www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

1

Naturalne produkty medyczne

Autorzy:

dr hab. Jadwiga Sołoducho

mgr inż. Krzysztof Idzik

Zakład Chemii Medycznej i Mikrobiologii, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska

Politechnika Wrocławska 2007

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

2

Wstęp

Skrypt ten jest przeznaczony głównie dla studentów Politechniki Wrocławskiej, został

opracowany przez dr hab. Jadwigę Sołoducho oraz mgr inż. Krzysztofa Idzika.

Znaczna część skryptu poświęcona jest metodom i sposobom wydzielania, oznaczania i

identyfikacji związków naturalnych o różnorodnej budowie chemicznej. Szczególny nacisk

położono na metody chromatograficzne.

W skrypcie zwrócono szczególną uwagę na właściwości i zastosowanie izolowanych z

roślin substancji chemicznych oraz przedstawiono ich wzory strukturalne, umożliwiając

studentom poszerzenie wiedzy z zakresu chemii produktów naturalnych.

Skrypt powstał w 2004 roku i został opublikowany w Internecie pod nazwą „Chemia Produktów Naturalnych”,

w roku 2006 powstała jego wersja angielska „Medicinal natural product – laboratory” autorstwa dr hab. Jadwiga

Sołoducho i dr Joanna Cabaj. Skrypt jest ciągle rozwijany i udoskonalany. Autorzy dziękują za wszelkie uwagi i opinie.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

3

Spis treści

1.

Alkaloidy, pochodne piperydyny, izolacja piperyny z pieprzu czarnego

2.

Jad zwojowy-nikotyna, wydzielanie nikotyny z korzeni roślin Nicotiana, lub papierosów

3.

Alkaloid –kofeina, wydzielanie kofeiny z herbaty

4.

Alkohol triterpenowy typu lupanu, izolacja betuliny z kory brzozowej

5.

Wydzielanie trimirystyny z gałki muszkatułowej

6.

Witamina A, wydzielanie i oznaczanie poziomu retinolu

7.

Wydzielanie lecytyn – zastosowanie metod chromatograficznych do analizy lipidów

8. Rola likopenu i karotenu w organizmie, wydzielanie likopenu i

β

-karotenu z pomidorów lub

marchwi

9.

Przedstawiciel steroli zwierzęcych - cholesterol, izolacja z żółtka jaja-próba na obecność

cholesterolu

10. 11. Terapia olejkami: eugenol z olejku goździków, aldehyd kuminowy z nasion kminku

Ćwiczenie 1. Alkaloidy pochodne piperydyny, izolacja piperyny z pieprzu
czarnego

1. Wprowadzenie:

PIEPRZ CZARNY (PIPER NIGRUM)

Niekwestionowanym królem egzotycznych przypraw

od wieków jest pieprz. Jego ojczyzną jest Azja, "kraina,
gdzie pieprz rośnie" jak ją dawniej określano i do której
w życzeniach wysyłano osoby, których obecność była
nie pożądana przez rozmówców. W czasach gdy
Arabowie handlowali przyprawami, a także w
późniejszych stuleciach słowem "pieprz" określano
wszystkie egzotyczne przyprawy. Owoc pieprzu jest

prastarą przyprawą dietetyczną i lekiem ludów Dalekiego Wschodu. Pierwsze plantacje
pieprzu założono przypuszczalnie już 1000 lat p.n.e. w zachodnich Indiach, na terenach
obecnego stanu Bombaj. Stamtąd już jako roślina uprawna pieprz został przeniesiony do
innych części Indii, a później wraz z wędrówkami ludności na Wyspy Archipelagu
Malajskiego. Pierwsze informacje i próbki tej przyprawy przynieśli do Europy żołnierze
Aleksandra Wielkiego. W czasach Cesarstwa Rzymskiego przyprawa była już znana w
całym basenie Morza Śródziemnego. W okresie Średniowiecza to właśnie pieprz był
najważniejszym powodem, dla którego hiszpańscy i portugalscy odkrywcy organizowali
wyprawy morskie. W tamtych też czasach pieprz znajdował się często wśród
kosztownych i bardzo mile widzianych prezentów dla panujących książąt, papieży,

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

4

biskupów oraz innych wysoko postawionych osobistości. Ze względu na swoją wartość
odgrywał bardzo ważną rolę w handlu całego okresu średniowiecza. Pieprz był tak
drogi, że Anglicy do aromatyzowania potraw ziołowych zaczęli używać substytutów tej
przyprawy. Służył często jako środek płatniczy, a niekiedy ustalano nawet wysokość
zobowiązań stron umowy według wartości odpowiadającej ilości tego surowca. Przez
wieki pieprz był "walutą wymienialną" zarówno na Wschodzie, jak i Zachodzie. Był
symbolem kupców, którzy handlowali przyprawami a równocześnie świadectwem ich
zamożności. Chińczycy nazywali go "fagarą", to znaczy pieprzem żółto-drzewem ludzi
Zachodu i uważali za egzotyczny substytut ich własnej przyprawy przypominającej
pieprz. Ojczyzną niekwestionowanego króla egzotycznych przypraw jakim jest pieprz są
Indie. Już w średniowieczu doceniono jego wartość, która szybko sięgnęła cen
szlachetnych kruszców i stała się powodem morskich wypraw Portugalczyków i
Hiszpanów, a następnie Holendrów i Anglików. Pieprz służył często jako środek
płatniczy, a niekiedy ustalano nawet wysokość zobowiązań stron umowy według
wartości odpowiadającej ilości tego surowca. Pieprz był tak drogi, że Anglicy do
aromatyzowania potraw zaczęli używać substytutów tej przyprawy. Hindusi zaś do tego
stopnia zachwycili się pieprzem, że nazwali go „klejnotem kuchni Indii”.

Działanie: Dodatek pieprzu sprzyja trawieniu, działa też lekko moczopędnie, jest jednak
niewskazany przy wszelkich dietach i dla osób ze skłonnościami do podrażnień
przewodu pokarmowego.

Zastosowanie: Pieprz czarny mielony jest powszechnie używaną przyprawą. Dodaje się
go do mięs, wędlin, pasztetów i ryb. Przyprawia się nim sałatki, dania z warzyw, jaj i
serów, a także ciepłe i zimne sosy.

Skład chemiczny: Ostry smak pieprzu czarnego pochodzi od zawartej głównie w
wierzchniej warstwie owocu - piperyny. Czarny pieprz zawiera: białko, tłuszcz,
błonnik, wapń, żelazo, magnez.

N

O

O

O

PIPERYNA

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały:

Pieprz czarny
Chlorek metylenu
Eter dietylowy
Aceton
heksan

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

5

Jod


Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC] d

20

/D

Rozpuszczalność
w H

2

O

Barwa

Zapach

Chlorek
Metylenu

84,93 -97

40

1,325 nierozpuszczalny bezbarwny Słodki

Eter
dietylowy

74

-116,2 34,5 0,708 nierozpuszczalny bezbarwny Słodki

Heksan

86,18 -95

69

0,659 nierozpuszczalny bezbarwny Ostry

Aceton

58,08 -94

56

0,791 rozpuszczalny

bezbarwny ostry

Jod

253,81 113

184 4,930 rozpuszczalny

brunatno-
ciemny

słaby

W kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml umieszczono 20 g zmielonego pieprzu

czarnego i zalano 40 ml chlorku metylenu. Mieszaninę ogrzewano pod chłodnicą
zwrotną przez 20 minut, następnie ochłodzono, a osad odsączono i przemyto 20 ml
chlorku metylenu. Wykonano TLC. Przesącz odparowano na wyparce obrotowej, a do
oleistej cieczy dodano 12 ml eteru dietylowego, mieszano 10 minut i odparowano eter
na wyparce. Dodano kolejną porcję eteru i delikatnie mieszano, zawartość kolby
umieszczono w lodówce na 20 minut, po czym osad odsączono i przemyto dwukrotnie 8
ml zimnego eteru. Suchy osad przeniesiono do kolki stożkowej i rozpuszczono w 4 ml
gorącej mieszaniny heksan : aceton (2:3). Pozostawiono w temperaturze pokojowej, a
następnie chłodzono przez 30 minut. Osad odsączono, przemyto 8 ml zimnego eteru i
osuszono. Wykonano TLC.

Aparatura:

zestaw do ogrzewania pod chłodnicą zwrotną, wyparka obrotowa, rozdzielacz,
lejek Biichnera z kolbą próżniową.

Ćwiczenie 2. Jad zwojowy-nikotyna, wydzielanie nikotyny z korzeni roślin
Nicotiana, lub papierosów

1. Wprowadzenie

TYTOŃ SZLACHETNY (Nicotiana tabaca)

Tytoń szlachetny, pochodzący ze zwrotnikowych obszarów

Ameryki Środkowej, znany był Indianom od dawna. Największe
plantacje powstały w Ameryce Północnej, w posiadłościach
angielskich (Wirginia). Tytoń był źródłem zysków, motorem
pierwszego przemysłu i oczywiście powodem sprowadzania

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

6

niewolników z Afryki. Do Portugalii przywieziony został w drugiej połowie XVI
wieku, skąd dotarł do Francji dzięki francuskiemu posłowi Janowi Nicot (stąd nazwa
łacińska gatunku). W Europie został pierwotnie rozpowszechniony jako roślina ozdobna
i lecznicza. Tytoń dla Anglii odkrył Walter Raleigh.

Działanie: Nikotyna ma działanie gangliplegiczne - poraża receptory cholinergiczne N
w zwojach autonomicznych. W małych dawkach powoduje krótkotrwałe przyspieszenie
czynności serca i wzrost ciśnienia krwi. Zwiększa zużycie tlenu i powoduje zwężenie
naczyń wieńcowych. Takie działanie jest niebezpieczne dla osób cierpiących na chorobę
wieńcową. Zwiększa się zawartość dwutlenku węgla we krwi.

Zastosowanie:

Nikotyna jest stosowana w medycynie, w czasie terapii prowadzonej

przy rzucaniu palenia. Ostre zatrucie nikotyną powoduje przejściowy wzrost ciśnienia
krwi i przyspieszenie oddechu, a następnie spadek ciśnienia krwi i bezdech. Dawka
śmiertelna dla osoby niepalącej wynosi od 50 do 100 mg. Dla osoby palącej w wyniku
zjawiska tolerancji jest ona większa.

Skład chemiczny liścia tytoniu szlachetnego: nikotyna około 10%, oprócz nikotyny
występują również: nikoteina, nikotelina, nornikotyna, nikotymina, nikotoina,
nikokotyrrina, anatalbina, anabazyna.

Utlenienie nikotyny stężonym kwasem siarkowym daje kwas nikotynowy, będący

witaminą i składnikiem koenzymu nikotynoamidowego.

N

N

CH

3

N

COOH

NIKOTYNA KWAS NIKOTYNOWY

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały

Tytoń lub tabaka
3-molowa zasada sodowa
eter dietylowy
metanol
chlorek sodu
siarczan sodu
węgiel aktywny
kwas pikrynowy
płytki chromatograficzne

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

7

Substancja M. cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC]

d

20

/D

Rozpuszczalność
w H

2

O

Barwa

Zapach

Metanol

32,04

-98

64,5

0,79

rozpuszczalny

bezbarwna alkoholowy

Chlorek
Sodu

58,44

801

1461

2,170

rozpuszczalny

bezbarwny bezwonny

Eter
dietylowy 74

-116,2 34,5 0,708 nierozpuszczalny bezbarwny słodki

Siarczan
Sodu

142,04 888

-

2,70

rozpuszczalny

biały

bezwonny

Kwas
pikrynowy

229,11 -

>300 1,800

nierozpuszczalny żółty

bezwonny

Wodorotlen
ek
sodu 3,0 M -

-

-

1,090

rozpuszczalny

bezbarwny bezwonny

Węgiel
aktywny

12,01

_

_

1,8-2,1 nierozpuszczalny czarny

bezwonny

Do 3 g tytoniu lub tabaki dodano 50 ml 3-molowego roztworu wodorotlenku sodu

i prowadzono destylację z parą wodną do chwili otrzymania 100-150 ml destylatu. Po
oziębieniu do ekstraktu dodano 10-20 g stałego chlorku sodu i ekstrahowano mieszaninę
trzema 15-mililitrowymi porcjami eteru dietylowego. Ekstrakty eterowe przemyto wodą,
wysuszono bezwodnym siarczanem sodu i oddestylowano nadmiar rozpuszczalnika.
Otrzymano surową nikotynę w postaci oleju. Następnie produkt ogrzewano do
rozpuszczenia w mieszaninie 1 ml wody i 4 ml metanolu, dodano węgiel aktywny i
sączono na ciepło. Do przesączu dodano 10 ml nasyconego roztworu kwasu
pikrynowego w metanolu. Po 5-10 minutach odsączono sól – dipikrynian nikotyny,
którą następnie krystalizowano z minimalnej ilości wody (8-10 ml).

Aparatura:

zestaw do destylacji z parą wodną, rozdzielacz, wyparka obrotowa, lejek Biichnera
z kolbą próżniową.

Ćwiczenie 3. Alkaloid kofeina, wydzielanie kofeiny z herbaty

1. Wprowadzenie

HERBATA CHIŃSKA (Thea sinesis)

Jak głosi legenda wszystko zaczęło się pewnego pięknego
dnia w 2737 roku p.n.e. w Chinach. Tego dnia cesarz chiński
- Szen Nung, zielarz i uczony, który ze względów
higienicznych, pił tylko przegotowaną wodę, wypoczywał
pod drzewem dzikiej herbaty, wiał lekki wiatr, jego podmuch

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

8

spowodował, że kilka listków wpadło do dzbana z wodą. Oczywiście cesarz zapatrzony
w piękno natury nie zauważył tego, dopiero pijąc swój napój poznał smak, który go
oczarował. Inna opowieść przypisuje początek herbacie mnichowi o imieniu
Bodhidharma, który postanowił przez 7 lat medytować nie mrużąc oka. Gdy do końca
kontemplacji został mu jeden dzień powieki zaczęły mu się zamykać, zerwał więc kilka
liści z drzewa, pod którym się znajdował i zaczął rzuć. Od razu opuściło go zmęczenie.
Tak wyglądał początek herbaty w Indiach. Japończycy znają inne zakończenie historii
tego mnicha. Zmęczenie, które go opanowało przypisał powiekom, wyrwał je więc i
rzucił na ziemię. W tym miejscu natychmiast wyrósł krzew herbaty, zerwał kilka listków
i zaczął rzuć. Jak się można domyślić zmęczenie ustąpiło

.

Pierwszą wzmiankę pisemną o

liściach herbaty znaleziono w starożytnych rękopisach chińskich sprzed około 5000 lat.
Właśnie z Chin herbata zawędrowała do Japonii i Korei, a później do południowo
wschodnich rejonów Azji, do Europy Południowej, do Afryki i wreszcie do Ameryki
Południowej. Obecnie herbata jest uprawiana w wielu miejscach na kuli ziemskiej.

Działanie:

Reguluje czynności przewodu pokarmowego, korzystnie wpływa na

przyswajanie pokarmów i procesy trawienia, adsorbuje znajdujące się w jelitach
substancje szkodliwe dla organizmu. Olejki lotne i kofeina zawarte w herbacie działają
łagodnie moczopędnie. Herbata stymuluje oddychanie i wytwarzanie krwi, działa także
lekko napotnie. Wpływa również na układ krążenia, reguluje bowiem ciśnienie i
wzmacnia ścianki naczyń wieńcowych. Działa stymulująco na centralny układ nerwowy
oraz reguluje liczne procesy przemiany materii. Herbata podwyższa sprawność fizyczną
i umysłową człowieka.

Zastosowanie: Herbatę stosuje się przy zakłóceniach przepuszczalności i zwiększonej
kruchości naczyń krwionośnych, także przy skazie krwotocznej, w terapii choroby
popromiennej, nadciśnieniu i innych.

Skład chemiczny: garbniki, olejki lotne, alkaloidy, białka i aminokwasy, barwniki,
związki mineralne, kwasy organiczne (szczawiowy, jabłkowy, cytrynowy, bursztynowy,
pirogronowy, fumarowy), które poprawiają smak herbaty, substancje żywiczne
(utrwalają aromat herbaty) i witaminy, szczególnie dużo witamin P i PP oraz witamin A,
B, C, E, K. Herbata zawiera wiele ważnych dla organizmu związków mineralnych -
potasu, wapnia, sodu, cynku, magnezu, żelaza, fosforu, jodu, miedzi, fluoru, krzemu i
manganu. Alkaloidy herbaty, wśród których najważniejsza jest kofeina, mają na
organizm działanie tonizujące. Kofeina herbaty działa łagodniej niż kofeina zawarta w
kawie, ponieważ jest związana z taniną.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

9

N

N

N

N

O

O

CH

3

CH

3

C

H

3

KOFEINA

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały

Herbata

wyparka obrotowa

Chlorek metylenu

kolba Erlenmeyera o poj. 150 ml

Siarczan dimetylowy

probówki

Bezwodny siarczan sodu

rozdzielacz

Octan etylu

W kolbie Erlenmeyera umieszcza się około 10 g (dwie torebki) herbaty, dodaje się ok.
40 ml wody i szybko zagotowuje się. Herbatę parzy się przez 2-3 minuty, po czym
usuwa się torebki, a roztwór chłodzi w mieszaninie wody z lodem lub pod bieżącą wodą.
Zimny roztwór wodny ekstrahuje się dwiema 10-mililitrowymi porcjami chlorku
metylenu. Połączone ekstrakty suszy się nad bezwodnym siarczanem sodu, usuwa
środek suszący przez sączenie i ekstrakt zatęża się do obj. 5-10 ml na wyparce
obrotowej. Aby otrzymać czystą kofeinę zatężony ekstrakt herbaciany należy oczyścić
za pomocą chromatografii kolumnowej.

Aparatura:

Kolba Erlenmeyera, lejek szklany, zlewka, rozdzielacz, wyparka obrotowa.

Ćwiczenie 4. Alkaloid triterpenowy typu lupanu, izolacja
betuliny z kory brzozowej .

1. Wprowadzenie:

Brzoza (Betula

- rodzaj drzew i krzewów

należący do rodziny brzozowatych. Obejmuje około 35-60
gatunków - różnica w ocenie ilości gatunków jest m. in. wynikiem
łatwego tworzenia mieszańców międzygatunkowych o trudnym do
ustalenia statusie taksonomicznym. Występuje w stanie dzikim w
strefach umiarkowanej, borealnej i arktycznej Europy, Azji i
Ameryce Północnej. Centrum różnorodności gatunkowej i
prawdopodobne miejsce powstania rodzaju znajduje się w
północnej Eurazji. W Polsce najpospolitszym gatunkiem jest

brzoza brodawkowata (Betula pendula Ehrh.) występująca w lasach zarówno na niżu jak
i w górach.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

10

Działanie:

Liście brzozowe działają moczopędnie i dezynfekująco na drogi moczowe

(wydalane są przy tym jony sodowe, chlorkowe i kwas moczowy); stosowane są w
przewlekłych schorzeniach dróg moczowych ze zmniejszonym wydzielaniem moczu, w
obrzękach na tle niedomogi sercowo-naczyniowej i zatrzymaniu elektrolitów w
organizmie. Wykazują także działanie przeciwreumatyczne oraz nieznaczne napotne.

Zastosowanie: W chorobach skóry stosowane zewnętrznie do obmywań i okładów, w
niektórych schorzeniach także wewnętrznie. Sok brzozowy stosowany jest w chorobach
nerek i obrzękach na tle niedomagań krążenia

Skład chemiczny kora brzozy

:

Liść: flawonoidy (do ok. 2,5%, m. in. hiperozyd,

mirycetyna, luteolina), garbniki katechinowe, związki trójterpenowe (m. in. folientriol,
folientetraol), saponiny (w młodych liściach), kwasy organiczne (m. in. askorbowy),
sole mineralneSok brzozowy: cukier inwertowany, kwasy organiczne, aminokwasy, sole
mineralne.Pączki brzozy: do 6% olejku (flawonoidy, sekwiterpeny, gorycze,
saponiny).Kora brzozy: betulina (10%), betulozyd, saponiny, garbniki, kwasy
żywicowe, olejek (m. in. salicylan metylu)Smoła brzozowa: fenole (do 6%)

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały

Kora brzozy
Etanol
Wodorotlenek sodu-5% roztwór
Bezwodny siarczan magnezu
Octan etylu
Benzen,
etanol,
metanol
30-40 g sproszkowanej kory brzozowej poddaje sie ekstrakcji 150 ml etanolu w aparacie
Soxhleta przez 3 godziny. Ekstrakt zatęża się na wyparce obrotowej do objętości około
10 ml i wlewa do 100 ml. Nierozpuszczalną pozostałość poddaje się ekstrakcji
heksanem – eterem i przemywa kolejno wodą 5% roztworem wodorotlenku sodu i wodą.
Roztwór suszy się bezwodnym siarczanem magnezu, rozpuszczalnik usuwa na wyparce
obrotowej otrzymując żółto-brazowy osad betuliny. Produkt ten krystalizuje się z
metanolu.

Aparatura:

aparat Soxhleta, lejek szklany, zlewka, rozdzielacz, wyparka obrotowa

Ćwiczenie 5. Wydzielanie trimirystyna z gałki muszkatołowej

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

11

1. Wprowadzenie

GAŁKA MUSZKATOŁOWA (Myristica fragrans)

Ojczyzną drzewa muszkatołowego są wyspy Moluki, gdzie
uprawiano

je

od

niepamiętnych

czasów.

Nasiona

muszkatołowca wymienia staroindyjska Ayurveda jako
działające narkotycznie i halucynogennie. W niektórych

regionach południowo-wschodniej Azji te właściwości gałki muszkatołowej
wykorzystuje się do obecnych czasów, znano je również w średniowiecznej Europie, w
kręgach wtajemniczonych. Należy tu dodać, że również przedstawiciele innych
rodzajów rodziny Myristicaceae wytwarzają substancje narkotyczne. Niektóre szczepy
południowo-amerykańskich Indian narkotyzują się żywicą z kory pewnych gatunków
rodzaju Virola, którą po sproszkowaniu zażywają, podobnie jak tabakę, podczas różnych
uroczystości

plemiennych.

Przyprawa muszkatołowa trafiła do Europy stosunkowo późno, bo dopiero w VI-VII w.
za pośrednictwem Arabów. Grecy i Rzymianie okresu klasycznego nie znali gałki
muszkatołowej. Od chwili pojawienia się na rynkach europejskich stanowiła zawsze
jedną z najbardziej pożądanych i najdroższych przypraw, której pochodzenie owiane
było

mgłą

tajemnicy.

Tajemnicę wyjaśnili dopiero portugalscy żeglarze, którzy w 1512 r. napotkali plantację
drzew muszkatołowych na wyspach Banda i Amboina w archipelagu Moluków.
Portugalczycy przez prawie 100 lat uzyskiwali ogromne zyski ze swego odkrycia,
dzierżąc światowy monopol na handel gałką. Dopiero w 1605 r. musieli ustąpić
Holendrom, którzy siłą wyparli ich z wysp Banda, przejmując monopol w swoje ręce.
Monopol holenderski trwał do 1772 r.

Działanie: Gałka muszkatołowa znalazła zastosowanie również w medycynie. Jest ona
bardziej popularna w medycynie Wschodu niż Zachodu. Stosuje się ją dla łagodzenia
zaburzeń oskrzelowych, bezsenności, reumatyzmu, wzdęć, w stanach nadpobudliwości.
W większych ilościach (5 do 30 g) może powodować senność, halucynacje lub euforię,
nie należy jej nadużywać. Jedno nasionko waży około 2 g. Po upływie 2-5 godzin od
spożycia kilku nasion mogą wystąpić lekkie zaburzenia świadomości, aż do silnych
halucynacji, zapalenia jelita cienkiego i bezsenności. Zazwyczaj objawy te ustępują po
24 godzinach.

Zastosowanie: Gałkę muszkatołową stosuje się głównie do przyprawiania ciast.
Jednakże dodana do mięsa (wołowina, cielęcina, jagnięcina, drób), czy produktów
mlecznych doskonale zmienia smak potrawy. Gałka jest używana do aromatyzowania
napojów takich jak grzane piwo angielskie, poncz, wino zaprawione korzeniami czy
posset (napój z gorącego mleka z winem i korzeniami). Gałka muszkatołowa
znakomicie poprawia smak pierników i innych ciast, deserów owocowych.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

12

Skład chemiczny gałki muszkatołowej: zawiera do 16% olejku lotnego z licznymi
komponentami, m.in. alfa-pinenem, kamfenem, limonenem, p-cymenem, linalolem,
borneolem, terpineolem, geraniolem. Około 8% olejku stanowi trimistryna
(metoksysafrol), o właściwościach toksycznych i halucynogennych. Podstawowym
składnikiem gałki (do 40%) jest tłuszcz, tzw. masło lub balsam muszkatołowy, W skład
tłuszczu wchodzi przede wszystkim trójgliceryd kwasu trimirystynowego, czyli
trimirystyna. Ponadto gałka zawiera pewne ilości skrobi, cukrów, pektyn, barwników i
innych substancji organicznych.

TRIMIRYSTYNA

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały

Gałka muszkatołowa
Aceton
Wodorotlenek sodu
Eter etylowy
Etanol
Stężony kwas solny

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz

.

T.t [

o

C] T.w.[

o

C

]

d

20/4

Rozpuszczaln
ość w H

2

O

Barwa

Zapach

Trimirystyna 723,16 56-57

-

-

nierozpuszcza
lna

biała

bezzapa
chowy

Aceton

58

-94,7

56,3

0,785

rozpuszczalny bezbarwna

Ostry

Wodorotlene
k
Sodu

40

323

1390

2,13

rozpuszczalny bezbarwna bezzapa

chowy

Eter etylowy 74

-116,2

34,5

0,708

Nierozpuszcz

bezbarwna

owoco

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

13

alny

wy

Etanol

46

-114,1

78,3

0,785

rozpuszczalny bezbarwna

ostry

Kwas solny

36,46

-114,24 -85

1,187

rozpuszczalny bezbarwna

ostry

40 g drobno zmielonej gałki muszkatołowej oraz 32 ml eteru etylowego

umieszczono w kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml i ogrzewano pod chłodnicą
zwrotną przez godzinę. W czasie tego procesu cały czas regulowano temperaturę i
ciśnienie wody dopływającej do chłodnicy, tak aby eter delikatnie wrzał. Następnie
schłodzono do temperatury pokojowej, odsączono na lejku nie rozpuszczone produkty.
Przesącz wlano do kolby i umieszczono w wyparce obrotowej w celu usunięcia eteru.
Następnie rozpuszczono w 50 ml acetonu i ponownie ogrzewano pod chłodnicą zwrotną.
Mieszaninę schłodzono, a następnie umieszczono w lodówce do następnych ćwiczeń.
Wytrącony związek odsączono, wysuszono na powietrzu i zważono (trimirystyna).
Hydroliza trimirystyny: całość otrzymanego związku około 0,9 g. rozpuszczono w 15
ml alkoholu etylowego. Dodano 20 ml mieszaniny woda- alkohol ( w stosunku
objętościowym 1:9), która zawiera dodatkowo 0,2 g. wodorotlenku sodu. Tak otrzymaną
mieszaninę z kamyczkiem wrzennym ogrzewano pod chłodnicą zwrotną do wrzenia
przez półtorej godziny. Całość ochłodzono do temperatury pokojowej i otrzymaną maź
przeniesiono do około 50 ml wody z lodem, która zawierała kilka kropel stężonego
kwasu solnego. Po wykrystalizowaniu odsączono i wysuszono produkt. Otrzymano w
ten sposób kwas mirystynowy.
Aparatura:

zestaw do ogrzewania pod chłodnicą zwrotną, wyparka obrotowa, lejek Biichnera z
kolbą próżniową.


Ćwiczenie 6. Witamina A, wydzielanie i oznaczanie poziomu retinolu.

1. Wprowadzenie

Witamina A jest jedną z najwcześniej odkrytych witamin (stąd
jej oznaczenie pierwszą literą alfabetu). Głównym objawem
niedoboru witaminy A jest tzw. kurza ślepota, która polega na
pogorszeniu się zdolności widzenia o zmierzchu. Schorzenie to
było znane już w starożytności, kiedy to ludzie zdążyli odkryć,
że spożywanie gotowanej wątroby prowadzi do wyleczenia
ślepoty zmierzchowej. Jednak dopiero na początku XX wieku
udało się ustalić związek między sposobem odżywiania a
pogorszeniem wzroku przy słabym oświetleniu. Dzięki pracom
m. in. F. Hopkinsa, W. Steppa i M. Davisa, wykazano, że
mleko, masło czy żółtka jaj zawierają rozpuszczalny w

tłuszczach czynnik niezbędny do wzrostu zwierząt doświadczalnych. W 1915 r.
substancję tą nazwano - rozpuszczalny w tłuszczach czynnik A. Od tego czasu poznano
wiele innych doniosłych faktów, które krok po kroku, doprowadziły do odkrycia
witaminy A. Nieco później odkryto prowitaminę witaminy A czyli beta-karoten.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

14

Stwierdzono, że beta-karoten będący barwnikiem roślinnym rozpuszczalnym w
tłuszczach, przekształca się w wątrobie w bezbarwny związek o aktywności witaminy A.

CH

3

C

H

3

CH

3

OH

CH

3

CH

3

C

H

3

CH

3

CH

3

OH

CH

3

CH

3

WITAMINA A1 WITAMINA A2

Retinol został wyizolowany po raz pierwszy z oleju otrzymanego z wątroby ryb

(tranu). Ciekawostką jest fakt, że wątroba ryb słodkowodnych zawiera retinol i
dehydroretinol (witaminę A2), zaś wątroba ryb morskich tylko retinol. Witamina A jest
dostarczana człowiekowi z pożywieniem. Dzienne zapotrzebowanie na retinol u
dorosłego człowieka wynosi około 0.67 mg. Niedobór tej witaminy powoduje tak zwaną
kurza ślepotę. Zapotrzebowanie na tę witaminę jest szczególnie wysokie u niemowląt.
Dlatego tez retinol jest standardowym dodatkiem do odżywki dla niemowląt.

Witamina A jest niezbędna dla prawidłowego rozwoju i funkcjonowania nie tylko

skóry, ale również dla wzrostu i zdrowia zębów, paznokci oraz włosów. Właściwie
dozowana w kosmetykach wykazuje korzystne oddziaływanie na skórę, włosy i
paznokcie. Często nazywana jest "czynnikiem normalizującym". Jest dobrze wchłaniana
przez skórę, sprzyja zachowaniu jej miękkości, gładkości, jędrności i młodego wyglądu.
Pomaga również zatrzymywać w skórze wodę, ta właściwość sprawia, że witamina A
jest bardzo użyteczna w radzeniu sobie z problemami związanymi z niekorzystnymi
warunkami środowiska i porą roku (suche powietrze, wysoka temperatura,
zanieczyszczenia, promieniowanie słoneczne).

2. Wykonanie ćwiczenia:

Odczynniki i materiały:

askorbinian sodu
retinol (lub octan retinolu)
50% roztwór wodorotlenku potasu
0.5 molowy roztwór wodorotlenku potasu
1.0

molowy roztwór wodorotlenku sodu

etanol

heksan

metanol
odżywka dla niemowląt

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

15

Substancja

M.
cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC] D

20

/D

Rozpuszczalno
ść w H

2

O

Barwa

Zapach

Heksan

86,18 -95

69

0,661 nierozpuszczal

ny

bezbarwny benzyny

Metanol

32,04 -98

64,5 0,79

rozpuszczalny bezbarwna Charakterys

tyczny

Etanol

46,0 -114,5 78,3 0,790 rozpuszczalny bezbarwny alkoholowy

Retinol

r-ru -

-

1,04

częściowo

Brązowa do
żółtej

charakterys
tyczny

Wodorotlenek
potasu 50%

r-ru. -

146 1,510 rozpuszczalny bezbarwny bezwonny

Wodorotlenek
potasu 0,5
molowy

r-ru.

-

-

1,020 rozpuszczalny bezbarwny bezwonny

Wodorotlenek
sodu

r-ru.

-

-

1,050 rozpuszczalny bezbarwny bezwonny

Ekstrakcja retinolu z próbki żywności. W dwóch 250-mililitrowych kolbach

okrągłodennych, z których każda zaopatrzona jest w chłodnicę zwrotną i mieszadło
magnetyczne, umieszcza się po 10 g odżywki dla niemowląt, 1 g askorbinianu sodu i 40
ml etanolu. Do jednej kolby dodaje się znaną ilość retinolu (około 0.05 mg). Do tak
przygotowanych roztworów wkrapla się po10 ml 50% roztworu wodorotlenku sodu i
mieszaniny ogrzewa do wrzenia przez 30 minut, ciągle mieszając. Wówczas do
hydrolizatu powoli dodaje się 60 ml etanolu (przez szczyt chłodnicy zwrotnej) i
mieszaninę chłodzi do temperatury pokojowej. Mieszaninę przenosi się do rozdzielacza,
dodaje 100 ml heksanu i 200ml 1–molowego roztworu wodorotlenku sodu. Po ekstrakcji
zbiera się warstwę heksanową. Ekstrakcję powtarza się jeszcze dwukrotnie. Warstwy
heksanowe łączy się i ekstrahuje kolejno 40-mililitrowymi porcjami: 0.5-molowego
wodorotlenku potasu i solanką. Ekstrakcję solanką prowadzi się tak długo, aż faza
wodna stanie się neutralna. Z fazy organicznej usuwa się heksan na wyparce obrotowej
w temperaturze niższej niż 40

°

C, celem uniknięcia izomeryzacji retinolu. Do

otrzymanego oleju dodaje się 5 ml heksanu i ponownie odparowuje rozpuszczalnik.
Procedurę tę powtarza się jeszcze dwukrotnie. Ma to na celu usunięcie resztek wody z
ekstraktu. Wysuszony ekstrakt przenosi się za pomocą małych ilości do 5-mililitrowej
kolby miarowej i uzupełnia do kreski metanolem.

Pomiar stężenia retinolu w próbce. 25 µl otrzymanego ekstraktu poddaje się na

kolumnę chromatografu wysokorozdzielczego za pomocą strzykawki. Używa się
kolumny wypełnionej żelem krzemionkowym z oktadekasilanem. Eluentem jest metanol
w wodzie (85:15). Wyciek z kolumny bada się spektrofotometrycznie przy 325 nm. W
tych warunkach wszystkie izomery retinolu wypływają z kolumny w czasie 10 minut.
Niekiedy po 30 minutach obserwuje się pik pochodzący od niewielkich ilości alfa-
tokoferolu.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

16

Ilość retinolu w próbce odżywki dla niemowląt oblicza się ze stosunku wysokości

bądź powierzchni pików tego związku w ekstraktach, zakładając, że jeden ekstrakt
zawiera X mg retinolu, zaś drugi (X + 0.05 mg) tego związku.

Aparatura:

zestaw do ogrzewania pod chłodnicą zwrotną, wyparka obrotowa, rozdzielacz,
kolumna chromatograficzna z wypełnieniem żelowym.

Ćwiczenie 7. Wydzielanie lecytyn – zastosowanie metod chromatograficznych do
analizy lipidów.

1. Wprowadzenia

Lipidami nazywamy grupę produktów naturalnych

izolowanych ze źródeł naturalnych za pomocą ekstrakcji
niepolarnymi rozpuszczalnikami organicznymi. Do tej grupy
należą: tłuszcze, woski, fosfo- i sfingolipidy, terpeny, sterydy.
Fosfolipidy

są

środkami

powierzchniowo

czynnymi

składającymi się z gliceryny lub sfingozyny, kwasów
tłuszczowych, kwasu fosforowego i alkoholi takich jak:
etanoloamina, cholina i seryna. Inaczej fosfolipidy są

niesymetrycznymi estrami kwasu fosforowego zestryfikowanego diacyloglicerolem i
hydrofilowym alkoholem. Najważniejszymi fosfolipidami, pochodnymi gliceryny, są
lecytyny, cefaliny, fosfatidyloseryny i plazmalogeny.

R

O

O

O

R

O

P

O

N

CH

3

CH

3

CH

3

O

O

+

-

R

O

O

O

O

R

O

P

O

O

O

N

CH

3

CH

3

CH

3

+

-

Alfa - LECYTYNY Beta - LECYTYNY

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

17

O

P

O

O

NH

3

R

O

+

_

O

P

O

O

R

NH

3

O

O

O

+

_

_

CEFALINY FOSFATIDYLOSERYNY

O

O

O

O

P

O

O

O

NH

3

_

+

PLAZMALOGENY

Drugą ważną grupą lipidów są pochodne sfingozyny – sfingolipidy. Typowymi

przykładami tych lipidów są: sfingomielina i cerebrozyd. Ten drugi jest przykładem
glikolipidu.

O

P

O

O

O

N

CH

3

CH

3

CH

3

N

H

O

O

H

_

+

SFINGOMIELINA

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

18

O

O

N

H

O

O

H

O

H

OH

OH

OH

CEREBROZYD

Działanie: Zapasy tłuszczu chronią narządy wewnętrzne przed uciskiem i uszkodzeniem
przez wstrząsy mechaniczne. U wielu zwierząt, a zwłaszcza ssaków morskich (np. u
fok), stanowią izolację termiczną ustroju. U człowieka tłuszcz zgromadzony w tkance
tłuszczowej stanowi ok. 17% ciężaru ciała. Kompleksy tłuszczowo-białkowe zapewniają
utrzymanie prawidłowej sprężystości pęcherzyków płucnych. Tłuszcze są także
niezbędnym składnikiem struktur komórkowych oraz zapewniają równowagę koloidową
cytoplazmy. Ułatwiają również wchłanianie rozpuszczalnych w tłuszczach witamin: A,
D, E, K i cholesterolu pokarmowego. Przemiany tłuszczy są regulowane hormonalnie
(insulina, hormon wzrostu, kortykotropina, hormon lipotropowy i tyroksyna).

2. Wykonanie ćwiczenia:

Odczynniki i materiały

żółtko jaja kwas siarkowy
etanol dipikryloamina

eter dietylowy molibdenian amonu

chloroform jod

metanol ninhydryna

benzen aceton

eter naftowy płytki chromatograficzne

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC] D

20

/D

Rozpuszczalno
ść w H

2

O

Barwa

Zapach

Etanol

46,07 -114,5 78,3 0,790 rozpuszczalny

bezbarwn
y

alkoholowy

Metanol

32,04

-98

64,5 0,79

rozpuszczalny bezbarwn alkoholowy

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

19

a

Eter
dietylowy

74

-116,2 34,5 0,708

nierozpuszczal
ny

bezbarwn
y

słodki

Chloroform 119,38 -63

61

1,492

nierozpuszczal
ny

bezbarwn
y

słodki

Benzen

78,11

5,5

80,1 0,88

nierozpuszczal
ny

bezbarwn
a

charakteryst
yczny

Eter naftowy

miesz. -100

50-70 0,655-

0,67

nierozpuszczal
ny

bezbarwn
a

benzyny

Kwas
siarkowy

98,08

-15

310 1,840 rozpuszczalny bezbarw

ny

bezwonny

Aceton

58,08

-95,4 56,2 0,79

rozpuszczalny bezbarw

na

owocowy

Jod

253,81 113

184 4,930 rozpuszczalny brunatna słaby

Ninhydryna 178,15 -

-

-

trudno
rozpuszczalna

jasnożół
ta

słaby

śółtko jaja kurzego dokładnie oddzielono od białka i wrzucono do zlewki o

pojemności 150 ml. Ciągle mieszając, dodano 75 ml mieszaniny eteru dietylowego z
etanolem w stosunku 5:2. Zlewkę odstawiono na 10 minut, a następnie mieszając co
jakiś czas, przesączano przez sączek zwilżony mieszaniną etanolowo – eterową do
suchej zlewki. Pozostałość przemyto na sączku 20 ml tej mieszaniny. Połączone
przesącze przeniesiono do kolbki okrągłodennej i nadmiar rozpuszczalnika usunięto na
wyparce obrotowej. Pozostałość rozpuszczono w 10 ml eteru dietylowego. Produkt
zanalizowano za pomocą chromatografii cienkowarstwowej.

Na 5 płytek pokrytych żelem krzemionkowym naniesiono ekstrakt lipidowy.

Chromatogramy rozwijano w układzie chloroform – metanol – woda (65:25:4), aż do
przebycia przez czoło rozpuszczalnika drogi 15 cm. Po wysuszeniu płytek:

-

chromatogram pierwszy wywoływano roztworem kwasu siarkowego w
etanolu,

-

chromatogram drugi wywoływano parami jodu,

-

chromatogram trzeci wywoływano roztworem dipikryloaminy (odczynnik
wykrywający cholinę),

-

chromatogram czwarty wywoływano roztworem molibdenianu amonu
(odczynnik wykrywający fosfor),

-

chromatogram piąty wywoływano roztworem ninhydryny.

Na podstawie reakcji barwnych określono do jakiej grupy lipidów należą rozdzielane
związki.

Wywoływanie roztworem kwasu siarkowego. Chromatogramy spryskiwano 50%

roztworem kwasu siarkowego w etanolu i umieszczono na 20 minut w suszarce, w
temperaturze 220ºC. Pojawiły się plamy pochodzące od sterydów.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

20

Wywoływanie parami jodu. Wysuszoną płytkę chromatograficzną umieszczono w

komorze jodowej. Po kilku minutach związki posiadające nienasycone kwasy
tłuszczowe zabarwiły się na brunatno.

Wywoływanie

dipikryloaminą.

Chromatogram

spryskano

roztworem

dipikryloaminy w acetonie. Cholina i jej pochodne zabarwiły się na czerwono.

Wywoływanie molibdenianem amonu. Chromatogram spryskano świeżo

przygotowanym molibdenianem amonu. Po wysuszeniu w temperaturze pokojowej
pozostawiono go na 24 godziny. Związki zawierające ugrupowania fosforanowe dają
niebieskie plamy.

Wywoływanie roztworem ninhydryny. Chromatogram spryskano świeżo

przygotowanym 0,5% roztworem ninhydryny w etanolu. Po ogrzaniu w temperaturze
120ºC przez 20 minut lipidy zawierające etanoloaminę lub serynę dają ciemnofioletowe
zabarwienie.

Aparatura:

wyparka obrotowa, kolumna chromatograficzna z wypełnieniem żelowym, lejek
szklany, zlewka.

Ćwiczenie 8. Rola likopenu i karotenu w organizmie, wydzielanie likopenu i beta-
karoten z pomidorów lub marchwi

1.

Wprowadzenie

MARCHEW ZWYCZAJNA (Daucus carota)

Marchew pochodzi z Azji, znana już w starożytności,

lecz wówczas nie miała większego znaczenia w żywieniu,
gdyż jej smak daleko odbiegał od smaku dzisiejszej marchwi.
Dopiero w XVI wieku wprowadzona została do wykwintnej
kuchni,

bowiem

wtedy

właśnie

po

długoletnich

doświadczeniach wyhodowano odmianę charakteryzującą się
lepszym smakiem. Od tego czasu marchew jest podstawową
jarzyną we wszystkich kuchniach świata.

Działanie:

Korzenie marchwi znajdują zastosowanie w leczeniu zaburzeń czynności

układu pokarmowego (szczególnie u niemowląt i małych dzieci), Substancje zawarte w
korzeniu marchwi wykazują także działanie pobudzające przemianę materii i
moczopędne. Korzeń marchwi jest cennym źródłem witamin przez co zapobiega
anemiom i awitaminozom, poprawia widzenie (prowitamina A), zwiększa ogólną
odporność organizmu.

Zastosowanie: Największe znaczenie ma marchew jako smaczna jarzyna o dużej
zawartości witamin i soli mineralnych. W kosmetyce jest szeroko wykorzystywana jako

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

21

składnik maseczek regenerujących skórę, do pielęgnacji włosów. Marchew jest używana
w przemyśle kosmetycznym jako składnik kremów.

Skład chemiczny korzenia marchwi: Korzeń marchwi zawiera węglowodany,
flawonoidy, likopen, beta-karoten (prowitamina A), witaminy (B1, B2, B6, D, H, E,
K i PP), pektyny, niewielkie ilości olejku oraz sole mineralne (wapnia, manganu,
miedzi itp.).

CH

3

C

H

3

CH

3

CH

3

C

H

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

C

H

3

beta-KAROTEN

CH

3

C

H

3

CH

3

CH

3

C

H

3

CH

3

CH

3

CH

3

CH

3

C

H

3

LIKOPEN

2. Wykonanie ćwiczenia:

Odczynniki i materiały

pasta z marchwi lub pomidorów

chlorek metylnu

jod
tlenek glinu
etanol
chlorek sodu
eter naftowy
cykloheksan
folia aluminiowa
kolumna chromatograficzna

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC]

D

20

/D

Rozpuszcza
lność w
H

2

O

Barwa

Zapach

Chlorek
metylenu

84,93 -95

40

1,33

nierozpuszc
zalny

bezbarwny

Słodki

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

22

Tlenek glinu

101,94 2050 2980

3,940 nierozpuszc

zalny

biały

Bezwonny

Jod

253,81 113

184

4,930

rozpuszczal
ny

brunatna

Słaby

Etanol

46,07 -114,5 78,3

0,790

rozpuszczal
ny

bezbarwny

alkoholowy

Chlorek sodu

58,44 801

1461

2,170 rozpuszcza

lny

bezbarwny

Bezwonny

Eter naftowy

miesz.

-100

50-70

0,655-
0,67

nierozpuszc
zalny

bezbarwna

Benzyny

Cykloheksan 84,16 6

80,7-
81

0,78

nierozpusz
czalny

bezbarwna

Charaktery
styczny

5 g Pasty z marchwi (lub pomidorów) umieszczono w kolbie okrągłodennej o

pojemności 100 ml, owiniętej folią aluminiową w celu uchronienia karotenoidów przed
reakcją fotochemicznego utleniania. Do kolby dodano 10 ml 95% etanolu i ogrzewano,
pod chłodnicą zwrotną, utrzymując temperaturę wrzenia przez 5 minut. Gorącą
mieszaninę sączono przez lejek ze spiekiem, a żółty filtrat przelano do kolby
Erlenmayera o pojemności 100 ml, owiniętej folią aluminiową. Pozostały na sączku
osad przeniesiono z powrotem do kolbki, dodając 10 ml chlorku metylenu i ogrzewano
pod chłodnicą zwrotną utrzymując stan wrzenia przez kolejne 3-4 minuty. Ponownie
sączono na gorąco i przesącz przeniesiono do kolby zawierającej ekstrakt etanolowy.
Ekstrakcję chlorkiem metylenu powtarzano jeszcze trzykrotnie, zbierając ekstrakty w
kolbie Erlenmeyera.

Połączone ekstrakty przeniesiono do rozdzielacza, dodano wody i nasyconego

roztworu chlorku sodu ( w celu ułatwienia rozdzielenia warstw), dolną warstwę sączono
przez lejek wypełniony środkiem suszącym do suchej kolby. Z otrzymanego ekstraktu
usunięto rozpuszczalnik na wyparce obrotowej. Surowy karotenoid rozpuszczono w 5
ml cykloheksanu. Produkty oczyszczano za pomocą chromatografii kolumnowej,
stosując jako eluent – eter naftowy. Zebrano poszczególne frakcje, które
charakteryzowano za pomocą chromatografii cienkowarstwowej.

Aparatura:

zestaw do ogrzewania pod chłodnicą zwrotną, wyparka obrotowa, rozdzielacz,

lejek Biichnera z kolbą próżniową.



Ćwiczenie 9. Przedstawiciel steroli zwierzęcych- cholesterol, izolacja
z żółtka jaja- próba na obecność cholesterolu.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

23

1. Wprowadzenie
CHOLESTEROL z żółtka jaja

Już na początku XX wieku odkryto związek między schorzeniami układu

krążenia, a cholesterolem. Zwiększone stężenie "złego" cholesterolu i wolnych
trójacylogliceroli w osoczu krwi należy do najważniejszych czynników ryzyka
miażdżycy. Kiedy krew swobodnie przepływa przez naczynia krwionośne, wraz z nią do
każdej komórki dostarczane są substancje odżywcze i niezbędny do życia tlen. We krwi
krążą również związki, które mogą od wewnątrz uszkadzać nasze tętnice (np. wolne
rodniki). Powstające w ten sposób uszkodzenia sprawiają, że w miejscach tych
zaczynają osadzać się substancje tłuszczowe (głównie cholesterol) oraz płytki krwi.
Tworzą się złogi, które utrudniają dopływ krwi do wielu narządów. Tym samym,
dociera do nich coraz mniej tlenu, a postępujące niedotlenienie narządów prowadzi do
ich niewydolności. Zwykle zwężenie nie obejmuje wszystkich tętnic, pojawia się
jedynie na pewnych odcinkach. Najczęściej dotyczy to tętnic wieńcowych, które
doprowadzają krew do serca. Należy jednak pamiętać, że cholesterol jest również
prekursorem wielu ważnych, niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu
związków tj. hormony płciowe, hormony kory nadnercza, witamina D, kwasy żółciowe.

Działanie: wysokie poziomy cholesterolu w surowicy zwiększają zagrożenie zawałem
serca,

jest

czynnikiem

ryzyka

choroby

wieńcowej,

powoduje

miażdżycę tętnic wieńcowych i powstającego na jej tle zawału serca.

Skład chemiczny żółtka jaja kurzego: zawiera 15,5% białka, 28,2% tłuszczy, 0,3%
węglowodanów, a także cholesterol, sód, wapń, fosfor, żelazo, magnez, beta-karoten,
witaminę A, B1, B2, D, E, PP.

CH

3

CH

3

C

H

3

CH

3

O

H

CH

3

CHOLESTEROL

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały

żółtko jaja kurzego eter dietylowy

etanol kwas siarkowy

chloroform bezwodnik octowy

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

24

brom lodowaty kwas octowy

wirówka

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC] D

20

/D

Rozpuszczal
ność w H

2

O Barwa

Zapach

Etanol

46,07 -114,5 78,3 0,790

Rozpuszczal
ny

bezbarwny

alkohol
owy

Bezwodnik
octowy

102,09 -73

138-
140,5 1,080

hydrolizuje(e
ner.reakcja0 bezbarwny Ostry

Lodowaty kwas
octowy

60,05 17

117 1,050

Rozpuszczal
ny

bezbarwny Ostry

Chloroform

119,38 -63

61

1,492

Nierozpuszc
zalny

bezbarwny Słodki

Eter dietylowy 74

-116,2 34,5 0,708

Nierozpuszc
zalny

bezbarwny Słodki

Brom

159,81 -7,2

58,8

Rozpuszczal
ny

czerwono-
brązowa

Gryzący

Kwas
siarkowy

98,08 -15

310 1,840 Rozpuszczal

ny

bezbarwny Bezwo

nny

Dokładnie oddzielono żółtko jaja kurzego od białka i umieszczono je w zlewce o

pojemności 150 ml, do której dodano 35 ml eteru, 35 ml etanolu. Mieszaninę
odstawiono na 10 minut, co jakiś czas mieszając, następnie przsączono przez sączek
zwilżony mieszaniną eterowo – etanolową do suchej zlewki. Z otrzymanego przesączu
usunięto rozpuszczalnik na wyparce obrotowej i dodano 5 ml gorącego etanolu. Gorący
roztwór przeniesiono pipetą do probówki wirowej, a do pozostałości dodano ponownie 5
ml gorącego etanolu. Ekstrakty połączono, odwirowano i klarowny roztwór alkoholowy
odpipetowano do czystej probówki. Dodawano kroplami wodę tak długo, aż nie wypadł
osad. Następnie mieszaninę pozostawiono na 30 minut. Odwirowano, odrzucono
roztwór znad osadu, a osad rozpuszczono w niewielkiej ilości gorącego etanolu,
pozostawiając do wystygnięcia. Kryształki cholesterolu odsączono, wysuszono na
powietrzu i zważono.

Próba Salkowskiego. Do suchej probówki wlano około 2 ml roztworu

cholesterolu w chloroformie i powoli, po ściance probówki dodano 1 ml stężonego
kwasu siarkowego. Roztwór kwasu fluoryzuje na zielono, a warstwa chloroformowa
barwi się na czerwono.

Próba Liebermana-Burcharda. Do suchej probówki zawierającej 1 ml roztworu

cholesterolu w chloroformie dodano 10 kropli bezwodnika octowego i 1 kroplę
stężonego kwasu siarkowego. Pojawiło się czerwone zabarwienie, które przechodzi
poprzez niebieskie w zielone.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

25

Próba Windausa. Do 1 ml chloroformowego roztworu cholesterolu dodawano

kroplami roztwór bromu w kwasie octowym. Wypadający żółto-biały osad
dibromocholesterolu zbadano technikami spektroskopowymi.
(studenci wykonują dwie pierwsze próby).

Aparatura:

wyparka obrotowa, wirówka obrotowa, lejek szklany, zlewka.

Ćwiczenie 10. Terapia olejkami, eugenol z olejku z goździków

1. Wprowadzenie

Do Europy goździk trafił dopiero

około

XI wieku, mimo że najstarsze zapiski

o nim

znajdują się w chińskich księgach
pochodzących z początku naszej ery.
Goździki,

jak

wiele

innych

egzotycznych

przypraw

pod

portugalskim

i

holenderskim

panowaniem,

podlegały

rygorystycznym

ograniczeniom

uprawy. Holendrzy, aby utrzymać
wysoką cenę na rynku i za wszelką

cenę

obniżyć ich podaż, organizowali
niszczycielskie ekspedycje, na wyspy gdzie znajdowały się nielegalne uprawy. Chociaż
za wywóz goździków groziła kara śmierci, francuski gubernator Pierre Poivre
zorganizował wyprawę, żeby wykraść sadzonki goździkowca korzennego. Miało to
miejsce w XVIII wieku, i tylko dwa ze zdobytych w ten sposób drzew zakwitły na
Mauritiusie. Sukcesem zakończyło się natomiast zasadzenie drzew na wyspach
Zanzibar, Pemba i Madagaskar. Sułtan Zanzibaru zarządził, że każdy kto posiada
kawałek ziemi zobowiązany jest uprawiać drzewo goździkowe. Za niewypełnienie
rozkazu karano wywłaszczeniem. Zgodnie z tanzańskim prawem za przemyt goździków
z Zanzibaru i Pemby nadal grozi kara śmierci, a złote goździki zdobią flagę państwową
Zanzibaru. Goździki mają charakterystyczny, bardzo przyjemny korzenny zapach,
natomiast w smaku są piekące. Ale to właśnie ten charakterystyczny smak i aromat
sprawiają, że goździki mają właściwości "odświeżania oddechu", aby pozbyć się
nieprzyjemnego zapachu występującego po zjedzeniu czosnku, należy rozgryźć kilka
goździków. Tę właściwość goździków znali już starożytni Chińczycy: na dworze
cesarza panował zwyczaj, że zwracający się do niego dworzanie musieli trzymać w
ustach kilka goździków, aby ich oddech zachowywał świeżość. Można je również użyć
do odświeżenia powietrza - w tym celu należy gęsto powbijać goździki w pomarańczę i
położyć np. na Wielkanocnym stole - świąteczna atmosfera i przyjemny zapach
gwarantowane. Można też powiesić w szafie a ubrania będą przesiąknięte delikatnym i
przyjemnym aromatem.

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

26

Olejek goździkowy Oleum Caryophylli jest otrzymywany z goździkowca korzennego
Eugenia caryophyllata Thunberg (Myrtaceae).

Działanie: rozkurczowe, odświeżające, odwaniające, znieczulające, przeciwświądowe,
ściągające, odkażające na układ pokarmowy, układ żółciowy, układ oddechowy i drogi
moczowe, przeciwkaszlowe, pobudzające wydzielanie soków trawiennych.

Zastosowanie: na skórę i błony śluzowe najpierw powoduje rozgrzanie, a następnie
znieczulenie. Niszczy bakterie, wirusy, grzyby, roztocze i pierwotniaki. Olejku tego
używa się szeroko w perfumerii i dentystyce.

Skład chemiczny: eugenol (ok. 85-90%), octan eugenolu, alfa-kariofilen, beta-
kariofilen, salicylan metylu.

OH

OMe

CH

2

OMe

CH

2

O

CH

3

O

EUGENOL OCTAN EUGENOLU





Pozostałe związki wchodzące w skład olejku:

CH

3

C

H

3

CH

3

C

H

3

CH

3

C

H

3

C

H

3

CH

2

OH

O

O

CH

3

α-KARIOFILEN β-KARIOFILEN SALICYLAN METYLU



2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały

goździki chloroform
wodorotlenek sodu eter dietylowy
bezwodny siarczan magnezu jod

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

27

zestaw do destylacji z parą wodną
płytki chromatograficzne pokryte żelem
krzemionkowym

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz..

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC] D

20

/D

Rozpuszczalno
ść w H

2

O

Barwa

Zapach

Wodorotlenek
sodu

40,00 323

1390 2,130 rozpuszczalny biały

Bezwonny

Siarczan
magnezu

120,37 1124 _

2,660 rozpuszczalny biały

Bezwonny

Jod

253,8 113

184 4,930 rozpuszczalny brunatna Słaby

Chloroform

119,38 -63

61

1,492

nierozpuszczal
ny

bezbarw
ny

Słodki

Eter dietylowy 74

-116,2 34,5 0,708

nierozpuszczal
ny

bezbarw
ny

Słodki

Goździki ( 30 g) mieli się w moździerzu i otrzymany proszek umieszcza się w kolbie

okrągłodennej o pojemności 500 ml zawierającej 100 ml wody. Przeprowadza się
destylację z parą wodną, ogrzewając również kolbę (destylacja trwa około 1,5 godz.).
Otrzymany destylat ekstrahuje się trzykrotnie 25-mililitrowymi porcjami chloroformu i
skład ekstraktów bada się za pomocą chromatografii cienkowarstwowej (nośnik: żel
krzemionkowy; eluent: chloroform – eter dietylowy 3:1; wywoływacz: pary jodu lub
lampa UV-VIS).

W celu rozdzielenia eugenolu od acetyloeugenolu połączone ekstrakty

chloroformowe ekstrahuje się trzykrotnie 25-mililitrowymi porcjami 5-procentowego
roztworu wodorotlenku sodowego. Warstwa chloroformowa zawiera głównie
acetyloeugenol. Suszy się ją nad siarczanem magnezu, usuwa środek suszący przez
sączenie i odparowanie chloroformu. Otrzymany surowy acetyloeugenol analizuje się
spektrofotometrycznie.

Połączone ekstrakty zasadowe zakwasza się do pH 1 i trzykrotnie ekstrahuje 25-

mililitrowymi porcjami chloroformu. Po wysuszeniu nad siarczanem magnezu i
usunięciu chloroformu na wyparce obrotowej otrzymuje się prawie czysty eugenol.
Produkt charakteryzuje się za pomocą technik spektroskopowych. Bada się temperaturę
topnienia.


Aparatura:

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

28

zestaw do destylacji z parą wodną, rozdzielacz, wyparka obrotowa, aparatura do
pomiaru temperatury topnienia.

Ćwiczenie 11. Terapia olejkami, aldehyd kuminowy z nasion kminku rzymskiego

1.

Wprowadzenie

KMIN RZYMSKI (Cuminum cyminum)

Kminek został znaleziony podczas wykopalisk z

młodszej epoki kamiennej sprzed 3000 lat p.n.e. Starożytni
Grecy i Rzymianie stosowali go jako środek ułatwiający
trawienie ciężkostrawnych potraw z fasoli i grochu. Od
czasów panowania Karola Wielkiego kminek uprawiano w
przyklasztornych

ogrodach.

Kminek

zwyczajny

był

doskonale znany starożytnym Egipcjanom. Zachowane
angielskie rękopisy kulinarne świadczą, iż XIII wieczni

mieszkańcy Albionu dodawali kminek do zawijanych w słoninę i pieczonych kur.

Działanie:

Kminek zmniejsza lub usuwa całkowicie stany skurczowe w przewodzie

pokarmowym, przywraca normalną amplitudę ruchów perystaltycznych jelit,
nieznacznie pobudza wydzielanie soków trawiennych, ułatwia przyswajanie składników
pokarmu oraz zapobiega wzdęciom, szczególnie u małych dzieci i młodzieży, jest więc
typowym środkiem wiatropędnym. Ponadto wywiera słabe działanie moczopędne

Zastosowanie: Kminek jest cenioną przyprawa ze względu na charakterystyczny gorzko
ostry smak i intensywny aromat

Skład chemiczny: Głównym składnikiem nasion kminu rzymskiego jest aldehyd
kuminowy.

CH

3

C

H

3

H

O

ALDEHYD KUMINOWY

Wydziela się go poprzez ekstrakcję owoców i oddziela od pozostałych składników

ekstraktu na drodze chemicznej – przeprowadzając go w semikarbazon:

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

29

CH

3

C

H

3

H

O

CH

3

C

H

3

H

N

N

NH

2

O

H

NH

2

N

N

H

2

H

O

2. Wykonanie ćwiczenia:
Odczynniki i materiały:

kmin rzymski

chloroform

metanol
kwas solny
bezwodny siarczan magnezu
chlorowodorek semikarbazydu
chlorek sodowy
etanol
octan sodu
zestaw do destylacji z parą wodną

Właściwości fizykochemiczne substancji użytych:

Substancja

M. cz.

T.t.
[ºC]

T.w.
[ºC]

D

20

/D

Rozpuszcz
alność w
H

2

O

Barwa

Zapach

Etanol

46,07 -114,5 78,3

0,790

rozpuszcz
alny

bezbarwny alkoholowy

Metanol

32,04 -98

64,5

0,79

rozpuszcz
alny

bezbarwna Alkoholowy

Octan sodu

82,03 324

>400

1,52

rozpuszcz
alny

bezbarwna Bezwonny

Chloroform 119,38 -63

61

1,492

nierozpusz
czalny

bezbarwny Słodki

Chlorek
sodowy

58,44 801

1461

2,170 rozpuszcz

alny

bezbarwny Bezwonny

Siarczan
magnezu

120,37 1124 _

2,660 rozpuszcz

alny

biały

Bezwonny

Kwas
solny

36,45 -30

_

1,190 rozpuszc

zalny

bezbarwny Ostry

www.smmb.ch.pwr.wroc.pl

30

W kolbie okrągłodennej o pojemności 250 ml umieszczono 5 g zmielonych

owoców kminu rzymskiego i dodano 20 ml wody destylowanej. Przeprowadzono
destylację z parą wodną. Destylat ekstrahowano trzema 5 mililitrowymi porcjami
chloroformu. Połączone ekstrakty chloroformowe przemyto 4 mililitrowymi porcjami
wody destylowanej i osuszono bezwodnym siarczanem magnezu. Rozpuszczalnik
odparowano na wyparce obrotowej.

Rozpuszczono 0,2g chlorowodorku semikarbazydu, 0,3g octanu sodu w 2ml wody i

3ml etanolu. Tak otrzymany roztwór dodano do otrzymanego olejku eterycznego,
ogrzewano przez 10 minut na łaźni wodnej, oziębiono i pozostawiono do krystalizacji.
Kryształy przesączono i otrzymany produkt przekrystalizowano z metanolu.

Otrzymany semikarbazon wytrząsano przez godzinę z 5 ml 10% kwasu solnego. Po

przesączeniu roztwór ekstrahowano trzema 10 mililitrowymi porcjami chloroformu.
Połączone ekstrakty chloroformowe ekstrahowano wodą nasyconą solanką i usunięto
chloroform na wyparce obrotowej.

Aparatura:

zestaw do destylacji z parą wodną, wyparka obrotowa, rozdzielacz, lejek Biichnera
z kolbą próżniową.

koniec