V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование дегтя березового и его производных, как атписептического и антимикробного средства

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Куприянова А.М. 1

---

1МБОУ СОШ № 12 Коломенского г.о.

Орлова И.Н. 1Заставная  О.Е. 1

---

1МБОУ СОШ № 12

Работа в формате PDF

18 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Глава 1. Введение.

Многие современные подростки, живущие в век "чипсов" и "генномодифицированных продуктов"страдают от кожного заболевания, имеющего латинское название acne vulgaris. Мои одноклассники и я не исключение. Назрел вопрос - как же избавиться от акне естественным способом, не прибегая к сильным химическим препаратам, используя природные компоненты.

Актуальность моей работы состоит в том, чтобы выявить природные компоненты, позволяющие справляться с проблемой acne vulgaris в подростковом возрасте, не нанося вреда здоровью от применения химических препаратов.

Наши предки с незапамятных времен использовали в роли подсушивающего средства при гнойных заболеваниях - березовый деготь.

Объект исследования - березовый деготь.

Предмет исследования - моющие средства , в состав которых входит березовый деготь и концентрат дегтя, приобретенный в аптечной сети.

Цель - провести исследование по выявлению антибактериальных качеств моющих средств, в состав которых сходит экстракт дегтя.

Задачи:

Изучить состав дегтя березового.

Изучить состав моющих средств, в которые входит экстракт дегтя, провести исследование по выявлению антибактериальных качеств

Проанализировать состав моющих средств с содержанием дегтя.

Выявить антисептические вещества в дегте.

Гипотеза - березовый деготь содержит вещество, предотвращающее появление acne vulgaris или обеспечивающее антибактериальный эффект.

Методы исследования: наблюдение, сравнение, анализ, эксперимент.

Новизна моей работы в том, что можно использовать старинные лекарственные средства взамен новым синтетически разработанным.

Практическая значимость моей работы - это возможность применения результатов исследования в практической деятельности и применение данных моющих средств при лечении acne vulgaris.

Глава 2. Основная часть.

Бела береста, да деготь черен

(русская пословица)

2.1. Заболевание acne vulgaris (акне).

Аcne vulgaris – это не что иное, как воспаление сальных желез. Данная болезнь является чуть ли не самой распространенной во всем мире.

Больше всего заболевание проявляется на лице. Нередко его можно наблюдать на спине и верхней половине груди. Иными словами, оно появляется там, где имеются крупные сальные железы. В основании прыща постепенно начинается воспалительный процесс. При нем вырабатывается гной. Рано или поздно гнойный пузырек вскроется, его содержимое окажется на поверхности, где образует горку. После заживления останутся рубцы синего цвета. Прыщи могут быть очень болезненными. Многие, не знающие, как бороться с акне, пытаются их выдавливать. Это категорически запрещено. Причина в том, что таким образом можно изуродовать себя на всю жизнь. Чтобы понять, что такое acne vulgaris и как с ним бороться, необходимо изучить причины появления. К основным можно отнести: - гормональные изменения; - микроорганизмы; - скопление мертвых кожных клеток; - повышенную активность сальных желез; - воспалившиеся повреждения кожи; - анаболические стероиды; - наследственность и другое.

Одна из причин появления - размножение пропионовых бактерий acne (Propionibacterium acnes). Микроорганизмы, в большом количестве живущие на коже здоровых людей, при определенных условиях способны вызывать развитие острых воспалительных реакций. Сально-роговые пробки волосяных фолликулов являются благоприятной средой для их усиленного размножения и активной жизнедеятельности. Ведущая роль в появлении acne vulgaris принадлежит пропионовым бактериям acne. Терапия по борьбе с acne vulgaris включает применение препаратов местного и системного действия, оказывающие влияние на выделение кожного сала, удаляющие отшелушенные клетки, замедляющие размножение и уничтожающие микробы.

Таким образом, твердое дегтярное мыло, содержащее в своем составе натуральный деготь и имея щелочную среду, благоприятно воздействует на очистку кожи от излишнего выделения сальных желез.

2.2. Биологический эксперимент.

Подтвердить антисептическое действие дегтя на микроорганизмы мы можем проведя следующий эксперимент.

Мы проведем опыт на противогрибковые свойства дегтя. В качестве подопытного организма мы возьмем плесень. Что представляет собой плесень и откуда она берется на хлебе. Предмет нашего изучения – это не что иное, как грибок, который приживается в теплой среде и растет на продуктах и или во влажных местах.

Один из образцов обработаем раствором дегтя, другой - не обработаем. Поместим наши образцы в полиэтиленовый пакет в теплую среду. Через несколько дней мы можем наблюдать образовавшуюся плесень, то есть грибок на не обработанном хлебе. Обработанный же кусок хлеба раствором дегтя плесенью даже не покрылся. (Приложение 1.)

Таким образом, мы можем сделать вывод, что деготь действительно предотвращает появление и размножение грибковых заболеваний.

2.3. Химический состав моющих средств.

Распространенное лечебное и косметологическое средство, приносящее пользу вашим волосам и коже — дегтярное мыло. Входящий в состав продукта деготь является природным компонентом, добывающимся с давних времен из березовой бересты. 10% дегтя делают косметическое средство незаменимым помощником, способным за несколько сеансов улучшить цвет кожи, заживить мелкие ранки, избавить от перхоти, укрепить волосы. В зависимости от производителя, процент содержания добавки от 8 до 10%. Активный компонент состава является веществом, традиционно применявшимся народной медициной, поэтому средство обладает мощными антисептическими, дезинфицирующими, регенерирующими, активационными свойствами. Классическое мыло с добавлением дегтя обладает резким запахом горелой бересты, коричневым цветом. Недорогие мыльные брусочки непритязательны на вид, ничем не выделяется на прилавке. Они значительно дешевле других косметических средств. Специфический запах дегтя легко распространяется в пространстве, но на теле не задерживается.

Для исследования мной были закуплены образцы:

Мыло туалетное твердое "Невская Косметика Дегтярное" (производитель ОАО "Невская Косметика", г.Санкт-Петербург)

Густое мыло для волос и тела Восстанавливающее Дегтярное (производитель ООО "Фитокосметик", г.Москва)

Шампунь дерматологический Дегтярный (производитель ООО "Первое решение", г.Москва)

Мыло жидкое "Невская Косметика Дегтярное" (производитель ОАО "Невская Косметика", г. Санкт-Петербург).

Проверим наши образцы на запах:

Составим таблицу веществ, входящих в состав образцов.

Из четырех исследуемых образцов в одном (образец № 3) в составе мы не встретили березового дегтя. Что позволяет сделать выводы, что антибактериальные свойства, описанные в аннотации производителя достигаются путем различных других химических соединений синтетического происхождения.

Два образца (№ 3, № 4) содержат метилизотиазолинон - консервант нового поколения, токсичный для нервной системы человека, губительно воздействующий на клетки мозга у животных.

Два образца (№ 2 и № 3) содержат в своем составе парфюмированные добавки, что влияет на их запах.

Один из образцов (№2) содержит натуральные масла и экстракты растений.

Два образца (№1 и № 2) в своем составе содержат глицерин, смягчающий подсушивающий эффект березового дегтя для кожи.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что привычное нам твердое туалетное мыло гораздо эффективнее и менее безопасно, чем жидкое мыло того же производителя, за счет отсутствия поражающего нервную систему консерванта. Купленный нами Дегтярный шампунь и вовсе не содержит натуральный деготь. А твердое мыло и густое мыло являются наиболее безопасными для применения и содержат природные консерванты и компоненты.

По органолептическим и физико-химическим показателям моющая продукция должна соответствовать требованиям и нормам, в частности водородный показатель pH 5,0 - 8,5.

Проведем измерения pH при помощи pH-теста фирмы НИЛПА (Приложение 2).

Таким образом, мы видим, что образцы №2, №3, №4 соответствуют требованиям и нормам водородного показателя pH, но имеют кислотную среду. Образец №1 не соответствует требованиям и нормам водородного показателя pH, но имеет ярко выраженную щелочную среду. Это объясняется и тем, что образец №1 - это твердое мыло, а остальные образцы имеют полужидкое и жидкое состояние, что по техническим характеристикам и должно быль с более кислым pH.

2.4. Деготь - природный материал. Что мы о нем знаем? Применение в медицинских целях.

С давних пор береза пользуется на Руси особым почетом и уважением. Связано это не только с тем, что лесная красавица стала своеобразным символом весны, света, любви к Родине, но и с ее многочисленными целебными свойствами. Не случайно березу называют деревом жизни и здоровья. Кроме прозрачного вкусного сока из березы можно получить "сок" иного свойства, который именуется дегтем. Его добывают при нагревании древесины без доступа воздуха.

Деготь - жидкий продукт сухой перегонки (пиролиза) древесины (древесная смола). В своем составе содержит бензол, ксилол, крезол, толуол, гваякол, фенол, смолы и другие вещества. Растворяется в щелочах и в спирте. В воде растворяется плохо (легче воды).

По внешнему виду - густая, маслянистая неклейкая жидкость чёрного цвета, с голубовато-зеленоватым или зеленовато-синим отливом в отраженном свете, в концентрированном виде имеет весьма специфический запах. Вкус и запах определяют как нефтяной. Содержит в себе очень много парафина и очень мало креозота. В странах, куда экспортировался, известен как "русское масло".

Березовый деготь входит в состав мазей, используемых для лечения экзем, псориаза, чесотки, чашуйчатого лишая, грибковых кожных заболеваний. При нанесении дегтя и его препаратов на кожу улучшается её кровообращение, регенерация тканей, активируется процесс их ороговения. Однако следует предупредить, что при длительном применении дегтя, в состав которых входит большое количество фенолов, а также мазей на основе дегтя может появиться раздражение кожи, а при экземах процесс может обостриться. Березовый деготь употребляется для уничтожения чесоточных клещей, для натираний.

Масло из березового дегтя используется в шампунях и в лечебной косметике. Деготь - один из компонентов некоторых лосьонов и мазей, употребляемых при кожных заболеваниях, также применяется в производстве мыла и при выделке кож.

В прошлом им смазывали оси телег, тарантасов, бричек. В связи с этим первыми, кто оценил целебные свойства дегтя, были, по-видимому, кучера, которым не раз приходилось убеждаться на собственном опыте, как случайно попавший на раны деготь способствовал их быстрому заживлению. Позднее ученые обнаружили, что деготь обладает антисептическим свойством - убивает бактерий, в том числе тех, которые вызывают многие кожные заболевания. Это свойство дегтя обусловлено присутствием в нем ароматических органических соединений - фенола, креозола. Об их особенностях я расскажу чуть позже.

Сейчас мне бы хотелось обратить ваше внимание на ряд препаратов в состав которых входит деготь.

Деготь широко используется в современной медицине и ветеринарии для подавления паразитарных и грибковых заболеваний кожи и экзем. Он входит в состав распространенных мазей - Вишневского, Вилькинсона, Конькова и другие.

Как видно из таблицы, все перечисленных препараты обладают антисептическим, антибактериальным, противопаразитическим и антигрибковым действием.

Лечение дегтем необходимо начинать с небольших концентраций его в препаратах и на ограниченных участках. При хорошей переносимости применяют мази, в составе которых 5-10 % дегтя, а на ограниченных очагах с выраженной инфильтрацией - 15-20%.

2.5. Фенолы и крезолы и их антибактериальные свойства. Почему же? Фенолы - производные ароматических углеводородов, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп, непосредственно соединенных бензольным кольцом. Монозамещенные производные фенола могут существовать в виде структурных изомеров, один из которых метилфенол (крезол).

Фенол обладает сильным бактерицидным действием в отношении вегетативных форм микроорганизмов. Однако, противомикробные свойства фенола, или карболовой кислоты, как и других антисептиков, зависят от ряда условий. Большую роль играет растворитель. Наибольшей активностью обладают водные растворы, спиртовые и особенно масляные растворы малоактивны. С повышением температуры противомикробные свойства возрастают. В слабых концентрациях (1:400—1:800) фенол оказывает бактериостатическое действие, 1—5% растворы фенола вызывают гибель микробов. Не все виды микробов одинаково чувствительны к фенолу. Малочувствительны к фенолу споры. В присутствии белка противомикробное действие фенола мало изменяется, что является преимуществом фенола по сравнению с другими противомикробными средствами.

Еще фенол применяется для дезинфекции рук, помещений и инструментов. В слабых концентрациях (0,25—0,5%) — как консервирующее средство.

Не следует забывать, что фенол легко всасывается через слизистые оболочки, раневые поверхности даже через неповрежденную кожу. Всасывания в больших количествах может вызывать острое отравление. Нужно знать симптомы отравления при приеме фенола внутрь: тошнота, рвота, некрозы в полости рта и желудка, острые боли, потеря сознания, резкое падение температуры, кровяного давления и дыхания. Могут наблюдаться судороги. Непосредственная причина смерти — паралич дыхания.

При отравлении необходимо промыть желудок и вызвать скорую помощь. При попадании концентрированных растворов фенола на кожу, ее необходимо обработать спиртом.

2.6. Химический эксперимент на наличие фенола. (Приложение 3)

При взаимодействии веществ получаются определенные продукты, которые позволяют установить качественный состав исходных веществ. Ряд цветных реакций указывает на присутствие частиц, функциональных групп, что удобно использовать для химического анализа. Качественные реакции на фенол доказывают наличие в молекуле вещества ароматического кольца и OH-группы. В результате реакции с раствором хлорида железа получается феноксид трехвалентного железа — вещество синей, фиолетовой или зеленой окраски.

Проведем качественную реакцию на наличие фенолов в вытяжке дегтя при помощи хлорида железа. (Приложение 3)

Вывод: наблюдается характерный фиолетовый оттенок, что свидетельствует о наличие в вытяжке дегтя фенолов, обуславливающих противомикробные свойства дегтю.

Метилфенолы или крезолы (три изомера) по свойствам и действию сходны с фенолом. Их отличает от него малая растворимость и плохая всасываемость, но зато крезолы превосходят фенол по силе противомикробного действия. Растворимость крезолов повышается в щелочной среде.

Крезолы применяют в мыльных растворах для дезинфекции белья, помещений, мебели, а также в целях консервирования растворов для подкожного введения.

Таким образом, мы можем предположить, что наличие в дегте фенолов и крезола приводит к противомикробным действиям самого препарата - дегтя.

Глава. 3. Заключение.

Я изучила состав дегтя березового, изучила состав моющих средств, в которые входит экстракт дегтя березового, провела исследование по выявлению антибактериальных и антигрибковых качеств дегтя. Применение дегтярного мыла я исследовала на себе, конечно первое время отвращает жуткий запах, но со временем происходит привыкание. А красивый цвет лица радует утром. Конечно, не следует забывать, что в состав дегтя входит фенол, который является ядовитым веществом, поэтому постоянное применение дегтярных средств противопоказано, но с переменными перерывами применять такие средства вполне возможно. По уходу за кожей лица можно рекомендовать чередование дегтярного, серного и салицилового мыла.

Существуют специальные и жидкие пенки и лосьоны для лица, специально разработанные, но их исследование мы не проводили. Хотя мы теперь знаем, что жидкие средства будут иметь, скорее всего, кислотную среду, а не щелочную. К тому же могут содержать опасные синтетические соединения и консерванты нового поколения.

Задачи, которые я ставила в начале своей работы - полностью выполнила.

Гипотеза о наличии в дегте антибактериальных веществ полностью подтвердилась.

Глава 4. Список использованных источников и литературы.

1. Белавин И.Ю. и др. 100 баллов по химии.- М.: Лаборатория знаний, 2018.

2. Кузнецов А. Бела береста - да деготь черен.//Леспроминформ. - № 5.- 2010. - с. 68.

3. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попов В.А. Начала химии. - М.: Лаборатория знаний, 2018.

4. Романова О.В. Деготь, чага и другие "березовые" лекарства.- С-Пб.: Вектор, 2008.

5. Шапошникова И.А. Металлы в живых организмах.- М.: БИНОМ, 2013.

Глава 5. Приложения.

Приложение 1.

Биологический эксперимент.

Приложение 2.

Измерения pH при помощи pH-теста фирмы НИЛПА

Приложение 3.

Химический эксперимент на наличие фенола

24