Исследовательская работа Флавоноиды как биологически активные вещества

Министерство образования Республики Беларусь
Новополоцкий отдел образования, спорта и туризма
Государственное учреждение образования
«Средняя школа №4 г.Новополоцка»
Флавоноиды как биологически активные вещества.
Учащиеся 8 «Б» класса
Асташенок Алина
Василевская Алена
Руководитель:
Яловская Н.В.,
учитель химии
первой категории
СОДЕРЖАНИЕ TOC \o "1-3" \h \z \u СОДЕРЖАНИЕ PAGEREF _Toc416212641 \h 2ВВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc416212642 \h 31ФЛАВОНИДЫ - ИСТОЧНИК ЗДОРОВЬЯ PAGEREF _Toc416212643 \h 41.1 История открытия и изучения PAGEREF _Toc416212644 \h 41.2 Состав и классификация флавоноидов PAGEREF _Toc416212645 \h 41.3 Флавоноиды в природе и их биологическая роль PAGEREF _Toc416212646 \h 51.4 Физиологическое воздействие флавоноидов на организм человека PAGEREF _Toc416212647 \h 72. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ PAGEREF _Toc416212648 \h 103 ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ПО СБОРУ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ PAGEREF _Toc416212649 \h 12ЗАКЛЮЧЕНИЕ PAGEREF _Toc416212650 \h 14СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ PAGEREF _Toc416212651 \h 15ПРИЛОЖЕНИЕ 1 PAGEREF _Toc416212652 \h 16ПРИЛОЖЕНИЕ 2 PAGEREF _Toc416212653 \h 19
ВВЕДЕНИЕВ последнее время во всем мире возрос интерес к изучению химического состава и свойств растений, традиционно используемых народной медициной, что в значительной степени связано с проявлением побочного действия антибиотиков и устойчивости к ним микроорганизмов. Большая часть биологически активных составляющих растений относятся к группе флавоноидов. В своей работе мы решили узнать, что такое флавоноиды и в каких растениях их больше всего содержится.
Гипотеза- выявление содержания флавоноидов в определенных продуктах питания и лекарственных растениях позволит грамотно использовать их для укрепления здоровья и в профилактических целях.
Объект исследования-ромашка лекарственная, желтый и красный лук, черный и зеленый чай.
Предмет исследования-флавоноиды.
Цель исследования- выявить наличие флавоноидов в растениях.
Задачи:
1.Изучить химическую природу флавоноидов.
2.Изучить биологическую роль и физиологическое воздействие биофлавоноидов на организм человека.
3. Апробировать некоторые известные методики обнаружения флавоноидов в растительном сырье, некоторых продуктах питания.
4. На основе изученного материала и практических экспериментов составить рекомендации для лечения некоторых заболеваний с использованием растительного сырья, содержащего флавоноиды.
5.Предложить правила сбора, сушки и хранения лекарственного растительного сырья, содержащего флавоноиды, исходя из особенностей их свойств.
Актуальность данной работы заключается в популяризации знаний о флавоноидах как о биологически активных веществах, являющихся доступными для улучшения и укрепления здоровья каждого человека.
1ФЛАВОНИДЫ - ИСТОЧНИК ЗДОРОВЬЯ1.1 История открытия и изученияПервое сообщение, касающееся биологической активности флавоноидов, было опубликовано в 1936 г. после того, как из апельсинов было выделено новое вещество, которое, как полагали, относилось к новому классу витаминов. Это вещество назвали витамином Р. Позднее было установлено, что это вещество является флавоноидом — рутином, что и послужило поводом для дальнейшего выделения различных флавоноидов и изучения механизма их действия. Дополнительным импульсом к исследованию флавоноидов послужило открытие «французского парадокса» на основании наблюдения за жителями Средиземноморья, сформулированного французскими эпидемиологам в 80-е годы прошлого столетия. Парадокс состоит в том, что при высоком потреблении жирной пищи, являющейся фактором риска по раннему развитию атеросклероза, в указанной популяции наблюдается низкая заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистой патологии. Считается, что этот благоприятный эффект в значительной мере связан с флавоноидами, содержащимися в красном вине. Установлено, что в западных странах с высоким уровнем жизни человек ежедневно употребляет в пищу от 23 мг до 1—2 г флавоноидов.
В 1970-е годы.двум канадским вирусологам бросилось в глаза, что вирус, контактировавший с экстрактом земляники, потерял способность проникать в другие клетки и программировать их на увеличение количества вирусов. Вирус оказался буквально парализован. Американские исследователи продолжили изучение этого феномена и установили, что почти все желтые сорта фруктов обладают этим убивающим вирусы воздействием. Позже были выявлены и антиоксидантные свойства этого класса веществ.
В настоящее время известно около 6500 флавоноидов. Ученые установили, что некоторые из биофлавоноидов в 50—1000 раз эффективнее, чем все известные к тому времени антиоксиданты.
1.2 Состав и классификация флавоноидовФлавоноиды –многочисленная группа природных фенольных соединений.
Флавоноиды можно разделить на 10—13 классов, основными из которых являются: флаваноны, катехины, флавоны, антоцианы, флавонолы, флавононолы и изофлавоны.

Многие флавоноиды группы флавонов достаточно хорошо изучены. Мирицетин — представитель группы флавонов, присутствующий в большом количестве в чае, ягодах, фруктах, луке, лекарственных растениях. Они выделены из овощей и фруктов: винограда, клюквы, брокколи, сельдерея, петрушки, салата, оливок, лука, красного вина и чая..Флаваноны содержатся главным образом в плодах и кожуре цитрусовых.Катехины найдены в зеленом и черном чае, красном вине. В зеленом чае полифенолы содержатся в наиболее высокой концентрации, способствуя предотвращению их окисления. Антоцианы обнаружены в красном вине, винограде, чае, в кожице фруктов с темным пиг- ментом. Антоцианы содержатся в высокой концентрации также в землянике, клубнике, вишне, малине и других ягодах, лечебные свойства которых известны издавна.
1.3 Флавоноиды в природе и их биологическая рольФлавоноидами называют группу физиологически активных веществ, которые, проникая с пищей в организм человека, оказывают влияние на активность ферментов. Они успешно применяются как в официальной, так и в народной медицине. Из флавоноидов сегодня производятся лечебные и витаминные препараты, биологически активные добавки, они используются в косметической промышленности.
Флавоноиды представляют наиболее многочисленную группу природных фенольных соединений, обладающих биологической активностью. Они в большом количестве содержатся в растениях, употребляемых в пищу: фруктах, овощах, зернах, коре, корнях, стеблях, цветах, а также таких напитках, как чай и красное вино.
Флавоноиды широко распространены в растительном мире. Особенно богаты флавоноидами высшие растения, относящиеся к семействам розоцветных (различные виды боярышников, черноплодная рябина), бобовых (софора японская, стальник полевой, солодка), гречишных (различные виды горцев - перечный, почечуйный, птичий: гречиха), астровых (бессмертник песчаный, сушеница топяная, пижма), яснотковых (пустырник сердечный) и др. Более часто флавоноиды встречаются в тропических и альпийских растениях. Обнаружены и у низших растений: зеленые водоросли (ряски), споровые (мхи, папоротники), хвощи (хвощ полевой), а также у некоторых насекомых (мраморно-белая бабочка) . Находятся флавоноиды в различных органах, но чаще в надземных: цветках, листьях, плодах; значительно меньше их в стеблях и подземных органах (солодка, шлемник байкальский, стальник полевой). Наиболее богаты ими молодые цветки, незрелые плоды. Локализуются в клеточном соке в растворенном виде. Содержание флавоноидов в растениях различно: в среднем 0,5-5%, иногда достигает 20% (в цветках софоры японской). В растениях флавоноиды встречаются в виде гликозидов и в свободном виде. Под влиянием ферментов они расщепляются на сахара и агликоны. В качестве cахаров встречаются D-глюкоза, D-галактоза, D-ксилоза, LT-рамноза и LT-арабиноза, D-глюкуровая кислота.
Биологическая роль флавоноидов.
1)Как фенольные соединения принимают участие в окислительно-восстановительных процессах и в процессе фотосинтеза.
2)Совместно с аскорбиновой кислотой участвуют в ферментативных процессах окисления и восстановления.
3)В семенах флавоноиды могут быть ингибиторами прорастания.
4)Являясь растительными пигментами, флавоноиды (антоцианы) придают яркую окраску цветкам, чем привлекают насекомых и тем самым способствуют опылению и размножению растений.
5)Предполагается, что благодаря способности поглощать ультрафиолетовое излучение (330–350 нм) и часть видимых лучей (520–560 нм) флавоноиды защищают растительные ткани от избыточной радиации.
Факторы, влияющие на накопление флавоноидов.
1.Вораст и фаза развития растений. Наибольшее количество их накапливается у многих растений в фазе цветения, а в фазе плодоношения уменьшается.
2. Факторы окружающей среды (свет, почва, влага, высота над уровнем моря и др.) оказывают также значительное влияние на накопление флавоноидов. В южных и высокогорных районах, под влиянием света и на почвах, богатых микроэлементами, увеличивается содержание флавоноидов.
1.4 Физиологическое воздействие флавоноидов на организм человекаДиапазон терапевтического применения растительного сырья, богатого флавоноидами, очень широк. Они не токсичны для человека при любом способе введения.
Ранее других биологических свойств флавоноидов было обнаружено их сосудоукрепляющее действие. Благоприятное влияние флавоноидов на состояние капиллярной системы обычно проявляется в снижении патологически повышенной проницаемости капилляров и в устранении их ломкости и хрупкости. Именно это свойство витамина Р открывает широкие возможности для терапевтического его применения, так как повышение проницаемости и ломкости сосудов довольно часто встречается в патологии человека. Так, изменение сосудистой стенки наблюдается при ревматизме, гипертонической болезни, базедовой болезни, пневмониях и при многих инфекционных заболеваниях.
Установлено, что флавоноиды способствуют сохранению аскорбиновой кислоты в организме, приводят к её накоплению в органах, прежде всего в надпочечниках. Учитывая эти данные, флавоноиды рекомендуют больным С-гиповитаминозом в комплексе с аскорбиновой кислотой.
Кроме того, флавоноиды оказывают нормализующее влияние на лимфоток, с чем, по-видимому, согласуется их противоотечное действие.
Наряду с действием на сосуды, флавоноиды известны и как слабые кардиотонические средства: они способны урежать ритм сердечных сокращений и увеличивать их амплитуду. По другим данным, кверцетин, рутин и другие флавонолы восстанавливают силу утомленного или гиподинамического сердца, нормализуют пульс.
Флавоноидные соединения влияют на состав крови, снижают уровень холестерина и β-липопротеидов.
Одним из ценных свойств флавоноидов является их положительное влияние на функцию печени: они усиливают желчеотделение, улучшают ее детоксицирующую способность по отношению к таким веществам, как барбитураты, мышьяк. Детоксикации организма способствует свойство флавоноидов оказывать мочегонное влияние. Некоторые флавоноиды из семейства норичниковых благоприятно влияют на пищеварение, понижают тонус гладкой мускулатуры кишечника, и оказывают спазмолитическое действие при спазмах мускулатуры желудочно-кишечного тракта.
Большое значение придается противовоспалительному действию флавоноидов, с чем, возможно, связаны их противоязвенное, ранозаживляющее, жаропонижающее и вяжущее действия. Привлекают внимание и антимикробные свойства.
Антимикробное действие отмечается у антоцианов.
Флавоноиды нейтрализуют действие свободных радикалов, предохраняют клетки от разрушения, а значит, предотвращают преждевременное старение организма, спасают от развития атеросклероза.
Они способны изменять реакцию человеческого организма на аллергены, канцерогены и вирусы. Об этом свидетельствуют противовирусные, антивоспалительные, противоопухолевые и антиаллергические свойства флавоноидов.
Кроме того, флавоноиды способны нормализовать работу иммунной системы, замедлить воспалительные процессы, препятствуют размножению раковых клеток.
Флавоноиды могут регулировать степень проницаемости стенок сосудов, а значит, повышать их эластичность. Особенно успешно справляется с этой задачей рутин – витамин Р. Похожее воздействие на клетки свойственно и некоторым другим флавоноидам. Содержатся они в яблоках, персиках, айве, смородине, абрикосах.
Флавоноиды в высшей степени полезны для женщин: содержащиеся и сое и ячменном солоде, например, очень напоминают по структуре женские половые гормоны эстрогены. Эти вещества широко используются для облегчения климактерического синдрома.
Эффективно применение флавоноидов при спазмах сосудов и кишечника, при гепатитах, язвах желудка и двенадцатиперстной кишки, а также при других заболеваниях.
Довольно широко используется экстракт ягод черники, в которых содержится большое количество флавоноидов антоцианов. Экстракт применяют как лекарственное средство при сердечно-сосудистых заболеваниях, дистрофии сетчатки глаза и варикозном расширении вен.
Антиоксидантным действием отличаются флавоноиды, находящиеся в красно-фиолетовых овощах и фруктах – баклажанах, винограде, гранатах, красной капусте, красных яблоках, вишне.
Антиоксидантное действие - это способность нейтрализовать так называемые свободные радикалы – нестабильные формы молекулы кислорода. Кислород – жизненно необходимый элемент, без него невозможна сама жизнь.
В обычном состоянии ядро атома кислорода окружено 8 электронами, которые объединяются в пары, образуя устойчивую и не представляющую опасности молекулу. Но в тоже время в клетке, в процессе её жизнедеятельности под воздействием внешних или внутренних условий постоянно производятся неустойчивые формы молекулы кислорода – у молекулы отнимается или, наоборот, ей добавляется один электрон.
Неустойчивая форма молекулы кислорода – исключительно активные образования, получившие название свободных радикалов. Свободные радикалы, стремясь обрести нормальное количество электронов и восстановить стабильность, готовы отнять недостающую частицу у любой повстречавшейся молекулы, вызывая цепную реакцию разрушений.
Молекулы биофлавоноидов служат ловушкой для свободных радикалов. Они способны присоединить к себе неустойчивую молекулу кислорода, отдать недостающий или забрать излишний электрон и тем самым восстановить устойчивость молекулы. Выраженность антиоксидантного действия зависит от количества гидроксильных групп в молекуле биофлавоноида: чем их больше, тем мощнее способность связывать молекулы кислорода. Наиболее сильными антиоксидантами являются проантоцианиды. Их концентрация в разных растениях варьирует , больше всего их содержится в экстракте семян винограда (95%), несколько меньше-в экстракте из коры сосны (85-90%).
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕИсследовали на наличие флавоноидов ромашку аптечную, желтый и красный лук, зеленый и черный чай.
Приготовление извлечения: 1 г измельченного растительного сырья заливали 100 мл воды. Нагревали на водяной бане 20-30 мин, процеживалии полученное извлечение использовали для проведения качественных реакций.
Выявление флавоноидов с помощью реактива «хлорид железа(III)
Биофлавоноиды дают темное окрашивание (от зеленого до коричневого)сраствором хлорида железа (3) . Эта реакция доказывает фенольную природу флавоноидов .
В пробирки с приготовленными извлечениями прибавили FeCl3. Полученные результаты приведены в таблице 2.1., а фотографии результатов экспериментов приведены в приложениях (Приложение 1)
Таблица 2.1
№ Объект исследования Результат реакции Вывод
1 Ромашка аптечная Мгновенное коричневое окрашивание Содержит флавоноиды
2 Зеленый чай Мгновенное зелено-коричневое (почти черное) окрашивание Содержит большое количесво флаваноидов
3 Черный чай Мгновенное темно-коричневое окрашивание Содержится немного меньше флавоноидов, чем в черном чае
4 Желтый лук Светло-коричневое окрашивание через 10 мин Содержит флавоноиды
5 Красный лук Светло-коричневое окрашивание, но немого интенсивнее, чем с желтым луком) Содержит флавоноиды
Согласно нашему исследованию, все исследуемые объекты содержат флаваноиды. Лидером по содержанию флаваноидов является зеленый чай.
Сравнивая результаты опыта с желтым и красным луком, мы пришли к выводу, что по количеству флавоноидов лидирует красный.
Погрешностью данного опыта являлось то, что следовало бы дать настояться образцам лука, а мы поспешили сделать пробу сразу. Возможно, поэтому мы получили более светлое окрашивание.Поэтому, чтобы окончательно убедится в наличии флаваноидов, мы решили провести еще один опыт.
Выявление флавоноидов с помощью раствора гидроксида натрия
Мы добавлении к извлечениям красного и желтого лука раствор гидроксида натрия. Наблюдалось ярко-желтое окрашивание, что доказывает наличие флавоноидов в данном сырье. Фотографии результатов эксперимента приведены в Приложении 2.
Вывод: Желтый и красный лук содержат флавоноиды.
3 ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ПО СБОРУ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯПамятка по сбору, сушке и хранению лекарственного сырья
1.Сбор сырья проводится в фазу наибольшего накопления флавоноидов. Заготовку надземных частей проводят в фазу бутонизации или начала цветения, подземных – в конце вегетации
2. Сырье необходимо сушить вскоре после сбора, т.к. флавоноидные гликозиды под влиянием ферментов в присутствии влаги легко гидролизуются на сахар и агликон, а свободные агликоны могут окисляться.
3. Сушить сырье следует в тени или в сушилках с искусственным и естественным обогревом. Плоды сушат при температуре 70-90°С, траву - 50-60°С; цветки - 40°С. Не допускается сушка на солнце. Медленная сушка, особенно на солнце, ведет к разрушению флавоноидов.
Рекомендации по использованию лекарственного сырья
Лечение гипертонии народными средствами:
Общие рекомендации:
*боярышник: съедать в сыром виде 40-50 ягод в день;
*калина: съедать по 3-5 ягод 3 раза в день (без сахара);
*сок свёклы, черноплодной рябины, моркови, клюквы — по 50 мл; пить утром и вечером (1-1,5 месяца)
*сок красной свёклы, мёд — в равных частях: принимать по 1 ст. ложке 4-5 раз в день;
*черноплодная рябина, сахар — в равных частях: принимать по 1 ч. ложке до еды утром и вечером.
Укрепление иммунитета народными средствами.
*Порезать дольками 3 неочищенных яблока среднего размера, залить 1 литром кипяченой воды, варить 10 минут на слабом огне, настоять 30 минут, добавить мед по вкусу и пить как чай.
*Апельсиновый чай: 1 часть апельсиновых корок, 1 часть черного байхового чая, 1/2 часть лимонных корок. Все компоненты залить кипятком: на 60 г сухой смеси 1 л кипятка, добавить апельсиновый сироп по вкусу и настоять 5 минут.
*6 ч. л. чёрного чая заварить 500 мл кипятка, настоять в течение 5 минут, процедить, охладить, соединить с равным количеством черносмородинового сока, разлить по чашкам и разбавить на 1/3 или 1/2 минеральной водой. Сахар добавить по вкусу.
*Отвар из плодов шиповника и горячий чай в равных частях, сахар и мед по вкусу. Отвар из плодов шиповника, прокипевший 3-4 минуты, процедить и смешать с горячим чаем. Добавить сахар и мед. Подавать холодным.
*Клюкву положить в стакан, ягоды размять ложкой, добавить сахар и залить горячим чаем.
*Взять 50 мл яблочного сока, влить в 150 мл горячего крепкого чая, выпить.
*Плоды боярышника и шиповника по 2 части, плоды малины 1 часть, чай зеленый 1 часть. Заварить из расчета 1 ч. л. смеси на 2 стакана кипятка, настоять 30 минут. Пить с медом или вареньем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Натуральными источниками флавоноидов признаны: цедра цитрусовых, лук; облепиха; красный виноград; черника; красные вина; зеленый чай; черный шоколад. Также большое количество флаваноидов содержится в плодах шиповника и черноплодной рябины, черной смородины и сливы, малины и вишни, винограда и земляники.
2)Широкое присутствие флавоноидов в продуктах  питания позволяет практически постоянно поддерживать их необходимый уровень в организме. Для пополнения запасов организма флавоноидами необходимо почаще включать в свой рацион также такие продукты, как плоды красного перца, ягоды облепихи, яблоки, сою и другие бобовые.
3)В красном луке содержится больше флавоноидов, чем в белом. Очевидно, это кверцетин, который тормозит интенсивность инфекционного процесса и увеличение количества различных вирусов (герпеса,парагриппа).Поэтому красному луку следует давать предпочтение в таких случаях. Имеет смысл также разнообразить рацион питания именно этим видом лука в профилактических целях.
3) Чай полезен как капилляроукрепляющий напиток, так как содержит флавоноиды. В зеленом чае больше катехинов и дигидрофлавонов, которые полезны при сердечно-сосудистых заболеваниях. Полифенолы зелёного чая — мощный антиоксидант — один из лучших, наряду с витамином C и Е. По мере нарастания степени пигментации чая (жёлтый — красный — чёрный чай) растёт его аромат, но снижается антиоксидантная активность.
4)Антиоксидантным действием отличаются флавоноиды, находящиеся в красно-фиолетовых овощах и фруктах – баклажанах, винограде, гранатах, красной капусте, красных яблоках, вишне.
4) На свету флавоноиды разрушаются в кислородной среде. Поэтому все лекарственные настои и чай полезны только в свежеприготовленном виде.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВhttp://www.mediasphera.ru/uppic/Reproduction/2010/1/5/REP_2010_01_024.pdfфлаваноww.oryon.ru/supplementsarticles/3309026230
http://fb.ru/article/143078/flavonoid---chto-eto-takoe-v-chem-soderjatsya-flavonoidyi-i-kakovo-ih-vliyanie-na-organizmveganmaster.com?p=1868
http://www.novostioede.ru/article/chto_takoe_flavonoidy/
Коноплева, М.М. Фармокогнозия: природные биологически активные вещества – Минск: Энциклопедыкс, 2004, 154 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1Обнаружение флавоноидов с помощью хлорида железа(III)
2518410359410-635359410А) В ромашке аптечной

2518410308610Б)В зеленом чае
-63512700
2665095358140-635358140В) В черном чае
2665095297180Г) в желтом луке
-63512700
Д) в красном луке
3086735-26670-11239521590
ПРИЛОЖЕНИЕ 2Действие гидроксида натрия
а) Желтый лук
2475230134620301625134620
2844804044952397760405765б) Красный лук