Химические методики исследования в растениях. Химический анализ лекарственных растений. Получение водного р-ра почв

26.11.2019

Свойства всех растительных организмов и внутренние структуры, присущие отдельным видам, определяются многогранным, постоянно меняющимся воздействием окружающей среды. Существенно влияние таких факторов, как климат, почва, а также круговорот веществ и энергии. Традиционно для выявления свойств лечебных средств или продуктов питания определяются доли веществ, поддающихся выделению аналитическим способом. Но эти отдельно взятые вещества не могут охватить все внутренние свойства, например, лекарственных и пряноароматических растений. Поэтому такие описания отдельных свойств растений не могут удовлетворить всем нашим потребностям. Ятя исчерпывающего описания свойств растительных лечебных препаратов, включающего биологическую активность, требуется всестороннее, комплексное исследование. Существует ряд методик, позволяющих выявить качество и количество биологически активных веществ в составе растения, а также места их скопления.

Люминисцентно-микроскопический анализ эснован на том, что биологически активные вещества, содержащиеся в растении, дают в люминесцентном микроскопе яркое окрашенное свечение, причем различные химические вещества характеризуются разной окраской. Так, алкалоиды дают желтую окраску, а гликозиды - оранжевую. Этот метод используют в основном для выявления мест скопления активных веществ в тканях растений, а интенсивность свечения указывает на большую или меньшую концентрацию этих веществ. Фитохимический анализ предназначен для выявления качественного и количественного показателя содержания активных веществ в эастении. Для определения качества используют химические реакции. Количество действующих веществ в растении является главным показателем его доброкачественности, поэтому проводится их объемный анализ также с использованием химических методов. Для исследования растений, содержащих такие активные вещества, как алкалоиды, кумарины,

главоны, требующие не простого суммарного анализа, но и разделения их на компоненты, сэименяют хроматографический анализ. Хроматографический метод анализа был первые представлен в 1903 году ботаником

Цветом, и с тех пор разработаны его разчные варианты, имеющие самостоятельное

начение. Данный метод разделения смеси г-цеетв на компоненты основан на различите в их физических и химических свойствах. Фотографическим методом, с помощью пано рамной хроматографии можно сделать видимой внутреннюю структуру растения, увидеть линии, формы и цвета растения. Такие картины, получаемые из водяных экстрактов, задерживаются на серебристо-нитратной фильтровочной бумаге и репродуцируются. Метод интерпретации хроматограмм успешно развивается. Эта методика подкрепляется данными, полученными с помощью других, уже известных отработанных методик.

На основании циркуляционных хромодиа-грамм, продолжается разработка метода панорамной хроматографии для определения качества растения по наличию сконцентрированных в нем питательных веществ. Результаты, полученные при использовании этого метода, должны подкрепляться данными анализа уровня кислотности растения, взаимодействия содержащихся в его составе ферментов и т. д. Основной задачей дальнейшего развития хроматографического метода анализа растений должен стать поиск способов воздействия на растительное сырье в ходе его выращивания, первичной обработки, складирования и на этапе непосредственного получения лекарственных форм с целью повышения содержания в нем ценных активных веществ.

Обновлено: 2019-07-09 22:27:53

Установлено, что адаптация организма к различным влияниям окружающей среды обеспечивается соответствующими колебаниями функциональной активности органов и тканей, центральной нервной

История изучения физиологии растений. Основные разделы физиологии растений

Физиология растений как раздел ботаники.

Тему работы нужно обязательно согласовать с куратором дисциплины по выбору (электива) А.Н. Луферовым.

Особенности строения растительной клетки, химический состав .

1. История изучения физиологии растений. Основные разделы и задачи физиологии растений

2. Основные методы исследования физиологии растений

3. Строение растительной клетки

4. Химический состав растительной клетки

5. Биологические мембраны

Физиология растений – наука, изучающая жизненные процессы, происходящие в растительном организме.

Сведения о процессах, происходящих в живом растении, накапливались по мере развития ботаники. Развитие физиологии растений, как науки, определялось использованием новых, более совершенных методов химии, физики и потребностями земледелия.

Физиология растений зародилась в XVII-XVIII вв. Начало физиологии растений как науки было положено опытами Я.Б.Ван Гельмонта по водному питанию растений (1634 г).

Результаты ряда физиологических опытов, доказывающих существование нисходящего и восходящего токов воды и питательных веществ, воздушное питание растений изложены в классических трудах итальянского биолога и врача М.Мальпиги «Анатомия растений» (1675-1679 гг) и английского ботаника и врача С.Гейлса «Статика растений» (1727 г). В 1771 г. английским ученым Д.Пристли был открыт и описан процесс фотосинтеза - воздушного питания растений. В 1800 г Ж.Сенебье издал трактат «Physiolоgie vegetale» в пяти томах, в котором были собраны, обработаны и осмыслены все данные, известные к тому времени, был предложен термин «физиология растений», определены задачи, методы исследования физиологии растений, эксперементально доказал, что источником углерода при фотосинтезе является углекислый газ, заложил основы фотохомии..

В XIX - XX вв был сделан ряд открытий в области физиологии растений:

1806 г. – Т.А.Найт описал и эксперементально изучил явление геотропизма;

1817 г. – П.Ж.Пельтье и Ж.Каванту выделили из листьев зеленый пигмент и назвали его хлорофиллом;

1826 г. – Г.Дютроше открыл явление осмоса;

1838-1839 гг. – Т.Шванн и М.Я.Шлейден обосновали клеточную теорию строения растений и животных;

1840 г. – Ю.Либих разработал теорию минерального питания растений;

1851 г. - В.Гофмейстер открыл чередование поколений у высших растений;

1859 г. – Ч.Дарвин заложил основы эволюционной физиологии растений, физиологии цветка, гетеротрофного питания, движения и раздражимости расмтений;

1862 г. – Ю.Сакс показал, что крахмал является продутом фотосинтеза;

1865 – 1875 гг. – К.А.Тимирязев изучил роль красного света в процессах фотосинтез, развил представление о космической роли зеленых растений;

1877 г. – В.Пфеффер открыл законы осмоса;

1878-1880 г. – Г.Гельригель и Ж.Б.Буссенго показали фиксацию атмосферного азота у бобовых в симбиозе с клубеньковыми бактериями;

1897 г. М.Ненцкий и Л.Мархлевский открыли структурц хлорофилла;

1903 г. – Г.Клебс развил учение о влиянии факторов внешней среды на рост и развитие растений;

1912 г. – В.И.Палладин выдвинул идею об анаэробном и аэробном этапах дыхания;

1920 г. – У.У.Гарнер и Г.А.Аллард открыли явление фотопериодизма;

1937 г. - Г.А.Кребс описал цикл лимонной кислоты;

1937 г. - М.Х Чайлахян выдвинул гормональную теорию развития растений;

1937 -1939 гг. – Г.Калькар и В.А.Блицер открыли окислительное фосфорилирование;

1946 – 1956 гг.- М.Кальвин и сотрудники расшифровали основной путь углерода при фотосинтезе;

1943-1957 гг. – Р.Эмерсон эксперементально доказал существование двух фотосистем;

1954 г. – Д.И.Арнон и сотр. открыли фотофосфорилирование;

1961-1966 гг. – П.Митчел разработал хемиосмотическую теорию сопряжения окисления и фосфорилирования.

А также другие открытия, определившие развитие физиологии растений как науки.

Основные разделы физиологии растений дифференцировались в XIX в - это:

1. физиология фотосинтеза

2. физиология водного режима растений

3. физиология минерального питания

4. физиология роста и развития

5. физиология устойчивости

6. физиология размножения

7. физиология дыхания.

Но какие-либо явления в растении невозможно понять в рамках только одного раздела. Поэтому во второй половине XXв. в физиологии растений намечается тенденция слияния в единое целое биохимии и молекулярной биологии, биофизики и биологического моделирования, цитологии, анатомии и генетики растений.

Современная физиология растений – это фундаментальная наука, ее основная задача - изучение закономерностей жизнедеятельности растений. Но она имеет огромное прикладное значение, поэтому ее вторая задача – разработка теоретических основ получения максимальных урожаев сельскохозяйственных, технических и лекарственных культур. Физиология растений – это наука будущего, ее третья, пока еще не решенная задача, - разработка установок для осуществления процессов фотосинтеза в искусственных условиях.

Современная физиология растений использует весь арсенал научных методов, который существует на сегодняшний день. Это микроскопические, биохимические, иммунологические, хроматографические, радиоизотопные и др.

Рассмотрим приборные методы исследования, широко применяемые при изучении физиологических процессов в растении. Приборные методы работы с биологическими объектами подразделяются на группы в зависимости от какого-либо критерия:

1. В зависимости от того, где расположены чувствительные элементы прибора (на растении или нет): контактные и дистантные ;

2. По характеру получаемой величины: качественные, полуколичественные и количественные. Качественные – исследователь получает информацию только о наличии или отсутствии какого-либо вещества или процесса. Полуколичественные – исследователь может сравнить возможности одного объекта с другими по интенсивности какого-либо процесса, по содержанию веществ (если оно выражено не в численном виде, а, например, в виде шкалы). Количественные – исследователь получает числовые показатели, характеризующие какой-либо процесс или содержание веществ.

3. Прямые и косвенные . При использовании прямых методов исследователь получает информацию об исследуемом процессе. Косвенные методы основаны на измерениях каких-либо сопутствующих величин, так или иначе связанных с исследуемой.

4. В зависимости от условий проведения эксперимента методы подразделяются на лабораторные и полевые .

При проведении исследований растительных объектов могут осуществляться следующие виды измерений:

1. Морфометрия (измерение различных морфологических показателей и их динамики (например, площадь листовой поверхности, соотношение площадей надземных и подземных органов и т.д.)

2. Весовые измерения. Например, определение суточной динамики накопления вегетативной массы

3. Измерение концентрации раствора, химического состава образцов и т.д. с использованием кондуктометрических, потенциометрических и др. методов.

4. Исследование газообмена (при изучении интенсивности фотосинтеза и газообмена)

Морфометрические показатели могут быть определены с помощью визуального подсчета, измерением линейкой, миллиметровой бумагой и т.д. Для определения некоторых показателей, например, общего объема корневой системы используются специальные установки – сосуд с градуированным капилляром. Объем корневой системы определяют по объему вытесненной воды.

При изучении какого-либо процесса используют различные методы. Например, для определения уровня транспирации используют:

1. Весовые методы (исходный вес листа и его вес через некоторое время);

2. Температурные (используют специальные климокамеры);

3. При помощи порометров определяется влажность камеры, куда помещается исследуемое растение

Поскольку ботаника изучает довольно много различных сторон организации и функционирования растительных организмов, то в каждом конкретном случае применяется свой набор методов исследования. В ботанике используются как общие методы (наблюдение, сравнение, анализ, эксперимент, обобщение), так и много

специальных методов (биохимические и цитохимические, методы световой (обычная, фазово-контрастная, интерференционная, поляризационная, флуоресцентная, ультрафиолетовая) и электронной (трансмиссионное, сканирующая) микроскопии, методы культуры клеток, микроскопическая хирургия, методы молекулярной биологии, генетические методы, электрофизиологические методы, методы замораживания и скалывания, биохронологични методы, биометрические методы, математическое моделирование, статистические методы).
Специальные методы учитывают особенности того или иного уровня организации растительного мира. Так, для изучения низших уровней организации используют различные биохимические методы, методы качественного и количественного химического анализа. Для изучения клеток используют различные цитологические методы, особенно методы электронной микроскопии. Для изучения тканей и внутреннего строения органов используются методы световой микроскопии, микроскопической хирургии, выборочного окраску. Для изучения растительного мира на популяционно-видовом и биоценотическом уровнях используют различные генетические, геоботанические и экологические методы исследований. В систематике растений важное место занимают такие методы, как сравнительно-морфологический, палеонтологический, исторический, цитогенетический.

Усвоение материала из разных разделов ботаники является теоретической основой в подготовке будущих специалистов агрохимиков-почвоведов. Благодаря неразрывной взаимосвязи организма растения и среды его существования, морфологические признаки и внутреннее строение растения значительной степени определяются особенностями почвы. Одновременно направление и интенсивность протекания физиологических и биохимических процессов также зависят от химического состава почвы и других его свойств, в конечном итоге определяет прирост биомассы растения и производительность растениеводства как отрасли в целом. Поэтому ботанические знания дают возможность обосновывать потребность и дозы внесения в почву различных веществ, влиять на урожайность культурных растений. Фактически любое воздействие на почву с целью повышения урожайности культурных и дикорастущих растений базируется на данных, полученных в разных разделах ботаники. Методы биологического контроля за ростом и развитием растений почти полностью базируются на ботанической морфологии и эмбриологии.

В свою очередь растительный мир выступает немаловажным фактором почвообразования и предопределяет многие свойства почвы. Каждому типу растительности характерны определенные виды почв и эти закономерности успешно используется для картирования почв. Виды растений и их отдельные систематические группы могут выступать надежными фитоиндикаторамы едафичних (грунтовых) условий. Индикационная геоботаника дает почвоведов и агрохимиков один из важных методов оценки качества почв, их физико-химических и химических свойств,
Ботаника является теоретической основой агрохимии, а также таких прикладных областей, как растениеводство и лесоводство. Сейчас введено в культуру около 2 тыс. видов растений, однако из них широко выращивается лишь незначительная часть. Много дикорастущих видов флоры могут в будущем стать весьма перспективными культурами. Ботаника обосновывает возможность и целесообразность сельскохозяйственного освоения природных территорий, проведение мелиоративных мероприятий с целью повышения продуктивности природных группировок растений, в частности лугов и лесов, способствует освоению и рациональному использованию растительных ресурсов суши, пресных водоемов и Мирового океана.
Для специалистов в области агрохимии и почвоведения ботаника выступает базовой основой, которая позволяет более глубоко осознать суть почвообразующих процессов, увидеть зависимость тех или иных свойств почвы от особенностей растительного покрова, понять потребности культурных растений в конкретных питательных элементах.

Сомневаетесь в подлинности приобретенного лекарственного препарата? Привычные медикаменты внезапно перестали помогать, утратив свою эффективность? Значит, стоит провести их полный анализ – фармацевтическую экспертизу. Она поможет установить истину и выявит подделку в кратчайшие сроки.

Но где заказать столь важное исследование? В государственных лабораториях полный спектр анализов может растянуться на недели и даже на месяцы, да и с забором исходников там не торопятся. Как быть? Стоит обратиться в АНО «Центр Химических Экспертиз». Это организация, собравшая профессионалов, которые могут подтвердить свою квалификацию наличием лицензии.

Что такое фармацевтическая экспертиза

Фармакологическое исследование – это комплекс анализов, призванных установить состав, совместимость ингредиентов, тип, эффективность и направленность действия препарата. Все это необходимо при регистрации новых медикаментов и перерегистрации старых.

Стандартно, исследование состоит из нескольких этапов:

Изучения исходных материалов на производстве и химический анализ лекарственных растений.
Метод микросублимации или выделение и анализ действующих веществ из растительного сырья.
Анализ и сопоставление качества с действующими стандартами, установленными Минздравом.

Исследование лекарственных препаратов – это сложный и кропотливый процесс, к которому предъявляются сотни требований и норм, обязательных к исполнению. Далеко не каждая организация имеет право на его проведение.

Лицензированных специалистов, которые могут похвастаться всеми правами допуска, можно найти в АНО «Центр Химических Экспертиз». Кроме того, некоммерческое партнерство – центр экспертизы лекарственных средств – славится инновационной лабораторией, в которой исправно функционирует современное оборудование. Это позволяет проводить сложнейшие анализы в кратчайшие сроки и с феноменальной точностью.

Оформление результатов специалисты из НП производят строго в соответствие с требованиями действующего законодательства. Заключения заполняются в специальных бланках государственного образца. Это дает результатам исследования юридическую силу. Каждое заключение от АНО «Центр Химических Экспертиз» может быть приобщено к делу и использоваться в ходе судебного разбирательства.

Особенности анализа препаратов

Основой экспертизы лекарственных средств являются лабораторные исследования. Именно они позволяют идентифицировать все компоненты, оценить их качество и безопасность. Выделяют три типа исследований фармацевтических средств:

Физические. Изучению подлежат многие показатели: температуры плавления и затвердевания, показатели плотности, преломление. Оптическое вращение и т. д. На их основе определяется чистота средства и его соответствие составу.
Химические. Данные исследования требуют строгого соблюдения пропорций и порядка действий. К ним относят: определение токсичности, стерильности, а также – микробиологической чистоты медикаментов. Современный химический анализ лекарственных средств требует строгого соблюдения техники безопасности и наличия защиты для кожных покровов и слизистых оболочек.
Физико-химические. Это достаточно сложные методики, включающие: спектрометрию различных типов, хроматографию и электрометрию.

Все эти исследования требуют наличия современного оборудования. Его можно найти в лабораторном комплексе АНО «Центр Химических Экспертиз». Современные установки, инновационная центрифуга, масса реактивов, индикаторов и катализаторов – все это помогает повысить скорость реакций и сохранить их достоверность.

Что должно быть в лаборатории

Далеко не каждый экспертный центр может предоставить для проведения фармакологического исследования все необходимое оборудование. В то время, как в АНО «Центр Химических Экспертиз» уже есть:

Спектрофотометры различного спектра действия (инфракрасные, УФ, атомно-абсорбционные и т. д.). Ими измеряется подлинность, растворимость, однородность и наличие примесей металлов и неметаллического характера.
Хроматографы различной направленности (газожидкостные, жидкостные и тонкослойные). Их применяют для определения подлинности, качественного измерения количества каждого ингредиента, наличия родственных примесей и однородности.
Поляриметр – прибор, необходимый для проведения быстрого химического анализа лекарственных средств. Он поможет определить подлинность и количественные показатели каждого ингредиента.
Потенциометр. Аппарат пригодится для определения жесткости состава, а также количественных показателей.
Титратор Фишера. Этот прибор показывает количество Н2О в препарате.
Центрифуга – это специфическая техника, позволяющая увеличить скорость протекания реакций.
Дериватограф. Этот прибор позволяет определить остаточную массу средства, после процесса сушки.

Это оборудование или хотя бы частичное его наличие – показатель высокого качества лабораторного комплекса. Именно благодаря ему в АНО «Центр Химических Экспертиз» все химические и физические реакции проходят на максимальной скорости и без потери точности.

АНО «Центр Химических Экспертиз»: достоверность и качество

Срочно нужен химический анализ лекарственных растений? Желаете установить подлинность приобретенных медикаментов? Значит, стоит обратиться в АНО «Центр Химических Экспертиз». Это организация, объединившая сотни профессионалов – штат некоммерческого партнерства насчитывает более 490 специалистов.

С ними вы получаете массу преимуществ:

Высокая точность исследований. Такого результата специалистам удалось достичь благодаря современной лаборатории и инновационному оборудованию.
Скорость получения результатов впечатляет. Квалифицированные специалисты готовы прибыть в любую точку государства по первому вашему требованию. Это позволяет ускорить процесс. Пока другие ждут государственного исполнителя, вы уже получаете результат.
Юридическая сила. Все заключения заполняются в соответствии с действующим законодательством на официальных бланках. Вы можете использовать их в качестве весомого доказательства в суде.

Все еще в поиске центра экспертизы лекарственных средств? Считайте, вы его нашли! Обратившись в АНО «Центр Химических Экспертиз» вы гарантированно получите точность, качество и достоверность!

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Учебно-методическое пособие для вузов

Составители: Л.И. Брехова Л.Д. Стахурлова Д.И. Щеглов А.И. Громовик

ВОРОНЕЖ – 2009

Утверждено Научно-методическим советом биолого-почвенного факультета - протокол № 10 от 4 июня 2009 г.

Рецензент д.б.н., профессор Л.А. Яблонских

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре почвоведения и управления земельными ресурсами биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета.

Для специальности: 020701 - Почвоведение

Недостаток или избыток любого химического элемента вызывает нарушение нормального хода биохимических и физиологических процессов в растениях, что в конечном итоге изменяет урожайность и качество растениеводческой продукции. Поэтому определение химического состава растений и показателей качества продукции позволяет идентифицировать неблагоприятные экологические условия произрастания как культурной, так и естественной растительности. В связи с этим химический анализ растительного материала является неотъемлемой частью природоохранной деятельности.

Практическое пособие по информационно-аналитическому обеспечению природоохранной деятельности в сельском хозяйстве составлено в соответствии с программой лабораторных занятий по «Биогеоценологии», «Анализу растений» и «Природоохранной деятельности в сельском хозяйстве» для студентов 4-го и 5-го курсов почвенного отделения биологопочвенного факультета ВГУ.

МЕТОДИКА ВЗЯТИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОБ И ПОДГОТОВКА ИХ К АНАЛИЗУ

Взятие проб растений является весьма ответственным моментом в результативности диагностики питания растений и оценки доступности им почвенных ресурсов.

Всю площадь исследуемого посева визуально делят на несколько участков в зависимости от ее размера и состояния растений. Если в посеве выделяются участки с явно худшими растениями, то на карте поля отмечаются эти участки, выясняют, не является ли плохое состояние растений следствием энтоили фитозаболевания, местного ухудшения свойств почвы или других условий роста. Если все эти факторы не объясняют причины плохого состояния растений, то можно предположить, что нарушено их питание. Это проверяется методами растительной диагностики. Берут про-

бы с участков с самыми худшими и самыми лучшими растениями и почвы под ними и по их анализам выясняют причины ухудшения растений и уровень их питания.

Если по состоянию растений посев не однороден, то при отборе проб следует добиваться, чтобы образцы соответствовали среднему состоянию растений на данном участке поля. С каждого выделенного массива по двум диагоналям берут растения с корнями. Они используются: а) для учета прироста массы и хода образования органов – будущей структуры урожая и б) для химической диагностики.

В ранние фазы (при двух – трех листьях) в пробе должно быть не менее 100 растений с 1 га. Позже для зерновых, льна, гречихи, гороха и других – не менее 25 – 30 растений с 1 га. У крупных растений (взрослых кукурузы, капусты и др.) берут нижние здоровые листья не менее, чем с 50 растений. Чтобы учесть накопление по фазам и вынос урожаем, берут в анализ всю надземную часть растения.

У древесных пород – плодовых, ягодников, винограда, декоративных и лесных – в связи с особенностями их возрастных изменений, периодичности плодоношения и т. д. взятие проб несколько сложнее, чем у полевых культур. Выделяют следующие возрастные группы: сеянцы, дички, привитые двухлетки, саженцы, молодые и плодоносящие (начавшие плодоносить, в полном и в затухающем плодоношении) деревья. У сеянцев в первый месяц их роста в пробу входит целиком все растение с последующим разделением его на органы: листья, стволики и корни. Во второй и следующие месяцы отбирают вполне сформировавшиеся листья, обычно – первые два после самых молодых, считая от верхушки. У двухлетних дичков также берут первые два сформировавшихся листа, считая от верхушки ростового побега. У привитых двухлеток и саженцев берут, так же как и у взрослых, средние листья ростовых побегов.

У ягодников – крыжовника, смородины и других – отбирают с побегов текущего прироста по 3 – 4 листа с 20 кустов с тем, чтобы в пробе

было не менее 60 – 80 листьев. У земляники в том же количестве отбирают взрослые листья.

Общим требованием является унификация техники отбора, обработки и хранения проб: взятие со всех растений строго одних и тех же частей по их ярусности, возрасту, расположению на растении, отсутствию заболевания и т.д. Имеет значение также, находились ли листья на прямом солнечном свету или в тени, причем во всех случаях должны быть отобраны листья одинакового размещения по отношению к солнечному освещению, лучше на свету.

При анализе корневой системы среднюю лабораторную пробу перед взвешиванием осторожно промывают в водопроводной воде, споласкивают в дистиллированной воде и подсушивают фильтровальной бумагой.

Лабораторная проба зерна или семян берется из множества мест (мешка, ящика, машины) щупом, затем ее распределяют ровным слоем на бумаге в виде прямоугольника, делят на четыре части и берут материал из двух противоположных частей до нужного количества для анализа.

Одним из важных моментов в подготовке растительного материала к анализу является правильная фиксация его, если анализы не предполагается проводить в свежем материале.

Для химической оценки растительного материала по общему содержанию элементов питания (N, P, K, Ca, Mg, Fe и др.) образцы растений высушивают до воздушно-сухого состояния в сушильном шкафу при тем-

пературе 50 – 60 ° или на воздухе.

В анализах, по результатам которых будут сделаны выводы о состоянии живых растений, следует использовать свежий материал, так как завядание вызывает существенное изменение состава вещества или уменьшение его количества и даже исчезновение веществ, содержащихся в

живых растениях. Например, целлюлоза не затрагивается разрушением, а крахмал, белки, органические кислоты и особенно витамины подвергаются разложению после нескольких часов завядания. Это заставляет экспериментатора проводить анализы в свежем материале в очень короткие сроки, что не всегда можно сделать. Поэтому часто используют фиксацию растительного материала, цель которой заключается в стабилизации нестойких веществ растений. Решающее значение при этом имеет инактивация ферментов. Используются различные приемы фиксации растений в зависимости от задач опыта.

Фиксация паром. Этот вид фиксации растительного материала применяется тогда, когда нет необходимости определения воднорастворимых соединений (клеточного сока, углеводов, калия и др.). Во время обработки сырого растительного материала может происходить такой сильный автолиз, что состав конечного продукта иногда значительно отличается от состава исходного материала.

Практически фиксацию паром проводят следующим образом: внутри водяной бани подвешивается металлическая сетка, сверху баня покрывается плотным негорючим материалом и вода нагревается до бурного выделения пара. После этого на сетку внутри бани помещается свежий растительный материал. Время фиксации 15 – 20 мин. Затем растения высуши-

ваются в термостате при температуре 60°.

Температурная фиксация. Растительный материал помещают в пакеты из плотной бумаги типа «крафт», а сочные плоды и овощи в измельченном виде рыхло укладывают в эмалированные или алюминиевые кюветы. Материал выдерживают 10 – 20 мин при температуре 90 - 95°. При этом инактивируется большая часть ферментов. После этого потерявшую тургор листостебельную массу и плоды высушивают в сушильном шкафу при температуре 60° с вентиляцией или без нее.

При использовании этого метода фиксации растений необходимо помнить, что длительное высушивание растительного материала при тем-

пературе 80° и выше приводит к потерям и изменениям веществ вследствие химических превращений (термического разложения некоторых веществ, карамелизации углеводов и т. д.), а также вследствие летучести аммонийных солей и некоторых органических соединений. Помимо этого, температура сырого растительного материала не может достигнуть температуры окружающей среды (сушильного шкафа), пока не испарится вода и пока все подводимое тепло не перестанет превращаться в скрытую теплоту парообразования.

Быстрое и осторожное высушивание растительной пробы в ряде случаев также считают приемлемым и допустимым методом фиксации. При умелом проведении этого процесса отклонения в составе сухого вещества могут быть небольшими. При этом происходит денатурация белков и инактивация ферментов. Как правило, сушку проводят в сушильных шкафах (термостатах) или специальных сушильных камерах. Значительно быстрее и надежнее высушивается материал, если через шкаф (камеру) циркулирует нагретый воздух. Наиболее подходящая температура для высу-

шивания от 50 до 60°.

Высушенный материал лучше сохраняется в темноте и на холоде. Поскольку многие содержащиеся в растениях вещества способны самоокисляться даже в сухом состоянии, рекомендуется хранить высушенный материал в плотно закрывающихся сосудах (склянках с притертой пробкой, эксикаторах и др.), доверху заполненных материалом, чтобы в сосудах не оставалось много воздуха.

Замораживание материала. Растительный материал очень хорошо сохраняется при температуре от –20 до -30°, при условии, что замораживание происходит достаточно быстро (не более 1 часа). Преимущество хранения растительного материала в замороженном состоянии обусловлено как действием охлаждения, так и обезвоживанием материала вследствие перехода воды в твердое состояние. Надо учитывать, что при заморажива-

нии ферменты инактивируются лишь временно и после оттаивания в растительном материале могут происходить ферментативные превращения.

Обработка растений органическими растворителями. В качест-

ве фиксирующих веществ можно использовать кипящий спирт, ацетон, эфир и др. Фиксация растительного материала этим способом проводится опусканием его в соответствующий растворитель. Однако при этом методе происходит не только фиксация растительного материала, но и экстракция ряда веществ. Поэтому применять такую фиксацию можно только тогда, когда заранее известно, что вещества, которые нужно определять, не извлекаются данным растворителем.

Высушенные после фиксации растительные пробы измельчаются ножницами, а затем на мельнице. Измельченный материал просеивается через сито с диаметром отверстий 1 мм. При этом из пробы ничего не выбрасывается, так как удаляя часть материала, не прошедшего через сито с первого просеивания, мы тем самым меняем качество средней пробы. Крупные частицы пропускаются через мельницу и сито повторно. Остатки на сите следует растереть в ступке.

Из подготовленной таким образом лабораторной средней пробы берут аналитическую пробу. Для этого растительный материал, распределенный тонким ровным слоем на листе глянцевой бумаги, делят по диагоналям на четыре части. Затем два противоположных треугольника убирают, а оставшуюся массу вновь распределяют тонким слоем на всем листе бумаги. Снова проводят диагонали и опять убирают два противоположных треугольника. Так поступают до тех пор, пока на листе не останется количество вещества, которое необходимо для аналитической пробы. Отобранная аналитическая проба переносится в стеклянную банку с притертой пробкой. В таком состоянии она может храниться неопределенно долгое время. Вес аналитической пробы зависит от количества и методики исследований и колеблется от 50 до нескольких сот граммов растительного материала.

Все анализы растительного материала должны проводиться с двумя параллельно взятыми навесками. Только близкие результаты могут подтвердить правильность проведенной работы.

Работать с растениями нужно в сухой и чистой лаборатории, не содержащей паров аммиака, летучих кислот и других соединений, могущих оказать влияние на качество пробы.

Результаты анализов могут быть рассчитаны как на воздушносухую, так и на абсолютно сухую навеску вещества. При воздушно-сухом состоянии количество воды в материале находится в равновесии с парами воды в воздухе. Эта вода называется гигроскопической, и количество ее зависит как от растения, так и от состояния воздуха: чем влажнее воздух, тем больше гигроскопической воды в растительном материале. Для пересчета данных на сухое вещество необходимо определять количество гигроскопической влаги в пробе.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУХОГО ВЕЩЕСТВА И ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВЛАГИ В ВОЗДУШНО-СУХОМ МАТЕРИАЛЕ

При химическом анализе количественное содержание той или иной составной части рассчитывается на сухое вещество. Поэтому перед анализом определяют количество влаги в материале и тем самым находят количество в нем абсолютно сухого вещества.

Ход анализа. Аналитическую пробу вещества распределяют тонким слоем на листе глянцевой бумаги. Затем шпателем из разных мест распределенного на листе вещества берут небольшие щепотки его в предварительно высушенный до постоянного веса стеклянный бюкс. Навеска должна составлять примерно 5 г. Бюкс вместе с навеской взвешивают на аналитических весах и помещают в термостат, температуру внутри которого поддерживают на уровне 100-1050 . Первый раз в термостате открытый бюкс с навеской держат в течение 4-6 часов. По истечении этого времени бюкс из термостата переносят в эксикатор для охлаждения, через 20-30

минут бюкс взвешивают. После этого бюкс открывают и снова помещают в термостат (при той же температуре) на 2 часа. Высушивание, охлаждение и взвешивание повторяют до тех пор, пока бюкс с навеской не достигнет постоянного веса (разница между двумя последними взвешиваниями должна быть меньше 0,0003 г).

Вычисление процента воды производят по формуле:

где: х – процент воды; в – навеска растительного материала до высушивания, г; в1 – навеска растительного материала после высушивания.

Оборудование и посуда :

1) термостат;

2) стеклянные бюксы.

Форма записи результатов

Вес бюкса с		Вес бюкса с
		навеской по-
навеской до	Навеска до		Навеска по-
		сле высуши-
высушива-	высушива-		сле высу-
			шивания, г

ОПРЕДЕЛЕНИЕ «СЫРОЙ» ЗОЛЫ МЕТОДОМ СУХОГО ОЗОЛЕНИЯ

Золой называют остаток, получаемый после сжигания и прокаливания органических веществ. При сжигании углерод, водород, азот и частично кислород улетучиваются и остаются лишь нелетучие оксиды.

Содержание и состав зольных элементов растений зависит от видовой принадлежности, роста и развития растений и особенно от почвенноклиматических и агротехнических условий их выращивания. Концентрация зольных элементов существенно отличается в разных тканях и органах растений. Так, содержание золы в листьях и травянистых органах растений значительно выше, чем в семенах. В листьях золы больше, чем в стеблях,