ÖZEL EGE LİSESİ ŞİFALI BİTKİLERDEN UÇUCU YAĞLARININ ÇIKARTILMASI HAZIRLAYANLAR: Cem BAYTÖRE Ceyda TELEK Deniz ULU İdil ERGÜN Raziye ÇAVUŞOĞLU Danışman Öğretmen: Rüçhan ÖZDAMAR İZMİR-2004
İÇİNDEKİLER Şifalı Bitkilerin Uçucu Yağlarının Elde Edilmesi................................................... 1 Lavanta.................................................................................................3 Kekik..................................................................................................4 Nane................................................................................................... 4 Ekstraksiyon Yöntemi............................................................................... 5 Sokshlet Ekstraksiyon Cihazı..................................................................... 6 Su Buharı Destilasyonu Yöntemi....................................................................6 Sonuç.............................................................................................. 8 Kaynakça........................................................................................ 10 1
Şifalı bitkiler adından da anlaşılabileceği gibi çevresine şifa veren, kimi hastalıklarımıza ilaç olan bitkilerdir. Bizler bu konunun daha da detayına inip, birçok yararı olan bu bitkilerin ham maddeden nasıl kullanılır hale geldiği, uygulama yaparak incelemek istedik. Bunun sonucunda basit fakat kesin sonuç vereceğine inandığımız bir distilasyon düzeneğimizle lavanta, nane ve reyhan bitkilerinden uçucu yağlar elde ettik. Bizim bu projeyi alma nedenimiz, deney yapma, gözlemlerle deney sonuçlarını karşılaştırma, bir olayı somut bir şekilde ifade etmektir.kısacası bilime daha yakın olmaktır. Bu işin mikro boyutudur.işin makro boyutu ise ülkemizde bilime verilen önemin artırılması ve bir konu için yapılan araştırmaların, olması gereken seviyeye çıkartılmasıdır. Bizler bir nebze olsun, bu konuya katılımda bulunmayı amaçladık. Bu projemizde lavantada, nanede, defne vb... bitkilerde uçucu yağ bulunduğunu ve şifalı bitki diye tanımlayabileceğimiz bu bitkilerin kokularının sahip oldukları uçucu yağlardan kaynaklandığını, keza bu yağların nerelerde kullanıldığını öğrendik. Yaptığımız deneylerde, araştırmanın, gözlemlerin ve titiz davranmanın ne kadar mühim olduğunu, grup çalışması yaparken yardımlaşmayı ve sorumlulukları paylaşmayı öğrendik. Projemizi hazırlarken bize ayırdığı zaman, projemize yaptığı katkılar, bize esirgemediği sabrı ve verdiği moral için kimya öğretmenimiz Rüçhan ÖZDAMAR a ve projeyi hazırlayabilmemiz için bize sunduğu imkanlardan dolayı okulumuza teşekkürü borç biliriz. Projemiz 3 bölümden oluşmaktadır: *Proje için yapılan hazırlıklar *Deney yapılması *Sonuç ve Tespitler ŞİFALI BİTKİLERİN UÇUCU YAĞLARININ ELDE EDİLMESİ Şifalı bitkiler günümüzde birçok alanda önemli rol oynamaktadır. Bunlardan bazıları hem tıp alanında ilaç olarak, kozmetik alanında parfüm, krem olarak vb... alanlarda kullanılmaktadır. Doktorlar insanların iyileşmesini isterken aynı zamanda da insanlara zarar veren kısımlarını yok etmeye çalışıyorlar.bunlardan kurtulmak için başvurdukları en önemli kaynaklar ise şifalı bitkiler.yani tamamen doğal olan ve insanlar zarar verebilecek hiçbir şeyi bulunmayan bitkiler. Bizler bu bitkilerin bazılarını deneylerimizde kullandık ve bun bitkiler kullanırken onlar hakkında ayrıca bilgiler de topladık. 2
Bunlardan bazıları, LAVANTA İsimleri Yetiştiği Yerler : Lavendel / Lavande / Lavender / Lavandula : Kuzeybatı-Batı ve Güneybatı Anadolu. Haziran - Ağustos ayları arasında mavi veya mor renkli çiçekler açan, 20-60 cm boylarında, aromatik kokulu, çok yıllık, otsu veya çalımsı bitkiler. Daha çok deniz ikliminin bulunduğu Batı bölgelerimizde yaygın olan lavantanın, Türkiye de yetişen iki türü vardır. Bunlar, Lavandula stoechas ve L. angustifolia dir. Ayrıca daha ziyade kültürü yapılan, İngiliz lavanta çiçeği (L. spica) olarak bilinen türü de bulunur. İngiliz Lavanta Çiçeği (L. spica): Haziran-Ağustos ayları arasında mavi renkli çiçekler açan, 20-50 cm boylarında çok yıllık otsu bir bitki. Gövdeleri dik ve odunludur. Dallar, yalnız alt kısımlarında yaprak taşır. Yapraklar kışa saplı, dar ve uzunca, tüylü, beyazımsıgrimsi-yeşil renklerdedir. Çiçekler dalların ucunda, uzun saplar üzerinde toplanmışlardır. Çiçekler küçük ve çok kısa saplıdır. Çanak ve taç Yaprakları tüp şeklindedir. Meyveleri parlak siyah renklidir. Kullanıldığı Yerler: *Çiçekleri kullanılır. *Çiçekleri açmadan toplanır ve su buharı ile distile edilerek, hemen uçucu yağ elde edilir. *Uçucu yağında organik asitler, pinen, kafur, camphen vs. gibi maddeler bulunur. *Lavanta çiçeği, kuvvet verici,idrar söktürücü ve romatizma- ya karşı çay halinde kullanılır. *Çok iyi bir koku vericidir. *Haricen yatıştırıcı olarak da kullanılır. *Parfümeri sanayiinde kullanılan önemli bir bitkidir. *Lavanta çiçeğinin bir türü olan Lavandula stoechas, Karabaş olarak bilinir. 3
KEKİK İsimleri : Thymus vulgaris / Thymus / Thym Kullanıldığı Yerler: *Bedeni kuvvetlendirir. *Hazmı kolaylaştırır. *İştahsızlığı giderir. *Kalp çarpıntılarını keser. *Yemeklerin bozulmasını önler. *Barsak iltihaplarını iyileştirir. *Salgı bezlerini düzenler. *Aybaşı kanamalarının düzenli olmasını sağlar. *Böbrek ve mesanedeki mikropları öldürür. *Afrodizyak etkisi vardır. (Cinselliği kamçılar.) *Tansiyonu geçici olarak yükseltir. *Hastalıklara karşı direnç verir. *Öksürük, bronşit ve astımda faydalıdır. *Kekik suyu ile banyo, romatizma ağrılarını dindirir. *Kandaki şeker miktarını azaltır. Dikkat: Kekik çayı ve yağını, düşükleri kolaylaştırabileceği için hamilelerin, kekik yağını ise guatrı olanların kullanmaması tavsiye edilmektedir. NANE İsimleri : Minze / Menthe / Mint / Pennroyal / Mentha Yetiştiği Yerler : Anadolu nun her yerinde yetişir. 0,5-1 m boylarında, hoş kokulu, otsu çok yıllık bitkiler.gövdeleri dört köşeli, yeşilimsi veya kırmızımtırak renkli, tüylü veya tüysüzdür. Yaprakları saplı, almaşlı olarak dizilmiş, oval şekilli, kenarları dişli, hafif tüylüdür. Çiçekler genellikle temmuz-ağustos ayları arasında açmakta olup mor, pembe, beyaz veya leylak rengindedir. Kullanıldığı Yerler: *Nane esansı, çok miktarda zehir etkili olmasına karşılık az miktarı mide ağrılarına ve bulantı bulantılara karşı kullanılabilir. *Nane uçucu yağı da oldukça fazla kullanılan bir yağdır. 4
DENEYSEL BÖLÜM *Kullanılan kısımları yaprakları, çiçekli dalları ile yapraklarından elde edilen uçucu yağdır. *Yapraklar veya çiçekli dallar bitki çiçek açmaya başladığında toplanır ve demetler halinde gölgede kurutulur. *Yapraklarda şekerler, reçineli maddeler, tanen ve uçucu yağ vardır. *Uçucu yağda menthol, sineo, menthol esterleri, bazı organik asitler bulunur. *Yaprakları çay halinde yatıştırıcı, midevi, gaz söktürücü, bulantıyı giderici olarak kullanılır. *Bunun yanında çeşitli ilaçların terkibinde kullanıldığı gibi, yaprakları çiğ veya kurutulmuş olarak yemeklere konur. Deneysel çalışmada kullanılan yöntem ve cihazlar: EKTRAKSİYON YÖNTEMİ Ekstraksiyon çözgenlerle yapılan bir ayırma işlemidir. Analitik uygulamalardan ekstraksiyon genellikle bir maddenin tayinine etki eden maddeleri fazlardan birinde bırakıp tayin edilecek maddeyi diğer faza seçimli olarak geçirmek amacıyla uygulanır. Batch ekstraksiyon, zıt akım sıvı-sıvı ekstraksiyon ve sürekli ekstraksiyon olmak üzere üç ekstraksiyon yöntemi vardır. Genellikle ya çözeltilerde çözünmüş halde bulunan maddelerin ya da katı karışımlardaki maddelerin ayrılması amacı ile kullanılır. Bazen bir maddenin içerdiği çözünebilir yabancı maddelerin uzaklaştırılması için de ekstraksiyon yöntemi kullanılabilir. Ancak bu son işlem genellikle yıkama şeklinde uygulanır. Ekstraksiyon işleminin teorik dayanağı Nerst in Dağılma Kanunu dur. Bu kanuna göre, eğer bir madde bir sistemin birden fazla fazı içinde mevcut ise, sistemin dengesi için, bu maddenin çeşitli fazlardaki konsantrasyonları arasında belirli bir sıcaklıkta belirli bir oran bulunmalıdır. Buna göre birbirleri ile hiç karışmayan ya da az oranda karışan iki sıvının oluşturduğu bir sisteme, her iki sıvı içinde de çözünebilen bir madde eklendiğinde, bu maddenin iki sıvıdaki konsantrasyonlarının birbirlerine oranı sabit olacaktır. A ve B ile gösterilen iki sıvı fazdaki konsantrasyonlar C A ve C B ise Dağılma Kanunu nun matematiksel ifadesi denir. C A / C B = K, (K=dağılma katsayısı) Organik maddeler, genellikle, organik çözgenlerde suya göre daha fazla çözünürler. Bu nedenle, organik maddeleri sulu çözeltilerden organik çözgenler yardımı ile ekstrakte etmek olasıdır. Eğer sulu faza NaCl (sodyum klorür), Na 2 SO 4 (sodyum sülfat) gibi elektrolitler ilave edilirse organik maddelerin sudaki çözünürlükleri azalır. Buna göre, sulu çözeltiyi bir tuzla doyurma işlemi organik maddelerin ekstraksiyonunu kolaylaştırır KATILARIN EKSTRAKSİYONU: Katı-sıvı ekstraksiyon başlıca doğal ve biyolojik örneklerle ilgili uygulamalarda kullanılır. Katı-sıvı ekstraksiyonunda katının içerdiği maddelerden biri veya bir bölümü uygun bir çözgen ile ekstrakte edilir. Katıların ekstraksiyonu genellikle uzun zaman aldığı için sürekli ekstraksiyon yöntemleri tercih edilir. Maddenin katı içinden diffüzlenmesi yavaş bir işlem olduğu için katı örnek ince toz haline dönüştürüldükten sonra ekstrakte edilmelidir. Böylece maddenin çözgenle daha fazla teması sağlanır. 5
SOKSHLET EKSTRAKSİYON CİHAZI: Sokshlet ekstraksiyon yöntemi narin bitkilerden yüksek miktarda fakat en basit ve en ucuz yolla essansiyal yağ elde etmek için kullanılır. Bunun için aşağıda görülen sokshlet ekstraksiyon cihazı kullanılır. Geri Soğutucu Ekstraksiyon Kolu Cam Balon Şekil 1. Sokshlet ekstraksiyon cihazı Sokshlet ekstraksiyon yöntemini uygulayabilmek için katı materyal kurutulur, küçük parçalara ayrılır ve bu katı parçacıklar selülozdan yapılmış olan ekstraksiyon kartuşuna doldurulur. Bu kartuşda ekstraksiyon kolunun içine yerleştirilir. Cam balona solvent olarak kullanılacak kimyasal madde konulur ve ısıtıcı yardımıyla bu maddenin buharlaşması sağlanır. Buharlaşan çözgen ekstraksiyon kolundan geçerek geri soğutucuya ulaşır. Geri soğutucuda yoğunlaşan çözgen tekrar ekstraksiyon koluna gelerek kartuş içerisinde bulunan maddeyi çözer ve cam balona geri döner. İşte bu işlem sürekli tekrarlanarak ekstraksiyon tamamlanmış olur. SU BUHARI DESTİLASYONU YÖNTEMİ: Su buharı destilasyonu suda çözünmeyen ya da kısmen çözünen maddelerin saflaştırılmasında ya da ayrıştırılmasında kullanılan bir tekniktir. Böyle maddelerin sulu karışımlarının destilasyonu, ya da bu türden maddeleri içeren karışımlardan su buharı geçirilmesi ile uygulanan su buharı destilasyonu, birbirinde çözünmeyen sıvı çiftlerinin destilasyonuna da örnek oluşturur. Bu destilasyonda sıvı çiftini oluşturan bileşenlerden biri sudur. Su buharı destilasyonunun pratik avantajı karışımın, kaynama noktası düşük bileşeninin kaynama noktasından daha düşük bir sıcaklıkta ayrılabilmesidir. Sonuç olarak, kaynama noktası yüksek olan bir madde, vakum uygulanmaksızın normal kaynama noktasının çok altında destillenebilir. 6
Şekil 2. Su buharı destilasyonu düzeneği Birbirlerinde hiç çözünmeyen doygun sıvıların buharları Dalton un Kısmi Basınçlar Kanunu na uyarlar. Bu kanun şu şekilde tanımlanır: Birbirleri ile tepkime vermeyen iki ya da daha fazla gaz veya buhar sabit bir sıcaklıkta karıştırıldıkları zaman, her bir bileşen tek başına bulunduğunda gösterdiği kadar bir basınç gösterir ve sistemin basıncı bu basınçlar toplamına eşittir. Dalton un Kısmi Basınçlar Kanunu matematiksel olarak aşağıdaki gibi gösterilir: P = P 1 + P 2 +... + P n Burada P sistemin toplam basıncını, P 1, P 2...P n ise sistemdeki her bir bileşenin kısmi basıncını yani saf haldeki buhar basıncını belirtir. Eğer birbirinde çözünmeyen iki sıvının bir karışımı destillenirse, kaynama noktası, bu sıvıların buhar basınçlarının toplamının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklık olacaktır. Dolayısıyla karışımın kaynama noktası düşük sıcaklıkta kaynayan bileşeninkinden düşük olacaktır. Bu sayede su buharı destilasyonu ile kaynama noktası 100 derecenin üstünde olan bileşiklerin 100 derecenin altındaki bir sıcaklıkta ayrılabilmeleri mümkün olmaktadır. Ayrıca bu yöntemle suda çözünmeyen ya da az çözünen maddeleri, istenmeyen yabancı maddelerden hiçbir bozunmaya uğramadan ayırmak olasıdır. Toplam basınç, sistemdeki bileşenlerin kısmi buhar basınçları toplamına eşit ve bileşenlerin bağıl miktarlarından bağımsız olduğu için, karışımın kaynama sıcaklığı, bileşenlerden biri (pratikte organik madde) sistemden tamamen uzaklaşıncaya kadar sabit kalır ve ancak bundan sonra yükselir. Su buharı destilasyonunda destillenen buhar karışımındaki bileşenlerin miktarları, bu bileşenlerin kısmi basınçları ile doğru orantılıdır Kullanılan Kimyasal ve Cihazlar Cam balon Elektrikli ısıtıcı Erlen Cam borular Hortumlar Beher Sokshlet kartuşu Geri soğutucu 7
SONUÇ Yaptığımız bu deney ve araştırmaların sonucunda bitkilerin uçucu yağlarının insan hayatındaki yerini ve önemini fark ettik.birçok farklı alanda kullanıldıkları saptanılmış ve her birinin çok farklı özelliklere sahip olduğu gözlenmiştir. Bunlardan bazıları: Bitkisel Yağların; hastalık tedavisi ve/veya sağlığın korunması amacıyla kullanılması: Yaklaşık 6000 yıllık bir geçmişe sahip olan aromaterapi'nin ilk olarak mumya yapımında eski Mısır uygarlığı tarafından kullanıldığı bilinmektedir. Aynı çağlarda, eski Çin uygarlığı tarafından da aromaterapi yağları ve bitkileri tanrıya olan şükranın bir ifadesi olarak kullanılmaktaydı. Aromaterapinin tedavi ve güzellik maksadıyla kullanımı ise ilk olarak eski Yunan medeniyetlerinde ortaya çıkmıştır. Roma İmparatorluğu devrinde aromaterapi banyo sonrası masaj teknikleriyle kullanım alanı buldu. Eski Romalılar aromaterap yağlarını eski Arap ve Hint medeniyetlerinden getirtiyorlardı. Günümüzde kullanıldığı şekliyle modern aromaterapinin babası Dr.René-Maurice Gattefossé'dur. Esasen bir koruyucu hekimlik sistemi olan Aromaterapi'nin kullanım alanı günümüzde kaybolmaya yüz tutmuş olmakla birlikte bitkisel yağların geniş iyileştirici etkileri halen bilinmekte ve kabul edilmektedir. Bitkilerin kabuk, yaprak, çiçek, meyve, tohum, sap, kök gibi- farklı yerlerinden çeşitli yöntemlerle elde edilen güzel kokulu yağlar uçucu özellik taşırlar. Bu şekilde atmosferde de buharlaşmış olarak mevcutlardır. Yağlar, pekçok bitkiye verdikleri koku ile karakter katan, kimyasal oluşumlardır.bitkisel yağlar bitkilerin özlerini oluşturmakla birlikte, adlarında belirtilenin aksine her zaman yağ içermek durumunda değillerdir. Bitkilerdeki yağların canlı hayatındaki yerleri çok iyi anlaşılmış olmamakla birlikte, hayvan hayatı açısından çekici/itici olarak önemli oldukları, kısmen bitkinin kendi bağışıklık sistemini oluşturduklar bilinmektedir. Bitkisel yağlar yanıcı olup, alkol ve sabun içinde erir ancak su içinde ancak %20'ye kadar eriyebilirler. Aromatik kokuların yüzyıllardır doğal/bitkisel tedavi alanında kullanılmakta olması dolayısıyla, aromaterapinin bitki/şifalı ot uygulamalarının bir branşı olduğu düşünülebilir. Ancak şifalı ot ile tedaviyi aromaterapiden ayıran temel farklılıklar vardır. Aromaterapi kapsamında kullanılan yağlar, şifalı bitki tedavisinde kullanılan bitkilerden kat kat fazla kuvvetlidirler (Yaklaşık olarak 1 ton gül yaprağından ancak 250 gr. Gül yağı çıkartılabilmektedir) ancak buna rağmen pek çok aktif maddeyi de içermezler. Bu nedenle, aromaterapide kullanılan bitkisel yağın, aynı bitkinin şifalı ot tedavisinde kullanılanına göre farklı özellikler taşıması normaldir. Aromaterapide kullanılan yağlar, aynı bitkinin kurusundan 75-100 kat daha fazla kuvvetlidir. 8
Aromaterapinin başlıca dayanağı gül, yasemin ve lavanta bitkilerinden elde edilen yağlardan oluşmaktadır. LAVANTA ÇİÇEĞİ Toplama/kurutma : Çiçeklenme aşamasında dallar kesilir, demet halinde gölge ve havadar bir yere asılır ve iyice kuruduktan sonra ovalanarak dallardan ayrılır. Hava almayan kaplarda saklanır. Bileşim: Hoş lavanta kokusunu oluşturan eterli uçucu yağ 40 kadar değişik madde içerir; bunların başlıcaları, Linalylacetat(%30-60), Cineol(%10), linalool, Cumarin, Nerol,, Borneol. Ayrıca flavonlar ve tanen. Etkileri: Yatıştırıcı, kramp çözücü, şişkinlik giderici, antidepressif, kan dolaşımını uyarıcı, antiseptik, antibakteriyel. Uykusuzluk çekenler, içine lavanta çiçeği eklenen yastıklar kullanmayı denemelidirler. Yatıştırıcı etkinliği onun başlıca özelliğidir. Lavanta çayı uykusuzluk ve sindirim sorunlarına karşı kullanılabilir. Merkez sinir sistemini ve üst solunum sinir sistemini olumlu etkiler. İçerdiği tanen maddesinin de yardımıyla, mayalanma belirtileri veren ishallerde başarılıdır. Safrakesesi salgılarının arttırılmasında az da olsa olumlu etkisi vardır. Uykuya dalmayı kolaylaştıracak ve yorgun sinir sistemini yatıştıracak bitki çayı karışımlarında genellikle lavantanın da önemli bir yeri olmalıdır. Mide ve bağırsak hastalıklarını yatıştırabilir Lavanta yağı, iştah açıcı, sindirim sistemini uyarıcı ve yatıştırıcı olarak kullanılır. Bu bizim elde ettiğimiz uçucu yağlardan sadece birinin özellikleridir. 9
KAYNAKÇA Gökmen Halil Kapalı Tohumlular, 2. cilt, 1977, Ankara. Erdem Ümit-Basılmamış ders notları, 1990, Bornova-İzmir Pamay Besalet-İst. Ünv.Orman Fakültesi, Park Bahçe ve Peyzaj Mimarisi, 1979 Seçmen Özcan, Gemici Yusuf, Görk Güven, Bekat Lütfi, Leblebici Erkuter-Tohumlu Bitkiler Sistematiği, 1998, İzmir Enden Emür, Ege Üniversitesi Kimya Fakültesi Ders Notları, 2003. İkizler, A., İkizler, A., Anıl, H., Toprak, M., (1982), Organik Kimya Laboratuar Kitabı, Ege Üniversitesi Kimya Fakültesi Ders Notları Yayın Çoğaltma No:2, sayfa 97-115. Manahan, S.E., (1986), Quantitative Chemical Analysis, Brooks/Cole Publishing Company. www.bitki.org www.fatboyfresh.com www.ncbi.nlm.nih.gov www.rain-tree.com/peppertree.htm 10