Химический состав растений

 

ИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РФ   

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ   

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО   

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ   

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ   

 УНИВЕРСИТЕТ   

 

 

ИПБиВМ

Кафедра внутренних незаразных болезней с/х животных

 

 

Реферат: по дисциплине: Фитолекарстововедение

На тему: Химический состав растений

 

 

 

Исполнитель – студентка 5 курса

ИПБиВМ 51 группы Беляева  А. Г.

Проверила – Бойченко Н. Б.

 

 

 

 

 

Красноярск – 2013

 

 

Содержание:

 

1. Введение
2. Химический состав растений
3. Мать-и-мачеха обыкновенная
4. Подорожник большой
5. Брусника обыкновенная
6. Пастушья сумка обыкновенная
7. Ромашка безъязычковая (ромашка пахучая, ромашка ромашковидная, 
   ромашка зеленая)
8. Родиола розовая
9. Рододендрон золотистый
10. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Ежегодные заготовки лекарственного, растительного сырья в России составляют десятки тысяч тонн. Однако, масштабы заготовок в целом, и  в особенности по отдельным видам, не удовлетворяют всё возрастающей потребности аптечной сети и медицинской  промышленности в растительном сырье. Увеличение объёма заготовок ряда видов  сырья сдерживает отсутствие сведений о размещении их природных запасов. Вместе с тем, некоторые дикорастущие лекарственные растения встречаются  в недостаточном количестве, и  анализ их ресурсных возможностей говорит  о необходимости сокращении масштаба заготовок или даже о полном их прекращении. 
Всякое использование природных ресурсов лекарственных растений должно сочетаться с мерами по охране и восстановлению их зарослей после заготовок, что гарантирует обеспечение текущих и перспективных потребностей здравоохранения в лекарственном сырье растительного происхождения.

Терапевтическая ценность лекарственных  растений определяется входящими в их состав биологически активными веществами — химический состав растений, к которым относятся все вещества, способные оказывать влияние на биологические процессы, протекающие в организме.

За долгую историю поисков  и практического использования  биологически активных веществ накопились сведения о биологической активности большого числа химических соединений растений с полностью или частично установленной структурой. Только фармакологическая активность, если судить по различным справочникам и фармакопеям, описана примерно для 12 000 различных соединений.

Для части из них известна также и физиологическая система  организма или орган — мишень действия. Значительно меньше известны те биохимические или молекулярно-биологические процессы, на которые действуют эти вещества.

Любое из лекарственных растений представляет собой сложную лабораторию  с различным химическим составом, в которой синтезируются одновременно сотни, если не тысячи, биологически активных веществ. Этим и объясняется так называемый шрапнельный эффект, т.е. эффект множественного воздействия на различные системы и органы, нередко возникающий в процессе лечения. Дополнительные исследования, казалось бы, вполне изученных из давно использующихся лекарственных растений иногда позволяют выявить новый аспект их биологической активности.

 

 

Химический состав растений

 

Растения состоят из органических веществ, в состав которых обязательно входит углерод. Этот четырехвалентный элемент способен к многочисленным химическим реакциям и образует массу сложных соединений. Если сжечь любое органическое соединение, например сахар или крахмал, то его углерод соединится с кислородом и выделится в виде углекислого газа. Входящий в белки азот при их сгорании улетучивается в виде окислов азота (соединений азота с кислородом). После сжигания организма остается зола, которая содержит ряд окислов фосфора, серы, калия, натрия, магния, кальция и других элементов, и составляет в среднем 5% от массы высушенного растения.

Соответственные анализы  показывают, что основными элементами, входящими в состав органического  вещества, являются углерод, кислород, водород и азот. Из них в среднем  в растении содержится: углерода – 45%, кислорода – 42%, водорода – 6,5% и  азота – 5%.

Разнообразие органических веществ. Растение состоит в основном из соединений, образуемых вышеупомянутыми  четырьмя элементами. Большое количество различных химических соединений растительных организмов можно объединить в несколько  типов веществ в зависимости  от их физиологического значения. Прежде всего, это запасные питательные  вещества, отложенные организмом. Кроме  того, имеются вещества, образующиеся в биохимических процессах (метаболиты) и играющие большую роль в обмене веществ, а значит, и в жизни  растений. Запасные вещества используются растением в дальнейшей жизнедеятельности, сравнительно небольшая часть образует отбросы, а другая часть идет на построение скелетной системы клеток – их оболочек. Наибольшую роль в клетке играют конституционные вещества, образующие живое содержимое клеток – их протопласт, т. е. цитоплазму и органоиды.

Запасные вещества клетки в растении бывают двух категорий: безазотистые вещества – углеводы и жиры и  азотистые вещества – белки.

К углеводам относятся  соединения, состоящие из углерода, кислорода и водорода. Углеводы играют большую роль в жизни растений.

Крахмал – очень распространённый в растениях углевод. Запасной крахмал встречается в виде крахмальных зерен определенного строения, характерного для отдельных видов или групп растений. Крахмальные зерна отличаются слоистостью, так как они сложены из слоев неодинаковой плотности. Характерной реакцией на крахмал является его посинение от действия йода. Этой реакцией можно обнаружить даже мельчайшие примеси крахмала. В растении крахмал гидролизуется при участии фермента амилазы (от латинского слова амилум – крахмал). При гидролизе крахмала ферментом амилазой сначала образуется солодовый сахар мальтоза, который затем под действием другого фермента – мальтазы гидролизуется в виноградный сахар или глюкозу.

Существуют различные  формы крахмальных зерен: простые, сложные и полусложные. Простое крахмальное зерно состоит из одного зернышка. Сложные зерна состоят из отдельных зернышек, склеенных вместе в одно зерно. Полусложные зерна, как и сложные, состоят из нескольких зернышек, которые окружены общими слоями.

Инулин по своему химическому составу близок к крахмалу, однако при его гидролизе ферментом инулазой получается не глюкоза, а фруктоза.

Ряд растений в качестве запасных веществ, находящихся главным  образом в клеточном соке, содержат сахара, присутствие которых сразу  заметно на вкус в плодах (виноград, земляника, арбуз, груша и др.).

К сахарам относятся дисахариды и моносахариды. К дисахаридам относятся мальтоза и сахароза, или тростниковый сахар. Тростниковым он назван потому, что раньше добывался исключительно из сахарного тростника. В тропических странах и до сих пор он добывается из сахарного тростника, а в умеренных широтах – из сахарной свеклы. Сахарная свекла в клеточном соке корней может содержать до 22% сахара, а в среднем содержит 16-18%.

Характерным реактивом на глюкозу и фруктозу является фелингова  жидкость, при нагревании с которой  выпадает кирпично-красный осадок окиси  меди (I). Фелингова жидкость содержит раствор сульфата меди, сегнетову соль и гидроксид калия. Сахароза не дает реакции с фелинговой жидкостью.

Жиры. Другой группой запасных безазотистых веществ наряду с углеводами являются растительные масла, или жиры, которые имеют широкое распространение  в первую очередь как запасные питательные вещества в семенах. Семена подсолнечника, хлопчатника, конопли, льна, кунжута, горчицы, сои, мака содержат значительные количества масла. Семена, содержащие много жиров, обычно содержат мало крахмала: одно безазотистое вещество как бы заменяет другое.

Жиры состоят из глицерина  и жирных кислот. Под влиянием щелочей  они распадаются на эти составные  части. В растениях расщепление  жиров на глицерин и жирные кислоты  производит фермент липаза.

Жиры гораздо беднее кислородом, чем углеводы, поэтому они более  калорийны, т. е. дают больший выход  энергии при окислении в процессе дыхания.

Характерной реакцией на жиры является окрашивание их в оранжево-красный  цвет от спиртового раствора красителя  судана. От осмиевой кислоты масла  чернеют.

Белки – наиболее сложные  соединения, содержащие, помимо углерода, водорода и кислорода, также азот, откладываются в запас в виде алеионовых зерен. Белковые вещества, находящиеся в клеточном соке в виде растворов, при потере влаги  превращаются в твердые зернышки, которое имеют вид небольших  комочков (например, у злаков) и образуют тельца своеобразного строения. У  растений, содержащих в семенах большое  количество масла, например у клещевины, алейроновые зерна, кроме кристаллов белка, содержат круглые включения  – глобоиды, состоящие из органических и минеральных веществ. Одной из характерных реакций на белок является биуретовая реакция. При действии водного раствора сульфата меди и едкой щелочи на 4 (белок при нагревании наблюдается его окрашивание в фиолетовый цвет. Белки состоят из сочетания многих аминокислот. Различных аминокислот насчитывают свыше 20. Их разнообразные |комбинации и создают многообразие белков в растительном и животном мире. К числу аминокислот принадлежат гликокол, цистин, аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты, серии, метионин, триптофан и др. Под влиянием ферментов-протеаз белки распадаются на составляющие их аминокислоты.

Образование вакуолей. Молодые  клетки сплошь заполнены цитоплазмой. Затем по мере роста в цитоплазме появляются полости – вакуоли. При  дальнейшем увеличении размеров клетки вакуоли также увеличиваются  и нередко сливаются вместе, образуя  несколько вакуолей или одну большую  вакуоль. Вакуоли заполнены клеточным  соком. Клеточный сок представляет собой водный раствор различных  неорганических и органических веществ. В нем содержатся сахара, инулин, соли и другие вещества.

Органические  кислоты. К ним относятся уксусная, яблочная, винная, щавелевая, лимонная и другие кислоты. Они играют большую роль в обмене веществ у растений, в частности в процессе дыхания. Органические кислоты накапливаются* обычно в клеточном соке, придавая растению кислый вкус (плоды лимона, клюквы, незрелые плоды растений, листья щавеля, кислицы и т. д.).

Дубильные вещества. Название «дубильные вещества» произошло  от слова «дуб», так как это  дерево в своей коре содержит их в большом количестве. Дубильные  вещества образуют сложные соединения с белками. На этом свойстве основано дубление кож. Под влиянием особых ферментов  дубильные вещества в растении могут  распадаться на сахар и другие соединения, например танины. Дубильные  вещества имеют вяжущий вкус. В  растениях они, по-видимому, играют защитную роль, защищая их от микроорганизмов, и участвуют в реакциях окисления  при дыхании.

Особенно богаты дубильными веществами галлы – наросты на листьях дуба, которые вызываются личинками насекомых. Если взять  каплю сока из галлов и прибавить  к нему немного 0,5% раствора хлорида железа (III), то в результате происходящей реакции образуется темноокрашенное вещество – чернила. До развития промышленности анилиновых красителей чернила обычно приготовлялись этим способом из галлов.

Пигменты. В клеточном  соке многих растений содержатся в  растворенном виде различные органические красящие вещества – пигменты. Самым  распространенным из них является особое органическое вещество антоциан. Окраска  антоциана различна и зависит  от реакции клеточного сока: в кислой среде она красная, в щелочной – синяя. Окраска листьев красной  капусты, корня красной свеклы, лепестков  многих растений (например, медуницы, незабудки  и др.) обусловлена наличием антоциана. Цветки некоторых растений, например медуницы, за время цветения изменяют свою окраску от розовой до синей, так как реакция клеточного сока меняется от кислой до слабощелочной.

Алкалоиды. К числу веществ, по-видимому представляющих собой побочные продукты обмена, относятся ядовитые вещества, содержащие азот, алкалоиды (например, морфий у мака, атропин  у белены и беладонны и др.). В последнее время выяснено, что  они могут играть известную роль в азотном обмене растений. Все  они имеют определенное биологическое  значение. Так, многие содержащие алкалоиды  растения не поедаются животными, поэтому  они и сохранились в процессе естественного отбора. К подобным же веществам, играющим защитную роль, относятся эфирные масла, смолы  и др.

Фитонциды. Многие органические вещества, образуемые растением (эфирные  масла, органические кислоты, некоторые  аминокислоты, алкалоиды), играют биологическую  роль, защищая растения от различных  паразитов. Все эти вещества получили название фитонцидов (от греч. фитон  – растение и лат. цедере – убивать).

Фитонциды являются природными антибиотиками растений. Так, например, фитонциды плодов лимона и апельсина, находящиеся в кожуре плода, действуют  губительно на дизентерийную бактерию. Фитонциды выделяются растением  в жидком или газообразном виде. Все знают, как пахнут луковицы чеснока, лука, листья герани, примулы и цветки многих растений. Характерный запах  растений связан с выделением ими  летучих эфирных масел. Особенно богаты фитонцидами такие растения, как чеснок, лук, подорожник, черемуха, горчица и плоды цитрусовых.

Фитонциды используются для хранения плодовоовощных и ягодных соков. Для продолжительного хранения виноградного сока в него приливают алиловое масло, добываемое из растения горчицы, из расчета 25 мг на 1 л сока.