pigmentos: extracción de clorofila en ortiga - laboratorio de bioquímica

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUMICA, ING. QUMICA E ING.

AGROINDUSTRIAL

Departamento acadmico de Orgnica

Laboratorio de Bioqumica

INFORME: Reacciones cualitativas sobre pigmentos de las plantas

PROFESOR: Juan Carlos Woolcott

ALUMNA: Falconi Agapito, Ofelia

FECHA: 27-11-13

Reacciones cualitativas sobre pigmentos de plantas 2013

Laboratorio de Bioqumica Pgina 2

RESUMEN

Se extraer de la ortiga, con el solvente alcohol etlico, el pigmento de la clorofila en forma

de clorofilida de color verde; luego se realizaran pruebas qumicas con este extracto.

INTRODUCCION

Si es posible encontrar en el reino vegetal todos los matices y combinaciones de colores del

espectro, existe un predominio general de los colores primarios: verde, amarillo, rojo, azul.

Estos colores son conferidos a los vegetales por determinados compuestos qumicos

definidos, llamados pigmentos.

En las frutas y vegetales, el color se debe principalmente al concurso de tres familias de

pigmentos: clorofilas, carotenoides y antocianinas, que son responsables de la coloracin

verde, roja-amarilla, y azul-violeta respectivamente.

Se puede afirmar que entre todos los pigmentos presentes en los organismos vivos, no hay

duda que los caratenoides son, despus de las clorofilas, los ms ampliamente distribuidos

en la Naturaleza. Se los encuentra en todo el reino vegetal, tanto en tejidos fotosintticos

como no fotosintticos (siendo responsables del color amarillo, naranja y rojo de la mayora

de frutos), en bacterias, algas, hongos y animales.

MARCO TEORICO

Fotosntesis

La fotosntesis es el proceso por el cual los organismos fottrofos transforman la luz solar

en energa para la produccin de glucosa y otras biomolculas. La fotosntesis se lleva a

cabo en las algas protistas, algunas bacterias y cianobacterias y en plantas superiores.

La fotosntesis en la que la energa lumnica dirige la reduccin del carbono, es

esencialmente lo contrario del metabolismo oxidativo de los hidratos de carbono. Por lo

tanto, los hidratos de carbono producidos por fotosntesis sirven como fuente de energa

tanto para los organismos que los producen por s solos como para los organismos no

fotosintticos que consumen en forma directa o indirecta organismos fotosintticos.

El proceso de fotosntesis se realiza en dos fases:

Produccin de energa qumica a partir de energa luminosa. Produccin de biomolculas utilizando la energa qumica (ATP Y NADPH).

En las clulas eucariticas fotosintticas tanto las reacciones dependientes de la luz como

las de fijacin de carbono tienen lugar en los cloroplastos, orgnulos intracelulares

limitados por una membrana que son variables en forma y tienen generalmente unos pocos

micrmetros de dimetro. El compartimiento interior de los cloroplastos contiene vesculas

o sacos llamados tilacoides. Los pigmentos fotosintticos y los complejos enzimticos que

llevan a cabo las reacciones luminosas y la sntesis del ATP estn incrustados en las

membranas de los tilacoides.



Absorcin de la luz

La luz visible es radiacin electromagntica de

una longitud de onda de entre 400 y 700 nm, que

es una pequea parte del espectro

electromagntico, abarcando del violeta al rojo

La energa de un fotn individual es mayor en el

extremo violeta del espectro que en el rojo. La

energa, E, de un mol de fotones de luz visible es

de 170 a 300 kJ, segn la ecuacin de Planck:

La luz est formada por cuantos de luz o fotones capaces de incidir en las molculas y

provocar modificaciones en los niveles energticos de sus tomos. Cuando un electrn

absorbe energa se desplaza a un nivel energtico superior. Inmediatamente despus el

electrn regresa al nivel energtico del que parti, desprendiendo energa en forma de luz.

Durante la fotosntesis, el electrn que ha absorbido la energa necesaria para elevar su

nivel energtico, pasa por una serie de transportadores electrnicos que transforman esta

energa en ATP o NADPH, antes de que el electrn vuelva al nivel energtico basal.

De toda la radiacin incidente sobre una hoja, slo los fotones cuya longitud de onda est

comprendida entre los 400 y los 700 nm resultan tiles para la fotosntesis. El flujo de

fotones fotosintticos (PPF) que es absorbido por las hojas, constituye la fuente de energa

utilizada en la fotosntesis y determina la tasa de asimilacin del CO2.

Pigmentos

Los pigmentos son sustancias qumicas que absorben la luz y su color es el resultado de la reflejada (no absorbida).

En la fotosntesis, la absorcin de energa luminosa se lleva a cabo a travs de los

pigmentos fotosintticos, que son sustancias qumicas que se desestabilizan con la

absorcin de fotones de una parte del espectro de luz. Los organismos que realizan

fotosntesis contienen estas sustancias. Los pigmentos fotosintticos absorben una parte del

espectro.



Clorofila. Las clorofilas son los pigmentos ms importantes que absorben luz en las

membranas de los tilacoides, son pigmentos verdes con estructuras policclicas planas, se

parecen a la protoporfirina de la hemoglobina, excepto en que la posicin central est

ocupada por Mg2+

en lugar de Fe2+

. Todas las clorofilas tienen una cadena lateral larga de

fitol esterificado a un grupo carboxilo sustituyente del anillo IV. Adems, las clorofilas

tienen un quinto anillo de cinco tomos que no est presente en el hemo.

La clorofila es una molcula compleja, formada por cuatro anillos pirrlicos que rodean el

Mg2+

, tiene una estructura polinica extendida con enlaces sencillos y dobles alternantes.

Adems poseen una cadena fitol larga (C20H39OH). Este tipo de polienos muestra una

absorcin fuerte caracterstica en la regin visible del espectro; las clorofilas tiene

coeficiente de absorcin molar anormalmente elevados por lo que estn especialmente

capacitados para absorber la luz visible durante la fotosntesis.

Los cloroplastos contienen tanto clorofila a como clorofila b. aunque las dos son verdes, sus

espectros de absorcin son lo bastante diferentes como para que los dos pigmentos

complementen sus gamas de absorcin de la luz en la regin visible. La mayora de plantas

contienen el doble de clorofilas a que de clorofila b.

Adems de las clorofilas, los fottrofos contienen otros pigmentos como los carotenoides y

las xantofilas, que absorben otras partes del espectro que no absorben las clorofilas. De

esta manera se colecta mayor cantidad de energa ampliando el espectro de absorcin y

mejorando la eficiencia del proceso.

Carotenoides (pigmentos accesorios). Son una clase de pigmentos terpenoides de 40

tomos de carbono, en su mayora son solubles en solventes apolares y de coloraciones que

oscilan entre el amarillo y el rojo. Al captar luz en una regin del espectro no utilizada por

otros organismos, un organismo fotosinttico puede reclamar un nicho ecolgico propio.

Por ejemplo las ficobilinas, presentes en las algas rojas y en cianobacterias.

Los carotenoides se clasifican en dos grupos: carotenos y xantfilas. Los carotenos slo

contienen carbono e hidrgeno como el -caroteno y el licopeno, mientras que las xantfilas contienen adems oxgeno como la lutena.



El carotenoide ms comnmente encontrado es el -caroteno; y la lutena es la xantfila ms abundante, pero siempre se encuentra en menor proporcin que el -caroteno. Los carotenoides junto con los flavonoides y las clorofilas, son los pigmentos vegetales

ms distribuidos. Los flavonoides confieren tambin coloraciones similares, inclusive color

azul a muchas flores y frutos, mientras que las clorofilas se reconocen fcilmente por su

coloracin verde.

PARTE EXPERIMENTAL

1. Instrumental, reactivos. Termmetro, tubos de ensayo, goteros, mortero, pipeta de 5mL, balanza analtica, bao mara, papel filtro.

Etanol al 96%, hidrxido de bario, bencina, cido ascrbico, cido clorhdrico al 10%.

2. Material de investigacin. Hojas de ortiga.

3. Desarrollo de la investigacin.

a. Extraccin de pigmentos de las hojas de ortiga. Se muele 5 gramos de ortiga, se seca en un mortero y se aade 5 ml de etanol. Se

mezcla bien; se pasa la masa obtenida en un tubo de ensayo y se pone a calentar en

bao mara a 90C, hasta el punto de ebullicin del alcohol. Se filtra el contenido a

travs de un papel de filtro en otro tubo de ensayo y se guarda el extracto para

pruebas posteriores.

b. Fraccionamientos de pigmentos. Se coloca en un tubo de ensayo limpio, 10 gotas del extracto obtenido y se aade a

este un volumen igual de bencina.

Se agita cuidadosamente el contenido del tubo, golpeando suavemente con el dedo en

el fondo del tubo.

c. Precipitacin de la clorofila por saponificacin. Colocar en un tubo de ensayo 10 gotas del extracto lquido y se aade 20 gotas de la

solucin saturada de hidrxido de bario; se agita cuidadosamente la mezcla y anotar

los cambios observados.

d. Reduccin de la clorofila con el cido ascrbico. Se agrega a 10 gotas del extracto liquido 2 gotas de agua y varios cristales de acido

ascrbico. Se lleva a calentar en bao mara a 70-80C durante 3-5 minutos y se

observa el cambio de coloracin.



e. Obtencin de feofitina a partir de la clorofila. En un tubo de ensayo a 5 gotas del filtrado se aade una gota de HCl. Se Observa el

cambio de la cloracin.

DISCUSIN DE RESULTADOS

Los pigmentos fotosintticos pueden extraerse de los tejidos gracias a su solubilidad en

disolventes orgnicos como ter y benceno. Sin embargo, para que su extraccin sea

completa, el primer paso - la trituracin no se realiza con estas sustancias sino con otras que adems de disolver los pigmentos sean solubles en agua, como acetona o alcohol

etlico, ya que gran parte del peso fresco de los tejidos vegetales corresponde al agua.

Posteriormente el extracto acetnico o alcohlico se mezcla con ter o benceno, en los que

se disuelven las clorofilas y parte de los carotenos y xantofilas.

Pigmentos como la clorofila y la clorofilida son solubles en bencina, pero la xantfila no lo

es.

La bencina (ter de petrleo), es una mezcla de componentes voltiles e inflamables de la

serie de los hidrocarburos o alcanos. Su densidad es 0.68 g/cm3. Si comparamos la densidad

de la bencina con la del alcohol etlico, que es 0.78 g/cm3, observamos que la densidad de

la bencina es menor que la del alcohol es por ello que al producirse el fraccionamiento de

los pigmentos la coloracin verde se observa en la parte superior del tubo, que corresponde

a la clorofila y clorofilida en bencina; y, en la parte inferior se ve un color amarillo, por la

presencia de las xantfilas.

La xantfila se disuelve en el alcohol porque es una molcula levemente hidroflica, tiene un grupo hidroxilo OH, que la asemeja al alcohol

Se llama saponificacin a la reaccin qumica que tiene lugar entre un cido graso o un

portador de cido graso y una base, obtenindose como producto la sal de dicho cido y

dicha base.

En la estructura de la clorofila se observa que contiene una parte llamada fitol que funciona

como acido graso y al reaccionar con una base o un lcali, en este caso Ba(OH)2, forma

una sal. Entonces al reaccionar ambas, la clorofila y la base, como resultado se forman sales

de las clorofilidas A y B, en forma de precipitado blanco, pues son insolubles en agua. Se

observa un cambio de color sobre el precipitado formado de color amarillo, que es por la

presencia de caroteno y xantfila en el extracto

El cido ascrbico (vitamina C), es un agente reductor suave y la clorofila posee grupos

reducibles, steres, entonces la accin del cido ascrbico sobre estos grupos provoca una

reduccin en la clorofila hasta alcoholes que se observa por una coloracin amarilla.

El cido ascrbico como agente reductor, se oxida fcilmente a cido deshidroascrbico. Es

una vitamina hidrosoluble, es por ello que se agrega agua en la cual se disuelve fcilmente

Al agregar el HCl al extracto de pigmentos, este cido ingresa a la composicin de la

clorofila donde el tomo central de magnesio es fcilmente reemplazado por hidrgeno,

dando lugar a las feofitinas respectivas, las cuales se identifican por el color pardo oliva.



CONCLUSIONES

Al solubilidad en solventes polares de los pigmentos de una planta, es lo que se observa en la parte de fraccionamiento de pigmentos. Si es soluble la clorofila en bencina, se vio

que si lo es.

Mediante la reaccin de saponificacin podemos separar la clorofila de los otros pigmentos, ya que estos no poseen steres en su estructura.

La obtencin de la feofitina podra servir como un mtodo de conservacin de la clorofila, ya que podemos sustituir el hidrgeno por el cobre y este producto, verde

azulado, se conserva en el tiempo.

La clorofila, caroteno y xantofila, posee muchos dobles enlaces conjugados y esto hace que absorban eficazmente luz en la zona visible del espectro. En el cual la clorofila es el

principal pigmento absorbente de luz; y esta energa luminosa se convierte en energa

qumica para la fotosntesis.

BIBLIOGRAFIA

Bioqumica, Escrito por Antonio Pea, Antonio Pea Daz. Publicado por Editorial Limusa, 1988

Principios de Bioqumica, Lehninger, cuarta edicin.

Fundamentos de Bioqumica, Donald Voet, segunda edicin,

Biologa uno, Leonor Oate Ocaa, tercera edicin, Cengage Learning Editores.



ANEXO

Accin del HCl sobre la clorofila

pigmentos: extracción de clorofila en ortiga - laboratorio de bioquímica

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