Химический состав растений.
Растительный мир является очень сложным созданием природы как по своему химическому составу, так и по выполняемым функциям.
В природе растения являются единственными создателями органических веществ из неорганических.
В растительных организмах найден 21 элемент.
В первом приближении можно сказать, что растение состоит из 2-х частей:
Воды и сухих веществ.
Вода - ее содержание находится в пределах 70-90% и варьирует в зависимости от органа растения. Вода является средой, в которой протекают все биохимичесие процессы и одновременно их активным участником, около 15% воды находится в связанном виде.
Сухие вещества можно разделить на 2 группы: органические и минеральные.
Минеральные вещества – находятся в небольших количествах в клеточном соке всех клеток растения, различают
-макроэлементы: K, Na, Ca, Mg, Mn, Si, Cl, P (в золе их кол-во не менее сотых долей процента)
-микроэлементы: Fe, Cu, Zn, Ba, Mo, и др. (тысячные доли процента).
Минеральные вещества играют важную роль в жизнедеятельности растения.
P – источник энергии;
Fe, Cu, Mo и др. участвуют в настроении ферментов;
Mg - является обязательной составной частью хлорофилла, ферментов;
Ca – структурный элемент мембран клеток.
В виде плодов и овощей растения – главный поставщик минеральных веществ для организма.
В настоящее время особое значение минеральные вещества приобретают при лечении болезней крови, злокачественных опухолей и др. Об общем содер-жании минеральных веществ в лекарственных растениях судят по золе, количество которой от 3 до 25% в зависимости от вида сырья. Различают золу «общую» и золу «нерастворимую в 10% соляной кислоте:
общая зола – весь зольный остаток, получившийся после озоления раститель-ного материала.
|
|
Та часть золы, которая не растворится потом в 10% соляной кислоте, является кремневой и характеризует степень запыленности растения (надземные части) или плохую отмывку от земли (подземные части корни, корневища ит.д.) (в хвоще, эфедре, накапливается кремний в тканях)
Зола перешедшая в раствор 10% соляной кислоты считается естественной зольностью растения.
Состав микроэлементов в растении своеобразен и является индикатором почвы, на которой произрастало растение.
Органические вещества делятся на вещества первичного синтеза и вещества вторичного синтеза.
Веществами первого синтеза являются:
белки, углеводы, липиды, ферменты и витамины.
К веществам второго синтеза относятся:
Органические кислоты, гликозиды, сапонины, эфирные масла, смолы, слизи, алкалоиды, фитонциды, фенольные соединения, флавоноиды, дубильные вещества, горечи).
Лечебные свойства растений зависят от наличия БАВ, которые при поступлении в организм человека и животных оказывают физиологическое воздействие и проявляют целебные свойства. БАВ разнообразны по своему составу и относятся к различным классам химических соединений.
Вещества первичного синтеза.
1. Белки составляют основную массу протоплазмы различают:
а) белки простые – протеины (состоят из аминокислот: альбумины, глобулины).
Альбумином является – рецин белок семян клещевины. Глобулины составляют основную массу белков масличных семян;
б) белки сложные – протеиды – это соединение простого белка с небелковым компонентом (фосфопротеиды, глюкопротеиды, нуклепротеиды, металлопротеиды, хромопротеиды).
|
|
Веществами белковой природы являются ферменты, они участвуют в обмене веществ, являясь катализаторами биохимических процессов.
Среди лекарственных растений нет сырьевых объектов, которые используются для медицинских целей ради содержания в них белков, аминокислот, ферментов.
2. Липиды ( жирные масла и жиры ) это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот содержатся во всех тканях, но в наибольших количествах, накапливаются в семенах и плодах. Представляют собой энергетический и строительный резерв.
В медицине находят применение:
жидкие растительные масла:
а) невысыхающие – оливковое, миндальное, горчичное, арахисовое, касторовое, персиковое, абрикосовое;
б) высыхающие – льняное, конопляное, маковое, тунговое;
в) полувысыхающие – подсолнечное, хлопковое, соевое, кукурузное, кунжутное;
твердые растительные масла:
масло какао, кокосовое, пальмоядровое, лавровое, чаульмугровое.
3. Углеводы – органические вещества, состоящие изО, С, Н.
К углеводам относятся:
моносахариды, олигосахариды (ди-, три-, тетра-) и полисахариды.
По значению для растения делятся на 3 группы
1) метаболиты – участвуют в биохимических процессах, протекающих в растении и служат исходными веществами для веществ вторичного синтеза (моно-, ди- сахара).
2) Запасные вещества (крахмал, инулин)
3) Структурные (скелетные) – клетчатка.
Моно- и дисахара.
Моносахара: глюкоза, фруктоза (главные), манноза, рамноза, галактоза, сорбоза, рибоза
Дисахара: сахароза, мальтоза.
|
|
Источниками чистого кристаллического сахара (сахарозы) является сахарный тростник и сахарная свекла.
Сахар – используют для производства сиропов, как наполнитель таблеток и порошков с сильнодействующими ядовитыми веществами.
В медицине применяют не только сахара, выделенные в чистом виде, но и продукты, содержащие их: мед, высушенные фрукты, ягоды (виноград, абрикосы и др.).
Полисахариды.
Полисахариды – (полиозы) – природные высокомолекулярные углеводы, состоящие из различных моносахаридов (моноз)
Общая формул (С6Н10О5)n
Полисахариды делят на 3 группы:
-кислые (глюкуроноглеканы)
-нейтральные
-основные
Полисахариды чаще встречаются в виде клетчатки, крахмала, инулина, пектиновых веществ, камеди, слизи.
Клетчатка – основа растения, составляет 50% древесины, после извлечения БАВ из сырья при приготовлении препаратов отбрасывается. Она не растворима в воде, и в органических растворителях. На переработке клет-чатки основаны текстильная и бумажная промышленность, микробиологи-ческим путем из целлюлозы получают спирты, кислоты, сахара.
Для медицинских целей значение имеет клетчатка, составляющая основу перевязочных материалов (хлопок, лен и др.) – (вата, марля, бинты – волокна хлопка).
Крахмал – важнейший резервный питательный углевод растений, отклады-вается в семенах, корнях, корневищах. Сырье богатое крахмалом следует оберегать от амбарных вредителей.
Крахмал не растворим в воде и органических растворителях, в горячей воде образует вязкий коллоидный раствор, мешающий фильтрации.
Реактив – раствор Люголя образует синее окрашивание.
В фармации используются следующие виды крахмала: картофельный, пше-ничный, рисовый, маисовый.
Зерна картофельного крахмала наиболее крупные (80-100мкм) яйцевидной формы с центром нарастания в виде точки.
Зерна пшеничного крахмала – 2-х типов: крупные (28-30мкм) и мелкие (6-7мкм) средних нет, форма чечевицеобразная, т.е. круглая и плоская, часто с продольной трещиной (под микроскопом – круглая, если лежат плошмя; веретенообразная – если расположены ребром).
Зерна кукурузного (маисового) крахмала величиной 20-35мкм, форма угло-ватая или круглая, слоистости нет, характерна крупная центральная кресто-образная трещина.
Рисовый крахмал наиболее мелкий (4-5мкм), зернышки не содержат ни сло-истости, ни трещин.
Крахмал вымывают из тканей холодной водой.
Применение:
1) в присыпках и мазях (как consistitues);
2) обволакивающее внутрь и в клизмах в форме отвара (клейстер);
3) в хирургии для неподвижных повязок – крахмальных бинтов;
4) в таблеточном производстве (связывающее, опудривающее, наполнитель).
Крахмалоносные растения: злаки, картофель (23% крахмала).
Инулин - высокомолекулярный полисахарид, запасное вещество, встречается в подземных органах семейства астровых, (одуванчик, девясил, цикорий, левзея, тапинамбур).
Инулин растворим в воде, не мешает фильтрации.
Пектины – с греческого «pectos» - студнеобразный, соединяющий.
Общее название полисахаридов, содержащих полигалактуроновую кислоту.
Накапливаются в спелых плодах и зрелых овощах в соках. В промышленных масштабах получают из свеклы, яблок, лимонов (25% пектина в сухой мякоти).
Богаты пектинами: плоды шиповника, ягоды клюквы, смородины, корни алтея, солодки.
Пектины осаждаются спиртом.
Характерное свойство пектинов - способность давать студни в присутствии сахара и кислот.
Желирующая способность пектинов используется в пищевой промышлен-ности.
В фармации: используются как вспомогательное при приготовлении лекар-ственных форм.(эмульсии – эмульгатор, пилюли – связывающее).
Пектины участвуют в суммарном лечебном эффекте проявляемом основными действующими веществами.
Камеди: растворимые в воде полисахариды, образующие коллоидные, полупрозрачные, вязкие и клейкие растворы. Представляют собой магниевые или кальциевые соли сахаро-камидиевых кислот, не растворимы в спирте, эфире, хлороформе и др. органических растворителях.
Камеди образуется на местах различных случайных естественных повреж-дений (трещины в коре, повреждения насекомыми, животными и т.д.) или специальных искусственных ранений.
Первоначально мягкие или вязкие натеки камеди на воздухе постепенно твердеют, превращаясь в аморфные массы разнообразной формы, величины и окраски.
Камеди безвкусны (некоторые сладковаты, редко горьковаты) без запаха.
По растворимости в воде делятся:
1) растворимые – арабиновые (аравийская);
2) полурастворимые – бассориновые (сливовая, вишневая);
3) нерастворимые – набухающие – цезариновые (лоха).
Образование камедей свойственно деревьям и кустарникам, в меньшей сте-пени – травянистым многолетникам с деревенеющим корнем и основанием стебля.
Камедь продуцируют различные органы растения – корни, ствол, ветви, плоды, семена, наибольшее истечение из стволов.
Камедь образуется в результате слизистого перерождения целлюлозных оболочек паренхимной ткани сердцевины и сердцевинных лучей.
Наиболее богаты камеденосами семейства:
Fabaceae (32 рода), Rosaceae, Rutaceae, Meliaceae, Anacardiaceae.
Камеди используются в качестве вспомогательных веществ при изготовлении лекарственных форм (эмульсий, таблеток, пилюль).
Слизи – растворимые в воде углеводы. Образующие коллоидные растворы. Образуются в результате естественного слизистого перерождения клеток эпидермиса, отдельных клеток коровой и древесной паренхимы, межкле-точного вещества и клеточных стенок. Слизи выполняют для растения роль:
1) резервных углеводов,
2) защитного биоколлоида.
По характеру образования слизи различаются сырье:
1) с интерцеллюлярной слизью
(льняное семя, семена айвы, блошное семя);
2) с внутриклеточной слизью (клубни ятрышника, корень и листья алтея, листья мать-и мачехи);
3) с мембранной слизью (ламинария и др. водоросли).
Максимальное накопление слизи в подземных частях - в фазе осеннего увядания, в семенах - в период их созревания.
Образованию слизи способствуют: тепло, влага, свет.
Слизи бесцветны или желтоваты, без запаха, слизистого иногда сладковатого вкуса, полужидкой консистенции. Извлекаются из сырья водой.
По химическому составу: построены по типу длинной цепи взаимосвязанных моносахаридов, содержат остатки уроновых кислот и их Ca++, K++, Mg++ соли.
Качественные реакции: 1) под влиянием едкого натра слизь приобретает лимонно-желтоватый цвет, 2) от метиленового синего - голубой, 3) на фоне черной туши слизь под микроскопом имеет вид бесцветных сгустков.
Сырье богатое слизями заготавливают: в сухую погоду т.к. легко ослизняются в воде, сушат тонким слоем при хорошей вентиляции и частом перемешивании, оптимальная температура 50-60˚С.
Хранят в сухом месте, при увлажнении сырье отсыревает, плесневеет, прокисает, темнеет, поражается микроорганизмами.
Применение: полисахариды оказывают обволакивающее, мягчительное, противовоспалительное, отхаркивающее, ранозаживляющее действие.
Их используют при заболеваниях ЖКТ и дыхательных путей. Некоторые полисахариды повышают иммунитет, обладают кровоостанавливающими свойствами.
Открыты новые биологическиактивные полисахаридно-белковые комплексы с молекулярной массой до 3млн. противоопухолевого, противоязвенного и противовирусного действия.
4. Витамины – органические вещества растений разнообразной химической структуры в малых дозах необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Не являясь материалом для биосинтеза, они участвуют во всех биохимических процессах, часть входят в состав ферментов. Имеют огромное значение для нормального обмена веществ. Ежедневно человеку требуется ≈ 12 витаминов, (но с... потребленость крайне мала С≈ 70мг,
В - 2 – 2,5). Отсутствие витаминов вызывает – авитаминозы (цинга, пеллагра...недостаток – гиповитаминозы, избыток – гипервитаминоз.
Витамины открыты в 1880г Н.И. Луниным, термин «Витамин» предложен в 1912г К.Функом. Синтезируются витамины растениями, частично микрофлорой кишечника, витамин Д – кожей человека.
Локализация витаминов различна, чаще в зеленых частях растений и в плодах; не образуются, но накапливаются в корнях и др. подземных частях (морковь, лук, чеснок, картофель) способствуют накоплению витаминов богатые энергией лучи солнца и др. общеизвестные природные факторы.
Наиболее богаты витаминами – виды семейств розоцветных, астровых, крапивных, сельдерейных, лилейных.
Каротином богаты корнеплоды моркови, плоды череды, столбики с рыльцами кукурузы, витамином К - листья крапивы, трава пастушьей сумки, кора калины, витамином С – плоды шиповника, ягоды черной смородины, плоды цитрусовых, листья первоцвета.
Способы получения: 1)извлекают из природных источников подходящим растворителем:
-водорастворимые: В, С, Р, РР.
-жирорастворимые: А, D, Е, К, F.
2)производятся микробиологическим способом, внедряется химический синтез.
Физические свойства: витамины- кристаллические вещества или жидкости белого, желтого, оранжевого или красного цвета, имеют специфический вкус, без характерного запаха.
Химические свойства: витамины – индивидуальные вещества различных химических классов, их свойства обусловлены их химической структурой.
Классификация: выделяют 4 группы на основании химического строения.
1. Алифатические:
а) производные лактонов ненасыщнных полиоксикарбоновых кислот (аскорбиновая к-та – вит. С)
б) алифатические ненасыщенные кислоты (высоконепредельные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая) – вит. F
2. Алициклические:
а) циклогексеновые соединения (ретинол – вит. А, каротиноиды: кальциферолы – вит.D)
3. Ароматические:
а) нафтохиноны (вит. К1 – филлохинон; вит. К2 – фарнахинон)
4. Гетероциклические:
а) хромановые (токоферолы – вит. Е)
б) фенилахромановые (биофлавоноиды – вит. Р)
в) пиридинкарбоновы (никотиновая к-та – вит. РР, В3 )
г) пиридоксиновые (пиридоксин – вит. В6)
д) пиримидинотиазовые (тиамин – вит. В1)
е) птериновые (фолиевая к-та – вит.Вс)
ж) изоаллоксазиновые (рибофлавин – вит.В2)
з) кобаламиновые (цианокобаламин – вит. В12)
По функции в организме:
1) витамины, работающие в составе ферментов – энзимовитамины: группы В, РР, Вс, В15, U, К.
2) витамины, из которых образуются некоторые гормоны – витамины и прогормоны D, А
3) витамины антиоскиданты: С, Е, каротиноиды, защищают клетки от повреждающего действия кислорода.
К витаминному сырью относят то ЛРС, в котором накапливается та или иная группа витаминов в значительных количествах.
Заготовка: сбор в фазе максимального накопления преобладающего витамина в сухую погоду, сушат в день сбора, допускается сушка при
t=70-90˚С (витамины относительно стойкие соединения).
Хранят: в хорошо проветриваемом помещении, оберегая от вредителей и отдействия факторов окружающей среды.
Применение:
Сырье богатое витаминами служит средством профилактики и лечения гипо- и авитаминозов.
Применяют витаминные чаи, сборы, настойки, экстракты, сиропы, соки, детское витаминизированное питание, чистые витамины и поливитаминные комплексы.
Витамины растений усваиваются в организме наиболее полно, этому способствуют сопутствующие другие вещества растения.
В растениях всегда содержится сумма разных витаминов с преобладанием одного из них. Сырьё классифицируют по преобладающему витамину.
Сырье содержащее алифатические витамины.
Аскорбиновой кислотой богаты свежие растения, фрукты, ягоды, лимоны, мандарины, апельсины, яблоки (антоновка), шиповник, черная смородина, барбарис, актинидия, облепиха, свежие овощи – салат, капуста, свекла, картофель. Много ее в хвое и почках сосны, листьях первоцвета весеннего, крапивы.
(сушат при t=80-100˚С в ленточных сушилках).
Сырье содержащее витамины ароматического ряда
(витамины группы К – нафтахиноны)
Витамин К1 (филлохинон) находится в листьях люцерны, шпината, крапивы, кукурузных рыльцах, плодах шиповника, траве пастушьей сумки, тысячелистника, почечуйной траве.
Сырье применяют в отварах и сборах, чаях.
Чистый филлохинон получают синтетически в заводских условиях. Передозировка приводит к тромбофлебиту. Снимают эти явления антикоагулянты: дикумарин, неодикумарин.
Витамин К2 (фарнахинон) – продукт жизнедеятельности бактерий.
Оба витамина необходимы для нормального процесса свертывания крови, т.к. принимают участие в образовании протромбина и влияют на его содержание в крови. Их недостаток приводит к кровоизлияниям.
Сырье содержащее витамины алициклические.
Каротин - провитамин А под влиянием ферментов в организме превращается в витамин А, известно 9 провитаминов А называемых каротиноидами.
Чаще он встречается в плодах, окрашенных в оранжевый или красный цвет, локализуется в хлоропластах вместе с ксантофиллом.
Содержится в плодах облепихи, рябины, шиповника, цветках календулы, листьях грецкого ореха, траве сушеницы топяной, траве череды.
Биофлавоноиды ( вит. Р) –см. тему флавоноиды.
5. Алкалоиды - природные растительные азотосодержащие органические соединения основного характера имеющие сложный состав и обладающие специфическим действием (чаще азот гетероциклический, реже в боковой цепи).
Термин «алкалоид»:
с арабского alkali – щелочь щелочеподобный
с греческого eidos – подобный
Наиболее богаты алкалоидами растения семейств маковых, пасленовых, лилейных, мареновых, сельдерейных, бобовых, амариллисовых, лютиковых.
В растениях алкалоиды находятся в клеточном соке в растворенном виде, образуя соли с органическими кислотами: щавелевой, лимонной, винной, яблочной, с меконовой – в маке, с хинной – в хинном дереве.
Содержание алколоидов колеблется от тысячных долей процентов до нескольких процентов (1-3% - считается богатым), в хинной коре – 15-20%.
Алкалоиды могут содержаться во всех органах, но чаще они преобладают в каком-либо одном (например мак опийный во всех органах кроме семян).
Обычно в растении содержится несколько (до 20 и более) алкалоидов со сходными химическими структурами, чаще всего одного типа действия
(в опии 26, в корнях раувольфии -35).
Богаты алкалоидами растения влажного тропического климата. Теплая погода способствует повышению содержания алкалоидов в растении; холодная тормозит, при заморозках они не накапливаются. Содержание алкалоидов меняется даже в течение суток.
(у лобелии их на 40% больше в ночное время чем в полдень, надрезы коробочек мака в вечерние часы дают больше выход опия с высоким содержанием алкалоидов, у солянки Рихтера сбор сырья ранним утром и ночью).
Высокий фактор – у каждого вида свои оптимальные высоты над уровнем моря (крестовник больше алкалоидов у растений в горах на высоте 1800-2000м), почвенные условия (у солянки Рихтера, росшей на песках ≈ 1% алкалоидов, а на глинистой лишь следы).
У культивируемых содержание алкалоидов повышается при внесении азотных удобрений. Имеет значение внутривидовая (индивидуальная) изменчивость (содержание алкалоидов зависит от индивидуальных свойств растений одного вида растущих в одинаковых условиях).
Содержание алкалоидов снижается при хранении в сырых помещениях, при замедленной сушке нестойкие алкалоиды разлагаются.
Биологическая роль окончательно не выяснена, регулируют рост и обмен веществ,защитная роль. Юнусов считает, что алкалоиды при дыхании окисляются в пероксид, переходящий в оксид с выделением активного кислорода, который используется для фотосинтеза.
Классификация:
Химическая классификация академика Орехова А.П. в зависимости от строения углеродного скелета
1) 
Алкалоиды с азотом в боковой цепи:
ОН СН3
- СН – СН – NH – СН3
Эфедрин из эфедры
Сферофизин из сферофизы.
Колхицин, колхамин из клубнелуковиц безвременников
2) Производные пирролидина и пирролизидина
 |  |
N
H N
Платифиллин, сарацин, сенецифиллин из крестовников
 | |||
 |
3) Производные пиридина и пиперидина
 | |||||||||
 |  | ||||||||
 |  | ||||||||
N N
 |
H
Анабазин, лобелин
из анабазиса безлистого
и лобелии одутлой
4) Производные тропана:
гиосциамин, атропин, N - CH3
скополамин из красавки,
белены, дурмана
 |
5) Производные хинолизидина
пахикарпин, термопсин из
софоры, термопсиса
N
6) Производные хинолина
хинин из хинной коры
эхинопсин из пл. мордовника
N
7) Производные изохинолина
алкалоиды опия: морфин, папаверин
алкалоиды чистотела, барбариса,
у мачка желтого – глауцин N
у солянки Рихтера – сальсолин
8)Производные индола
Алкалоиды спорыньи,
барвинков, катарантуса розового,
корня раувольфии – резерпин,
семян чилибухи – стрихнин NH
9) Пуриновые (ксантиновые) алкалоиды
|
кофеин из листьев чая, семян колы N NН
N N (пурин)
10) Стероидные алкалоиды:
соланин, соласонин – паслен дольчатый алкалоид чемерицы
Физико-химические свойства:
большинство кислородосодержащих алкалоидов твердые кристаллические или аморфные вещества без запаха, горького вкуса, бесцветные, лишь некоторые окрашены (берберин у барбариса желтого).
Бескислородные – летучие жидкости с неприятным запахом (никотин –табака, конин болиголова).
Алкалоиды оптически активны.
Алкалоиды – основания в воде нерастворимы, растворимы в спирте, эфире, хлороформе и др. неполярных органических растворителях.
Соли – алкалоидов растворимы в воде и спирте, не растворимы в органических растворителях.
Получение: проходит в 3 стадии:
1) извлечение из растительного сырья щелочами
2) очистка полученных извлечений
3) разделение суммы алкалоидов и очистка
Качественные реакции:
а) общие осаждающие реакции: (позволяют установить присутствие алкалоидов) реактивы: танин, хлорную ртуть (HgCl2), йод (J2) в йодистом калии (KJ), пикриновая кислота, фосфорномолибденовая, хлорная платина, соли тяжелых металлов.
б) специальные цветные реакции: (применяют при анализе отдельных алкалоидов) или с очищенными извлечениями
в) люминесцентный анализ.
г) в ультрафиолетовых лучах алкалоиды дают характерное свечение (хинин – синюю флюоресценцию).
Для количественного определения используют весовой, объемный, физико-химический методы.
Заготовка: заготавливают соблюдая правила сбора сырья с ядовитых растений.
Сушка при t = 50-60˚С, под железной или черепичной крышей на чердаках, раскладывая сырье тонким слоем.
Хранят сырье по сп.Б (семя чилибухи, клубнелуковицы безвременника по сп. А), выделенные алкалоиды по сп.А соблюдая сроки.
Применение: применяют в медицине: более 80 алкалоидов.
Алкалоиды вещества с высокой биологической активностью, лечебные дозы их близки к токсическим.
Действие алкалоидов очень разностороннее, каждому алкалоиду присуще свое специфическое действие очень ценное и иной раз ничем не заменимое.
Платифиллин – спазмолитическое
Опийные алкалоиды – обезболивающие
Алкалоиды спорыньи – кровоостанавливающие в гинекологической практике
Резерпин – успокаивающее гипотензивное
Аймалин – антиаритмическое
Пахикарпин – стимуляция родовой деятельности
Пуриновые – тонизирующие, возбуждающие
Алкалоид кураре - расслабляющее мускулатуру
Алкалоид термопсиса – отхаркивающее в больших дозах рвотное
Лобелин – аналептик возбуждающий дыхательный центр
Алкалоид безвременника - противоопухолевый
Хинин – противомалярийное
Сумма алкалоидов кубышки – при лечении трихомонадных заболеваний и др.
Пути использования:
1) для приготовления настоев и отваров в аптеках
2) для производства галеновых препаратов: настоек, экстрактов, новогаленовых препаратов
3) для выделения чистых алкалоидов, которые выпускаются в таблетках,драже,р-р в ампулах.
6. Терпеноиды. Эфирные масла.
Терпены – углеводороды, имеющие общую формулу (С5 Н8 )n, где n ≥ 2
т.е. по химическому составу кратные изопрену: СН2 = С – СН=СН2
׀
СН3
Кислородосодержащие производные изопрена называются терпеноидами.
В зависимости от числа изопреновых звеньев делятся на:
1) полутерпены С5Н8
2) монотерпены С10Н16 (составляют легколетучие фракции эфирных масел)
3) сесквитерпены С15Н24 (тяжелолетучие фракции эфирных масел)
4) дитерпены С20Н32 (в состав смол, хлорофилла, витаминов группы К)
5) тритерпены С30Н48 (являются агликонами сапонинов, гликозидов)
6) тетратерпены С40Н64 (в состав пигментов в т.ч. вит.А и каратиноидов)
7) политерпены (С5Н8)n (n = 100 гуттаперча
N =500-5000 – каучук)
Эфирные масла – смесь летучих душистых веществ, вырабатываются растениями и обусловливают их запах, способны перегоняться с водяным паром. Главным образом это терпены и их кислородосодержащие производные, реже ароматические и алифатические соединения (из эфирных масел выделено более 1000 компонентов).
Эфирными их называют потому что летучи как эфир, маслами т.к. жирные на ощупь, не смешиваются с водой и легче ее.
Эфиромасличное сырье поступает в аптеки, на фармзаводы и фабрики для переработки и получения препаратов.
Широко используется в парфюмерии (для приготовления духов, одеколонов, косметики), в мыловаренной, пищевой, ликеро-водочной, табачной промышленности, технике.
Эфиромасличные культуры выращивают свыше 200 хозяйств, переработкой занимаются более 40 заводов.
(на первом месте в мировом производстве стоит: цитронелловое эфирное масло (из тропического злака), затем мятное, камфорное, цитрусовое, эвкалиптовое, гвоздичное, лавандовое др.)
Лишены эфирного масла(ЭМ) – злаки, осоки, пальмы.
Богаты ЭМ – растения семейств яснотковые, астровые, сельдерейные, лавровые, миртовые, хвойные, померанцевые.
Количество эфирных масел(ЭМ) колеблется в пределах от тысячных долей до 25%. Накопление ЭМ зависит от факторов: климата, света, почвы, фазы развития, возраста (в южных районах, на открытых местах, рыхлой удобренной почве содержание ЭМ повышается, но при очень высокой температуре воздуха после испарения оно снижается.
Накапливаются ЭМ во внешних и внутренних образованиях. Внешние (волоски, железки, железистые пятна).
К внутренним относятся выделительные клетки (корни валерианы, корневища аира) вместилища (лист эвкалипта) канальцы (плоды аниса, фенхеля, тмина, укропа, кориандра), ходы (древесина сосны, пихты)
Биологическая роль: являются отбросами, участвуют в обмене веществ, защищают от вредителей, оказывают ранозаживляющее действие, запах цветков привлекает опылителей испаряясь ЭМ предохраняют растения от перегрева.
Способы получения:
1) перегонка с водой или водяным паром (наиболее распространенная)
2) прессование – выжимание
3) экстракция растворителями в которых ЭМ растворяются
4) поглощение, испаряющихся из ароматных цветков ЭМ жирами
5) поглощение активированным углем и последующим извлечением спиртом (без жиров)
6) мацерация (настаивание сырья с жирным маслом) т.к эфиромасличные растворимы в жирах
7) экстрагирование ЭМ легкокипящими жидкостями, которые потом отгоняются.
Свойства: ЭМ бесцветные или желтоватые прозрачные жидкости. Встречаются окрашенные, растворенными в них пигментами, темно-коричневое (коричное), красное (тимиановое), зеленые –(бергамотовое), синие или зеленовато-синие (масло ромашки, тысячелистника, полыни горькой и цитварной)
Запах ЭМ характерный, ароматный.
Вкус пряный, острый жгучий.
Плотность большинства менее 1 (коричное, гвоздичное тяжелее воды)
ЭМ не растворимы в воде, но она при взбалтывании приобретает их запах (укропная вода) и вкус.
Хорошо растворимы в спирте, смешиваются с хлороформом, петролейным эфиром, жирами.
Оптически активны.
Реактив на ЭМ Судан III (окрашивает ЭМ в оранжевый цвет)
Классифицируются в зависимости от главного компонента эфирного масла, который является носителем запаха и биологических свойств.
Классификация:
1) ациклические монотерпены (линалоол, гераниол, цитраль)
2) моноциклические монотерпены (ментол, цинеол)
3) бициклические монотерпены (камфора, пинен)
4) сесквитерпены (азулен, сантонин)
5) ароматические соединения (тимол)
(изучен состав более 2000 масел)
Анализ ЭМ: сводится к определению подлинности и доброкачественности, определяют цвет, запах, вкус, плотность, угол вращения, показатель преломления, растворимость в спирте, кислотное число, эфирное число, эфирное число после ацетилирования.
Заготовка: собирают учитывая особенности накопления которые указаны в НТД.
Сушка: медленно при t= 25-35˚С, без проветривания, раскладывая толстым слоем.
Хранение: сырье - в сухом чистом помещении, без попадания прямых солнечных лучей, отдельно от непахучего сырья, в плотно закрытых бочках или ящиках, выложенных бумагой;