VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Эфирные масла и их использование в профилактике ОРВИ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Эфирные масла по своему химическому строению - сложные углеводороды — терпеноидам. Основная их часть - моно- и сесквитерпены, остальное — их кислородосодержащие производные: спирты, альдегиды, кетоны, эпоксиды, органические летучие и жирные кислоты. Они продуцируются растениями и частично выделяются ими в окружающую среду. Актуальность нашей работы заключается в том, что во-первых, эфирные масла обладают высокими бактерицидными свойствами. Они играют важную роль в очищении воздуха от болезнетворных организмов, в охране здоровья человека [1]. Во-вторых. резервы эфирных масел огромны, если принять во внимание, что масла вырабатываются тысячами видов растений и ежегодно выделяются в атмосферу планеты в количествах от 175 млн т 4 до 1012 млн т. Как отмечают исследователи, при окислении 175 млн т. эфирные масла под действием атмосферных явлений высвобождают энергию, равную 1,75x10 калорий. Это несколько больше суммарной энергии грозовых разрядов, равной 1,5x1018 калорий в год [2]. Значит, эфирные масла – это еще и регулятор физико-химических свойств воздушной среды, снабжая воздух активным кислородом. Именно они создают неповторимый аромат и свежесть воздуха, что положительно влияет на эмоциональное состояние человека. В-третьих, эфирные масла - это поставщик необходимых для человека веществ — витаминоподобных, гормоноподобных, а также веществ, идущих на построение биологических комплексов, их называют «атмосферными витаминами» [3]. Следовательно, на организм человека эфирные масла обладая разной степенью активности: антимикробной, противовирусной, противовоспалительной, противогнилостной, оказывают различное действие: адаптогенное, антидепрессивное, дезинфицирующее, рано-заживляющее, противоопухолевое и др. способствуют улучшению здоровья человека.
Цель работы – определить степень воздействия эфирного масла розмарина и герани или их смесь на человека в возрасте 16-17 лет и может ли оно быть средством профилактики против ОРВИ.
Задачи исследования:
изучить литературные источники о природных эфирных маслах, историю их использования.
исследовать отношение молодых людей в возрасте 16-17 лет к использованию эфирных масел.
проверить на практике эффективность использования эфирных масел для профилактики ОРВИ.
Методы исследования:
изучение литературы по данной теме;
поиск информации в сети Интернет;
наблюдение;
анкетирование;
метод сравнения и анализа полученной информации.
Сроки: сентябрь 2018 – ноябрь 2018 года.
Глава 1. Что такое эфирное масло?
Эфирные масла производятся и постепенно накапливаются в эфирномасличных железах или всего растения, или его отдельных частей. Например, у мяты — в листьях, у кедра — в древесине, у корицы — в коре, у фенхеля — в плодах и так далее. Очень легко рассмотреть железы с эфирными маслами на кожуре цитрусовых. При этом запах эфирных масел зависит от места их накопления. Так, из цветков горького апельсинового дерева добывают цветочное апельсиновое масло (нероливое), из листьев (померанца) — петигрейное масло, а из кожуры плодов сладкого китайского апельсина — апельсиновое масло.
Роль эфирных масел в жизни растений велика. Они являются защитниками растений от поражения грибами, вирусами, бактериями, вредителями, от поедания животными, для привлечения насекомых-опылителей, предохранения от перегрева днем и переохлаждения ночью [4].
В одном и том же растении в различных органах содержатся разные по составу эфирные масла. Растения, содержащие значительное количество эфирных масел и используемые для его получения, называются эфирномасличными. А в зависимости от содержания эфирного масла соответствующие части растения называются эфироносами.
Специалисты выделяют четыре группы эфироносов [5]. Мы их представили в виде следующего рисунка.
Есть и такие растения, которые не являются эфирномасличными. К ним относятся фиалка, яблоневый цвет, сирень, персик, ландыш, абрикос, лотос, магнолия, папоротник, кокос, банан, земляника, клубника, киви, арбуз, дыня и огурец. Эфирных масел перечисленных выше растений в мире не существует.
Глава 2. Физико-химические свойства эфирных масел.
1.Эфирные масла нежирные. Данное свойство отличает эфирные масла от жирных масел (подсолнечное, оливковое, и т.д.). Они улетучиваются при нормальной температуре и практически не оставляют пятен на бумаге. В случае, если масло имеет цвет, то оно может легко окрашивать. Например, эфирное масло корицы и зверобоя — красноватое, горькой полыни — зеленое, ромашки — голубое. Но это отличие эфирных масел от растительных лишь внешнее, основное же заключается в их разном химическом составе.
2. Эфирные масла легкие. 95% эфирные масла имеют низкую плотность по сравнению с водой. Все знают, что если капельки эфирного масла капнуть в стакан с водой, оно будет на ее поверхности, испаряться. Это позволяет вдыхать летучие фитоорганические вещества. При необходимости эфирные масла растворяют в спирте, эфире и растительных (нелетучих) маслах.
3. Эфирные масла летучи. В основе эффекта ароматерапии лежит такое физическое свойство масла, как летучесть, которое определяет скорость и силу эффекта. По степени летучести их можно разделить на три группы:
С высоким показателем летучести масла кипариса, мяты перечной, чайного дерева, лимона. Они быстро испаряются и быстро действуют на организм, оказывая большое влияние на психику человека.
Средние показатели летучести имеют мирра, сосна, розмарин, ромашка. Эти масла более стойкие и дольше сохраняют аромат. Их воздействие на организм постепенное.
Низкие показатели летучести имеют ладан, пачули, кедр, сандал. Эти масла часто применяют для фиксации более летучих масел, для увеличения срока их хранения.
Эфирные масла растворяются в спирте, эфире, нелетучих маслах, но не растворяются в воде, которой они передают свой запах («ароматические воды»). При использовании эфирных масел с водой необходим эмульгатор: молоко, сливки, мед, молочная сыворотка, морская или поваренная соль.
Эфирные масла имеют хорошие лечебные, терапевтические и косметическиесвойства. По мнению историков, их применяли как ароматерапевтическое свойство еще в Древнем Египте. Сегодня они находят свое применение в фармацевтической и пищевой промышленности.
Ниже мы приводим таблицу, в которой указывает свойство некоторых эфирных масел.
Глава 3. Способы получения эфирных масел.
Описанная Авиценной в XI веке перегонка как метод получения эфирных масел была известна арабам с VIII-IX вв., а до этого древние цивилизации для получения благовонных масел и душистых помад многие сотни лет использовали способ экстракции пахучих цветов, трав и корней растительными маслами или расплавленными жирами. Этот технологический прием называют мацерацией.
Способ перегонки с водяным паром с XVIII в. и до настоящего времени является самым распространенным способом получения эфирных масел. Некоторые специалисты вводят более детальную классификацию:
1) «водяная перегонка» — загруженное в аппарат растительное сырье заливают водой и кипятят, отгоняя эфирное масло, при использовании наружного обогрева; 2) «водно-паровая перегонка» — сырье заливают водой и кипятят, одновременно подавая в аппарат острый пар; 3) «паровая перегонка» — сырье, поступающее в колонный аппарат или находящееся в аппарате контейнерного типа обрабатывается острым паром повышенного давления, чтобы избежать длительного контакта растений с жидким конденсатом во избежание химических превращений некоторых компонентов эфирных масел; пар при этом дросселируется до нормального давления и становится более сухим.
На все эти варианты технологии распространяются одни и те же физические законы.
Экстракционные методы извлечения эфирных масел из растительного сырья, не считая мацерации, стали использоваться с начала XX века. В качестве растворителей чаще всего применяют петролейный эфир, экстракционный бензин, бензол и толуол. Остаток после отгонки растворителя, обычно имеющий твердую консистенцию, называют «конкретом», прибавляя название растения (конкрет розы, конкрет жасмина и т. д.). Его обрабатывают этиловым спиртом, сильно охлаждают для отделения воскообразной части, фильтруют и после отгонки спирта получают пригодные для использования в парфюмерии абсолютные масла или «абсолю».
Прессованием получают эфирные масла цитрусовых (апельсин, лимон, грейпфрут, бергамот, мандарин, лайм). Первоначально кожуру плодов отжимали вручную. В наше время чаще всего используются прессы, хотя масла цитрусовых самого высокого качества все еще делают вручную. Наряду с прессованием некоторые производители практикуют для цитрусовых и следующий метод получения.
Анфлераж – это метод, широко распространенный в прошлом, сегодня в промышленном производстве не используется, так как на получение масла этим способом уходит очень много времени и он дорогостоящий. Метод использует очищенный холодный свиной или говяжий жир, не имеющий запаха, который намазывается на стекло, установленное в большую прямоугольную деревянную раму. Лепестки цветов насыпают на этот слой жира, который абсорбирует, т.е. впитывает эфирное масло. После 24 часов лепестки удаляются, чтобы быть замененными свежесобранным цветочным сырьем. Процесс повторяется много раз, может длиться месяцы, пока жир не насыщается цветочной эссенцией. Из образовавшейся душистой массы (помады) масло извлекают спиртом. Оставшийся после анфлеража жир не выбрасывают — в нем сохраняется аромат цветов и он пригоден для производства мыла. Масла, получаемые этим способом (обычно жасмин, роза) представляют собой огромную редкость и имеют исключительно высокую цену.
Существует еще одна технология, которая позволяет дать больший выход продукта в ущерб качеству — мацерация. Это любимая технология многих отечественных производителей, потому что, с одной стороны получается вроде как натуральный продукт, без примесей синтетики, а с другой стороны метод позволяет обеспечить этим продуктом все аптеки, магазины, рынки, да к тому же еще и по доступной цене. Суть метода в том, что растения помещают в чан с теплым растительным маслом, которое заставляет клетки растения разрываться и отдавать эфирное масло. Эфирное масло поглощаются растительным, полностью растворяясь в нем. Смесь перемешивают несколько дней, поддерживая температуру, затем фильтруют и разливают в бутылки. [4]
Глава 4. Действие эфирного масла на человека
Эфирное масло оказывает в целом такое же действие на организм, как и растение, из которого его получают. Но в ряде случаев действие эфирного масла может быть гораздо сильнее. Научно подтверждено, что эфирные масла оказывают хорошее влияние на психику человека, чем лекарственные травы.
Объяснение этому можно найти в опытах, которые доказывают, что некоторые молекулы эфирных масел действуют подобно гормонам, стимулируя и регулируя наши эмоции и физические реакции. Ученые выяснили: когда человек вдыхает, к примеру, цитрусовый аромат, в его слюне происходит рост плотности иммуноглобулина, что способствует восстановлению после стресса[5].
Мы выбрали 2 группы школьников по 10 человек в каждой. Группа «А» - это школьники спецшколы с химико-биологическим уклоном. В группу «В» вошли ученики из школы без спец уклона. В начале мы предложили им анкету со следующими вопросами:
1. Знаете ли вы, что такое эфирное масло? Ответ «да» ответили 10 респондентов из группы «А» и 3 человека из обычной школы. 7 учеников ответили: «что только что-то слышали».
2. Источник информации об эфирном масле.
Ученики первой группы однозначно ответили, что уроки химии. 3 ученика, что читали из Интернета, когда готовились к реферату по биологии. Остальные не смогли вспомнить источника информации.
3. Встречали ли Вы в своем домашнем быту эфирное масло?
«Да» - 5 учеников; «Нет» - 10. «Не дома, а у родственников» - 5. 3.
4.Что вы знаете о их использовании?
3 ученика «В школе, на уроках химии». 1 ученик ответил: «В ароматерапии». 2 – для создания аптечных рецептов. 14 – «ничего не знают».
5. Считаете ли вы применение эфирного масла серьёзным методом профилактики заболеваний ОРВИ?
Нет – 14 человек
От случая к случаю - 3 человек
В системе – 3 человека
6. Используете ли Вы в своей повседневной жизни эфирные масла для профилактики или лечения ОРВИ?
Да - 4 человек
Нет – 16 человек.
Следовательно, по данным анкеты мы можем сделать следующие выводы:
Ученики спецшколы имеют больше знаний по химии, чем ученики простой школы.
Результаты опроса свидетельствуют о том, что действие эфирных масел практически мало известно молодым людям в возрасте 16-17 лет.
Применение эфирных масел эпизодически.
Для профилактики ОРВИ в группах «А» и «Б» 5 мы предложили носить с собой в течении 1 месяца с октября по ноябрь аромамедальоны с эфирным маслом герани или розмарина. В состав масла Розмарина входят - α- и β-пинены (30%), камфен (20%), борнеол (10-17 %), цинеол (10 %), камфора (7 % ) борнилацетат (2%), (+) лимонен, мирцен, дипентен, вербенон, линалилацетат и ряд соединений неустановленного строения. Химический состав масла Герани сложен, включает в себя более 100 компонентов. Основными его элементами являются спирты и терпеновые углеводороды: цитронеллол, гераниол, линалоол, цитронеллилформат, лимонен, терпинеол, нерол и другие [6].
Но для начала провели небольшой эксперимент на узнавание масла.
В приведенной ниже диаграмме мы показываем за сколько секунд ученики школ смогли угадать название эфирного масла. Первым мы предложили эфирное масло «Розмарина».
Как видно из данных диаграмм ученики быстрее узнали масло «Розмарина» за 3 секунды 2 ученика. Для опознавания эфирного масла «Герани» понадобилось больше времени - 5 секунд и угадал только 1 ученик.
Затем мы провели небольшой тест на аллергию. Для этого небольшое количество масла нанесли на кожу на внутренние части локтевого сгиба и подождали 15 минут. Ни у кого из учеников не было ни красноты, ни зуда. Значит, природные эфирные масла не вызывают практически аллергию, в отличии от синтетических масел.
Наши наблюдения показали, что не смотря на резкие перепады погоды в Алматы те ученики, которые носили ежедневно аромомедальоны не заболели ОРВИ, то есть количество учеников пропустивших занятие снизилось. Те ученики, которые не носили аромомедальоны в группе «А» 3 заболели из пяти, из группы «Б» аналогичная картина. Наряду с выраженным дезинфицирующим эффектом воздуха эфирное масло розмарина оказывают положительное воздействие на общее состояние организма: повышаются бодрость, работоспособность, двигательная активность, снимаются усталость, утомляемость, оказывает успокаивающее воздействие.
Мы считаем, что полезно проводить такие курсы аромапрофилактики в школе в пик простудных и вирусных заболеваний, так как эфирные масла могут поддерживать и усиливать иммунитет [6].
Наше исследование подтверждает предположение о том, что постоянное использование эфирных масел в профилактике простудных заболеваний имеет положительный результат.
Заключение
Люди, постоянно использующие эфирные масла обычно имеют высокий уровень сопротивляемости болезням, меньше простужаются, а если им случается заболеть, быстро выздоравливают. Таки образом, использование эфирного масла – эффективный, но малоиспользуемый прием при профилактике ОРВИ. Применение эфирных масел, как показывает анализ научной литературы и наш проведенный опыт оказывает многогранное профилактическое и лечебное действие, позволяет применять их в системе профилактики, оздоровления и терапии острых респираторных инфекций у школьников. В заключение хочется напомнить, что «мудрый человек предупреждает болезнь, а не лечится от неё».
Библиографический список
Колесникова Р.Д. Эфирные масла хвойных растений России: диссертация ... доктора биологических наук: 03.00.32. Хабаровск, 1998. 474 с.
Степанов С.С. Дикорастущие полезные растения СССР. М.: Наука. 1951. 226с.
Степень, P.A. Летучие выделения сосны. Красноярск: Наука, 1982. 137 с.
Селлар В. Энциклопедия эфирных масел. Москва: Фаир-пресс, 2005 год.
Солдатченко С., Кащенко Г.Ф., Пидаев А.В. Ароматерапия. Профилактика и лечение заболеваний эфирными маслами. Симферополь: Таврида, 2000. 160 с.
Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. М.: Химия, 1994. 256 с.
Kotova EN, Pivneva ND. Essential natural oils in the treatment of acute rhinitis in infants. Vestnik otorinolaringologii 2014; №1, 49- 51р. (In Russian).
Serebryakova EN. Essential oils in the treatment and prevention of acute respiratory infections in children and adults: proven effectiveness, safety, availability .Trudnyy patsient. 2015; №8-9, 49-54 р. (In Russian).