Меню

Экстракция из растений и плодов

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ КОСМЕТИКА? ЧАСТЬ III — РАСТИТЕЛЬНЫЕ ЭКСТРАКТЫ

Растительные экстракты уже долгие годы остаются в топе наиболее используемых в косметике ингредиентов. Они воплощают в себе близость природе, с одной стороны, и выраженный эффект, с другой.

Экстракция — это извлечение одного или нескольких компонентов из твердых веществ при помощи экстрагентов.

Растительные экстракты содержат в себе сотни компонентов, которые работают по принципу синергии. Из растений можно выделить как индивидуальные тщательно очищенные соединения, так и получить богатый комплекс БАВ (биологически активных веществ) с полным сохранением их природных свойств. Компоненты эти получают из целого растения или его частей — цветков, листьев, плодов, корней.

За благозвучными словами “природный экстракт” может стоят совершенно разное: от не очень чистых и малоэффективных спиртовых экстрактов до чистейших высокоактивных эссенций. Ведь качество полученного экстракта полностью зависит от условий экстракции и степени очистки его от растворителя.

Наиболее прогрессивный и перспективный способ экстракции — СО2-экстракция с помощью сверхкритического углекислого газа. Такой метод сохраняет всю пользу исходного сырья и не оставляет после себя следов самого экстрагента (газ улетучивается).

Объем БАВ в экстракте зависит от сезона, географии, погодных условий, возраста растений, времени сбора и условий хранения.

С этими же факторами связаны возможные изменения цвета и/или выпадение осадка в косметике. Как правило, это никак не сказывается на качестве и говорит лишь о натуральности состава.

В растительных экстрактах могут содержаться:

  • фосфолипиды (в коже они регулируют внутри- и межклеточный обмен, входят в состав мембран и бислоя в эпидермисе);
  • гликозиды (органические соединения сахаров);
  • сапонины (проявляют моющие, чистящие свойства);
  • флавоноиды (укрепляют стенки сосудов и капилляров, повышают их эластичность, улучшают процессы регенерации кожи и т. д.);
  • дубильные вещества (оказывают противовоспалительное, бактерицидное и вяжущее действие);
  • смолы (антисептическое и эпителизирующее действие);
  • витамины (катализаторы важнейших биохимических реакций в клетках);
  • воски (защита от УФ, трансэпидермальной потери воды, механических повреждений, патогенных бактерий);
  • полифенолы (антиоксиданты);
  • полисахариды (увлажнение);
  • аминокислоты и фитопептиды (строительный материал для создания собственных белков, антиоксиданты);
  • ферменты (глубокое очищение поверхности кожи, стимуляция процессов регенерации).

В косметике используются сотни растительных экстрактов с разнообразными свойствами и наверняка со многими из них вы хорошо знакомы. Эффект от конкретного экстракта напрямую зависит от того, какие именно БАВ являются в нем ключевыми.

Большинство растительных экстрактов оказывает выраженное положительное действие на кожу в том или ином ключе.

Выбирая натуральную косметику, никогда не будет лишним проводить тест на чувствительность — на сгибе локтя или за ухом. В современном мире наш организм может неприятно удивлять нас аллергическими реакциями (а в такие реакции могут возникать сразу на несколько веществ, содержащимся в одном экстракте) — следует всегда “прислушиваться” к своей коже, выбирая то, на что она хорошо реагирует.

Источник

Производство экстрактов из растительного сырья

Наше производство начинается с подготовки семян и посадки семян в закрытый грунт, далее после того как растение взошло и достигло размера для пересадки, растение высаживается в открытый грунт.

Так как в основном лекарственные травы являются многолетними травянистыми растениями, то полноценно собирать их начинают только со второго года, а некоторые растения и с третьего и четвертого года.

Кроме искусственно выращенных трав, наши заготовители собирают и травы из дикоростущих мест. Поле золототарника это многолетней травянистое растение из семейства астровые, которые хорошо применяется в народной и традиционной медицине.

После заготовки растений, в сыром виде оно поступает на первую производственную стадию сушки.

Производственные стадии экстракции.

Траву сушат до влажности не ниже 12-15%, с целью снижение большого количество пылеобразования и отходов при измельчении сырья.

Вторая стадия производственного процесса производства экстрактов из трав, или сухих экстрактов, является стадия измельчения:

Третья стадия это сам технологический процесс получения сухих СО2 экстрактов. Для этого, в зависимости от вида сырья (траву, корни, кору, цветы, ягоды, плоды) загружают непосредственно в сам экстрактор и начинается процесс.

В нашем производстве мы используем две технологии получения:

  1. При получении сухих экстрактов используется традиционная технология вакуумной экстракции.
  2. При получении СО2 экстрактов применяется технология докритической и сверхкритической экстракции.

Таблица растворимости действующих веществ.

Вакуумная экстракция.

При производстве растительных экстрактов данным методом и, в зависимости от перерабатываемого сырья мы используем водный и спиртоводный растворитель, что позволяет экстрагировать широкий спектр полезных веществ, а также действующих веществ. Технологический процесс идет при температуре 30-50 град.ц, благодаря чему все полезные вещества остаются в экстракте.

Благодаря технологии получаются водорастворимые экстракты, которые используются для растворения в воде, спирте, чае, кофе, соке, сиропе с сохранением комплекса биологически активных веществ растений (БАВ). Поэтому сухие водорастворимые экстракты являются оптимальным сырьем в производстве БАД, медицинской, косметической, пищевой, ликероводочной, безалкогольной, кондитерской, мясомолочной, ветеринарной промышленности.

Достоинствами сухих водорастворимых экстрактов являются:

  • в том, что они растворимы в воде и содержать широкий перечень полезных и действующих веществ, а также имеют широкий спектр применения.
  • они сохраняют весь витаминный исходный состав (С, В1, В5,В9 и др. )
  • срок годности 24 месяца и более в зависимости от продукта.
  • объем готового продукта экстракта в 10 раз меньше чем исходное сырье, что имеет преимущество при употреблении и транспортировки.
  • сухие экстракты имею широкий спектр применения
Читайте также:  Что такое хвойные растения определение 3 класс

Преимуществом переработки таким методом является сохранение всего комплекса биологически активных веществ растений. Натуральные БАВ являются хорошей альтернативой замены синтетических лекарственных препаратов, так как они природно лучше подходят к организму человека, лучше усваиваются и запускают процессы саморегуляции организма. Ценность и эффективность, свойств лекарственных растений значительно выше чем синтетические вещества.

Стадия настаивание, циркуляционного экстрагирования и очистки от остатков растительного сырья.

На этой стадии происходит загрузка растительного сырья, наполнение раствором растворителя и циркуляция в течении заданного режимом времени при необходимой температуре 30-50 град.ц, после чего происходит удаления отходов растительного сырья и начинается следующая стадия вакуумного выпаривания.

Стадия выпаривания.

Здесь при заданной температуре и давлении 80 мм.рт.ст, в течении 2-3 часов происходит испарения остатков растворителя, через теплообменное оборудование в буферную емкость растворителя. После чего густая масса экстракта фильтруется, далее извлекается и передается на процесс сушки в сушильных шкафах.

Стадия тонкой фильтрации с сушки в сушильных шкафах.

После того как жидкий экстракт прошел стадию фильтрации, он извлекается и поступает на стадию сушки, где также при температуре не выше 40 град.ц происходит досушивание остаточной влаги их экстракта, с последующей упаковкой.

В течении технологического процесса соблюдается оптимальный заданный режим температуры и давления, с целью максимально извлечь и сохранить полезные биологически активные вещества. На глубину извлечения и скорость экстракции влияют большое количество факторов, начиная от места произрастания исходного сырья, его сушки и степени измельчения, заканчивая температурным режимом, давления и скоростью циркуляции.

СО2 экстракция

Мы располагаем современной технологией экстракции по производству масляных и жирорастворимых экстрактов для производства БАД и медицинской, масложировой, косметической, масломолочной, фармацевтической, парфюмерной, плодоконсервной, домашней косметической, ветеринарной промышленности.

Преимуществом является, то что она способна извлекать терпеновые соединения и их производные, это алколоиды, фитостерины, фосфолепиды, каратиноиды и др., которые не извлекаются водными и спиртовыми растворами при помощи вакуумной экстракции. По технологии сверхкритической и докритической экстракции происходит извлечения жирорастворимых соединении БАВ, таких как витамин Е из календулы, крапивы, зверобоя, змееголовника. Например содержание тимола в экстракте чабреца имеет высокое содержание, это получилось достигнуть только при помощи экстракции, что позволяет делать производство природного тимола экономически выгодным.

Также особым приемуществом экстракции является, то что срок годности производимого экстракта может достигать более 10 лет, без присутвии света и кислорода воздуха, это связано с отсутствием воды в получаемом экстракте.

Использование углекислого газа в качестве растворителя, имеет приемущества:

  • углекислый газ СО2 физиологически не вызывает опасности и вреда. Он содержится в напитках и минералках, а также участвует в обменных процессах организма.
  • СО2 является стерильным.
  • СО2 не горюч и безопасен для окружающей среды в незначительной концентрации.

Температурный режим технологического процесса протекает при комнатной температуре. Давление сверхкритики 150 кгс/см2, Давление докритики 40 кгс/см2.

Основные технологические стадии.

  • Измельчение сырья
  • Загрузка в экстрактор исходного измельченного сырья и набор давления.
  • Циркуляция сжиженного СО2
  • Испарение СО2 и извлечение готового масленичного продукта СО2 экстракта.
  • Упаковка или розлив в тару.

Ассортиментный ряд экстрактов в настоящее время составляет более 200 видов, от традиционных — душица, иван чай, родиола розовая и др., до экстрактов из Китая, экстрактов из Тайланда, экстрактов из Индии,— фукус, арбуз, ламинария, гинкго билоба, диоскорея, Хлорелла, женьшень, якорцы, Тонгат Али, шкурки апельсина и так далее.

Производство экстрактов осуществляется в соответствии с ТУ

Продукция сертифицирована имеет все необходимые сертификаты и декларации соответствия.

Источник

Экстракция и свойства пигментов растений

В работе раскрыты теоретические вопросы классификации, строения, физико-химических свойств и функций пигментов растений. В практической части описаны методика и наблюдения по выделению хлорофилла, каротиноидов, флавоноидов из разнообразного растительного сырья методом бумажной хроматографии и методом Крауса; описаны проведённые опыты по изучению свойств пигментов: взаимодействие с кислотами, щелочами, бромной водой, перманганатом калия. В заключении сделаны выводы и приведён список источников.

Скачать:

Вложение Размер
Введение и теория 197.31 КБ
Практическая часть 39.07 КБ
Приложение 1. Экстракты пигментов из рас 314.04 КБ
Приложение 2. Разделение пигментов 216.3 КБ
Презентация 1.03 МБ
Заключение 15.66 КБ
Список литературы 18.78 КБ

Предварительный просмотр:

Научное общество учащихся «Эврика»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Московского района г.Н.Новгорода

Экстракция и свойства пигментов растений

Выполнила: Любивая Алина

ученица 8 б класса

Глава 1 Пигменты растений…………………………………………………. 4

  1. Определение, классификации и функции пигментов растений………. 4
  1. Определение…………………………………………………………………. 4
  2. Классификации и функции пигментов растений………………………….….4

1.2.1. Классификация пигментов растений по физиологическим функциям…. 4

1.2.2. Классификация пигментов растений по строению. Функции пигментов растений……………………………………………………………………………. 6

1.2.3. Физико-химические свойства пигментов растений……………………….13

  1. Экстракция пигментов из растений…………………………………………. 14
  2. Методы разделения пигментов………………………………………………..15

3.1. Разделение пигментов по Г. Краусу………………………………………….15

3.2. Хроматографический метод…………………………………………………..15

Глава 2 Практическая часть. Пигменты как объект химического эксперимента

2.1. Экстракция хлорофилла и опыты с ним……………………………………..16

2.2.1. Экстракция пигментов из зелёного растительного сырья………………..16

2.2.2. А) Доказательство влияния магния на цвет хлорофилла ………….……..16

Б) Получение хлорофиллоподобных производных цинка и меди (II)…….……17

2.2.3. Действие щёлочи на хлорофилл (щелочное омыление)….……………. 17

2.2. Методы разделения пигментов листьев растений…………………………………………………………………………….18

2.2.1.Разделение фотосинтетических пигментов методом бумажной хроматографии………………………………………………………………….….18

2.2.2.Разделение пигментов по Краусу……………………………………….…..19

2. 3. Экстракция каротиноидов из биомассы и опыты с ними..……………. 20

2.3.2.Определение групп каротиноидов в корнеплодах моркови……………. 21

2.3.3. Качественное определение двойных связей в молекуле каротина……. 22

2. 4. Экстракция флавоноидов (антоцианов) из биомассы и опыты с ними…..23

2.4.1. Получение водной вытяжки………………………………………………. 24

2.4.2. Цветные качественные реакции на флавоноиды — взаимодействие

Пигмент (pigmentum) в переводе с латинского «краска». Пигментами называются вещества, избирательно поглощающие свет в видимой части солнечного света.

Природные красители находятся в генеративных (пыльце, цветках, плодах, семенах) и вегетативных органах растений (листьях, корнях, побегах). Синяя, фиолетовая, красная окраска цветков, плодов и листьев зависит от присутствия в клеточном соке пигментов, относящихся к группе антоцианов. Жёлтая окраска цветков, плодов, листьев, коры и других частей растений в большинстве случаев обусловлена пигментами группы оксифлавонов и оксифлавонолов. Листья растений зелёного цвета благодаря хлорофиллу. Окраска многих плодов (помидоры, цитрусовые), подземных органов растений (морковь) и цветков (жёлтый люпин) вызвана наличием жёлтых пигментов группы каротиноидов (ликопин, каротин, ксантофилл). Эти пигменты обусловливают и жёлтую окраску осенних листьев. Хлорофилл и каротиноиды, нерастворимые в воде, в отличие от антоцианов и флавонолов, находятся в пластидах (хлоропластах и хромопластах).

Растительные пигменты выполняют множество функций, например, их окраска привлекает насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена. Многие природные пигменты принимают участие в фотохимических процессах.

Природные пигменты нашли применение как красители в пищевой, текстильной промышленности и в качестве главного составляющего компонента, определяющего цветовой тон художественных красок.

Я учусь в художественной школе, рисую акварельными красками и при знакомстве с предметом химии мне стало интересно, из каких веществ изготавливают краски. Изучая состав акварельных красок, узнала, что их можно изготовить на основе растворов пигментов антоцианов, полученных из окрашенных частей различных растений.

Красота и разнообразие цвета пигментов и способы их извлечения из растительного сырья увлекли меня: я решила получить подробное представление о пигментах, самостоятельно их выделить из растений и провести опыты с ними.

Объект исследования: растительные пигменты.

Предмет исследования: физико-химические свойства хлорофиллов, каротиноидов и флавоноидов.

Цель работы: получение экстрактов пигментов из растительного сырья и исследование их физико-химических свойств.

1. Проанализировать научную и научно- популярную литературу по проблеме пигментов.

2. Систематизировать сведения о классификации, строении и физико-химических свойствах пигментов.

3. Изучить процесс экстракции пигментов из растительного сырья.

4. Приготовить вытяжки хлорофиллов, каротиноидов и флавоноидов из растений и провести опыты с ними.

В процессе работы мы использовали следующие методы :

1.Изучение и анализ литературы.

Данная работа состоит из титульного листа, содержания, введения, основной части, практической части, заключения и списка источников.

Во введении определены цель, задачи и методы работы. В основной части раскрыты вопросы классификации, строения, физико-химических свойств и функций пигментов растений. В практической части описаны методика и наблюдения по выделению пигментов из разнообразного растительного сырья и проведённые опыты по изучению свойств пигментов. В заключении сделаны выводы и приведён список литературы.

Глава 1 Пигменты растений

1.Определение, классификации и функции пигментов растений

Пигменты растений (от латинского слова pigmentum — краска) — это окрашенные вещества, входящие в состав клеток и тканей растений. Цвет пигментов определяется наличием в их молекулах хромофорных групп , избирательно поглощающих свет в определённой части видимого спектра солнечного света. Биологические пигменты играют важную роль в жизнедеятельности растений и других живых существ.

Растительных пигментов очень много. Они содержатся в пластидах клеток– хлоропластах и хромопластах, некоторые находятся в клеточном соке растений (вакуолях, везикулах).

Окраска пигментов растений (и самих растений) зависит от химического строения, pH среды, температуры, наличия в структуре ионов металлов. Окраска растения зависит и от строения ткани, в которой содержатся пигменты: ее толщины, количества межклетников, формы клеток эпидермиса, плотности находящегося на поверхности клеток воскового налёта.

  1. Классификации и функции пигментов растений

1.2.1. Классификация пигментов растений по физиологическим функциям

По физиологическим функциям различают фотосинтетические и нефотосинтетические пигменты.

В хроматофорах и хлоропластах содержатся пигменты, непосредственно участвующие в осуществлении процесса фотосинтеза. Эти пигменты относят к фотосинтетическим. Они представлены молекулами, способными поглощать кванты света определенной длины волны, часть световых волн отражается. В зависимости от спектрального состава отраженного света пигменты приобретают окраску — зеленую, желтую, красную и др.

В настоящее время различают на три группы:

зелёные ( хлорофиллы ) (см. ниже), желтые ( каротиноиды ) (см. ниже), растительные желчные пигменты ( фикобилины ).

Каротиноиды и фикобилины называют вспомогательными, или сопровождающими, пигментами, поскольку энергия квантов света, поглощённых этими пигментами, может передаваться на хлорофилл.

Фикобилины — красные и синие пигменты, содержащиеся у некоторых водорослей и цианобактерий. В основе химического строения фикобилинов лежат четыре пиррольные группировки в виде открытой цепочки. Фикобилины представлены пигментами: фикоцианином (тёмно-голубой), фикоэритрином ( окисленный фикоцианин), фикоцианобили́ном (голубого цвета), фикоэритробили́ном — (красный фикобилин ).

Рис. 2. Фикоэритробили́н

Красные водоросли в основном содержат фикоэритрин, а цианобактерий — фикоцианин. Фикобилины образуют прочные соединения с белками (фикобилинпротеиды). Связь между фикобилинами и белками разрушается только кислотой. Красные водоросли в основном содержат фикоэритрин. Фикобилины концентрируются в особых гранулах (фикобилисомах), тесно связанных с мембранами тилакоидов.

Нефотосинтетические пигменты подразделяют на три больших класса: каротиноиды, беталаины, антоцианы ( из класса флавоноиды).

1.2.2. Классификация пигментов растений по строению. Функции пигментов растений

Пигменты в зависимости от своего строения подразделяются на несколько классов: Каротиноиды, Флавоноиды, Порфирины , Хиноны.

Каротиноиды —групповое обозначение ряда (свыше 300) пигментов желтого, оранжевого или красного цвета. Это наиболее распространённый класс биологических пигментов. Обнаружены у всех без исключения растений .

К каротиноидам относятся каротин (оранжевый), ксантофилл (желтый), ликопин , лютеин и другие.

Большинство каротиноидов представляют собой высокомолекулярные углеводороды тетратерпены и тетратерпеноиды , производные изопрена: оранжевый каротин С 40 Н 56 либо окисленные углеводороды — желтый ксантофилл С 40 Н 56 О 2 .

Рис.3. Каротиноиды. Альфа-каротин

Рис. 4. Каротиноиды. Ликопин

Рис. 5. Ксантофиллы. Кантаксантин

Рис. 6. Ксантофиллы. Криптоксантин

Каротиноиды придают окраску большинству оранжевых овощей и фруктов , придают жёлтый цвет листьям и цветам, защищают ткани от окисления кислородом на свету. Они всегда присутствуют в листьях, но перекрываются зелёным цветом хлорофилла. Название пигментам этого типа дал ученый М. С. Цвет в честь одного из пигментов, содержащегося в оранжевых корнеплодах моркови («carotte» по — латински – морковь). Желтая, оранжевая и красная окраска красного перца, кукурузы, тыквы, кабачков и перезрелых огурцов, баклажанов, помидора, дыни, а также многих цитрусовых обусловлена присутствием в них разнообразных каротиноидных пигментов. Из лекарственных растений каротин содержится в плодах облепихи, рябины, шиповника, в цветках ноготков, листьях грецкого ореха, в траве сушеницы топяной, череды трёхраздельной и других.

В листьях и плодах растений каротин локализуется в хлоропластах вместе с ксантофиллом.

Флавоноиды . Известно более 6500 флавоноидов (по- латински «flavus» означает «желтый»).

С химической точки зрения флавоноиды — гетероциклические фенольные соединения , флавоноиды представляют собой гидроксипроизводные флавона ( собственно флавоноиды ),

2,3-дигидрофлавона ( флаваноны ), изофлавона ( изофлавоноиды ),

4-фенилкумарина( неофлавоноиды ), производные флавана ( катехины , лейкоантоцианы ),

а также флавоны с восстановленной карбонильной группой ( флаванолы ). Зачастую к флавоноидам относят и другие соединения, в которых имеются два бензольных ядра, соединенных друг с другом трехуглеродным фрагментом — халконы , дигидрохалконы и ауроны .

В их число входят антоцианы , обуславливающие наиболее яркие цвета растений — красные, пурпурные, синие части цветов и плодов . Антоцианы — растительные гликозиды , содержащие в качестве агликона (неуглеводной части) антоцианидины — замещённые 2- фенилхромены .

Ф лавонолы , ауроны , халконы определяют жёлтую и оранжевую окраску плодов, листьев и цветов. Разнообразие оттенков желтого цвета достигается как изменением концентрации флавонов и флавонолов, так и присутствием в соке растений солей кальция и магния, увеличивающих интенсивность окраски.

Флавоноиды принимают участие в окислительно-восстановительных процессах растений, в защите растений от неблагоприятных воздействий ультрафиолетовых лучей и низких температур, в процессе оплодотворения высших растений, обеспечивают огромное разнообразие окрасок цветков и плодов, что привлекает насекомых и тем самым способствуют опылению. Катехины и лейкоантоцианы являются родоначальниками дубильных веществ. Катехины в значительной мере обусловливают антиоксидантные свойства многих растительных продуктов. Полезные защитные свойства катехинов могут быть проиллюстрированы на примере чая.

Антоцианы не только придают яркую окраску частям растений. Эти пигменты, появляющиеся в листьях и стеблях при воздействии пониженных температур, служат своего рода «ловушкой» солнечных лучей. В молодых побегах и листьях растений антоцианы ранней весной превращают световую энергию в тепловую и защищают их от холода. Усиленное образование антоцианов в клетках растений происходит при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении ультрафиолетовыми лучами. К осени они накапливаются в листьях, изменяя (совместно с каротиноидами) зеленый наряд природы на красно-желтый. Считается, что антоцианы защищают растения и от вредного воздействия солнечного цвета на цитоплазму. Антоцианы предохраняет растения и окружающую среду от кислотных газов промышленных предприятий. На засоленной почве некоторые растения приобретают повышенную способность к накоплению антоцианов, предохраняя себя от вредного действия почвенных солей, не дают возможности образоваться в клетках другим токсическим соединениям.

Химические формулы некоторых представителей флавоноидов приведены в таблице1.

Источник