Analiza chemiczna roślin leczniczych. Analiza agrochemiczna gleb, roślin, nawozów Przygotowanie próbek gleby z badanych powierzchni
Właściwości wszystkich organizmy roślinne a wewnętrzne struktury tkwiące w poszczególnych gatunkach są determinowane wieloaspektowym, ciągle zmieniającym się wpływem środowisko... Istotny jest wpływ czynników takich jak klimat, gleba, a także obieg substancji i energii. Tradycyjnie w celu identyfikacji właściwości produktów leczniczych lub produktów spożywczych określa się proporcje substancji, które można wyizolować analitycznie. Ale te oddzielnie wzięte substancje nie mogą obejmować wszystkich wewnętrznych właściwości, na przykład roślin leczniczych i aromatycznych. Dlatego takie opisy poszczególnych właściwości roślin nie mogą zaspokoić wszystkich naszych potrzeb. Wyczerpujący opis właściwości ziołowych preparatów leczniczych, w tym aktywności biologicznej, wymaga wszechstronnego, kompleksowego opracowania. Istnieje szereg technik, które pozwalają określić jakość i ilość substancji biologicznie czynnych w składzie rośliny, a także miejsca ich gromadzenia.
Analiza mikroskopowa luminescencyjna Polega na tym, że substancje biologicznie czynne zawarte w roślinie dają jasny kolorowy blask w mikroskopie luminescencyjnym, a różne substancje chemiczne są scharakteryzowane różne kolory... Tak więc alkaloidy dają żółty kolor, a glikozydy - pomarańczowy. Metoda ta służy głównie do identyfikacji miejsc gromadzenia się substancji aktywnych w tkankach roślinnych, a intensywność luminescencji wskazuje na większe lub mniejsze stężenie tych substancji. Analiza fitochemiczna ma na celu identyfikację jakościowego i ilościowego wskaźnika zawartości substancji czynnych w easthenii. Do określenia jakości wykorzystuje się reakcje chemiczne. Ilość substancji aktywnych w roślinie jest głównym wyznacznikiem jej dobrej jakości, dlatego też ich analizę objętościową przeprowadza się również metodami chemicznymi. Do badania roślin zawierających substancje czynne takie jak alkaloidy, kumaryny,
glawony, które wymagają nie prostej analizy sumarycznej, ale także ich rozdziału na składniki, nazywamy analizą chromatograficzną. Metoda analizy chromatograficznej został po raz pierwszy wprowadzony w 1903 roku przez botanika
Kolor i od tego czasu opracowano różne jego opcje, które mają niezależną
oznaczający. Ta metoda rozdzielania mieszaniny g-ceetv na składniki opiera się na rozróżnieniu ich właściwości fizycznych i chemicznych. Fotograficznie za pomocą chromatografii panoramicznej można uwidocznić wewnętrzną strukturę rośliny, zobaczyć linie, kształty i kolory rośliny. Takie obrazy, uzyskane z ekstraktów wodnych, są zatrzymywane na bibule filtracyjnej z azotanu srebrzystego i odwzorowywane. Z powodzeniem rozwijana jest metoda interpretacji chromatogramów. Technika ta jest poparta danymi uzyskanymi przy użyciu innych znanych już sprawdzonych technik.
Na podstawie krążących chromo-diagramów rozwój metody chromatografii panoramicznej kontynuuje określanie jakości rośliny poprzez obecność w niej stężonych składniki odżywcze... Wyniki uzyskane tą metodą powinny być poparte danymi z analizy poziomu kwasowości rośliny, interakcji enzymów zawartych w jej składzie itp. dalszy rozwój chromatograficzną metodą analizy roślin powinno być poszukiwanie sposobów wpływania na surowce roślinne podczas ich uprawy, przetwarzania pierwotnego, przechowywania oraz na etapie produkcji bezpośredniej formy dawkowania w celu zwiększenia w nim zawartości cennych substancji aktywnych.
Zaktualizowano: 2019-07-09 22:27:53
- Stwierdzono, że adaptację organizmu do różnych wpływów środowiskowych zapewniają odpowiednie fluktuacje czynnościowej czynności narządów i tkanek, ośrodkowego układu nerwowego
Przy określaniu potrzeb roślin na nawozy, wraz z analizami agrochemicznymi doświadczeń glebowych, polowych i wegetacyjnych, metodami mikrobiologicznymi i innymi, coraz częściej zaczęto stosować metody diagnostyki roślin.
Obecnie szeroko stosowane są następujące metody diagnostyki roślin: 1) analiza chemiczna roślin, 2) diagnostyka wizualna oraz 3) iniekcja i oprysk. Analiza chemiczna rośliny to najczęstsza metoda diagnozowania potrzeb nawozowych.
Diagnostyka chemiczna jest reprezentowana przez trzy typy: 1) diagnostyka liści, 2) diagnostyka tkanek oraz 3) szybkie (ekspresowe) metody analizy roślin.
Ważnymi etapami diagnostyki roślin z wykorzystaniem analizy chemicznej są: 1) pobranie próbki roślinnej do analizy; 2) uwzględnienie warunków towarzyszących wzrostowi roślin; 3) analiza chemiczna roślin; 4) przetwarzanie danych analitycznych i sporządzanie wniosków o zapotrzebowaniu roślin na nawozy.
Pobranie próbki roślin do analizy. Przy doborze roślin do analizy należy zadbać o to, aby pobrane rośliny odpowiadały średniemu stanowi roślin na danym obszarze pola. Jeśli wysiew jest jednorodny, można ograniczyć jedną próbkę; jeśli występują plamy roślin lepiej rozwiniętych lub odwrotnie, słabiej rozwiniętych, z każdego z tych miejsc pobiera się osobną próbkę w celu ustalenia przyczyny zmienionego stanu rośliny. Zawartość składników pokarmowych dobrze rozwiniętych roślin może być w tym przypadku wykorzystana jako wskaźnik prawidłowego składu danego gatunku rośliny.
Przy wykonywaniu analiz konieczne jest ujednolicenie techniki pobierania i przygotowania próbki: pobieranie tych samych części rośliny pod względem poziomu, położenia na roślinie i wieku fizjologicznego.
Wybór części rośliny do analizy zależy od metody. diagnostyka chemiczna... Aby uzyskać wiarygodne dane, konieczne jest pobranie próbek z co najmniej dziesięciu roślin.
W uprawach drzewnych, ze względu na specyfikę ich zmian związanych z wiekiem, pobieranie próbek roślin jest nieco trudniejsze niż w uprawach polowych. Zaleca się prowadzenie badań w następujących przedziałach wiekowych: sadzonki, sadzonki, rośliny młode i owocujące. Liście, ich ogonki, pąki, pędy lub inne organy należy pobrać z górnej jednej trzeciej pędów z strefa środkowa korony drzew lub krzewów w tym samym wieku i bonitet, przylegające do tej samej kolejności, a mianowicie: albo tylko z owoców, albo tylko z pędów nieowocowych, albo z pędów obecnego wzrostu, lub liści wystawionych na bezpośrednie działanie promieni słonecznych lub rozproszonych . Wszystkie te punkty należy wziąć pod uwagę, ponieważ wszystkie wpływają na skład chemiczny liści. Zauważa się, że najlepszą korelację między składem chemicznym liścia a plonem owoców uzyskuje się, gdy jako próbkę pobrano liść, w którego kątach pąka kwiatowego rozwija się pąk.
Na jakim etapie rozwoju roślin należy pobrać próbki do analizy? Jeśli chodzi o uzyskanie najlepszej korelacji z plonem, wówczas najlepsza okazuje się analiza roślin w fazie kwitnienia lub dojrzewania. Tak więc Lundegard, Kolarzhik i inni badacze uważają, że kwitnienie jest taką fazą dla wszystkich roślin, ponieważ do tego momentu główne procesy wzrostu zakończą się, a wzrost masy nie „rozcieńczy” procentu substancji.
Aby rozwiązać problem zmiany odżywiania roślin w celu zapewnienia formacji najlepsze zbiory, konieczna jest analiza roślin w więcej wczesne okresy rozwój i nie raz, ale kilka (trzy lub cztery), zaczynając od pojawienia się jednego lub dwóch liści.
Czas próbkowania. I termin: dla zbóż jarych (pszenica, owies, kukurydza) - w fazie trzech liści, czyli przed rozpoczęciem różnicowania źdźbła źdźbłowego lub wiechy; na len - początek jodełki; w przypadku ziemniaków, roślin strączkowych, bawełny i innych - faza czterech do pięciu prawdziwych liści, czyli przed pączkowaniem; dla buraków cukrowych faza trzech prawdziwych liści.
II termin: dla zbóż jarych - w fazie pięciu liści, czyli w fazie przekwitania; dla buraków - w fazie rozwijania szóstego liścia; za całą resztę - podczas formowania pierwszych małych zielonych pąków, czyli do samego początku pączkowania.
III termin: w fazie kwitnienia; dla buraków - przy rozkładaniu ósmego do dziewiątego liścia.
IV termin: w fazie dojrzałości mlecznej nasion; na buraki - na tydzień przed zbiorami.
Posiadać drewniane rośliny oraz plantatorów jagodowych próbki pobierane są w następujących fazach formowania się plonu: a) przed kwitnieniem, czyli na początku silnego wzrostu, b) kwitnienia, czyli w okresie silnego wzrostu i fizjologicznego wydalania jajników, c ) tworzenie owoców, d) dojrzewanie i zbiór oraz e) okres jesiennego opadania liści.
Przy określaniu terminu pobierania próbek roślin należy również wziąć pod uwagę okres wzrostu i rozwoju, podczas którego spadają krytyczne poziomy żywienia. Termin „poziomy krytyczne” odnosi się do najniższych stężeń składników odżywczych w roślinach w krytycznym okresie ich rozwoju, tj. stężeń, poniżej których następuje pogorszenie stanu rośliny i spadek plonu. Przez optymalny skład rośliny rozumie się taką zawartość składników odżywczych w krytycznych fazach jej rozwoju, która zapewnia wysoki plon.
Poniżej podano wartości poziomów krytycznych i optymalnego składu dla niektórych upraw. Próbki pobierane są we wszystkich przypadkach o tych samych godzinach dnia, najlepiej rano (o godz. 8-9), aby uniknąć zmian w składzie roślin spowodowanych codzienną dietą.
Uwzględnienie warunków towarzyszących. Nie zawsze poprawne jest ocenianie wystarczalności lub nieadekwatności żywienia roślin pewnymi elementami tylko na podstawie danych analizy chemicznej. Wiele faktów jest znanych, gdy brak jednego lub kilku składników odżywczych, opóźnienie fotosyntezy lub naruszenie reżimów wodnych, termicznych i innych życiowych może spowodować nagromadzenie się jednego lub drugiego pierwiastka w roślinie, co w żadnym wypadku nie powinno charakteryzować wystarczalności ten pierwiastek w pożywce (gleba ). Unikać możliwe błędy i nieścisłości we wnioskach, konieczne jest porównanie danych analizy chemicznej roślin z szeregiem innych wskaźników: z masą, wzrostem i tempem rozwoju roślin w momencie pobierania próbek i z ostatecznym zbiorem, z wizualnym znaki diagnostyczne, z cechami techniki rolniczej, z właściwości agrochemiczne gleba, warunki pogodowe i szereg innych wskaźników wpływających na odżywianie roślin. Dlatego jednym z najważniejszych warunków pomyślnego wykorzystania diagnostyki roślin jest najbardziej szczegółowe rozliczenie wszystkich tych wskaźników w celu ich późniejszego porównania ze sobą iz danymi analitycznymi.
FEDERALNA AGENCJA EDUKACJI
UNIWERSYTET PAŃSTWOWY W WORONEZH
WSPARCIE INFORMACYJNE I ANALITYCZNE DZIAŁAŃ EKOLOGICZNYCH W ROLNICTWIE
Przewodnik po studiach dla uniwersytetów
Opracowane przez L.I. Brechowa L.D. Stakhurlova D.I. Shcheglov A.I. Grzmot
WORONEZ - 2009
Zatwierdzony przez Radę Naukowo-Metodologiczną Wydziału Biologii i Gleboznawstwa - Protokół nr 10 z dnia 4 czerwca 2009 r.
Recenzent, doktor nauk biologicznych, prof. L.A. Jabłońskie
Pomoc dydaktyczna została przygotowana w Katedrze Gleboznawstwa i Gospodarki Przestrzennej Wydziału Biologii i Gleboznawstwa Uniwersytetu Państwowego w Woroneżu.
Dla specjalności: 020701 - Gleboznawstwo
Brak lub nadmiar jakiegokolwiek pierwiastka chemicznego powoduje zakłócenie normalnego przebiegu procesów biochemicznych i fizjologicznych w roślinach, co ostatecznie zmienia plon i jakość produkcji roślinnej. Dlatego określenie składu chemicznego roślin i wskaźników jakości produktu pozwala na identyfikację niekorzystnych warunków ekologicznych dla wzrostu zarówno roślinności kulturowej, jak i naturalnej. W związku z tym analiza chemiczna materiału roślinnego jest integralną częścią działań związanych z ochroną środowiska.
Opracowano praktyczny poradnik dotyczący informacyjno-analitycznego wspomagania ochrony środowiska w rolnictwie zgodnie z programem badań laboratoryjnych w „Biogeocenologii”, „Analiza roślin” i „Ochrona środowiska w rolnictwie” dla studentów IV i V roku wydziału gleb Wydziału Biogleby VSU.
TECHNIKA POBIERANIA PRÓB ROŚLINNYCH I PRZYGOTOWYWANIA ICH DO ANALIZY
Pobieranie próbek roślin jest bardzo ważnym momentem w skuteczności diagnostyki odżywiania roślin i oceny ich dostępności zasobów glebowych.
Cały obszar badanej uprawy jest wizualnie podzielony na kilka sekcji, w zależności od jej wielkości i stanu roślin. Jeżeli na obszarach siewnych z wyraźnie gorszymi roślinami zaznacza się te obszary na mapie polowej, określa się, czy zły stan roślin jest następstwem anto lub fitochoroby, miejscowego pogorszenia właściwości gleby lub innych warunki wzrostu. Jeśli wszystkie te czynniki nie wyjaśniają przyczyn złej kondycji roślin, to można założyć, że ich odżywianie jest zaburzone. Potwierdzają to metody diagnostyczne roślin. Weź pro
z witryn z najgorszymi i najbardziej najlepsze rośliny i gleby pod nimi, a dzięki ich analizie dowiadują się o przyczynach niszczenia roślin i poziomu ich odżywienia.
Jeżeli ze względu na stan roślin wysiew nie jest jednolity, to przy pobieraniu próbek należy zadbać o to, aby próbki odpowiadały średniemu stanowi roślin na tym odcinku pola. Rośliny z korzeniami są pobierane z każdego wybranego układu wzdłuż dwóch przekątnych. Wykorzystywane są: a) do uwzględnienia przyrostu masy i przebiegu powstawania narządów – przyszłej struktury plonu oraz b) do diagnostyki chemicznej.
We wczesnych fazach (z dwoma lub trzema liśćmi) próbka powinna zawierać co najmniej 100 roślin na hektar. Później dla zbóż, lnu, gryki, grochu i innych - co najmniej 25 - 30 roślin na hektar. W dużych roślinach (kukurydza dorosła, kapusta itp.) dolne zdrowe liście są pobierane z co najmniej 50 roślin. Aby uwzględnić akumulację fazową i usuwanie przez uprawę, do analizy bierze się całą nadziemną część rośliny.
Posiadać gatunki drzew - owocowe, jagodowe, winogronowe, ozdobne i leśne - ze względu na specyfikę ich zmian wieku, częstotliwość owocowania itp. pobieranie próbek jest nieco trudniejsze niż w przypadku upraw polowych. Wyróżnia się następujące grupy wiekowe: siewki, dzikie, szczepione dwulatki, siewki, młode i owocujące (które zaczęły owocować, w pełni i zanikając). W sadzonkach, w pierwszym miesiącu ich wzrostu, do próby włączana jest cała roślina, a następnie jej podział na organy: liście, łodygi i korzenie. W drugim i kolejnych miesiącach wybiera się w pełni uformowane liście, zwykle pierwsze dwa po najmłodszych, licząc od góry. W przypadku zwierzyny dwuletniej pobiera się również dwa pierwsze uformowane liście, licząc od wierzchołka pędu wzrostowego. Od szczepionych dwulatków i sadzonek, a także od dorosłych pobiera się środkowe liście pędów wzrostu.
Posiadać jagody - agrest, porzeczki i inne - są wybierane z pędów o aktualnym wzroście 3-4 liści z 20 krzewów tak aby w próbie
było co najmniej 60 - 80 liści. Dorosłe liście są pobierane z truskawek w tej samej ilości.
Ogólnym wymogiem jest ujednolicenie techniki pobierania próbek, przetwarzania i przechowywania próbek: pobieranie ściśle tych samych części ze wszystkich roślin zgodnie z ich poziomem, wiekiem, lokalizacją w zakładzie, brakiem choroby itp. Ważne jest również, czy liście były wystawione na bezpośrednie działanie promieni słonecznych, czy w cieniu, a we wszystkich przypadkach liście o tym samym położeniu w stosunku do światło słoneczne lepiej w świetle.
Podczas analizy systemu korzeniowego przeciętna próbka laboratoryjna jest dokładnie myta w wodzie wodociągowej, płukana w wodzie destylowanej i suszona bibułą filtracyjną przed ważeniem.
Próbkę laboratoryjną ziarna lub nasion pobiera się z wielu miejsc (worek, skrzynka, maszyna) za pomocą sondy, następnie równomiernie rozprowadza się na papierze w formie prostokąta, dzieli się na cztery części i materiał pobiera z dwóch przeciwległych części do wymagana ilość do analizy.
Jeden z ważne punkty w przygotowaniu materiału roślinnego do analizy należy to naprawić, jeśli analizy nie mają być przeprowadzane na materiale świeżym.
Do oceny chemicznej materiału roślinnego według całkowitej zawartości składników pokarmowych (N, P, K, Ca, Mg, Fe itp.) próbki roślinne są suszone do stanu powietrznie suchego w suszarce w temperaturze
temperatura 50 - 60 ° lub w powietrzu.
W analizach, na podstawie których zostaną wyciągnięte wnioski dotyczące stanu żywych roślin, należy wykorzystać świeży materiał, ponieważ więdnięcie powoduje znaczną zmianę składu substancji lub zmniejszenie jej ilości, a nawet zanik substancji zawarte w
żywe rośliny. Na przykład celuloza nie ulega degradacji, ale skrobia, białka, kwasy organiczne, a zwłaszcza witaminy ulegają degradacji po kilku godzinach więdnięcia. Zmusza to eksperymentatora do przeprowadzenia analiz w świeżym materiale w bardzo krótkim czasie, co nie zawsze jest możliwe. Dlatego często stosuje się utrwalanie materiału roślinnego, którego celem jest stabilizacja niestabilnych substancji roślinnych. W tym przypadku decydujące znaczenie ma inaktywacja enzymów. Są używane różne techniki utrwalanie roślin w zależności od zadań eksperymentu.
Mocowanie pary. Ten rodzaj wiązania materiału roślinnego stosuje się, gdy nie ma potrzeby oznaczania związków rozpuszczalnych w wodzie (sok komórkowy, węglowodany, potas itp.). Podczas przetwarzania surowca roślinnego może wystąpić tak silna autoliza, że skład produktu finalnego czasami znacznie odbiega od składu materiał źródłowy.
W praktyce utrwalanie za pomocą pary odbywa się w następujący sposób: metalowa siatka jest zawieszona wewnątrz łaźni wodnej, kąpiel jest pokryta gęstym niepalnym materiałem na wierzchu i woda jest podgrzewana do gwałtownego uwalniania pary. Następnie świeży materiał roślinny umieszcza się na siatce wewnątrz wanny. Czas utrwalania 15 - 20 min. Następnie rośliny są suszone
są trzymane w termostacie w temperaturze 60 °.
Utrwalanie temperatury. Materiał roślinny umieszcza się w workach z grubego papieru pakowego, a soczyste pokruszone owoce i warzywa umieszcza się luzem w kuwetach emaliowanych lub aluminiowych. Materiał jest przechowywany przez 10-20 minut w temperaturze 90-95°. To dezaktywuje większość enzymów. Następnie masę liściastą i owoce, które utraciły turgor, suszy się w suszarce w temperaturze 60 ° z wentylacją lub bez.
Stosując tę metodę mocowania roślin należy pamiętać, że przedłużone suszenie materiału roślinnego w temperaturze
Temperatura 80 ° i więcej prowadzi do strat i zmian substancji w wyniku przemian chemicznych (rozkład termiczny niektórych substancji, karmelizacja węglowodanów itp.), A także z powodu lotności soli amonowych i niektórych związków organicznych. Ponadto temperatura surowca roślinnego nie może osiągnąć temperatury otoczenia (piec), dopóki woda nie wyparuje i całe doprowadzone ciepło nie przestanie być przekształcane w utajone ciepło parowania.
W niektórych przypadkach za dopuszczalną i dopuszczalną metodę utrwalania uważa się również szybkie i staranne suszenie próbki roślinnej. Przy umiejętnym przeprowadzeniu tego procesu odchylenia w składzie suchej masy mogą być niewielkie. W tym przypadku dochodzi do denaturacji białek i inaktywacji enzymów. Z reguły suszenie odbywa się w suszarniach (termostatach) lub specjalnych komorach suszarniczych. Materiał suszy się znacznie szybciej i bardziej niezawodnie, jeśli przez szafę (komorę) krąży ogrzane powietrze. Najbardziej odpowiednia temperatura do suszenia
szycie od 50 do 60 °.
Suszony materiał lepiej trzyma się w ciemności i na zimno. Ponieważ wiele substancji zawartych w roślinach jest zdolnych do samoutlenienia nawet w stanie suchym, zaleca się przechowywanie wysuszonego materiału w szczelnie zamkniętych naczyniach (kolby z korkiem gruntowym, eksykatory itp.), wypełnionych do góry materiał, aby w naczyniach nie pozostało dużo powietrza.
Zamrażanie materiału. Materiał roślinny jest bardzo dobrze zachowany w temperaturach od -20 do -30 °, pod warunkiem, że zamrożenie nastąpi wystarczająco szybko (nie dłużej niż 1 godzina). Zaletą przechowywania materiału roślinnego w stanie zamrożonym jest zarówno efekt chłodzenia, jak i odwodnienia materiału w wyniku przejścia wody w stan stały. Należy pamiętać, że podczas zamrażania
Enzymy są dezaktywowane tylko czasowo, a po rozmrożeniu w materiale roślinnym mogą zachodzić przemiany enzymatyczne.
Traktowanie roślin rozpuszczalnikami organicznymi. Jak
Wszystkie substancje utrwalające można stosować wrzący alkohol, aceton, eter itp. Utrwalanie materiału roślinnego w ten sposób odbywa się poprzez zanurzenie go w odpowiednim rozpuszczalniku. Jednak dzięki tej metodzie następuje nie tylko utrwalanie materiału roślinnego, ale także ekstrakcja szeregu substancji. Dlatego takie utrwalenie można zastosować tylko wtedy, gdy z góry wiadomo, że oznaczane substancje nie są odzyskiwane przez dany rozpuszczalnik.
Suszone po zamocowaniu próbki roślin kruszony nożyczkami, a następnie w młynku. Rozdrobniony materiał przesiewa się przez sito o średnicy otworu 1 mm. Jednocześnie nic nie jest wyrzucane z próbki, ponieważ usuwając część materiału, który nie przeszedł przez sito z pierwszego przesiewania, zmieniamy w ten sposób jakość średniej próbki. Duże cząstki są ponownie przepuszczane przez młynek i sito. Resztę zmiel na sicie w moździerzu.
Z tak przygotowanej średniej laboratoryjnej pobierana jest próbka analityczna. W tym celu materiał roślinny, rozprowadzony cienką równomierną warstwą na arkuszu błyszczącego papieru, dzieli się po przekątnej na cztery części. Następnie dwa przeciwległe trójkąty są usuwane, a pozostała masa jest ponownie rozprowadzana cienką warstwą na całej kartce papieru. Ponownie rysuje się przekątne i ponownie usuwa dwa przeciwległe trójkąty. Odbywa się to do momentu, gdy na arkuszu pozostanie ilość substancji wymagana dla próbki analitycznej. Pobraną próbkę analityczną przenosi się do szklanego słoika ze szlifowanym korkiem. W tym stanie może być przechowywany przez czas nieokreślony. Masa próbki analitycznej zależy od ilości i metody badań i waha się od 50 do kilkuset gramów materiału roślinnego.
Wszystkie analizy materiału roślinnego powinny być przeprowadzane na dwóch próbkach pobranych równolegle. Tylko bliskie wyniki mogą potwierdzić poprawność wykonanej pracy.
Z roślinami należy obchodzić się w suchym i czystym laboratorium, które nie zawiera oparów amoniaku, lotnych kwasów i innych związków, które mogą wpływać na jakość próbki.
Wyniki analiz można obliczyć zarówno dla powietrznie suchej, jak i całkowicie suchej próbki substancji. W stanie powietrzno-suchym ilość wody w materiale pozostaje w równowadze z parą wodną w powietrzu. Ta woda nazywana jest higroskopijną, a jej ilość zależy zarówno od rośliny, jak i od stanu powietrza: im bardziej wilgotne powietrze, tym bardziej higroskopijna woda znajduje się w materiale roślinnym. Aby przeliczyć dane na suchą masę, konieczne jest określenie ilości higroskopijnej wilgoci w próbce.
OZNACZANIE SUCHEJ SUBSTANCJI I WILGOTNOŚCI HIGROSKOPIJNEJ W POWIETRZNIE SUCHYM MATERIALE
W analizie chemicznej zawartość ilościową danego składnika oblicza się na podstawie suchej masy. Dlatego przed analizą określa się ilość wilgoci w materiale, a tym samym stwierdza się w nim ilość absolutnie suchej masy.
Postęp analizy. Próbkę analityczną substancji rozprowadza się cienką warstwą na arkuszu błyszczącego papieru. Następnie za pomocą szpatułki, z różnych miejsc substancji rozprowadzonej na arkuszu, małe szczypty tej substancji pobiera się do wysuszonej wstępnie do stałej wagi szklanej butelki. Próbka powinna mieć około 5 g. Partię wraz z próbką waży się na wadze analitycznej i umieszcza w termostacie, wewnątrz którego utrzymuje się temperaturę 100-1050. Po raz pierwszy w termostacie otwarta butelka wagowa jest trzymana przez 4-6 godzin. Po tym czasie butelkę wagową z termostatu przenosi się do eksykatora w celu schłodzenia, po 20-30
minutach waży się butelkę wagową. Następnie butelkę otwiera się i umieszcza z powrotem w termostacie (w tej samej temperaturze) na 2 godziny. Suszenie, schładzanie i ważenie powtarza się, aż butelka wagowa osiągnie stałą wagę (różnica między dwoma ostatnimi ważeniami musi być mniejsza niż 0,0003 g).
Procent wody oblicza się według wzoru:
gdzie: x to procent wody; c - odważona ilość materiału roślinnego przed suszeniem, g; в1 - zważona ilość materiału roślinnego po wysuszeniu.
Sprzęt i przybory:
1) termostat;
2) szklane butelki.
Formularz rejestracji wyników
Waga butelki wagowej z |
Waga butelki wagowej z |
||||||||
zawias na |
|||||||||
ważyć do |
Waga do |
Ważenie według |
|||||||
po wyschnięciu- |
|||||||||
wysychanie |
wysychanie |
po vysu- |
|||||||
szycie, g |
|||||||||
OZNACZANIE POPIOŁU „SUROWEGO” METODĄ POPIOŁU NA SUCHO
Popiół to pozostałość po spaleniu i kalcynacji materii organicznej. Podczas spalania węgiel, wodór, azot i częściowo tlen odparowują i pozostają tylko nielotne tlenki.
Zawartość i skład pierwiastków jesionowych roślin zależy od gatunku, wzrostu i rozwoju roślin, a zwłaszcza od warunków glebowo-klimatycznych i agrotechnicznych ich uprawy. Stężenie pierwiastków popiołu różni się znacznie w różnych tkankach i organach roślin. Tak więc zawartość popiołu w liściach i organach zielnych roślin jest znacznie wyższa niż w nasionach. W liściach jest więcej popiołu niż w łodygach,
Na początku XVI wieku. ustalono ważną prawdę: właściwości lecznicze każda roślina jest określona przez jej skład chemiczny, czyli obecność w nim pewnych substancji, które mają określony wpływ na organizm ludzki. W wyniku analizy wielu faktów udało się zidentyfikować pewne właściwości farmakologiczne oraz spektrum działania terapeutycznego wielu grup związków chemicznych zwanych aktywne składniki... Najważniejsze z nich to alkaloidy, glikozydy nasercowe, glikozydy triterpenowe (saponiny), flawonoidy (i inne związki fenolowe), kumaryny, chinony, ksangony, laktony seskwiterpenowe, lignany, aminokwasy, polisacharydy i kilka innych związków. Spośród 70 znanych obecnie grup związków naturalnych, często interesuje nas tylko kilka grup wykazujących aktywność biologiczną. Ogranicza to nasze wybory, a tym samym przyspiesza poszukiwanie potrzebnych nam naturalnych chemikaliów. Na przykład, aktywność przeciwwirusowa posiadają tylko kilka grup flawonoidów, ksantonów, alkaloidów, terpenoidów i alkoholi; przeciwnowotworowy- niektóre alkaloidy, cyjanki, ketony triterpenowe, diterpenoidy, polisacharydy, związki fenolowe itp. Związki polifenolowe charakteryzują się działaniem hipotensyjnym, przeciwskurczowym, przeciwwrzodowym, żółciopędnym i bakteriobójczym. Wiele klas związków chemicznych i poszczególne substancje chemiczne mają ściśle określone i dość ograniczone spektrum działania biomedycznego. Inne, zwykle bardzo rozbudowane zajęcia, takie jak: alkaloidy, mają bardzo szerokie, zróżnicowane spektrum działania. Takie związki zasługują na wszechstronne badania medyczne i biologiczne, a przede wszystkim w kierunkach nas interesujących i polecanych. Postęp chemii analitycznej umożliwił opracowanie prostych i szybkich metod (metody ekspresowe) identyfikacji związków chemicznych i poszczególnych substancji chemicznych w potrzebnych nam klasach (grupach). W wyniku tego powstała metoda masowych analiz chemicznych, inaczej zwana chemicznym skriningiem (od angielskie słowo przesiewanie - przesiewanie, sortowanie przez sito). Często praktykuje się znajdowanie pożądanych związków chemicznych poprzez analizę wszystkich roślin na badanym obszarze.
Chemiczna metoda przesiewowa
Metoda skriningu chemicznego w połączeniu z danymi na temat wykorzystania rośliny w medycynie empirycznej oraz z uwzględnieniem jej pozycji systematycznej daje najskuteczniejsze wyniki. Doświadczenie pokazuje, że prawie wszystkie rośliny stosowane w medycynie empirycznej zawierają znane nam klasy związków biologicznie czynnych. Dlatego poszukiwanie potrzebnych nam substancji powinno być przede wszystkim celowo prowadzone wśród roślin, które w jakiś sposób ujawniły swoją aktywność farmakologiczną lub chemioterapeutyczną. Metoda ekspresowa można połączyć ze wstępną selekcją obiecujących gatunków, odmian i populacji w wyniku ich oceny organoleptycznej i analizy danych etnobotanicznych, pośrednio wskazujących na obecność interesujących substancji w roślinie. Podobną metodę selekcji szeroko stosował akademik NI Wawiłow przy ocenie jakości materiału źródłowego różnych użytecznych roślin, które są wykorzystywane do selekcji i badań genetycznych. W latach pierwszych planów pięcioletnich prowadzono w ten sposób poszukiwania we florze ZSRR nowych zakładów gumonośnych.
Po raz pierwszy na dużą skalę chemiczna metoda przesiewowa szukając nowego Rośliny lecznicze Zaczął z niego korzystać PS Massagetov, szef wypraw środkowoazjatyckich Ogólnounijnego Naukowego Instytutu Chemicznego i Farmaceutycznego (VNIHFI). Badanie ponad 1400 gatunków roślin pozwoliło akademikowi A.P. Orekhovowi i jego studentom opisać około 100 nowych alkaloidów do 19G0 i zorganizować w ZSRR produkcję tych, które są niezbędne do celów medycznych i walki ze szkodnikami rolniczymi. Instytut Chemii Substancji Roślinnych Akademii Nauk Uzbeckiej SRR przebadał około 4000 gatunków roślin, zidentyfikował 415 alkaloidów i po raz pierwszy ustalił strukturę 206 z nich. Ekspedycje VILR zbadały 1498 gatunków roślin Kaukazu, 1026 gatunków Dalekiego Wschodu, wiele roślin Azja centralna, Syberia, europejska część ZSRR. Na samym tylko Dalekim Wschodzie znaleziono 417 roślin zawierających alkaloidy, w tym półkrzew securinega zawierający nową sekuryninę alkaloidu, czynnik podobny do strychniny. Do końca 1967 r. opisano i ustalono na całym świecie strukturę 4349 alkaloidów. Kolejnym etapem poszukiwań jest: dogłębna kompleksowa ocena działania farmakologicznego, chemioterapeutycznego i przeciwnowotworowego wyizolowane pojedyncze substancje lub całe preparaty je zawierające. Należy zauważyć, że w całym kraju i na świecie badania chemiczne znacznie przewyższają możliwości głębokiej medycznej i biologicznej aprobaty nowych związków chemicznych zidentyfikowanych w roślinach. Obecnie ustalono strukturę 12 000 pojedynczych związków izolowanych z roślin, niestety wiele z nich nie zostało jeszcze poddanych badaniom biomedycznym. Ze wszystkich klas związki chemiczne największa wartość z pewnością mają alkaloidy; 100 z nich jest zalecanych jako ważne leki, np. atropina, berberyna, kodeina, kokaina, kofeina, morfina, papaweryna, pilokarpina, platifillin, rezerpina, salsolin, sekuurenina, strychnina, chinina, cytyzyna, efedryna itp. Większość z tych leków są uzyskiwane na podstawie wyników przeszukiwań opartych na skriningu chemicznym. Niepokojący jest jednak jednostronny rozwój tej metody, w wielu instytutach i laboratoriach sprowadzony do poszukiwania wyłącznie roślin alkaloidowych. Nie należy zapominać, że oprócz alkaloidów, nowe biologicznie czynne substancje roślinne należące do innych klas chemicznych związki są odkrywane co roku. Jeśli do 1956 r. poznano strukturę zaledwie 2669 związków naturalnych z roślin, które nie należały do alkaloidów, to w ciągu następnych 5 lat (1957-1961) znaleziono w roślinach kolejne 1754 pojedyncze substancje organiczne. Obecnie liczba substancji chemicznych o ustalonej strukturze sięga 7000, co razem z alkaloidami stanowi ponad 12 000 substancji roślinnych. Badanie chemiczne powoli wyłania się z „okresu alkaloidów”. Spośród 70 obecnie znanych grup i klas substancji roślinnych (Karrer i in., 1977) przeprowadza się je tylko w 10 klasach związków, ponieważ nie ma wiarygodnych i szybkich metod ekspresowych oznaczania obecności innych związków w roślinie surowy materiał. Zaangażowanie nowych klas związków biologicznie czynnych w chemiczne badania przesiewowe stanowi ważną rezerwę dla zwiększenia tempa i skuteczności poszukiwania nowych leków z roślin. Bardzo ważne jest opracowanie metod szybkiego wyszukiwania poszczególnych substancji chemicznych, np. berberyny, rutyny, kwasu askorbinowego, morfiny, cytyzyny itp. Największym zainteresowaniem cieszą się związki wtórne, czyli tzw. substancje o specyficznej biosyntezie w tworzeniu nowych preparatów leczniczych. Wiele z nich ma szerokie spektrum aktywności biologicznej. Na przykład, alkaloidy są zatwierdzone do stosowania w praktyce medycznej jako analeptyki, środki przeciwbólowe, uspokajające, przeciwnadciśnieniowe, wykrztuśne, żółciopędne, przeciwskurczowe, maciczne, tonizujące ośrodkowego układu nerwowego i leki podobne do adrenaliny. Flawonoidy wzmacniają ściany naczyń włosowatych, obniżają napięcie mięśni gładkich jelit, pobudzają wydzielanie żółci, zwiększają funkcję odtruwającą wątroby, niektóre z nich działają rozkurczowo, kardiotonicznie i przeciwnowotworowo. Wiele związków polifenolowych stosuje się jako środki przeciwnadciśnieniowe, przeciwskurczowe, przeciwwrzodowe, żółciopędne i przeciwbakteryjne. Działanie przeciwnowotworowe odnotowano w cyjankach (na przykład zawartych w nasionach brzoskwini itp.), ketonach triterpenowych, diterpenoidach, polisacharydach, alkaloidach, związkach fenolowych i innych. Coraz więcej leków powstaje z glikozydów nasercowych, aminokwasów, alkoholi, kumaryn. polisacharydy, aldehydy, laktony seskwiterpenowe, związki steroidowe. Często znane od dawna substancje chemiczne znajdują zastosowanie medyczne, w którym dopiero niedawno udało się wykryć taką lub inną aktywność medyczno-biologiczną i opracować racjonalną metodę wytwarzania leków. Skrining chemiczny pozwala nie tylko nakreślić nowe obiecujące obiekty do badań, ale także: - ujawnienie korelacji między systematyczną pozycją rośliny, jej składem chemicznym i aktywnością medyczno-biologiczną;
- poznanie czynników geograficznych i ekologicznych, które promują lub zapobiegają akumulacji niektórych substancji czynnych w roślinach;
- określenie wartości substancji biologicznie czynnych dla roślin je produkujących;
- do identyfikacji w roślinach ras chemicznych, które dziedzicznie różnią się od siebie obecnością pewnych substancji czynnych.
Badania organów roślinnych
Różne organy roślin często różnią się nie tylko ilościową zawartością substancji czynnych, ale także składem jakościowym. Na przykład synomenina alkaloidowa jest zawarta tylko w trawie dauryjskiego nasiona księżycowego, a cytyzyna znajduje się tylko w owocach termopsy lancetowatej, która jest nieobecna w jej częściach lądowych do końca kwitnienia roślin, podczas gdy w termopsji regularnie kwitnącej cytyzyny in duża liczba znajduje się w częściach nadziemnych we wszystkich fazach rozwoju roślin. Dlatego w celu uzyskania pełnego obrazu składu chemicznego każdej rośliny należy przeanalizować co najmniej cztery jej narządy: podziemne (korzenie, kłącza, cebulki, bulwy), liście i łodygi (w ziołach, liściach). są zawsze bogatsze w substancje aktywne niż łodygi), kwiaty (lub kwiatostany), owoce i nasiona. W roślinach nadrzewnych i krzewiastych substancje czynne często gromadzą się w korze łodyg (i korzeniach), a niekiedy tylko w sadzonkach, niektórych częściach kwiatu, owocu i nasionach.
Skład chemiczny każdego organu rośliny również znacznie się różni w różnych fazach jej rozwoju. Maksymalna zawartość niektórych substancji jest obserwowana w faza pączkowania, inne - w pełna faza kwitnienia, trzeci - w trakcie owocnikowanie Na przykład alkaloid triakantyna występuje w znacznych ilościach tylko w kwitnących liściach trichoid gledichia, podczas gdy w innych fazach rozwoju praktycznie nie występuje we wszystkich organach tej rośliny. Łatwo więc obliczyć, że aby zidentyfikować na przykład tylko pełną listę roślin alkaloidowych we florze ZSRR, liczącą około 20 000 gatunków, konieczne jest wykonanie co najmniej 160 000 analiz (20 000 gatunków X 4 narządy X 2 faz rozwoju), co będzie wymagało około 8000 dni pracy 1 laboratorium-asystenta-analityka. Mniej więcej tyle samo czasu trzeba poświęcić na określenie obecności lub nieobecności flawonoidów, kumaryn, glikozydów nasercowych, garbników, polisacharydów, glikozydów triterpenowych i każdej innej klasy związków chemicznych we wszystkich roślinach flory ZSRR, jeśli analizy są przeprowadzane bez wstępnego uboju roślin z tego czy innego powodu. Ponadto te same organy w tej samej fazie rozwoju roślin w jednym regionie mogą mieć niezbędne substancje czynne, a w innym regionie mogą nie. Oprócz czynników geograficznych i środowiskowych (wpływ temperatury, wilgotności, nasłonecznienia itp.) może tu wpływać obecność w danej roślinie specjalnych ras chemicznych, które są całkowicie nie do odróżnienia pod względem cech morfologicznych. Wszystko to znacznie komplikuje zadanie i wydaje się, że stwarza perspektywy zakończenia wstępnej oceny chemicznej flory ZSRR, a tym bardziej Globus bardzo odległe. Jednak znajomość pewnych wzorców może znacznie uprościć tę pracę. Po pierwsze, wcale nie jest konieczne badanie wszystkich narządów na wszystkich etapach rozwoju. Wystarczy przeanalizować każdy narząd w optymalnej fazie, gdy zawiera największa liczba badana substancja. Na przykład, wcześniejsze badania wykazały, że liście i łodygi są najbogatsze w alkaloidy w fazie pączkowania, kora - podczas wiosennego przepływu soków, a kwiaty - w fazie pełnego kwitnienia. Owoce i nasiona mogą jednak zawierać różne alkaloidy iw różnych ilościach w stanie dojrzałym i niedojrzałym, dlatego w miarę możliwości należy je badać dwukrotnie. Znajomość tych wzorców znacznie ułatwia pracę nad wstępną oceną chemiczną roślin. Pełne badanie wszystkich typów- metoda jest skuteczna, ale i tak jest to ślepa praca! Czy możliwe jest, bez przeprowadzenia nawet najprostszej analizy chemicznej, odróżnienie grup roślin, przypuszczalnie zawierających taką lub inną klasę związków chemicznych, od tych, które w oczywisty sposób nie zawierają tych substancji? Innymi słowy, czy można na oko określić skład chemiczny roślin? Jak zostanie omówione w następnej części naszej broszury, ogólnie możemy odpowiedzieć na to pytanie twierdząco. Analiza chemiczna roślin pod kątem ostatnie lata zyskał uznanie i rozpowszechnił się w wielu krajach świata jako metoda badania żywienia roślin w warunkach polowych oraz jako metoda określania potrzeb roślin na nawozy. Zaletą tej metody jest wyraźny związek między wskaźnikami analizy roślin a skutecznością poszczególnych nawozów. Do analizy pobiera się nie całą roślinę, ale jakąś konkretną część, częściej liść lub ogonek liściowy. Ta metoda nazywana jest diagnostyką liści [...]
Przeprowadza się analizę chemiczną roślin w celu określenia ilości otrzymanych w nich składników odżywczych, dzięki czemu można ocenić potrzebę stosowania nawozów (metody Neubauera, Magnitsky'ego itp.), W celu określenia wskaźników żywności i paszy wartość produktów (oznaczanie skrobi, cukru, białka, witamin itp.) o) oraz do rozwiązywania różnych problemów żywienia i metabolizmu roślin [...]
Rośliny uzupełniono znakowanym azotem w tym doświadczeniu 24 dni po wykiełkowaniu. Jako opatrunek górny zastosowano siarczan amonu z trzykrotnym wzbogaceniem w izotop N15 w dawce 0,24 g N na naczynie. Ponieważ nawożony znakowany siarczan amonu był rozcieńczany w glebie zwykłym siarczanem amonu stosowanym przed siewem i nie w pełni wykorzystanymi roślinami, faktyczne wzbogacenie siarczanu amonu w podłożu było nieco mniejsze, około 2,5. Z tabeli 1, która zawiera dane dotyczące plonów i wyniki analizy chemicznej roślin wynika, że przy ekspozycji roślin na znakowany azot od 6 do 72 godzin masa roślin utrzymywała się praktycznie na tym samym poziomie i tylko 120 godzin po wprowadzeniu nawożenia azotowego zauważalny był jego wzrost.[...]
Do tej pory taksonomia chemiczna nie dzieliła roślin na duże grupy taksonomiczne w oparciu o jakikolwiek związek chemiczny lub grupę związków. Taksonomia chemiczna pochodzi z analizy chemicznej roślin. Do tej pory główny nacisk kładziono na rośliny europejskie i umiarkowane, podczas gdy systematyczne badania rośliny tropikalne była niewystarczająca. Jednak w ostatnim dziesięcioleciu coraz większego znaczenia nabierała głównie taksonomia biochemiczna, z dwóch powodów. Jedną z nich jest wygoda stosowania szybkich, prostych i dobrze powtarzalnych metod chemiczno-analitycznych do badania składu roślin (do tych metod należą np. chromatografia i elektroforeza), druga to łatwość identyfikacji związków organicznych w roślinach; oba te czynniki przyczyniły się do rozwiązania problemów taksonomicznych [...]
Omawiając wyniki analizy chemicznej roślin wskazaliśmy, że na podstawie tych danych nie można było ustalić żadnych prawidłowości zmiany zawartości białek zapasowych w roślinach w różnych okresach zbioru. Wyniki analizy izotopowej natomiast wskazują na silną ich odnowę azotową (białka 48 i 96 godzin po wprowadzeniu nawożenia znakowanym azotem. To zmusza do przyznania, że w rzeczywistości białka zapasowe, jak również konstytucyjne, ulegały ciągłym zmianom w organizmie roślinnym, a jeśli w pierwszych okresach po zbiorze nie zmieniał się skład izotopowy azotu białek zapasowych, to nie jest to podstawa do wnioskowania o ich znanej stabilności w tych okresach eksperymentu. ...]
Przeprowadzone równolegle analizy chemiczne roślin wykazały, że całkowita ilość azotu białkowego zarówno w tym, jak i w innym podobnym eksperymencie przez tak krótki okres czasu praktycznie się nie zmieniła lub zmieniła się o stosunkowo nieznaczną ilość (w granicach 5-10%) . Wskazuje to, że w roślinach oprócz tworzenia nowej ilości białka, białko już zawarte w roślinie jest stale odnawiane. Tak więc cząsteczki białka w ciele roślin mają stosunkowo krótką żywotność. Są one nieustannie niszczone i ponownie odtwarzane podczas intensywnego metabolizmu roślin [...]
Wskazane metody diagnostyki żywieniowej poprzez analizę chemiczną roślin opierają się na określeniu całkowitej zawartości głównych składników pokarmowych w liściach. Wybrane próbki roślin są suszone i mielone. Następnie w warunkach laboratoryjnych spopiela się próbkę materiału roślinnego, po czym oznacza się zawartość brutto N, P205, KrO>CaO, MgO i innych składników pokarmowych. W równoległej próbce określa się ilość wilgoci.[...]
W tabeli 10 przedstawiono dane dotyczące plonów oraz dane z analizy chemicznej roślin dla obu serii eksperymentów [...]
Jednak we wszystkich tych eksperymentach do analizy uwzględniono średnie próbki roślin, jak to ma miejsce przy zwykłym określaniu ilości przyswajania fosforu przez rośliny z nawozów. Jedyną różnicą było to, że o ilości fosforu pobieranego przez rośliny z nawozu decydowała nie różnica między zawartością fosforu w roślinach kontrolnych i doświadczalnych, ale bezpośredni pomiar ilości znakowanego fosforu, który dostał się do rośliny z nawozu. Równolegle analizy chemiczne roślin pod kątem zawartości fosforu w tych doświadczeniach pozwoliły określić, jaki udział w ogólnej zawartości fosforu w roślinie stanowił fosfor nawozowy (oznakowany) i fosfor pobrany z gleby (nieoznakowany).
