XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Ароматная химия: тайны эфирных масел

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тутынина В.А. 1

---

1 МАОУ «Натальинская СОШ»

Одинцова И.Н. 1

---

1МАОУ «Натальинская СОШ»

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

«С эфирными маслами каждый вдох — это маленькое приключение

Каждый выдох- шаг к внутреннему спокойствию»

В современном мире люди всё чаще сталкиваются с повышенной тревожностью, стрессом и эмоциональным выгоранием. Возрождается интерес к натуральным и комплементарным способам улучшения психоэмоционального состояния. Одним из популярных и доступных способов восстановления внутреннего равновесия становится использование ароматических масел, поскольку их влияние на состояние человека научно подтверждено. Ароматерапия — это направление, основанное на применении эфирных масел для улучшения физического и психоэмоционального состояния человека. Различные ароматы способны влиять на настроение, работоспособность, уровень стресса и общее самочувствие.Эфирные масла-концентрированные гидрофобные жидкости, содержащие летучие химические соединения, извлеченные из растительного сырья. Из эфирных масел изготавливают ароматические масла.

Актуальность темы обусловлена растущим спросом на натуральные, экологически чистые продукты для ухода за собой, ароматерапии и создания домашнего уюта. Интерес к созданию собственного набора ароматических масел обусловлен не только желанием подобрать индивидуальные ароматы, но и возможностью снизить затраты по сравнению с покупкой готовых масел в магазинах. Самостоятельное изготовление масел открывает простор для творчества, экспериментов и более глубокого понимания их воздействия на самочувствие человека.

Цель исследования:

Создать собственный набор ароматических масел, направленных на улучшение психического состояния человека.

Задачи

1. Изучить литературные источники об истории, свойствах, процессах получения и применении эфирных масел, определить, какое воздействие ароматические масла оказывают на организм человека.

2. Провести опрос среди учащихся школы и учителей, чтобы определить их знания об ароматерапии.

3. Подготовить сырьё для изготовления эфирных масел, исследовать различные способы подготовки.

4. Изготовить ароматические масла и определить оптимальные условия процесса изготовления, которые позволят получить эфирные масла с сохранением их полезных свойств.

5. Сравнить себестоимость самостоятельного изготовления масел с ценами на аналогичные магазинные продукты.

6. Провести наблюдение, чтобы оценить влияние разработанных масел на настроение и самочувствие человека.

7. Найти области применения полученным эфирным маслам.

Объект исследования:

Ароматические масла.

Предмет исследования:

Процесс создания собственного набора аромамасел и его эффективность по сравнению с промышленными аналогами.

Методы исследования:

• Опрос

• Анализ

• Эксперимент

• Наблюдение

• Обобщение и систематизация полученных данных.

Гипотеза исследования:

Самостоятельное изготовление ароматических масел может быть экономически выгоднее, чем приобретение готовых средств в магазине, при сохранении их эффективности и положительного влияния на психическое состояние человека.

Глава 1. Теоретическая часть

1. 1. . История применения ароматических масел

История эфирных масел тесно переплетается с историей цивилизации. Самые ранние свидетельства использования ароматических смол и бальзамов датируются IV тысячелетием до нашей эры. В Древнем Египте ароматические вещества играли ключевую роль в религиозных обрядах, мумификации и косметологии. Известно, что египтяне использовали мирру, ладан и кедр. Процесс экстракции в то время основывался на настаивании (мацерации) растительного сырья в животных жирах или растительных маслах, которые затем отделяли. Гиппократ, "отец медицины", активно использовал ароматические травы для лечения и бальнеотерапии. Римляне переняли греческие традиции, используя ароматические масла для массажа после бань. В этот период масла в основном оставались настоями (инфузами). В Средние века знания о травах и ароматах сохранялись преимущественно в монастырях. Истинный прорыв произошел благодаря арабским алхимикам. Ключевым моментом стало изобретение или усовершенствование метода паровой дистилляции, приписываемое персидскому врачу Ибн Сине в X-XI веках. Этот метод позволил впервые получать истинные, чистые эфирные масла, отделяя их от воды (гидролата). Масло розы было одним из первых масел, полученных таким способом.
С развитием химии в XVIII–XIX веках началось изучение химического состава масел. В XIX веке в Европе (особенно во Франции) зародилась современная парфюмерия, основанная на фракционной дистилляции.
Термин "ароматерапия" был введен в XX веке французским химиком Рене-Морисом Гаттефоссе, который, получив ожог, обнаружил заживляющее действие масла лаванды. Это положило начало научному изучению терапевтического воздействия масел. На территории России эфирные стали известны со времени, в которое правил Петр I. Практиковалось лечение в специальной деревянной камере для лечебных процедур — «чепучине», наполненной летучими выделениями из распаренных растений.
На Кавказе, чтобы защититься от эпидемических заболеваний, люди носили на шее луковицы чеснока. Для облегчения симптомов ревматизма использовались травяные ванны в предварительно разогретых углями ямах.
Традиция использования целебных свойств русской бани продолжается и сегодня: в банях применяют веники из полыни, дуба и вереска, листья которых излучают укрепляющие здоровья фитонциды. В СССР проводились собственные исследования эффективности эфирных масел. В 30-е годы XX века биолог Б. П. Токин высказал мнение о важном биологическом значении эфирных масел как стимуляторов и ингибиторов физиологических функций организма. Тогда же советский врач А. А. Кюнцель одним из первых стал применять ароматические ванны с сосновым и валериановым экстрактами для лечения неврозов. Советский ученый, доктор медицинских наук В. В. Николаевский вместе с коллегами проводил исследования и изучал влияние эфирных масел на здоровье, в результате чего составил ценнейший справочник по ароматерапии со строго научными данными.

1.2 Общая характеристика эфирных масел

Эфирные масла — это сложная смесь летучих органических соединений, которая придает растению его характерный аромат.
Химический состав определяет терапевтические свойства масла. Основные классы соединений:
• Терпены и сесквитерпены: Обеспечивают древесные и смолистые ноты (например, пинен в хвойных).
• Спирты: Обладают антисептическими свойствами (например, линалоол в лаванде, терпинен-4-ол в чайном дереве).
• Сложные эфиры: Часто ответственны за фруктовые и цветочные запахи (например, линалилацетат).
• Альдегиды, кетоны и фенолы: Обладают сильными биологическими активностями (например, циннамальдегид в корице).
Физические свойства
• Летучесть: Определяет скорость испарения масла и его место в парфюмерной пирамиде (верхние, средние, базовые ноты).
• Растворимость: Эфирные масла нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в спиртах и жирных маслах (основах). Это критично для их применения.
• Плотность: Большинство масел легче воды, но некоторые (например, гвоздичное) тяжелее.
Терапевтические свойства

• Антисептические и противомикробные: Чайное дерево, эвкалипт, тимьян.
• Противовоспалительные: Ромашка, ладан.
• Психоэмоциональное воздействие: Лаванда (успокаивающее), цитрусовые (бодрящее).

1.3 Влияние ароматических масел на организм человека

Очищающие: апельсин, герань, лаванда, лимонник, розмарин, туберроза, шалфей.

Возбуждающие: бергамот, бигардия, герань, жасмин, иланг-иланг, кардамон, мандарин, роза, сандал и др.

Тонизирующие: базилик, бей, гвоздика, имбирь, корица, лимон, мята, мелисса.

Гармонизирующие: апельсин, герань, душица, жасмин, мандарин, мимоза, майоран, роза, сандал и др.

Укрепляющие: базилик, вербена, ветивер, дудник, кедр, каяпут, лимон, лаванда, мята, мелисса, розмарин и др.

Освежающие: апельсин, бессмертник, лимон, лаванда, мята, пихта и др.

Стимулирующие: бессмертник, вербена, гвоздика, кориандр, лимон, лаванда, мускатник, можжевельник, мята, розмарин, черный перец, эвкалипт и др.

Успокаивающие: бигардия, ваниль, герань, жасмин, мелисса, ромашка, укроп и др.

Свойства эфирных масел позволяют с успехом их использовать в косметологии. Правильно подобранные эфиры с учетом конкретного типа кожи благотворно влияют на ее состояние. Эфирные масла повышают жизненный потенциал и энергию клеток кожи, что помогает противостоять негативным факторам окружающей среды и старению. Также они используются для ухода за кожей тела и волосами. Если добавить нескольких капель эфирного масла в приготовленную ванну или маску – польза только повысится. При этом нужно быть внимательным, уметь ориентироваться среди всего многообразия растительных эфирных масел, так как при неправильном применении их пользу можно обернуть во вред.

1.4 Методы получения эфирных масел

Паровая дистилляция (Гидродистилляция)
Это самый распространенный и экономически выгодный метод для большинства масел Принцип: Пар пропускается через растительный материал. Эфирные масла испаряются вместе с паром, конденсируются, а затем отделяются от гидролата (цветочной воды) благодаря разнице в плотности.
Анфлераж (Холодное настаивание)
Исторический метод, используемый для получения нежных цветочных масел, которые разрушаются при нагревании. Растительное сырье настаивается на животном жире или растительном масле-носителе.
Экстракция растворителями

Используется для получения абсолютов. Растворители (гексан, этанол) извлекают не только эфирные масла, но и воски, пигменты. Полученный продукт называется "конкрет", а после дополнительной очистки — "абсолют".
Холодное прессование (Экспрессия)
Применяется исключительно для цитрусовых корок, так как масла находятся в специальных мешочках в кожуре. Это самый "химически чистый" метод с точки зрения сохранения исходного аромата.
Методы, применимые для домашнего изготовления (Мацерация)
Процесс: Растительное сырье (сушеное или свежее) заливается жирным маслом-носителем (оливковым, миндальным) и настаивается на солнце или при слабом нагреве в течение нескольких недель. Полученное масло содержит жирорастворимые компоненты растения, имитируя эффект древних инфузов.

1.5 Применение эфирных масел

Ароматические растения и масла использовались на протяжении тысячелетий в медицине, косметике и парфюмерии. Кроме способности положительно воздействовать на человеческий организм только при помощи запаха, было выявлено лечебное действие эфирных масел при нанесении на кожу. В настоящее время сфера применения эфирных масел довольна широка:

Лекарственные препараты (наружного и внутреннего применения). Эфирные масла применяют в качестве бактерицидных, противовоспалительных, ранозаживляющих, успокоительных, вяжущих, спазмолитических, отхаркивающих, мочегонных средств и т. д.;

Косметология: Эфирные масла часто добавляют в кремы, лосьоны и шампуни для придания аромата и лечебного эффекта.

Уход за жирной кожей: Масла чайного дерева, бергамота (в малых дозах).

Антивозрастной уход: Ладан, роза.

Использование диффузоров, аромаламп или ингаляций.

Сон и релаксация: Иланг-иланг, нероли.
Поддержка иммунитета: Эвкалипт, сосна (в сезон простуд).

Бытовое применение
Натуральные чистящие средства: Лимон, апельсин (обладают обезжиривающими свойствами).
Борьба с насекомыми: Цитронелла, кедр.

Важно помнить, что эффективность применения масла зависит от его качества и происхождения. Полезными свойствами обладают только натуральные, неразбавленные и не подделанные эфирные масла. Синтетические масла таких свойств не имеют. Эфирные масла являются высококонцентрированными веществами, поэтому в большинстве случаев применять их можно не в чистом виде, а в смеси с так называемой несущей или базовой, субстанцией. В роли субстанции чаще всего выступает второй тип масел – базовые (оливковое, кокосовое, жожоба, масло из зародышей пшеницы, касторовое, льняное и др.)     
Глава 2. Практическая часть

2.1 Анкетирование обучающихся и учителей

Работая над проектом, мне стало интересно: а используют ли мои одноклассники эфирные масла, знают ли они о пользе ароматерапии. Чтобы узнать, что знают сверстники об ароматерапии, я провела анкетирование обучающихся и учителей МАОУ «Натальинская СОШ». Результаты опроса представлены в приложении.

2.2. Извлечение масла из растительного сырья

Приготовление апельсинового и лимонного масла.

Эксперимент №1. Описание эксперимента

Для приготовления масла нужно выбрать толстокожие апельсины или лимоны – в них наибольшее содержание масел. Апельсины или лимоны нужно хорошенько промыть в проточной воде, а затем очистить. Далее нужно ошпарить корки кипятком (способ борьбы с возможным присутствием химикатов), слегка просушить.

1. Свежие корочки от апельсина или лимона нужно измельчить;

2. сложить в стеклянную тару с крышкой и залить спиртом так, чтобы оно полностью закрыло корочки приблизительно на 1 см;

3. корочки, залитые спиртом, поставить в темное и не слишком теплое место на три дня;

4. Через 3 дня снять крышки с банок, накрыть фильтровальной бумагой для того, чтобы спирт выветрился и банки оставить в открытом состоянии на 2 дня

5. Отфильтровать масло от корок цитруса, разлить по баночкам

 Получила апельсиновое и лимонное масло яркого цвета.

Приготовление хвойного масла.

Эксперимент №2. Для получения хвойного масла я применила тот же способ спиртовой экстракции, как в случае с апельсиновым, получила масло зеленоватого оттенка и запахом хвои.

При приготовлении масла нельзя использовать металлические приспособления, так как это снизит содержание полезных веществ в нем. Масло хранят в емкости из темного стекла.

Вывод: проведённые мною эксперименты показали:

1. методом спиртовой экстракции можно получить эфирные масла цитрусовых, хвои.

2. Метод не требует больших затрат материалов и времени.

3. Масло, полученное данным методом, концентрированное, хорошего качества.

4. Масла имеют красивый цвет от ярко – жёлтого до зеленоватого, с приятным запахом и нежной консистенцией.

5. Полученные масла являются экологически чистым продуктом.

2.3 Эколого-экономическое обоснование

Перед началом изготовления я решила узнать, действительно ли самостоятельно изготовленное масло будет дешевле, чем магазинное. Для этого я проанализировала стоимость цитрусовых и хвойных ароматических масел в таких онлайн-магазинах, как Оzon и Wildberries. Результаты представлены в приложении.

Расчет материальных затрат на изготовление четырех ароматических масел

Таким образом, стоимость четырех ароматических масел обошлась мне в 670 рублей (167,5 рублей за 1 масло) без учета себестоимости труда и электроэнергии. Это доказывает поставленную мной гипотезу.

Остатки материалов не приносят вреда окружающей среде так как они биоразлагаемые (ветви и хвоинки).

Заключение

В ходе проекта была изучена теоретическая база об эфирных маслах, их истории, свойствах и методах получения. Освоен безопасный метод мацерации, позволяющий в домашних условиях получить ароматические инфузы (масляные экстракты) из кожуры апельсина, лимона, хвои ели и сосны.
Результаты опроса подтвердили актуальность темы: большинство одноклассников знакомы с эфирными маслами и знают об их безопасном применении.
Проверка гипотезы:
1. Экономическая выгода: Гипотеза подтвердилась полностью. Себестоимость домашнего масла (основная статья расходов — базовое масло) в разы ниже, чем цена магазинного флакона, особенно если сырье является отходами (кожура цитрусовых) или собранным в экологичном месте (хвоя).
2. Эффективность и влияние на психическое состояние: Гипотеза подтвердилась частично. Домашние ароматические масла обладают приятным, натуральным ароматом и оказывают мягкое положительное психосенсорное воздействие (свежесть, расслабление, улучшение настроения), что отмечалось в ходе субъективного тестирования. Однако важно понимать, что продукт, полученный методом мацерации, является не чистым эфирным маслом, а ароматизированным базовым маслом. Его концентрация и, соответственно, сила воздействия значительно ниже, чем у промышленного дистиллированного или отжатого масла. По химическому составу это разные продукты.
Выводы:
· Самостоятельное изготовление ароматических масел методом мацерации — это экономичный, безопасный и увлекательный способ получить натуральный продукт для ароматизации помещения, создания атмосферы и легкой ароматерапии.
· Такой продукт идеально подходит для начинающих, для использования в быту (аромалампы, основа для массажа), когда не требуется терапевтическая концентрация активных веществ.
Перспективы проекта: В дальнейшем можно усложнить эксперимент: попробовать метод паровой дистилляции с помощью самодельного оборудования, исследовать антимикробные свойства полученных образцов простыми методами (например, на хлебной плесени), расширить ассортимент сырья, изготовить масла из более сложного сырья.
Таким образом, проект демонстрирует, что «ароматная химия» может быть не только увлекательной наукой, но и практическим искусством, позволяющим создавать полезные продукты своими руками, углубляя понимание связи между природой, химией и благополучием человека.

Приложения:

1. Фотографии этапов эксперимента.

2. Анкета для опроса и результаты в графическом виде.

Анкета: https://forms.gle/eiGr9Ftfeg4x6Bun8

Результаты анкетирования:

3. Анализ маркетплейсов

4. Рецепты применения полученных масел (аромалампа, расслабляющая ванна).

Некоторые рецепты с эфирным маслом апельсина:

1. Ароматизация воздуха. Аромалампу наполнить горячей водой, капнуть 6–10 капель эфирного масла в расчёте на 15 м² площади. В нижнюю часть аромалампы поместить зажжённую свечу, не допускать кипения воды, время от времени добавлять воду. Длительность процедуры — 15–30 минут.

2. Массаж. Эфирное масло (3–5 капель) смешать с 1 столовой ложкой любого растительного масла (жожоба, персикового, миндального и др.) или массажного крема, нанести на кожу, затем массировать проблемные участки тела в течение нескольких минут до полного впитывания в кожу.

3. Ванна. В ванну с температурой воды 37–38°С добавить смесь: эфирного масла (5–7 капель) с 1 столовой ложкой эмульгатора (молока, мёда, морской или поваренной соли). Продолжительность процедуры — 15–30 минут. После ванны, не ополаскиваясь, вытереть тело полотенцем.

4. Обогащение косметических средств. К 10–15 мл крема, тоника, геля или другого косметического средства добавить 3–5 капель эфирного масла, тщательно перемешать и использовать по назначению.

Хвойные

Некоторые рецепты с эфирными маслами хвойных деревьев (например, сосны):

1. Для омолаживания кожи и разглаживания глубоких морщин. 4–5 капель масла сосны смешать с 10–15 г (мл) основы (крема, лосьона, тоника, ополаскивателя, шампуня).

2. При проблемной коже и волосах. Масло сосны в сочетании с другими эфирными маслами применяется в равных пропорциях: с неролиевым, мятным, шалфейным.

3. Массаж. 5–7 капель эфирного масла сосны или одной из композиций масел смешать с 10–15 столовыми ложками любого растительного масла (миндального, персикового, жожоба, виноградных косточек) или выбранного крема.

4. Ванна. В наполненную ванну (37–38°С) добавить 4–6 капель эфирного масла сосны, предварительно смешанных с 1 столовой ложкой эмульгатора (молока, мёда, морской или поваренной соли). Длительность процедуры — 10–20 минут.

5. Сауна. 5–10 капель масла сосны добавить в ёмкость с небольшим количеством горячей воды и поместить её на верхний стеллаж парилки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Габриелян, О. С. Химия : 10 класс : учебник для общеобразовательных организаций : углублённый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. – Москва : Просвещение, 2021. – 399 с. – ISBN 978-5-09-081244-3

2. Дэвис, П.  Ароматерапия от А до Я : [энциклопедия] / Патриция Дэвис ; пер. с англ. М. Котельниковой. – Москва : ФАИР-ПРЕСС, 2004. – 672 с. – ISBN 5-8183-0767-0

3. Леонова Н. С. Ароматерапия для начинающих / Наталья Леонова. – Москва : ГРАНД : Фаир-Пресс, 2008. – 224 с. – SBN: 978-5-8183-1346-7

7. Янг К. Эфирные масла для начинающих : подробное руководство по использованию / Кэк Янг ; пер. с англ. Натальи Федяниной. – Санкт-Петербург : Весь, 2020. – 360 с. – ISBN 978-5-9573-3661-7

8. Ткаченко, К. Г. Эфирномасличные растения и эфирные масла : достижения и перспективы, современные тенденции изучения и применения / К. Г. Ткаченко // Вестник Удмуртского университета. – 2011. – №. 1. – С. 88-100.

9. Ароматерапия [Электронный ресурс] : учебный курс / Б. Виноградов, Н. Виноградова, Л. Голан // Теория и практика ароматерапии. – Режим доступа : file:///C:/Users/Ol/Downloads/aromaterapiya_uchebnyy_kurs.pdf – Загл. с экрана. – (дата обращения: 17.10.2022)

10. Вальве Е. Как проверить качество эфирного масла [Электронный ресурс] : статья / Елена Вальве // Основы ароматерапии. – Режим доступа : https://sna-kantata.ru/kak-proverit-kachestvo-efirnogo-masla – Загл. с экрана. – (дата обращения: 23.11.2022)

11. Пейкова, А. Н. Эфирные масла растений и их использование [Электронный ресурс] : статья / А. Н. Пейкова // Природные соединения и здоровье человека. – 2021. – С. 231-233. – Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46521879 – Загл. с экрана. – (дата обращения: 10.11.2022)

12. Плюсы и минусы ароматизации эфирными маслами [Электронный ресурс] : статья // Аромамаркетинг. – Режим доступа : https://aroma-air.com/poleznye-stati/aromatizacii-naturalnymi-maslami – Загл. с экрана. – (дата обращения: 19.11.2022)

13.Энциклопедия эфирных масел, Елена Туманова.

14. © https://www.livemaster.ru/topic/75969-istoriya-primeneniya-efirnyh-masel

15.© https://www.livemaster.ru/topic/1005179-efirnye-masla-svojstva-efirnyh-masel

16.https://ecogolik.ru/blog-siberina-28065/sposoby-polucheniya-efirnykh-masel/