвар из черешков

Отвар из плодов

Объем

щелочи

1 мл

2 мл

17 мл

Полученные данные говорят о том, что больше всего салициловой кислоты содержится в листьях и черешках вишни обыкновенной. Значит, именно именно эти настои можно использовать в лечебных целях.

Определение эфирных масел

П ри растирании между пальцами листочка вишни обыкновенной ощущается приятный запах. Значит ли это, что листья содержат в своем составе эфирные масла?

Для подтверждения этой теории небольшое количество спиртовой вытяжки я налила в фарфоровую чашку и оставила на 15 часов.

По истечении указанного времени увидела на краях чашки характерные следы. Они жирные на ощупь, с приятным ароматом. Значит листья вишни действительно содержат эфирные масла.

Определение кислотности

Определение кислотности отваров показала, что среда – нейтральная. Следовательно, отвары можно принимать без ограничений.

Приготовление фиточая из высушенных листьев вишни обыкновенной

Для приготовления фиточая №1 взяла две столовых ложки измельченных высушенных листьев вишни и залила 100 мл кипятка. Настаивала 25 минут. Фиточай имеет насыщенный светло-коричневый цвет, с приятным вкусом, не горький.

Для приготовления фиточая №2 взяла две столовых ложки измельченных веточек вишни, залила стаканом воды и кипятила в течение 15 минут. Полученный отвар процедила. Фиточай имеет глубокий коричневый цвет, с горьковатым вкусом.

Заключение

Анализируя научную литературу, я поняла, что, несмотря на ценность сырья вишни обыкновенной, она до сих пор не включена в перечень растительных лекарственных средств. Это можно объяснить недостаточным количеством исследований по изучению химического состава и биологической активности этого удивительного растения.

В ходе эксперимента я установила, что отвары из сырья вишни обыкновенной содержат, в том числе, фенольные вещества, одним из которых является салициловая кислота – природный заменитель аспирина и флавоноиды. Также мною было подтверждено, что в состав сырья вишни обыкновенной входят дубильные вещества (танины) и антоцианы. Созданные мною фиточаи могут быть полезны не только как общеукрепляющее, но и как вспомогательное средство при лечении ряда заболеваний.

Работа показала, что листья, плоды, кора и даже корни вишни могут быть перспективым лекарственным сырьем.

Гипотеза, выдвинутая мною в начале работы полностью подтвердилась.

Список литературы

Тюкавкина, Н.А. Биоорганическая химия: Учебник. - 2 - е изд., перераб. и доп. / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. - М.: Медицина, 1991. - 528 с.: ил.

Каррер, П. Курс органической химии. Перевод с немецкого 13-го перераб. и доп. издания. Под ред. М.Н. Колосова / П. Каррер. - Ленинград: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1960. - 1216 с.

ОФС.1.4.1.0018.15 Настои и отвары

https://vk.com/away.php?to=https%3A%2F%2Fkprfrd-su.turbopages.org%2Fturbo%2Fkprfrd.su%2Fs%2Fsvojstva-produktov%2Flist-vishni.html&cc_key=

Приложения

.Приготовление отвара Фильтрование

Кислотно-основное титрование

Качественное пределение танинов

Результаты экспериментов

Просмотров работы: 47