Подробнее - Назарбаев Интеллектуальные школы

Министерство образования и науки Республики Казахстан
АОО «Назарбаев Интеллектуальные школы»
Секция
Биология, химия, валеология
Тема Извлечение душистых веществ из растений и синтез новых
ароматов
Авторы: Ракитина Анастасия и Муслимова
Карина ученицы 7 класса
Филиала «Назарбаев Интеллектуальная
школа физико-математического направления
в городе Семей» АОО «Назарбаев
Интеллектуальные школы»
Руководитель: Бекжанова Гульнара Кокешевна,
учитель химии Филиала «Назарбаев
Интеллектуальная школа физикоматематического направления в городе
Семей» АОО «Назарбаев Интеллектуальные
школы»
2011 год
1
Оглавление
Введение …………………………………………………………………………3
1.Основная часть........................................................................................4
1.1.Растительные образцы, содержащие ароматические
вещества..…………………………………………………………………….4
1.2.Косметические и парфюмерные средства.………………………………...5
1.2.1.Основные компоненты эфирных масел ……………………………...6
1.2.2.Возникновение запаха………………………………………...............7
1.3.Ароматические и душистые вещества.……………………………………..7
1.3.1. Душистые вещества……………………………………………………….7
1.3.2. Классификация пахучих веществ…………………………………………..8
1.3.3.Связь между запахом вещества и его строением…………………………..9
1.4.Методы извлечения пахучих веществ.…………………………………….12
1.4.1.Получение эфирных масел перегонкой.……………………………..12
1.4.2.Добывание душистых веществ настаиванием………………………13
1.4.3.Экстракция пахучих веществ…………………………………………..13
1.4.4.Прессование или выжимание………………………………………….13
1.4.5.Абсорбция………………………………………………………………..14
2. Экспериментальная часть…………………………………………………...15
2.1.Результаты синтеза...………………………………………………………….15
2.2.Результаты анкетирования …………………………………………………...15
Обзор литературы ………………………………………………………………16
Заключение …………………………………………………………………........17
Список использованной литературы…………………………………………18
2
Введение
Цель исследования: изучив различные методы извлечения ароматических и
пахучих веществ из растений, синтезировать свои новые ароматы, которые в
перспективе могут быть использованы человеком в повседневной жизни и
находящих широкое применение в косметической и парфюмерной практике, в
медицине, в частности ароматерапии.
Задачи исследования:
 изучить разнообразные методы извлечения ароматических веществ из
растений, выяснить диапазон их применения в тех или иных целях;
 создать новые ароматы смешиванием сырых образцов растений с
растворителями;
 провести анкетирование среди учащихся и учителей по полученным новым
ароматам
Гипотеза: новые ароматы можно получить из продуктов растительного
происхождения, не применяя готовые парфюмерные продукты.
Актуальность темы: Ароматические масла нашли широкое применение в
медицине, косметической промышленности и даже кулинарии. Их включают в
состав шампуней, бальзамов, духов, туалетной воды, губной помады, пенящихся
средств для ванн, различных кремов, массажных масс и десертов.
Ароматические масла, выделенные из различных растений, обладают более
эффективным действием на организм человека, чем их синтетические заменители
или изолированные активные ингредиенты.
Ещё с давних времён многие душистые вещества, в частности эфирные масла,
играли существенную роль на протяжении всей человеческой жизни.
Сейчас, в современном мире, интенсивно развивается парфюмерная
промышленность, где при синтезе в состав почти всех косметических и
парфюмерных средств, входят те или иные ароматические или душистые
вещества, полученные из экстрактов растений.
К примеру, в современном мире ароматерапия является одной из наиболее
популярнейших и быстро развивающихся отраслей нетрадиционной медицины.
Она использует силы природы, скрытые в натуральных эфирных маслах.
Также, в сфере пищевой промышленности некоторые ароматические вещества
пользуются большим успехом.
В основе проведенных исследований основными методами считаются
эвристические и поисковые приемы при анализе и изучении теоретического
материала по ароматическим и душистым веществам. Что же касается
практической части, то в данном случае были применены методы аналитического
характера по применению различных способов и приёмов.
3
В соответствие с объемом запланированной работы исследование состоит из
нескольких этапов: предварительное изучение литературы по данной проблеме,
анализ и переработка материала, выполнение практической части, заключение
соответствующих выводов.
1. Основная часть
1.1.Растительные образцы, содержащие ароматические
вещества
Что же придает растениям незабываемый аромат? Растения пахнут, потому
что содержат в своих органах железки с особыми летучими веществами –
эфирными маслами. Форма железок весьма разнообразна. Это могут быть
одноклеточные или многоклеточные образования, но обычно их размеры малы и
различить их невооруженным глазом нельзя. Хотя бывают и исключения –
например, железки зверобоя или лимона. Эфирное масло растений обычно
представляет собой прозрачную жидкость желтоватого или коричневатого цвета,
однако бывают и синие, и зеленые эфирные масла.
Состав их чрезвычайно
сложен, они состоят из десятков, а иногда и сотен компонентов – различных
спиртов, альдегидов, кетонов, эфиров, фенольных соединений и других веществ,
лишь некоторые из которых участвуют в создании запаха. В настоящее время
выделено более 1000 компонентов, которые входят в состав эфирных масел.
Многие компоненты даже хорошо изученных эфирных масел еще не выделены и
не названы.
Эфирные масла не сосредоточиваются в какой-либо определенной части
растения, а содержатся в цветах, плодах, листьях, коре, стволе, кореньях и т. д.
Однако каждого отдельного растения эфирное масло сосредоточивается в
большом количестве в какой-либо определенной части растения. По силе запаха,
издаваемого растением, нельзя судить о количестве эфирных масел, так как в
природе можно встретить много растений, обладающих сильным запахом, но
содержащих ничтожные количества эфирных масел, и наоборот.
Эфирные масла не представляют собою определенных химических
соединений; по своему составу они являются смесью всевозможнейших сложных
соединений. Приятный запах эфирного масла обусловливается главным образом
наличием кислородных соединений. Задача практиков парфюмерной
промышленности сводится к удалению из эфирных масел непахучих веществ и
тем самым к увеличению силы аромата. Все применяемые в парфюмерии
растительные пахучие вещества должны быть по возможности в свежем
состоянии; нужно хранить их в свободном, не слишком сухом помещении и время
от времени внимательно просматривать, чтобы своевременно удалять
заплесневевшие части.[1]
Посредством искусственных пахучих веществ можно приготовить
парфюмерные препараты высокого качества, но все же полностью природные
4
продукты они заменить не могут. Поэтому необходимо искусственные продукты
смешивать с природными, аромат коих они повышают, не вытесняя его.
Искусственные пахучие вещества легко растворяются в соответствующем
количестве винного спирта, но все же рекомендуется растворы и настойки
цветочных помад оставлять па два-три дня в покое для лучшего растворения.
Особенно пригодными являются так называемые цветочные масла, например
акации, садовой гвоздики, гиацинта, кассии, туберозы, фиалки и пр. Лучшими из
этих масел являются искусственное германское жасминовое масло и масло
кассиевого дерева, которые уже в однопроцентном спиртовом растворе равны по
силе крепкому раствору эфирного масла, полученного из помады.
В противоположность эссенциям и экстрактам, получаемым из природных
пахучих веществ, будем называть тинктурами растворы, изготовленные из
искусственных пахучих веществ.
Кроме собственно пахучих веществ в парфюмерии применяется целый ряд
подсобных продуктов. Сюда относятся винный спирт, глицерин, жирные масла,
твердые жиры и др. Чистота и качество этих веществ имеют существенное
значение для успеха дела, вследствие чего все эти продукты должны быть
тщательно испытаны. Так, например, винный спирт должен быть крепостью не
ниже 90-95°, и должен быть абсолютно свободен от сивушных масел.
Необходимый для помад жир должен быть свежим, без какого-либо
постороннего запаха и прогорклости. Жир (обыкновенно применяют свиной)
лучше всего растапливать самому при возможно более низкой температуре с
небольшим количеством квасцов и поваренной соли. Когда жир растопится,
сливают прозрачный слой с осевших на дно примесей и после охлаждения
промывают водой. Парфюмерные препараты, приготовленные на спирту,
целесообразно оставлять на более или менее продолжительное время в
прохладном темном мосте, что в значительной степени увеличивает силу аромата.
1.2.Косметические и парфюмерные средства
Косметикой, а точнее, косметическими средствами называют группу
препаратов, служащих для сохранения и улучшения внешнего вида кожи, волос,
ногтей. В их число входят кремы, лосьоны, пудра, помада, лаки и т.д.
Во многие косметические средства добавляют душистые масла, получаемые из
листьев и семян некоторых растений. Они имеют характерный приятный запах,
обусловленный наличием в них десятков органических веществ. Например,
мятное масло содержит ментол, лимонное-цитраль, розовое-фенилэтиловый
спирт. Эти вещества в настоящее время получают синтетически и используют в
парфюмерной и кондитерской промышленности. Так, добавление ментола
придаёт жевательной резинке запах мяты и характерный холодящий вкус.
Банановый, грушевый, клубничный аромат лимонада создают добавлением
сложных эфиров, многие из которых идентичны природным веществам,
ответственным за этот вкус и запах. Однако, в большинстве случаев человек ещё
проигрывает соревнование с природой- запах цветов, аромат ягод и фруктов
5
вызван сложным букетом из десятков различных соединений, многие из которых
присутствуют в нём лишь в очень малом количестве. Поэтому полностью
воссоздать природный аромат, например розы или ландыша, практически
невозможно.[2]
Одеколон представляет собой 4-6%-й раствор различных душистых веществ
в спирте. Духи содержат 12-20% различных масел, а также синтетически
полученных душистых веществ. Начало современной парфюмерной
промышленности было заложено в 1876г., когда французский химик Жан
Франсуа Убиган синтезировал кумарин и использовал его для создания духов
«Фужер Ройаль». Полученный несколькими годами позже лауриловый альдегид
был испоьзован французскими парфюмерами для создания знаменитых в 19201930-е гг. духов «Шанель №5». При создании этих духов использовали природное
эфирное масло, выделенное из лепестков жасмина. Важнейшими его
компонентами являются непредельные циклические кетоны жасмон и
гидрожасмон.
Дезодоранты представляют собой водно-спиртовой раствор душистых
веществ. Часто они содержат также и дезинфицирующие вещества.
1.2.1.Основные компоненты эфирных масел
Эфирное масло растений обычно представляет собой прозрачную жидкость
желтоватого или коричневатого цвета, однако бывают и синие, и зеленые
эфирные масла. Состав их чрезвычайно сложен, они состоят из десятков, а иногда
и сотен компонентов – различных спиртов, альдегидов, кетонов, эфиров,
фенольных соединений и других веществ, лишь некоторые из которых участвуют
в создании запаха. В настоящее время выделено более 1000 компонентов, которые
входят в состав эфирных масел. Многие компоненты даже хорошо изученных
эфирных масел еще не выделены и не названы. Основной частью натуральных
эфирных масел являются спирты и их производные – сложные эфиры.
Определяющая роль спиртов объясняется их высокой стойкостью (они почти
не окисляются кислородом воздуха) и способностью растворять в себе другие
ароматические вещества. Так, гераниол – бесцветный спирт с приятным запахом –
определяет аромат гераниевого и розового масел. По своему строению к
гераниолу близок другой спирт – нерол, он также является компонентом
гераниевого и розового масел, но отличается более низкой температурой кипения.
Очень важными компонентами эфирных масел являются терпены и их
производные. Терпинен-циклический углеводород. Он встречается в
незначительных количествах во многих эфирных маслах. Лимонен - важный
компонент масла из лимонной корки. Пинен –главная составная часть живичного
скипидара, он служит исходным соединением для получения синтетических
душистых веществ. [3]
6
1.2.2.Возникновение запаха
Запах возникает в результате взаимодействия молекул вещества с
обонятельными клетками, расположенными в верхней части носовой полости.
Единой теории, связывающей запах веществ с их строением, до сих пор не
создано. Более того, вещества с различными молекулярными структурами могут
иметь сходный запах Так, запах горького миндаля создают цианистый водород,
бензальдегид, нитробензол, а розоподобный аромат источают розетон,
фенилэтиловый спирт, гераниол и пеларгон. По одной из теорий, пахучие
свойства вещества определяются формой его молекул, которые взаимодействуют
с определёнными участками белков, 2гнёздами», находящимися на поверхности
обонятельных клеток. Такое взаимодействие приводит к обратимому изменению
конфигурации молекулы белка, которая подобно ключу открывает замокрецептор. Это приводит к передаче сигнала от нервной клетки в головной мозг.
Каждому виду запахов отвечают «гнёзда» определённой формы, которые
способны заполняться лишь молекулами, имеющими фрагменты с близкой
геометрией. Также вещество должно быть летучим, хотя бы немного
растворимым в воде, а также способным взаимодействовать с белками,
находящимися в обонятельных нервных окончаниях. Считается, что весь аромат
запахов создаётся примерно тридцатью видами рецепторов. [4]
1.3.Ароматические, душистые вещества
1.3.1. Душистые вещества
Под душистыми обычно понимают приятно пахнущие органические вещества.
Вряд ли кто-нибудь скажет так о хлоре или меркаптане, хотя у них есть свой
запах. Когда имеют ввиду вообще пахнущие вещества, их называют пахучими. С
точки зрения химической – разницы нет. Но если наука изучает вообще пахнущие
вещества, то промышленность (и в первую очередь парфюмерную) интересуют в
основном душистые вещества. Правда, здесь трудно провести четкую границу.
Знаменитый мускус — основа основ парфюмерии — сам по себе пахнет резко,
даже неприятно, но, добавленный в ничтожных количествах в духи, усиливает,
улучшает их запах. Индол обладает фекальным запахом, а разведенный — в духах
«Белая сирень» — таких ассоциаций не вызывает.
Кстати, душистые вещества отличаются не только запахом, все они обладают
также и физиологическим действием: некоторые через органы обоняния на
центральную нервную систему, другие при введении внутрь. Например, цитраль
— вещество с приятным лимонным запахом, употребляемое в парфюмерии,
является также сосудорасширяющим средством и используется при гепертонии и
глаукоме.
Многие душистые вещества обладают и антисептическим действием: ветка
черемухи, помещенная под колпак с болотной водой, через 30 минут уничтожает
все микроорганизмы.
7
Bсякое деление веществ по запаху не очень строго: оно основывается на наших
субъективных ощущениях. И часто то, что нравится одному, не нравится другому.
Пока еще невозможно сколько-нибудь объективно оценить, выразить запах
вещества.
Его обычно с чем нибудь сравнивают, скажем с запахом фиалки, апельсина, розы.
Наука накопила много эмпирических _ера_х, связывающих запах со строением
молекул. Некоторые авторы приводят до 50 и более таких «мостиков» между
строением и запахом. Несомненным является тот факт, что душистые вещества,
как правило, содержат одну из так называемых функциональных групп:
карбинольную —С—ОН, карбонильную >С=О, сложноэфирную
и
некоторые другие.
Cложные эфиры обладают обычно фруктовым или фруктово-цветочным запахом,
это делает их незаменимыми в пищевой промышленности. Ведь они придают
многим кондитерским изделиям и безалкогольным напиткам запах фруктов. Не
обошли своим вниманием сложные эфиры и парфюмерную промышленность: нет
практически ни одной композиции, куда бы они не входили.[5]
1.3.2. Классификация пахучих веществ
Пахучие вещества встречаются в очень многих классах органических
соединений.
Их строение весьма разнообразно: это соединения с открытой цепью
насыщенного и ненасыщенного характера, ароматические соединения,
циклические соединения с различным числом атомов углерода в цикле.
Неоднократно делались попытки классифицировать пахучие вещества по
запаху, но они не имели успеха, так как такое распределение по группам
сталкивается со значительными трудностями и лишено научного основания.
Классификация пахучих веществ по их назначению также весьма условна, так как
одни и те же пахучие вещества имеют различное назначение, например для
парфюмерии, кондитерских изделий и т. п.
Наиболее удобно классифицировать пахучие вещества по группам
органических соединений. Такая классификация позволила бы связывать их запах
со строением молекулы и природой функциональной группы.
Самая обширная группа пахучих веществ — сложные эфиры. Многие пахучие
вещества относятся к альдегидам, кетонам, спиртам и некоторым другим группам
органических соединений. Эфиры низших жирных кислот и насыщенных жирных
спиртов обладают фруктовым запахом (фруктовые эссенции, например
изоамилацетат), эфиры алифатических кислот и терпеновых или ароматических
спиртов — цветочным (например, бензилацетат, терпинилацетат), эфиры
бензойной, салициловой и других ароматических кислот — в основном сладким
бальзамическим запахом.
8
Из насыщенных алифатических альдегидов можно назвать, например,
деканаль, метилнонилацетальдегид, из терпеновых — цитраль,
гидроксицитронеллаль, из ароматических — ванилин, гелиотропин, из жирноароматических — фенилацетальдегид, коричный альдегид. Из кетонов
наибольшее распространение и значение имеют алициклические, содержащие
кетогруппу в цикле (ветион, жасмон) или в боковой цепи (иононы), и жирноароматические (n-метоксиацетофенон), из спиртов – одноатомные терпеновые
(_ера-ниол, линалоол и др.) и ароматические (бензиловый спирт).
1.3.3.Связь между запахом вещества и его строением
Обширный экспериментальный материал о связи между запахом соединений и
строением их молекул (тип, число и положение функциональных групп,
величина, разветвлённость, пространственная структура, наличие кратных связей
и др.) пока недостаточен для того, чтобы на основании этих данных можно было
предсказать запах вещества. Тем не менее для отдельных групп соединений
выявлены некоторые частные закономерности. Накопление в одной молекуле
нескольких одинаковых функциональных групп (а в случае соединений
алифатического ряда — и разных) приводит обычно к ослаблению запаха или
даже к полному его исчезновению (например, при переходе от одноатомных
спиртов к многоатомным). Запах у альдегидов изостроения обычно бывает более
сильным и приятным, чем у изомеров нормального строения.[6]
Значительное влияние на запах оказывает величина молекулы. Обычно соседние
члены гомологического ряда обладают сходным запахом, причём сила его
постепенно меняется при переходе от одного члена ряда к другому. При
достижении определённой величины молекулы запах исчезает. Так, соединения
алифатического ряда, имеющие более 17-18 атомов углерода, как правило,
лишены запаха. Запах зависит также от числа атомов углерода в цикле. Например,
макроциклические кетоны С5-6 имеют запах горького миндаля или ментола, С6-9 —
дают переходный запах, С9-12 — запах камфары или мяты, С13 — запах смолы или
кедра,
С14-16— запах мускуса или персика, С17-18 — запах лука, а соединения с С18 и более
либо не пахнут вообще, либо пахнут очень слабо:
Сила аромата зависит также от степени разветвления цепи атомов углерода.
Например, миристиновый альдегид пахнет очень слабо, а его изомер — сильно и
приятно:
9
Сходство структур соединений не всегда обусловливает сходство их запахов.
Например, эфиры (β-нафтола с приятным и сильным запахом широко используют
в парфюмерии, а эфиры α-нафтола совсем не пахнут:
Этот же эффект наблюдается и у полизамещённых бензолов. Ванилин — одно из
самых известных душистых веществ, а изованилин пахнет подобно фенолу
(карболке), да и то при повышенной температуре:
Наличие кратных связей — один из признаков того, что вещество обладает
запахом. Рассмотрим, например, изоэвгенон и эвгенол:
У обоих веществ ярко выраженный гвоздичный запах, их широко используют в
парфюмерии. При этом изоэвгенон имеет более приятный запах, чем эвгенол.
Однако стоит насытить у них двойную связь, и запах почти исчезает.
Известны и обратные случаи. Цикламен-альдегид (цикламаль) — вещество с
нежнейшим цветочным запахом — одно из ценнейших веществ, содержит
насыщенную боковую цепочку, а форцикламен, имеющий двойную связь в этой
цепочке, обладает слабым неприятным запахом:
10
Часто неприятный запах вещества обусловлен тройной связью. Однако и здесь
есть исключение. Фолион — необходимая составная часть многих парфюмерных
композиций — вещество, в котором запах свежей зелени прекрасно уживается с
тройной связью:
С другой стороны, вещества, различающиеся по химическому строению, могут
иметь сходные запахи. Например розоподобный запах характерен для розацетата
3-метил-1-фенил-3-пентанола
,гераниола и его цис-изомера — нерола,
розеноксида.
На запах влияет и степень разбавления вещества. Так, некоторые пахучие
вещества в чистом виде имеют неприятный запах (например, цибет, индол).
Смешивание различных душистых веществ в определённом соотношении может
приводить как к появлению нового запаха, так и к его исчезновению.
Итак, в стереохимической теории (Дж. Эймур, 1952) предполагалось
существование 7 первичных запахов, которым соответствуют 7 типов рецепторов;
взаимодействие последних с молекулами душистых веществ определяется
геометрическими факторами. При этом молекулы душистых веществ
рассматривались в виде жёстких стереохимических моделей, а обонятельные
рецепторы — в виде лунок различной формы. Волновая теория (Р. Райт, 1954)
постулировала, что запах определяется спектром колебательных частот молекул в
диапазоне 500-50 см-1 (л ~ 20-200 мкм). Согласно теории функциональных групп
(М. Бетс, 1957) запах вещества зависит от общего «профиля» молекулы и от
природы функциональных групп. Однако ни одна из этих теорий не позволяет
успешно предсказать запах душистых веществ на основании строения их молекул.
Очень важными компонентами эфирных масел являются терпены и их
производные.
Рассмотрим формулы некоторых представителей этого класса соединений:
Терпинен – циклический углеводород.
Он встречается в незначительных количествах во многих эфирных маслах.
Лимонен – важный компонент масла из лимонной корки. Пинен – главная
составная часть живичного скипидара. Он служит исходным соединением для
получения синтетических душистых веществ.
Эфирные масла обычно очень трудно растворяются в воде, но легко растворяются
в спирте. Поэтому спирт в больших количествах применяется в парфюмерной
11
промышленности в качестве растворителя. Эфирные масла можно получить,
например, экстрагируя их из частей растений спиртом или другими
растворителями. Самые ценные душистые вещества цветов получают, размещая в
закрытой камере на проволочной сетке попеременно слои твердого животного
жира и частей растения. Через некоторое время цветы заменяют новыми, чтобы
жир насытился эфирным маслом. При таком способе (во Франции его называют
«анфлераж») получают жир, содержащий растворенные в нем эфирные масла и
этот концентрат душистых веществ доставляют на парфюмерные фабрики (Затем
эфирные масла извлекают из жира спиртом. Этот способ применяется, например,
для извлечения эфирных масел из жасмина и туберозы. – Прим. Перев.). Мы
применим третий, особенно важный способ выделения эфирных масел –
перегонку с водяным паром.
Сами по себе эфирные масла часто летучи только при повышенных
температурах, и их кипение сопровождается разложением. Если же через массу,
состоящую из растений или их частей, пропустить водяной пар, то масла
удаляются вместе с ним и затем собираются в дистилляте в виде капелек, которые
имеют низкую плотность и поэтому плавают на поверхности воды.
1.4.Методы извлечения пахучих веществ
1.4.1.Получение эфирных масел перегонкой
При кипячении частей растений, содержащих в себе эфирные масла, вместе с
парами воды перегоняется и эфирное масло, несмотря на то, что температура
кипения эфирных масел выше температуры кипения воды. Самый способ
перегонки может быть осуществлен простым кипячением с водой, пропусканием
пара иди перегонкой при низких температурах под уменьшенным давлением. Из
всех этих способов самым совершенным является
перегонка с паром, самым простым - кипячение с
водой. [7]
Для перегонки кипячением загружают куб,
наполненный водой, частями растений, содержащими
эфирные масла, а в самом кубе на некотором
расстоянии от дна его устанавливают второе ложное
решетчатое дно для того, чтобы загруженные в куб
растения предохранить от пригорания, происходящего
при непосредственном соприкосновении с дном куба. Куб обогревают топкой.
Когда вода кипит, вместе с водяными парами в холодильник поступает и эфирное
масло. Сконденсировавшаяся вода и эфирное масло собираются в приемнике.
При перегонке эфирных масел с паром совершенно отпадает надобность в
особом подогреве куба, так как пар непосредственно пропускают в, куб. Далее
работа ведется одинаково. Отогнанное вместе с водой или даром масло
собирается в бутыли, отстаивается и отделается от воды. Эти способы добывания
масла неприменимы, когда части растения содержат мало масла или если при
перегонке эфирные масла меняют свои качества, не давая надлежащего аромата.
12
1.4.2.Добывание душистых веществ настаиванием (мацерацией)
При малом содержании пахучих веществ или если дистилляция дает
продукты разложения масла, способ мацерации является наиболее рациональным.
Этот способ основан на способности жиров жадно извлекать душистые вещества
и отдавать большую часть их очень крепкому спирту. Смотря по тому,
употребляют ли для мацерации цветов твердый при обыкновенной температуре
жир (очищенное свиное сало) или жидкое масло (лучшего качества оливковое
масло), получают душистые продукты, которые называют или
парфюмированными помадами или парфюмированными маслами (благовонными
маслами). Способ мацерации очень несложен. Сало помещают в фарфоровые или
эмалированные железные горшки, нагревают их в плоском сосуде, наполненном
водой с температурой в 40, самое большое 50°, и подвешивают цветы в мешочках
из тонкого полотна в жир, в котором они остаются в течение 12-48 часов. После
этого мешочки вынимают, дают стечь с них салу, отпрессовывают, наполняют
свежими цветами и вновь подвешивают в жир. Эту операцию повторяют 12-16 раз
и больше, и получают, таким образом, душистые номады или масла различной
крепости. Аромат получается тем тоньше, чем меньше
времени цветы находятся в соприкосновении с жиром.
Из помады или парфюмированного масла пахучие
вещества извлекаются крепким 90-95° чистым спиртом,
который растворяет душистые вещества, но не жиры.
Для извлечения душистых веществ из помады ее при
остывании разрезают на маленькие куски и помещают
в бутыли со спиртом. Чтобы получить большую
поверхность, наполняют помадой жестяной цилиндр с
тонким отверстием в одном конце и выдавливают ее в виде тонкой нити плотно
пригнанным поршнем. В таком виде помада, имея большую поверхность, скорее
отдает пахучие вещества спирту. Полученный через несколько недель раствор
ароматических веществ отгоняется при низкой температуре. Как бы долго ни
оставались жиры со спиртом, они пахучих веществ полностью не отдают,
удерживают небольшую часть их и потому обладают чрезвычайно нежным
ароматом веществ [8].
1.4.3.Экстракция пахучих веществ
Этот метод основан на способности некоторых очень летучих жидкостей, как
бензина, серного эфира, хлороформа, петорлейного эфира или сероуглерода,
очень быстро извлекать (растворять) из цветов и частей растений ароматические
вещества.
1.4.4.Прессование или выжимание
Этим способом могут быть получены пахучие вещества, находящиеся в
значительных количествах в некоторых частях растений, в апельсинных,
лимонных, айвовых и других корках. Эфирное масло заключено в специальных,
13
хорошо видимых под микроскопом клеточках. Если подвергнуть эти части
растения сильному давлению, то клеточки, заключающие жирное масло,
лопаются и масло вытекает. Выжимать масло
прессованием можно только из свежих корок.
Складывают их в сшитый из крепкого холста или
конского волоса мешок, кладут под пресс и жмут до
тех пор, пока не перестанет вытекать масло. Как
показали сравнительные опыты при применении даже
самых сильных винтовых прессов, значительная часть
эфирных масел остается в растении, так как большое
количество маслосодержащих клеточек остается неповрежденным. Поэтому при
получении эфирных масел прессованием предпочтение следует отдать
гидравлическому прессу, развивающему давление, не достижимое ни одним
прессом другой системы. При соответствующей прессовке выжатый из
растительных клеток сок стекает через специальные отверстия, а остаток образует
плотный жмых, почти лишенный масла. Вместе с эфирными маслами
отпрессовывается и водянистая жидкость, частицы растительных волокон и слизь.
Для того чтобы освободить масло от этих посторонних примесей, оставляют
его в покое до тех пор, пока вода и слизистые вещества не осядут на дно сосуда, а
чистое масло всплывет наверх. Тогда масло сливают, фильтруют через полотно
или, что еще лучше, через два бумажных фильтра. У высокой стеклянной бутыли
срезают дно и укрепляют в горло бутылки при помощи пробки стеклянную
трубку диаметром 8-10 мм; на последнюю одевается резиновая трубочка с
краном. Открывая осторожно кран и выпуская воду, можно совершенно отделить
водную жидкость от масла. Способ прессовки в широких размерах применяется
также для добычи различных жирных масел и в частности для добывания жирных
масел; имеющих применение в парфюмерном производстве, например
миндального, орехового и т. п.[9]
1.4.5.Абсорбция
Этим способом добываются самые тонкие эфирные масла, не переносящие и того
небольшого нагревания, которое необходимо при мацерации. Способ этот
основан на летучести эфирных масел и на способности жиров поглощать пары
эфирных масел при обыкновенной температуре. Применяются так называемый
рамочный способ или пневматический воздушный способ.
, хлороформа
14
2. Экспериментальная часть
2.2. Результаты синтеза
Таблица №1 Характеристика полученных ароматов
№ Смешиваемые Время
ИспользуеРастворивещества
выдержи- мый метод
тель
вания
1 Листья
48 часов
настаивание этиловый
мелиссы,
спирт
газонная трава,
лепестки
пионов, корица
2 Семена
72 часа
экстракция
оливковое
подсолнечника
масло
, листья и
соцветия
укропа,
ромашка
аптечная,
листья
подорожника,
анис
3 Лепестки
неделя
настаивание вода
красной розы и
минеральпионов,
ная
соцветия мяты
перечной,
сладкий перец
4 Апельсин,
24 часа
настаивание вода
корки лимона,
дистиллиро
цветки ириса,
ванная
Название
полученного
аромата
«Летние
мелодии»
«Запах
дождя»
«Фантазии»
«Цитрусовая мозаика»
2.2. Результаты анкетирования
Таблица №2 Мнения учителей и учащихся
Аромат
%-ный показатель
«Летние мелодии»
12%
«Запах дождя»
76%
«Фантазии»
11%
«Цитрусовая мозаика»
1%
15
Обзор литературы
При изучении литературного материала по данной теме научного проекта
были использованы на начальном этапе учебники, справочники и энциклопедии.
По мере изучения имеющегося материала был проанализирован и проработан
материал монографических изданий и литература, предназначенная для высшей
школы. В ходе чего были рассмотрены ключевые термины, основные химические
понятия. Затруднений в поиске литературы не было.
Учитывая возрастную категорию учащегося и сложность материала, изучение
было поэтапным.
16
Заключение
По проведенному исследованию, изучив теоретический материал можно
сделать следующие выводы:
- было получено четыре новых аромата: «Летние мелодии» «Запах дождя»
«Фантазии» «Цитрусовая мозаика» с помощью методов настаивания и
экстракции, которые в дальнейшем были предоставлены вниманию учащихся и
учителей, при анкетировании выясняется, что большее предпочтение получил
аромат под названием «Запах дождя» (76%);
- полученные ароматы по устойчивости запаха являются среднеустойчивыми,
поэтому следует дальше продолжить работу по стабилизации тех или иных
запахов;
- ароматические вещества, используемые в повседневной жизни могут находить
широкое применение и различное назначение как в качестве лекарственных
средств (ароматерапия);
анализируемые объекты исследования растительного происхождения на
содержание ароматических веществ можно подвергнуть различным методам
извлечения;
- самыми приемлемыми способами получения душистых веществ при получении
новых ароматов в нашем случае оказались метод экстракции и настаивания;
- в дальнейшем, данное исследование может послужить хорошей базой для более
подробного изучения свойств ароматических и душистых веществ.
17
Список использованной литературы
1. Володин В., Элиович А. Энциклопедия для детей. Химия. М.,2006.
2. Дитрих Р.П. Студенческие эксперименты по химии Пищевая химия. Серия
публикаций. PHYWE SYSTEME GMBH D-37070.
3. Емельянов В.И. Химическая энциклопедия.
4. Ерёмин В.В., Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин, А.А. Дроздов, В.И. Теренин
Химия, профильный уровень.11 класс. М., 2010.
5. Карапетьянц Н.А., Дракин В.Г. Неорганическая химия. М., 1997.
6. Ковалевская Н.Б. Химия 8кл. М., 1997.
7. Крицман В.А., Станцо В.В. Энциклопедический словарь юного химика.
М.,1990.
8. Рубинов П. Химия 8-11кл. Москва-Санкт-петербург, 2010.
9. Стрельникова Л. Из чего всё сделано? Рассказы о веществе. М., 2011.
10.Ульянова Г.М. Органическая химия, 10кл. Санкт-Петербург,2003.
18
19