Au fost dezvoltate primele metode de analiză chimică a plantelor. Diagnosticarea nutriției plantelor prin analiză chimică. Cercetarea organelor plantelor
Încă la începutul secolului al XVI-lea. a fost stabilit un adevăr important: proprietăți medicinale fiecare plantă este determinată de compoziția sa chimică, adică prezența în el a anumitor substanțe care au un anumit efect asupra corpului uman. În urma analizei a numeroase fapte, s-au putut identifica anumite proprietăți farmacologice iar spectrul de acţiune terapeutică a multor grupe de compuşi chimici numiţi ingrediente active. Cei mai importanți dintre ei sunt alcaloizii, glicozidele cardiace, glicozidele triterpenice (saponine), flavonoidele (și alți compuși fenolici), cumarinele, chinonele, xangonele, lactonele sesquiterpenice, lignanii, aminoacizii, polizaharidele și alți compuși. Din cele 70 de grupuri de compuși naturali cunoscuți în prezent, suntem adesea interesați doar de câteva grupuri care au activitate biologică. Acest lucru ne limitează alegerile și, prin urmare, ne accelerează căutarea substanțelor chimice naturale de care avem nevoie. De exemplu, activitate antivirală posedă doar câteva grupe de flavonoide, xantone, alcaloizi, terpenoizi și alcooli; antitumoral- unii alcaloizi, cianuri, cetone triterpenice, diterpenoide, polizaharide, compuşi fenolici etc. Compuşii polifenolici se caracterizează prin activitate hipotensivă, antispastică, antiulceroasă, coleretică şi bactericidă. Multe clase de compuși chimici și substanțe chimice individuale au un spectru strict definit și destul de limitat de activitate medicală și biologică. Altele, de obicei clase foarte largi, de exemplu alcaloizi, au un spectru de acțiune foarte larg, variat. Astfel de compuși merită un studiu medical și biologic cuprinzător și, în primul rând, în domeniile de interes pentru noi, recomandate. Progresele în chimia analitică au făcut posibilă dezvoltarea unor metode simple și rapide (metode exprese) pentru identificarea claselor (grupurilor) de compuși chimici și a substanțelor chimice individuale de care avem nevoie. Ca urmare a acestui fapt, metoda analizelor chimice de masă, altfel numită screening chimic (de la Cuvânt englezesc cernere - cernere, sortare prin sită). Se practică adesea căutarea compușilor chimici doriti prin analiza tuturor plantelor din zona studiată.
Metoda de screening chimic
Metoda de screening chimic, combinată cu datele privind utilizarea plantei în medicina empirică și ținând cont de poziția sa sistematică, dă cele mai eficiente rezultate. Experiența sugerează că aproape toate plantele folosite în medicina empirică conțin clase de compuși biologic activi cunoscuți nouă. Prin urmare, căutarea substanțelor de care avem nevoie, în primul rând, ar trebui efectuată intenționat printre plantele care și-au demonstrat cumva activitatea farmacologică sau chimioterapeutică. Metoda expresă pot fi combinate cu selecția preliminară a speciilor, soiurilor și populațiilor promițătoare ca urmare a evaluării lor organoleptice și a analizei datelor etnobotanice, care indică indirect prezența substanțelor de interes pentru noi în plantă. O metodă similară de selecție a fost utilizată pe scară largă de către academicianul N.I Vavilov la evaluarea calității materialelor de pornire a diverselor plante utile, implicat în selecție și cercetare genetică. În anii primilor planuri cincinale, în flora URSS au fost căutate noi plante purtătoare de cauciuc.
Pentru prima dată la scară largă metoda de screening chimic când caută altele noi plante medicinaleȘeful expedițiilor din Asia Centrală ale Institutului de Cercetare Științifică Chimică și Farmaceutică (VNIHFI) P. S. Massageov a început să-l folosească. Un studiu asupra a peste 1.400 de specii de plante a permis academicianului A.P. Orekhov și studenților săi să descrie aproximativ 100 de noi alcaloizi până în 19G0 și să organizeze în URSS producția celor care sunt necesari în scopuri medicale și controlul dăunătorilor agricoli. Institutul de chimie a substanțelor vegetale al Academiei de Științe a RSS uzbecă a examinat aproximativ 4.000 de specii de plante, a identificat 415 alcaloizi și a stabilit structura a 206 dintre ei pentru prima dată. Expedițiile VILR au examinat 1.498 de specii de plante din Caucaz, 1.026 de specii din Orientul Îndepărtat și multe plante din Asia Centrală, Siberia și partea europeană a URSS. Numai pe Orientul Îndepărtat Au fost descoperite 417 plante purtătoare de alcaloizi, inclusiv subarbustul Securinega, care conține un nou alcaloid securinine - un agent asemănător stricninei. Până la sfârșitul anului 1967, în întreaga lume fuseseră descriși și structurați 4.349 de alcaloizi. Următoarea etapă a căutării este evaluare aprofundată și cuprinzătoare a activității farmacologice, chimioterapeutice și antitumorale substanţe individuale izolate sau preparate totale care le conţin. De remarcat faptul că în întreaga țară și la nivel global cercetare chimică sunt semnificativ înaintea posibilităților de testare medicală și biologică profundă a noilor compuși chimici identificați în plante. În prezent, structura a 12.000 de compuși individuali izolați din plante a fost stabilită, din păcate, mulți dintre ei nu au fost încă supuși studiului biomedical. Din toate clasele, compuși chimici cea mai mare valoare cu siguranță au alcaloizi; 100 dintre ele sunt recomandate ca medicamente importante, de exemplu, atropină, berberină, codeină, cocaină, cofeină, morfină, papaverină, pilocarpină, platifilină, rezerpină, salsolină, securenină, stricnina, chinină, citizină, efedrina etc. medicamentele sunt obținute în urma unor căutări bazate pe screening chimic. Cu toate acestea, dezvoltarea unilaterală a acestei metode este alarmantă, în multe institute și laboratoare ea s-a redus la căutarea numai a plantelor purtătoare de alcaloizi. Nu trebuie să uităm că, pe lângă alcaloizi, aparțin noi substanțe vegetale biologic active alte clase de compuși chimici sunt descoperite în fiecare an. Dacă înainte de 1956 se cunoștea structura a doar 2669 de compuși naturali din plante care nu aveau legătură cu alcaloizii, atunci în următorii 5 ani (1957-1961) s-au găsit în plante alte 1754 de substanțe organice individuale. Acum numărul de substanțe chimice cu o structură stabilită ajunge la 7.000, ceea ce, împreună cu alcaloizii, se ridică la peste 12.000 de substanțe vegetale. Screening chimic iese încet din „perioada alcaloidală”. Din cele 70 de grupe și clase de substanțe vegetale cunoscute în prezent (Karrer et. al., 1977), se efectuează numai în 10 clase de compuși, deoarece nu există metode rapide și sigure pentru determinarea prezenței altor compuși în plante. materiale. Implicarea în screeningul chimic a noilor clase de compuși biologic activi reprezintă o rezervă importantă pentru creșterea ritmului și eficienței căutării de noi medicamente din plante. Este foarte important să se dezvolte metode de căutare rapidă a substanțelor chimice individuale, de exemplu, berberină, rutina, acid ascorbic, morfină, citizină etc. Compușii secundari, sau așa-numitele substanțe de biosinteză specifică, sunt de cel mai mare interes atunci când se creează noi medicamentele terapeutice. Multe dintre ele au o gamă largă de activități biologice. De exemplu, alcaloizii sunt aprobați pentru utilizare în practica medicală ca analeptice, analgezice, sedative, hipotensive, expectorante, coleretice, antispastice, uterine, tonice centrale. sistemul nervosși medicamente asemănătoare adrenalină. Flavonoidele sunt capabile să întărească pereții capilari, să reducă tonusul mușchilor netezi intestinali, să stimuleze secreția biliară, să mărească funcția de neutralizare a ficatului, unele dintre ele având efecte antispastice, cardiotonice și antitumorale. Mulți compuși polifenolici sunt utilizați ca agenți hipotensivi, antispastici, antiulcerosi, coleretici și antibacterieni. S-a observat activitate antitumorală în cianuri (de exemplu, cele conținute în semințele de piersici etc.), cetone triterpenice, diterpenoide, polizaharide, alcaloizi, fenolici și alți compuși. Din ce în ce mai multe medicamente sunt create din glicozide cardiace, aminoacizi, alcooli și cumarine. polizaharide, aldehide, lactone sesquiterpenice, compuși steroizi. Adesea uz medical ei găsesc substanțe chimice care sunt cunoscute de mult timp, în care abia recent a fost posibilă descoperirea uneia sau alta activitate medicală și biologică și dezvoltarea unei metode raționale de preparare a medicamentelor. Screeningul chimic permite nu numai identificarea de noi obiecte promițătoare pentru studiu, ci și: - identificarea corelațiilor dintre poziția sistematică a plantei, compoziția sa chimică și activitatea medicală și biologică;
- să afle factorii geografici și de mediu care favorizează sau împiedică acumularea anumitor substanțe active în plante;
- determina biologic sensul substanțe active pentru plantele care le produc;
- identifica rasele chimice la plante care diferă ereditar unele de altele prin prezența anumitor substanțe active.
Cercetarea organelor plantelor
Diferitele organe ale plantelor diferă adesea nu numai prin conținutul cantitativ al substanțelor active, ci și prin compoziția lor calitativă. De exemplu, alcaloidul sinomenină se găsește doar în iarba spermei dahuriane, iar citizina se găsește doar în fructele Thermopsis lanceolata, fiind absentă în părțile sale supraterane până la sfârșitul înfloririi plantelor, în timp ce în Thermopsis. Citizina cu flori alternative este prezentă în cantitati mari Conține în părți supraterane în toate fazele de dezvoltare a plantelor. De aceea, pentru a obține o imagine completă compozitia chimica Fiecare plantă trebuie analizată cel puțin patru dintre organele sale: subterane (rădăcini, rizomi, bulbi, tuberculi), frunze și tulpini (la ierburi, frunzele sunt întotdeauna mai bogate în substanțe active decât tulpini), flori (sau inflorescențe), fructe și semințe. La plantele de copaci și arbusti, substanțele active se acumulează adesea în scoarța tulpinilor (și rădăcinilor) și uneori doar în lăstari, unele părți ale florii, fructelor și semințelor.
Compoziția chimică a fiecărui organ al plantei variază, de asemenea, semnificativ în diferite faze ale dezvoltării sale. Conținutul maxim al unor substanțe se observă în faza de înmugurire, altele - în faza de inflorire completa, a treia - în timpul fructificare etc. De exemplu, alcaloidul triacantin este conținut în cantități semnificative numai în frunzele înflorite ale lăcustei, în timp ce în alte faze de dezvoltare este practic absent în toate organele acestei plante. Astfel, este ușor de calculat că pentru a identifica, de exemplu, numai lista completa plante alcaloide ale florei URSS, numărând aproximativ 20.000 de specii, este necesar să se facă cel puțin 160.000 de analize (20.000 specii X 4 organe X 2 faze de dezvoltare), care vor necesita aproximativ 8.000 de zile de muncă a unui analist de laborator . Aproximativ aceeași perioadă de timp trebuie petrecută pentru a determina prezența sau absența flavonoidelor, cumarinelor, glicozidelor cardiace, taninurilor, polizaharidelor, glicozidelor triterpenice și a fiecărei clase de compuși chimici în toate plantele florei URSS, dacă se efectuează analize. fără tăierea prealabilă a plantelor dintr-un motiv sau altul. În plus, organele identice aflate în aceeași fază de dezvoltare a plantelor dintr-o regiune pot avea substanțele active necesare, dar într-o altă regiune pot să nu le aibă. Pe lângă factorii geografici și de mediu (influența temperaturii, umidității, insolației etc.), prezența unor rase chimice speciale într-o plantă dată, complet nedistinse după caracteristicile morfologice, poate afecta acest lucru. Toate acestea complică foarte mult sarcina și, s-ar părea, fac foarte îndepărtate perspectivele de finalizare a evaluării chimice preliminare a florei URSS și mai ales a întregului glob. Cu toate acestea, cunoașterea anumitor modele poate simplifica semnificativ această muncă. În primul rând, nu este deloc necesar să se examineze toate organele în toate fazele de dezvoltare. Este suficient sa analizezi fiecare organ in faza optima, cand contine cel mai mare număr substanta de testat. De exemplu, studiile anterioare au stabilit că frunzele și tulpinile sunt cele mai bogate în alcaloizi în timpul fazei de înmugurire, scoarță - în timpul curgerii sevei de primăvară și flori - în timpul fazei de înflorire completă. Fructele și semințele, totuși, pot conține alcaloizi diferiți și în cantități diferite în stare coaptă și necoaptă și, prin urmare, dacă este posibil, ar trebui să fie examinate de două ori. Cunoașterea acestor modele simplifică foarte mult munca la evaluarea chimică preliminară a plantelor. Examinare completă de toate tipurile- o metodă eficientă, dar totuși funcționează orbește! Este posibil, fără a efectua măcar cea mai simplă analiză chimică, să distingem grupuri de plante care probabil conțin una sau alta clasă de compuși chimici de cele care evident nu conțin aceste substanțe? Cu alte cuvinte, este posibil să se determine cu ochi compoziția chimică a plantelor? După cum vom discuta în secțiunea următoare a broșurii noastre, în termeni generali putem răspunde afirmativ la această întrebare. AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU EDUCAȚIE
UNIVERSITATEA DE STAT VORONEZH
INFORMAREA ȘI SUPORTUL ANALITIC AL ACTIVITĂȚILOR DE PROTECȚIA MEDIULUI ÎN AGRICULTURĂ
Manual educațional și metodologic pentru universități
Alcătuit de: L.I. Brekhova L.D. Stakhurlova D.I. Shcheglov A.I. Gromovik
VORONEZH – 2009
Aprobat de Consiliul Științific și Metodologic al Facultății de Biologie și Știința Solului - protocolul nr. 10 din 4 iunie 2009.
Referent: doctor în științe biologice, profesor L.A. Yablonskikh
Manualul educațional și metodologic a fost pregătit la Departamentul de Știința Solului și Managementul Resurselor Terestre, Facultatea de Biologie și Știința Solului, Universitatea de Stat Voronezh.
Pentru specialitate: 020701 - Solul
Deficiență sau exces de oricare element chimic provoacă perturbarea cursului normal al proceselor biochimice și fiziologice din plante, ceea ce modifică în cele din urmă randamentul și calitatea produselor vegetale. Prin urmare, determinarea compoziției chimice a plantelor și a indicatorilor de calitate a produsului face posibilă identificarea condițiilor de mediu nefavorabile pentru creșterea atât a vegetației cultivate, cât și a celor naturale. În acest sens, analiza chimică a materialului vegetal este o parte integrantă a activităților de mediu.
Ghid practic de informare și suport analitic al activităților de mediu în agriculturăîntocmit în conformitate cu programul orelor de laborator la „Biogeocenologie”, „Analiza plantelor” și „Activități de mediu în agricultură” pentru studenții din anii IV și V ai secției de sol a Facultății de Biologie a Solului a VSU.
METODA DE PRELUARE A PROBE DE PLANTE SI PREGĂTIREA LOR PENTRU ANALIZĂ
Prelevarea probelor de plante este un moment foarte important în eficacitatea diagnosticării nutriției plantelor și a evaluării disponibilității resurselor de sol pentru acestea.
Întreaga zonă a culturii studiate este împărțită vizual în mai multe secțiuni, în funcție de dimensiunea acesteia și de starea plantelor. Dacă la semănat sunt identificate zone cu plante clar mai proaste, atunci aceste zone sunt marcate pe harta câmpului și se află dacă starea proastă a plantelor este o consecință a ento- sau fitobolilor, a deteriorării locale a proprietăților solului sau a altor creșteri. conditii. Dacă toți acești factori nu explică motivele stării proaste a plantelor, atunci putem presupune că nutriția lor este perturbată. Acest lucru este verificat prin metode de diagnosticare a plantelor. Ei iau pro-
ar fi din zonele cu cele mai rele și cele mai multe cele mai bune planteși solurile de sub acestea și, pe baza analizelor lor, determină cauzele deteriorării plantelor și nivelul de nutriție a acestora.
În cazul în care cultura nu este uniformă în ceea ce privește starea plantelor, atunci la eșantionare este necesar să se asigure că eșantioanele corespund stării medii a plantelor într-o anumită zonă a câmpului. Din fiecare matrice selectată, plantele cu rădăcini sunt luate de-a lungul a două diagonale. Ele sunt folosite: a) pentru a da seama de creșterea în greutate și de progresul formării organelor - structura viitoare a culturii și b) pentru diagnosticarea chimică.
În fazele incipiente (cu două până la trei frunze), proba trebuie să conțină cel puțin 100 de plante la hectar. Mai târziu pentru cereale, in, hrișcă, mazăre și altele - cel puțin 25 - 30 de plante la 1 hectar. Pentru plantele mari (porumb matur, varză etc.), frunzele inferioare sănătoase se iau de la cel puțin 50 de plante. Pentru a lua în considerare acumularea pe faze și îndepărtarea prin recoltare, se ia în considerare întreaga parte supraterană a plantei.
U specii de arbori - fructiferi, fructe de pădure, struguri, ornamentali și păduri - datorită caracteristicilor modificărilor lor legate de vârstă, frecvenței de fructificare etc., prelevarea probelor este ceva mai dificilă decât pentru culturile de câmp. Se disting următoarele grupe de vârstă: puieți, puieți, pui altoiți de doi ani, puieți, pomi tineri și fructiferi (începând să rodească, în plină fructificare și decolorând). Pentru răsaduri, în prima lună de creștere, se prelevează întreaga plantă, urmată de împărțirea acesteia în organe: frunze, tulpini și rădăcini. În a doua și în lunile următoare se selectează frunzele complet formate, de obicei primele două după cele mai tinere, numărând de la vârf. Primele două frunze formate sunt luate și de la păsări sălbatice de doi ani, numărând din vârful lăstarilor de creștere. Frunzele mijlocii ale lăstarilor de creștere sunt luate de la puii și puieții altoiți de doi ani, la fel ca de la adulți.
U fructe de pădure - agrișe, coacăze și altele - sunt selectate dintre lăstarii creșterii curente, 3 - 4 frunze din 20 de tufe, astfel încât în probă
erau cel puțin 60 - 80 de frunze. Frunzele adulte sunt luate din căpșuni în aceeași cantitate.
Cerința generală este unificarea tehnicilor de prelevare, prelucrare și depozitare: prelevarea strict a acelorași părți din toate plantele în funcție de nivelul lor, vârsta, locația pe plantă, absența bolii etc. De asemenea, contează dacă frunzele au fost în lumina directă a soarelui sau la umbră și, în toate cazurile, trebuie selectate frunze cu aceeași poziție în raport cu lumina soarelui, de preferință la lumină.
La analiza sistemului radicular, înainte de cântărire, proba medie de laborator se spală cu grijă în apă de la robinet, se clătește cu apă distilată și se usucă cu hârtie de filtru.
O probă de laborator de cereale sau semințe este prelevată din mai multe locuri (sac, cutie, mașină) cu o sondă, apoi este distribuită într-un strat uniform pe hârtie sub formă de dreptunghi, împărțită în patru părți și materialul este luat din două părţi opuse cantitatea necesară pentru analiză.
Unul dintre puncte importanteîn pregătirea materialului vegetal pentru analiză este fixarea corectă a acestuia, dacă analizele nu sunt destinate să fie efectuate în material proaspăt.
Pentru evaluarea chimică a materialului vegetal pe baza conținutului total de nutrienți (N, P, K, Ca, Mg, Fe etc.), mostrele de plante sunt uscate la o stare de uscare la aer într-un cuptor la
temperatura 50 – 60 ° sau în aer.
În analizele pe baza rezultatelor cărora se vor trage concluzii despre starea plantelor vii, trebuie utilizat material proaspăt, deoarece ofilirea provoacă o modificare semnificativă a compoziției substanței sau o scădere a cantității acesteia și chiar dispariția substanțelor conținute. în
plante vii. De exemplu, celuloza nu este afectată de distrugere, dar amidonul, proteinele, acizii organici și mai ales vitaminele suferă descompunere după câteva ore de ofilire. Acest lucru îl obligă pe experimentator să efectueze analize în material proaspăt într-un timp foarte scurt, ceea ce nu este întotdeauna posibil. Prin urmare, se folosește adesea fixarea materialului vegetal, al cărui scop este stabilizarea substanțelor vegetale instabile. Inactivarea enzimelor este de o importanță decisivă. Se folosesc diverse metode de fixare a plantelor în funcție de obiectivele experimentului.
Fixare cu abur. Acest tip de fixare a materialului vegetal este utilizat atunci când nu este necesară determinarea compușilor solubili în apă (suvă celulară, carbohidrați, potasiu etc.). În timpul prelucrării materiei prime vegetale, poate apărea o astfel de autoliză puternică, încât compoziția produsului final diferă uneori semnificativ de compoziția materiei prime.
În practică, fixarea aburului se realizează astfel: o plasă metalică este atârnată în interiorul unei băi de apă, baia este acoperită cu material dens neinflamabil deasupra și apa este încălzită până când aburul este eliberat energic. După aceasta, materialul vegetal proaspăt este plasat pe plasa din interiorul băii. Timp de fixare 15 – 20 min. Apoi plantele sunt uscate
sunt plasate într-un termostat la o temperatură de 60°.
Fixarea temperaturii. Materialul vegetal este plasat în pungi din hârtie kraft groasă, iar fructele și legumele suculente zdrobite sunt așezate lejer în cuve de email sau aluminiu. Materialul se păstrează timp de 10 - 20 de minute la o temperatură de 90 - 95°. Aceasta inactivează majoritatea enzimelor. După aceasta, masa de tulpini cu frunze și fructele care și-au pierdut turgul sunt uscate într-un cuptor la o temperatură de 60° cu sau fără ventilație.
Când utilizați această metodă de fixare a plantelor, trebuie amintit că uscarea prelungită a materialului vegetal la
temperaturile de 80° si peste duc la pierderi si modificari ale substantelor datorate transformarilor chimice (descompunerea termica a unor substante, caramelizarea carbohidratilor etc.), precum si datorita volatilitatii sarurilor de amoniu si a unor compusi organici. În plus, temperatura materiei prime vegetale nu poate atinge temperatura mediu(cabinet de uscare) până când apa se evaporă și până când toată căldura aportă încetează să se transforme în căldură latentă de vaporizare.
Uscarea rapidă și atentă a probei de plantă este, de asemenea, considerată o metodă acceptabilă și acceptabilă de fixare în unele cazuri. Dacă acest proces este efectuat cu pricepere, abaterile în compoziția substanței uscate pot fi mici. În acest caz, au loc denaturarea proteinelor și inactivarea enzimelor. De obicei, uscarea se efectuează în dulapuri de uscare(termostate) sau camere speciale de uscare. Materialul se usucă mult mai rapid și mai fiabil dacă aerul încălzit circulă prin dulap (camera). Temperatura cea mai potrivită pentru uscare
coaserea de la 50 la 60°.
Materialul uscat este mai bine conservat în întuneric și la rece. Deoarece multe substanțe conținute în plante sunt capabile să se autooxideze chiar și în stare uscată, se recomandă depozitarea materialului uscat în vase bine închise (baloane cu dop măcinat, essicatoare etc.), umplute până la vârf cu material. astfel încât să nu rămână mult aer în vase.
Material de congelare. Materialul vegetal este foarte bine conservat la temperaturi de la –20 la –30°, cu condiția ca înghețarea să aibă loc suficient de rapid (nu mai mult de 1 oră). Avantajul depozitării materialului vegetal în stare înghețată se datorează atât efectului de răcire, cât și deshidratării materialului datorită trecerii apei în stare solidă. Trebuie avut în vedere că la congelare
În acest caz, enzimele sunt inactivate doar temporar și după decongelare pot avea loc transformări enzimatice în materialul vegetal.
Tratarea plantelor cu solvenți organici. Ca a
Pentru toate substanțele de fixare, se poate folosi alcool la fierbere, acetonă, eter etc. Fixarea materialului vegetal prin această metodă se realizează prin coborârea acestuia într-un solvent adecvat. Cu toate acestea, cu această metodă, nu are loc doar fixarea materialului vegetal, ci și extragerea unui număr de substanțe. Prin urmare, o astfel de fixare poate fi utilizată numai atunci când se știe în prealabil că substanțele care trebuie determinate nu sunt extrase de acest solvent.
Se usucă după fixare mostre de plante zdrobit cu foarfeca si apoi in moara. Materialul zdrobit se cerne printr-o sită cu diametrul găurii de 1 mm. În acest caz, nu se aruncă nimic din probă, deoarece prin îndepărtarea unei părți a materialului care nu a trecut prin sită de la prima cernere, modificăm astfel calitatea probei medii. Particulele mari sunt trecute prin moară și sită din nou. Rămășițele de pe sită trebuie măcinate într-un mojar.
Se prelevează o probă analitică din proba medie de laborator preparată în acest mod. Pentru a face acest lucru, materialul vegetal, distribuit într-un strat subțire uniform pe o foaie de hârtie lucioasă, este împărțit în diagonală în patru părți. Apoi cele două triunghiuri opuse sunt îndepărtate, iar masa rămasă este din nou distribuită într-un strat subțire pe întreaga foaie de hârtie. Diagonalele sunt desenate din nou și două triunghiuri opuse sunt îndepărtate din nou. Acest lucru se face până când cantitatea de substanță necesară pentru proba analitică rămâne pe foaie. Proba analitică selectată este transferată într-un borcan de sticlă cu dop măcinat. În această stare, poate fi stocat pe termen nelimitat. Greutatea probei analitice depinde de cantitatea și metodologia de cercetare și variază de la 50 la câteva sute de grame de material vegetal.
Toate analizele materialului vegetal trebuie efectuate cu două probe prelevate în paralel. Numai rezultatele apropiate pot confirma corectitudinea muncii efectuate.
Trebuie să lucrați cu plantele într-un laborator uscat și curat, care nu conține vapori de amoniac, acizi volatili și alți compuși care pot afecta calitatea probei.
Rezultatele analizei pot fi calculate atât pentru probele de substanță uscate la aer, cât și pentru cele absolut uscate. În stare uscată la aer, cantitatea de apă din material este în echilibru cu vaporii de apă din aer. Această apă se numește apă higroscopică, iar cantitatea ei depinde atât de plantă, cât și de starea aerului: cu cât aerul este mai umed, cu atât mai multă apă higroscopică este în materialul vegetal. Pentru a converti datele în materie uscată, este necesar să se determine cantitatea de umiditate higroscopică din probă.
DETERMINAREA SUBSTANȚEI USCATE ȘI A UMIDITĂȚII HIGROSCOPICE ÎN MATERIALUL USCAT LA AER
În analiza chimică, conținutul cantitativ al unui anumit component este calculat pe bază de substanță uscată. Prin urmare, înainte de analiză, se determină cantitatea de umiditate din material și, prin urmare, se determină cantitatea de materie absolut uscată din acesta.
Progresul analizei. Proba analitică a substanței este distribuită într-un strat subțire pe o foaie de hârtie lucioasă. Apoi, folosind o spatulă, mici ciupituri din acesta sunt luate din diferite locuri ale substanței distribuite pe foaie într-o sticlă de sticlă care a fost uscată în prealabil până la o greutate constantă. Proba trebuie să fie de aproximativ 5 g. Balonul împreună cu proba este cântărit pe o balanță analitică și plasat într-un termostat, a cărui temperatură este menținută la 100-1050. Prima dată sticla deschisă cu cuier este ținută în termostat timp de 4-6 ore. După acest timp, sticla este transferată de la termostat într-un desicator pentru răcire, după 20-30
minute se cântăresc sticlele. După aceasta, sticla este deschisă și plasată din nou într-un termostat (la aceeași temperatură) timp de 2 ore. Uscarea, răcirea și cântărirea se repetă până când sticla de cântărire cântărită atinge o greutate constantă (diferența dintre ultimele două cântăriri trebuie să fie mai mică de 0,0003 g).
Procentul de apă se calculează folosind formula:
unde: x – procentul de apă; c – porțiune cântărită de material vegetal înainte de uscare, g; c1 – porțiune cântărită de material vegetal după uscare.
Echipamente și ustensile:
1) termostat;
2) sticle de sticla.
Formular de înregistrare a rezultatelor
Greutatea sticlei cu |
Greutatea sticlei cu |
||||||||
agatat- |
|||||||||
cântărit până la |
Agăţaţi-vă la |
Balamale conform |
|||||||
după uscare |
|||||||||
uscare- |
uscare- |
după uscare |
|||||||
cusut, g |
|||||||||
DETERMINAREA CUSUIRII „CRUDE” PRIN METODĂ DE CENSUARE USCATĂ
Cenușa este reziduul obținut în urma arderii și calcinării substanțelor organice. Când este ars, carbonul, hidrogenul, azotul și parțial oxigenul se evaporă și rămân doar oxizi nevolatili.
Conținutul și compoziția elementelor de cenușă din plante depinde de specia, creșterea și dezvoltarea plantelor și mai ales de condițiile edo-climatice și agrotehnice ale cultivării acestora. Concentrația elementelor de cenușă diferă semnificativ în țesături diferiteși organele plantelor. Astfel, conținutul de cenușă din frunze și organe erbacee ale plantelor este mult mai mare decât în semințe. Există mai multă cenușă în frunze decât în tulpini,
Analiza chimica plante pentru ultimii ani a câștigat recunoaștere și răspândire largă în multe țări ale lumii ca metodă de studiere a nutriției plantelor în teren și ca metodă de determinare a nevoii plantelor de îngrășăminte. Avantajul acestei metode este relația bine definită dintre indicatorii de analiză a plantelor și eficacitatea îngrășămintelor corespunzătoare. Pentru analiză, nu se ia întreaga plantă, ci o anumită parte, de obicei o frunză sau pețiol de frunze. Această metodă se numește diagnosticarea frunzelor.[...]
Analiza chimică a plantelor se efectuează pentru a determina cantitatea de nutrienți furnizate acestora, prin care se poate judeca necesitatea utilizării îngrășămintelor (metode Neubauer, Magnitsky etc.), se pot determina indicatorii calității nutriționale și ale furajelor produselor (determinarea amidon, zahăr, proteine, vitamine etc. p) și pentru a rezolva diverse probleme de nutriție și metabolismul plantelor.[...]
Plantele au fost hrănite cu azot marcat în acest experiment la 24 de zile după răsărire. Ca aliment a fost utilizat sulfat de amoniu cu o îmbogățire de trei ori a izotopului N15 la o doză de 0,24 g N per vas. Deoarece sulfatul de amoniu etichetat aplicat ca îngrășământ a fost diluat în sol cu sulfat de amoniu obișnuit, aplicat înainte de însămânțare și nefolosit complet de plante, îmbogățirea reală a sulfatului de amoniu în substrat a fost puțin mai mică, aproximativ 2,5. Din Tabelul 1, care conține datele de randament și rezultatele analizei chimice ale plantelor, rezultă că atunci când plantele au fost expuse la azot marcat între 6 și 72 de ore, greutatea plantelor a rămas practic la același nivel și la numai 120 de ore de la aplicare. fertilizare cu azot a fost vizibil crescut.[...]
Până acum, taxonomia chimică nu a reușit să împartă plantele în grupuri taxonomice mari pe baza oricărui compus chimic sau grup de compuși. Taxonomia chimică provine din analiza chimică a plantelor. Atenția principală a fost acordată până acum plantelor europene și plantelor din zona temperată, dar cercetării sistematice plante tropicale a fost insuficient. În ultimul deceniu însă, sistematica în principal biochimică a devenit din ce în ce mai importantă, și anume din două motive. Una dintre ele este comoditatea utilizării unor metode analitice chimice rapide, simple și foarte reproductibile pentru studiul compoziției plantelor (aceste metode includ, de exemplu, cromatografia și electroforeza), a doua este ușurința identificării compușilor organici în plante; ambii acești factori au contribuit la soluționarea problemelor taxonomice.[...]
Când am discutat despre rezultatele analizei chimice a plantelor, am subliniat că din aceste date a fost imposibil să se stabilească vreo tipare în modificarea conținutului de proteine de depozitare în plante la diferite momente de recoltare. Rezultatele analizei izotopilor, dimpotrivă, indică o reînnoire puternică a azotului din aceste proteine la 48 și 96 de ore după fertilizare cu azot marcat la schimbări continue în corpul plantei Și dacă în prima perioadă după recoltare compoziția izotopică de azot a proteinelor de depozitare nu s-a schimbat, atunci aceasta nu este o bază pentru a trage o concluzie despre stabilitatea lor cunoscută în aceste perioade experimentale.[... ]
Analizele chimice simultane ale plantelor au arătat că cantitatea totală de azot proteic atât în acest experiment, cât și într-un alt experiment similar, pe perioade atât de scurte de timp, practic nu s-a schimbat deloc sau s-a modificat într-o cantitate relativ nesemnificativă (în intervalul 5-10%). Acest lucru indică faptul că în plante, pe lângă formarea unei noi cantități de proteine, proteina deja conținută în plantă este în mod constant reînnoită. Astfel, moleculele de proteine din corpul plantei au o durată de viață relativ scurtă. Sunt distruse și recreate continuu în procesul de metabolism intensiv al plantelor.[...]
Aceste metode de diagnosticare a nutriției prin analiza chimică a plantelor se bazează pe determinarea conținutului brut al principalelor substanțe nutritive din frunze. Probele de plante selectate sunt uscate și măcinate. Apoi, în condiții de laborator, o porțiune cântărită din materialul vegetal este cenuşată, urmată de determinarea conținutului brut de N, P2O5, KgO > CaO, MgO și altele. nutrienti. Cantitatea de umiditate este determinată într-o probă paralelă [...]
Tabelul 10 prezintă datele privind randamentul și datele analizei chimice ale plantelor pentru ambele serii de experimente.[...]
Cu toate acestea, în toate aceste experimente, au fost analizate probe medii de plante, așa cum se face în determinările convenționale ale măsurii în care plantele absorb fosforul din îngrășăminte. Singura diferență a fost că cantitatea de fosfor luată de plante din îngrășământ a fost determinată nu de diferența dintre conținutul de fosfor din plantele martor și cele experimentale, ci de măsurarea directă a cantității de fosfor marcat care a intrat în plantă din îngrășământ. Analizele chimice simultane ale plantelor pentru conținutul de fosfor în aceste experimente au permis să se determine ce proporție din conținutul total de fosfor din plantă a fost reprezentată de fosforul de îngrășământ (etichetat) și fosforul prelevat din sol (neetichetat).
Proprietățile tuturor organisme vegetale iar structurile interne inerente speciilor individuale sunt determinate de influențele multifațete, în continuă schimbare ale mediului. Influența unor factori precum clima, solul, precum și ciclul de substanțe și energie este semnificativă. În mod tradițional, pentru identificarea proprietăților medicamentelor sau produselor alimentare se determină proporțiile de substanțe care pot fi izolate analitic. Dar aceste substanțe individuale nu pot acoperi toate proprietățile interne ale, de exemplu, plantelor medicinale și aromatice. Prin urmare, astfel de descrieri ale proprietăților individuale ale plantelor nu pot satisface toate nevoile noastre. Pentru a oferi o descriere cuprinzătoare a proprietăților preparatelor medicinale din plante, inclusiv a activității biologice, este necesar un studiu cuprinzător și cuprinzător. Există o serie de metode care permit identificarea calității și cantității de substanțe biologic active dintr-o plantă, precum și locurile în care acestea se acumulează.
Analiza microscopică prin luminescență Se bazează pe faptul că substanțele biologic active conținute în plantă dau o strălucire colorată într-un microscop fluorescent, iar diferitele substanțe chimice sunt caracterizate prin culori diferite. Astfel, alcaloizii dau o culoare galbenă, iar glicozidele dau o culoare portocalie. Această metodă este folosită în principal pentru a identifica locurile în care substanțele active se acumulează în țesuturile plantelor, iar intensitatea strălucirii indică o concentrație mai mare sau mai mică a acestor substanțe. Analiza fitochimică menite să identifice indicatori calitativi și cantitativi ai conținutului de substanțe active din estania. Reacțiile chimice sunt folosite pentru a determina calitatea. Cantitatea de substanțe active dintr-o plantă este principalul indicator al calității sale bune, prin urmare analiza lor volumetrică se efectuează și prin metode chimice. Pentru studiul plantelor care conțin substanțe active, cum ar fi alcaloizi, cumarine,
Capitolele care necesită nu o simplă analiză sumară, dar și separarea lor în componente, sunt înlocuite cu analiza cromatografică. Metoda cromatografică de analiză a fost introdus pentru prima dată în 1903 de către un botanist
Culoare, iar de atunci s-au dezvoltat diverse versiuni care au propriile lor
sens. Această metodă Separarea unui amestec de substanțe în componente se bazează pe diferențele dintre proprietățile lor fizice și chimice. Prin metoda fotografică, folosind cromatografia panoramică, puteți face vizibilă structura internă a plantei, puteți vedea liniile, formele și culorile plantei. Astfel de picturi, obținute din extracte de apă, sunt reținute pe hârtie de filtru cu azotat de argint și reproduse. Metoda de interpretare a cromatogramelor este dezvoltată cu succes. Această tehnică este susținută de date obținute folosind alte tehnici deja cunoscute și dovedite.
Pe baza cromodiagramelor circulante, continuă dezvoltarea unei metode de cromatografie panoramică pentru determinarea calității unei plante prin prezența nutrienților concentrați în ea. Rezultatele obținute prin această metodă ar trebui să fie susținute de date dintr-o analiză a nivelului de aciditate al plantei, interacțiunea enzimelor conținute în compoziția acesteia etc. Sarcina principală a dezvoltării ulterioare a metodei cromatografice de analiză a plantelor ar trebui fie căutarea modalităților de a influența materiile prime vegetale în timpul cultivării sale, prelucrare primară, depozitare și în etapa producerii directe a formelor de dozare pentru a crește conținutul de substanțe active valoroase din acesta.
Actualizat: 2019-07-09 22:27:53
- S-a stabilit că adaptarea organismului la diferite influențe ale mediului este asigurată de fluctuațiile corespunzătoare ale activității funcționale a organelor și țesuturilor, a sistemului nervos central.
