Исследовательская работаmgk.olimpiada.ru/media/work/25799/масла-короткий.pdf · Химия эфирных масел Эфирные масла

1

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ

«МНОГОПРОФИЛЬНАЯ ШКОЛА №1449 ИМЕНИ ГЕРОЯ

СОВЕТСКОГО СОЮЗА М.В.ВОДОПЬЯНОВА»

Исследовательская работа

Получение эфирных масел из растительного сырья и сравнительный

анализ эфирных масел различного производства

Автор работы:

Умыскина Вероника – 11 М

Научный руководитель:

Железнякова Ю.В.- учитель химии,

кпн

Москва, 2020

2

Содержание

Введение .................................................................................................. 3

Глава 1. Эфирные масла: состав, получение, воздействие на

организм человека ................................................................................ 4

1.1. Химия эфирных масел .................................................................. 4

1.2. Получение эфирных масел ........................................................... 4

1.3.Роль в природе и воздействие на организм человека ................ 5

Глава 2. Получение эфирных масел из растительного сырья и

сравнительный анализ масел различных производств ................ 6

2.1. Получение цитрусовых эфирных масел различными

способами .............................................................................................. 6

2.2. Сравнительный анализ цитрусовых эфирных масел

различных фирм-производителей .................................................... 10

Заключение ........................................................................................... 14

Библиография ...................................................................................... 15

3

Введение

Одна из задач медицины - создание эффективных и доступных лекарств.

При использовании искусственных препаратов выяснилось, что они имеют

широкий круг побочных эффектов, плохо совместимы друг с другом,

вызывают аллергические реакции или тяжелые последствия. Поэтому

актуальность использования лекарственных средств на натуральной основе, в

частности масел из растений, возросла за последнее время. О лечебных

свойствах эфирных масел известно с древних времен, а их применение в

медицинских целях имеет давние традиции. Сейчас в продаже имеется

огромное количество эфирных масел, и стоят они недешево. Насколько они

качественны? И можно ли их получить в школьной лаборатории? Мы

выдвинули гипотезу: так как мы будем использовать только натуральное

растительное сырье без химических добавок, то наши эфирные масла будут

более натуральные, чем масла промышленного производства.

Цель: получение эфирных масел и сравнительный анализ качества эфирных

масел разного производства. Задачи:

1. изучить литературу по проблеме исследования;

2. подобрать оптимальные методики и поставить серию экспериментов по

получению эфирных масел из растительного сырья и установлению

подлинности эфирных масел различного производства;

3. провести сравнительный анализ имеющихся образцов эфирных масел.

Объект исследования: эфирные масла различного производства.

Предмет: сравнительный анализ исследуемых эфирных масел.

Мы использовали следующие методы: анализ, наблюдение, сравнение,

химический эксперимент, и оборудование конвергентной Курчатовской

лаборатории.

4

Глава 1. Эфирные масла: состав, получение, воздействие на

организм человека

1.1. Химия эфирных масел

Эфирные масла - это органические соединения, имеющие сложный

химический состав, компоненты которого содержат углерод, водород и

кислород.

Выделяют свыше 500 химических веществ, входящих в состав эфирного

масла:

1 группа-терпены. Это основной компонент эфирного масла, природный

углеводород с общей формулой (С5Н8). [1]

Терпены подразделяются на:

Монотерпены. D3-карен (масла хвойных), D-лемонел (масла

цитрусовых), 5-метоксипсорален (цитрусовые)

Сесквитерпены. Азулен (полынь), хамазулен (ромашка).

Дитерпены. Присутствуют в малых дозах.

2 группа – терпеноиды - то кислородные производные терпенов, которые

подразделяются на спирты, альдегиды, эфиры, кетоны, фенолы, кумарины. [3]

1.2. Получение эфирных масел

Эфирные масла получают из эфироносных растений из эфироносного

орган - той часть растения, которую используют для производства эфирного

масла. [12,8]

Способ извлечения масла зависит от состава сырья и свойства

извлекаемого масла. Основная цель - получить максимальное количество и

качество.

1. Механический способ (прессования, выжимания) - применяется для

цитрусовых, так как эфирное масло в них находится в большом объеме в

околоплодниках.

5

2. Методы дистилляции используются, если в сырье содержится

сравнительно много душистого масла, и оно термостабильное.

3. Методы экстрагирования применяют, если компоненты масла

термолабильны и разрушаются при нагревании. Различают:

а) экстракцию низкокипящими растворителями (этиловый эфир, метилен

хлорид, петролейный эфир, ацетон и др.); б) экстракцию сжиженными газами

(пропан, бутан, углекислота); в) экстракцию жирами (мацерация цветочного

сырья жирным маслом с нагреванием и без него). [8]

4. Методы поглощения также используют для термолабильных масел:

– анфлераж - поглощение твердыми высококачественными жирами

выделяющегося масла (преимущественно из цветков);

– динамическая сорбция – поглощение масел сорбентами: активированным

углем, силикагелем.

Конечные продукты при первых двух способах - эфирные масла, при

третьем – экстракционные эфирные масла, а при четвертом – цветочные

помады. [11]

У каждого метода есть свои преимущества и недостатки, и эфирные масла,

полученные разным способом, имеют различные свойства.

1.3.Роль в природе и воздействие на организм человека

Роль эфирных масел в жизнедеятельности самих растений до конца еще

не раскрыта, но выяснено: 1. выделяемыми эфирными маслами растение

защищает себя от насекомых-вредителей, различных инфекций и поедания

животным; 2. аромат эфирных масел растений привлекает насекомых для их

опыления; 3. отдельные компоненты эфирных масел можно рассматривать как

промежуточные компоненты обмена веществ или запасные вещества в

растении. Видимо, в жизни растений эфирные масла выполняют

одновременно несколько функций. [3]. Натуральные масла растений имеют

ряд преимуществ, делающих их применение в современной медицине

актуальным:

6

1. Практически отсутствие побочных эффектов, что расширяет круг

использования от детей и беременных женщин до стариков;

2. Универсальность применения. Масла можно применять как внутрь, так

и наружно, а также в виде ингаляций и ароматерапии.

3. Комплексное воздействие на организм. [7]

На этих свойствах основано применение эфирных масел для лечения

различных недугов. Наиболее интересны противовирусные,

противовоспалительные, антимикробные и противоглистные свойства.

Некоторые эфирные масла оказывают воздействие на деятельность ЦНС и

сердечно-сосудистой системы, даже обладают свойствами транквилизаторов.

[12]

Эфирные масла находят применение и для повышения памяти,

внимания, работоспособности, точности выполнения задания. [7]

На основании вышеизложенного мы сделали следующие выводы:

1. Эфирные масла являются уникальным природным продуктом,

позволяющие корректировать состояние здоровья без применения

лекарств.

2. У каждого масла свой химический состав, определяющий его свойства

и не зависящий от части растения, из которой его добывают.

3. Все способы получения масел имеют достоинства и недостатки; выбор

способа зависит от свойства сырья и продукта.

Глава 2. Получение эфирных масел из растительного сырья и

сравнительный анализ масел различных производств

2.1. Получение цитрусовых эфирных масел различными способами

В первой части эксперимента мы получили цитрусовые эфирные масла

в школьной лаборатории разными способами и оценили их эффективность и

простоту. Выбор сырья – цедра апельсина (Citrus sinensis), лимона (Citrus

7

limonum), мандарина (Citrus nobilis) и грейпфрута (Citrus paradisi) –

определялся его доступностью в любое время года, высоким содержанием в

нем эфирных масел и доступностью их извлечения (по описанию в

литературных источниках). Описание методов – в ПРИЛОЖЕНИИ. Тремя

методами мы получили пробы масел всех цитрусовых: апельсина, грейпфрута,

мандарина, лимона, и данные занесли в таблицу 1.

Сравнительный анализ методов получения эфирных масел

Метод Оборудование Время Кол.

сырья

Продукт

Перегонка

с водой

Спиртовка, 2

пробирки, держатель,

стакан с водой

7 мин. 10 гр 3 мл с водой

Экстракция

жирами

Вод. баня, хим.

стакан, ткань плотная

3 дня настаивать, 30

мин нагревать на бане

20 гр+20

мл базы

15 мл с маслом

Перегонка

с вод.

паром

Установка из 2-х

колб и трубочек,

песчан. баня,

спиртовка

1 час- закипание воды,

через 40 мин после

этого процесс

начался+еще 45 мин.

300 гр 60 мл с водой

Наиболее удобным нам показался метод №1: он не требует подготовки

и сложного оборудования, те же 60 мл, как в методе №3, можно получить за 2

часа, если перегонять сырье малыми порциями, но можно одновременно

нагревать несколько пробирок с сырьем, тогда процесс значительно

ускорится. Способ №2 также несложен, хотя достаточно времени (3-4 дня)

требуется на подготовку (настаивание), но его существенным недостатком

является то, что цитрусовое масло находится в оливковом, и отделить его в

школьной лаборатории мы не смогли. Хотя все зависит от области применения

данного продукта. Способ №3 оказался самым затратным по времени и

сложным по оборудованию (пришлось подгонять трубки под отверстия в

пробках, колбы соединять так, чтобы конструкция была устойчива).

8

Основные компоненты эфирных масел - это терпены (производные

изопрена), ароматические соединения, альдегиды, сложные эфиры,

предельные и непредельные углеводороды, и еще ряд органических

соединений. [1,3 ]

-лимонен -цитраль (1-

гераниаль-преобладает в цитрусовых)

-деканаль -цимол

-мирцен (ациклический природный терпен) [1]

Но в некоторых маслах содержатся вещества, делающие его запах

неповторимым. Так, для масла мандарина это метилантранилат:

9

[1,3]

Мы не смогли идентифицировать все эти вещества в школьной

лаборатории, но провели качественную реакцию Вагнера. Мы проверяли

свойства только масел, полученных методом дистилляции, так как в базовом -

оливковом масле - содержатся непредельные соединения. Кроме того, мы

капали по 2 капли каждого масла в специальный керамический аромакулон и

фиксировали время сохранения запаха. Результаты экспериментов занесли в

таблицу 2.

Свойства цитрусовых масел, полученных в школьной лаборатории

Свойства Цвет Запах Реакция с

KMnO4

Время

сохранения

запаха Масло

апельсин желтый свежий, цветочно-

фруктовый

обесцв.,корич.

хлопья

5ч

лимон бледно-желтый цитрусовый, чуть

горьковатый


хлопья (медл.)

3ч

мандарин оранжевый яркий, цитрусовый,

сладковатый


хлопья

6ч

грейпфрут бледно-желтый очень слабый,

цитрусовый


хлопья (медл.)

1ч

Наиболее яркий цвет и запах из всех полученных нами масел, имеет

масло мандарина, и оно же наиболее долго сохраняет запах в аромакулоне. Те

же свойства у масла апельсина. Масла лимона и грейпфрута по цвету бледно-

желтые, имеют неустойчивые запахи (особенно грейпфрут), лимон сохранил

чуть-горьковатый оттенок запаха в аромакулоне довольно долго, но был

слабый. Запах натуральных масел в керамическом аромакулоне должен

сохраняться несколько суток, но наши масла были с примесью водного

дистиллята, поэтому не сохраняли свой запах так долго.

10

При реакции Вагнера все растворы достаточно быстро обесцветились, и

появились бледно-коричневые хлопья (MnO2). Быстрее всего реакция прошла

в маслах мандарина и апельсина.

2.2. Сравнительный анализ цитрусовых эфирных масел различных

фирм-производителей

Во второй части нашей экспериментальной работы мы решили

исследовать, насколько масла промышленного производства соответствуют

заявленному качеству. Для этого мы приобрели несколько цитрусовых масел

в магазине «Твой дом», в аптеке сети «Горздрав», а одно масло апельсина

заказали на сайте http://blumenberg.info/. Все методики, которые оказались

доступны для использования в школьной лаборатории, не давали гарантии

100%-ной проверки качества, поэтому мы собрали все возможные виды

проверки [9,11] и провели их с пятью образцами, а некоторые из них

проверили на полученных нами эфирных маслах. Результаты занесли в

таблицу 3.

Сравнительный анализ цитрусовых эфирных масел различного

производства

http://blumenberg.info/

11

Цена

(300-800

руб. за

10мл.)

Фирма -

производитель.

Информация с

этикетки.

Флакон:

V= 1-10мл.

Темное стекло,

с кольцом и

капельницей.

Капли на

бумаге.

Проба на

пальцах.

V

исх.,

мл.

V

после

добав.

H2O

1.Апельсин 380 руб. Blumenberg 100% натуральное

эфирное масло

апельсина.

Латинское и русское

назв. есть,

применение,

противопоказания,

изготовитель,

хранение, срок

годности,



кольцо и

капельница

есть, защита от

детей. 10мл.

Бесцветное. Скользкое,

легкое, но не

жирное. Запах

апельсиновых

корочек.

9 9

2.Лимон

(Pellesana)

105 руб. Рино Био Латинское и русское

назв. есть,





годности,



кольцо и


есть. 10мл.

Оранжевое

пятно, самое

жирное.

Жирное, более

тяжелое,

скользкое.

Запах слабый.

8 8

3.Лимон 80 руб. ООО

“Мануфактура”


назв. есть,






кольцо и


есть. 15мл.

Бесцветное,

самое слабо-

жирное.

Более скользкое,

менее жирное.

Синтетический

запах.

14 13,5

12

годности,


4.Апельсин 90 руб. ООО



назв. есть,





годности,



кольцо и


есть. 15мл.

Бледно-

желтоватое

пятно.

Не скользкий, не

жирный. Запах

свежих корочек.

13,5 13,5

5.Мандарин 99 руб. ООО


Латинского нет,

русское назв. есть,





годности,



кольцо и


есть. 10мл.

Желтоватое

пятно.

Не жирное,

менее скользкое.

Синтетический

запах.

9 9

Апельсин - - - -

Бесцветные и

не жирные.

Не жирное,

скользкое

Мандарин - - - - Чуть более

жирное,

скользкое

Грейпфрут - - - - Не жирное,

скользкое

Лимон - - - - Не жирное,

скользкое

13

На основании данных таблицы можно заметить, что цена купленных

нами масел, за исключением одного (масло апельсина фирмы Blumenberg),

гораздо ниже стандартных цен на масла цитрусовых. Все флаконы

соответствуют стандарту по цвету и наличию капельницы, но только у масел

№1 и № 2 имеют стандартный объем (1-10 мл). На всех этикетках без

исключения написано, что это - 100%-но натуральные масла, что, исходя из

цены и других проб вряд ли соответствует действительности. На всех

этикетках содержится вся необходимая информация: применение,

противопоказания, сроки хранения, производитель, русское название, и

только на последней этикетке (масло мандарина ООО «Мануфактура») не

было латинского названия растения, которое должно быть на упаковке

качественного масла.

Пятна на бумаге практически совпадают с теми, которые должны оставлять

качественные масла, кроме проб №2 и №3, которые не должны быть

жирными в принципе.

Неприятными синтетическими запахами обладают пробы №3 и №5, а у

пробы №2 очень слабый запах, который вряд ли сохранится в аромакулоне в

течение нескольких суток.

Пробы №2 и №3 оказались слишком жирными наощупь, а пробы №4 и №5 –

не достаточно скользкими при растирании между пальцами, чего быть не

должно. Кроме того, в пробе №3 после растворения в воде объем уменьшился

на 0,5мл, что говорит о наличии растворимых примесей.

На основании результатов всех проб можно заметить, что качественным

натуральным маслом можно считать только пробу №1.

На основании проведенных исследований мы сделали следующие выводы:

14

1. В школьной лаборатории можно получить эфирные масла цитрусовых

различными способами, но они выделяются либо вместе с водным

дистиллятом, либо совместно с базой.

2. По ряду показателей они не хуже покупных натуральных масел, но

имеют менее устойчивые запахи и из-за меньшей

концентрированности обладают, скорее всего, более слабыми

лечебными свойствами.

3. Наиболее простым, удобным и быстрым способом является перегонка

цедры цитрусовых с водой; им можно пользоваться и в домашних

условиях.

4. Способов точного определения подлинности и качества эфирных масел

в условиях школьной лаборатории нет; все испытанные способы можно

использовать только в комплексе, и они не дают точного результата.

5. Определяющими факторами подлинности эфирного масла являются

известная на рынке фирма-производитель и цена.

6. Из всех исследованных нами образцов масла только один можно

считать качественным по сумме показателей; так как у потребителей

велика вероятность купить некачественный продукт, то получение

эфирных масел в домашних условиях остается достаточно актуальным.

Заключение

Актуальность работы определяется тем, что использование эфирных

масел имеет долгую историю, и с их помощью и сегодня можно решить ряд

проблем, не прибегая к лекарственным средствам, которые имеют побочные

эффекты, причем часто-отдаленные по времени.

Выдвинутая нами гипотеза подтвердилась частично: наши масла были

действительно натуральными, но по концентрации уступали

промышленным, поэтому они гораздо быстрее теряли запах, и их лечебный

эффект из-за этого должен быть существенно ниже. Мы планируем

15

продолжить работу по извлечению эфирных масел другими способами и из

разного растительного сырья, и надеемся добиться более

концентрированного продукта.

Библиография

1. Бойко Н.Н. Эфирные масла. Целебные свойства растительных

ароматов. Тверь: Родная страна, 2015 – 335 с.

2. Войткевич С.А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии. М.:

Пищевая промышленность, 1999. — 329 с.

3. Гуринович Л. К., Пучкова Т. В. Эфирные масла: химия, технология,

анализ и применение. М.: Школа косметических химиков, 2005.

4. Ирисова О.А. Ароматерапия. Практическое руководство. М.: МГУ,

2002. – 218 с.

5. Мак-Гилвери К., Рид Д.. Основы ароматерапии. М.: Росмэн, 1998

6. Николаевский В.В. Ароматерапия. Справочник. М.: Медицина, 2000.

7. Солдатченко С.С., Николаевский В.В., Кироленко Е.С., и др. Эфирные

масла – древнейшее лечебное средство. Симферополь: Крымский

республиканский НИИ им. Сеченова И.М., 1995. — 160 c.

8. Справочник технолога эфирномасличного производства. / Под ред.

Чипиги А.П. – М. Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 184 с.

9. https://blog.by-cosmetics.com/index.php/ru/item/357-essential-oils

10. http://best-permanent.ru/aromaterapiya/sposoby-polucheniya-efirnogo-

masla-iz-rastenij/

11. https://studfiles.net/preview/6761345/page:81/

12. https://avrorra.com/efirnye-masla-svojstva-i-primenenie-tablica/

13. http://kvartacosmetic.ru/ob_aromaterapii/91

https://www.twirpx.com/file/666578/

https://avrorra.com/efirnye-masla-svojstva-i-primenenie-tablica/

http://kvartacosmetic.ru/ob_aromaterapii/91

Documents

Исследовательская работаmgk.olimpiada.ru/media/work/25799/масла-короткий.pdf · Химия эфирных масел Эфирные масла