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COLEGIO PERUANO NORTEAMERICANO ABRAHAM LINCOLN PROGRAMA DEL DIPLOMA

Biología Nivel Medio: Informe de Laboratorio #5

Separación de pigmentos fotosintéticos de espinaca mediante cromatografía

Alumno: Sebastian Perez Profesor: Rosa Dávalos

11°C 2018

Separación de pigmentos fotosintéticos de espinaca mediante cromatografía 1. Pregunta de investigación ¿Existen otros pigmentos, además de la clorofila en las hojas de Spinacia Oleracea “Espinaca”? 2. Objetivo  Extraer los pigmentos fotosintéticos y separarlos mediante una técnica sencilla de cromatografía en papel 3. Marco teórico 

Clorofila La clorofila es un pigmento de las plantas, que les proporciona su color verde y que absorbe la luz necesaria para la fotosíntesis. La clorofila absorbe principalmente luz violeta roja y azul y refleja luz verde. La abundancia de clorofila en hojas y su ocasional presencia en otros tejidos vegetales es la causa de que esas partes de las plantas aparezcan verdes, pero en algunas hojas la clorofila es enmascarada por otros pigmentos. La extracción y reconocimiento de estos pigmentos es interesante para el estudio y conocimiento de sus propiedades. En ocasiones, la presencia de clorofila no es tan patente al descomponerse y ocupar su lugar otros pigmentos de origen isoprénico también presentes en los plastos como son los carotenos (alfa, beta y ganma) y las Xantofilas.

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Pigmentos vegetales Los Pigmentos vegetales, que se encuentran en los cloroplastos, son moléculas químicas que reflejan o transmiten la luz visible, o hacen ambas cosas a la vez. El color de un pigmento depende de la absorción selectiva de ciertas longitudes de onda de la luz y de la reflexión de otras. Constituyen el sustrato fisicoquímico donde se asienta el proceso fotosintético. Hay diversas clases de pigmentos:

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• Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas) de coloración verde. Son insolubles en el agua • Carotenoides (carotenos y xantofilas) de coloración amarilla y roja. • Ficobilinas de coloración azul y roja presentes en las algas verdeazuladas, que comprenden el filo de los Cianofitos. Los colores que presentan los vegetales son debidos a unos compuestos químicos llamados pigmentos. El color que presenta un determinado órgano vegetal depende generalmente del predominio de uno u otro pigmento o la combinación de ellos. Además, algunos de los pigmentos que condicionan el color están estrechamente ligados a las actividades fisiológicas del propio vegetal. El color verde en los vegetales es debido a la presencia de dos pigmentos estrechamente emparentados llamados clorofila A y clorofila B. Se encuentran prácticamente en todas las plantas con semilla, helechos, musgos y algas. También, aunque aparentemente falten en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando se extraen las otras sustancias colorantes de estas, puede comprobarse incluso allí la presencia de las clorofilas. 

Clorofilas o Clorofilas: Compuestas por una porfirina que lleva incorporado un átomo de magnesio en el centro del núcleo y es estable porque el 2+¿ esta enlazado con los 4 átomos centrales. Es decir que estas Mg¿ presentan una estructura molecular de gran tamaño de tipo porfírinico, estando formada en su mayor parte por carbono e hidrógeno; constituyendo un anillo tetrapirrolico ocupado en el centro por un único átomo de magnesio, rodeado por un grupo de átomos que contienen nitrógeno. o Carotenoides: Actúan como pigmentos accesorios en el proceso de la fotosíntesis. Existen dos tipos de pigmentos carotenoides: carotenos y xantofilas. Estos transfieren la energía que obtienen al absorber la luz en la clorofila, teniendo la función de catalizadores 2

*Experimental Organic Chemistry 3th Edition. Gilbert & Martin. Harcourt, página 172

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Capilaridad Es la capacidad que tiene un líquido de subir espontáneamente por un canal minúsculo. Debido a la tensión superficial, el agua sube por un capilar debido a las fuerzas cohesivas y a las adhesivas que unen al liquido con la superficie del capilar. Es decir que cuando un líquido entra en contacto con una superficie, aparecen fuerzas de atracción entre las moléculas de la superficie y del líquido, esta fuerza de adhesión es la que da origen a la capilaridad.

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Humedad Todos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido en agua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua libre” Y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o absorbida.

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4. Variables Independiente: Tipo de espinaca, ya que al tener diferentes características ambas, una seca y otra fresca Dependiente: Cromatografía de la clorofila en ambas espinacas Controladas: 1. Se evita la degradación de los pigmentos fotosintéticos utilizando el carbonato de calcio en todas las muestras 2. La cantidad de espinaca utilizada en ambas experiencias fueron reguladas al ser la misma cantidad quitando las nerviaciones más gruesas y pecíolos. 3. El volumen y concentración del alcohol, o soluciones problema estuvieron reguladas al ser utilizados 50 cm 3 estando en un mortero. 4. Masa del carbonato de calcio, una cucharita 5. El papel de filtro fue el mismo para todos los embudos y este permitió el filtrado demorándose bastante tiempo.

5. Resultados 5.1. Datos cualitativos 5.1.1. Antes del experimento o Podemos ver que en el caso de la espinaca deshidratada en comparación con la espinaca hidratada tiene un tono más fuerte de verde, sin embargo, la que está en alcohol es un tono más oscuro que el de la acetona. Es decir que después de haber molido la hoja en ambas soluciones solo se pudo presenciar el cambio de color. o En caso de la espinaca hidratada está en comparación con la deshidratada tiene un tono de verde más claro, sin embargo, ocurre lo mismo que en la deshidratada en cuanto a la tonalidad de la espinaca

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en alcohol a comparación de la espinaca con acetona ya que la de alcoholdeshidratada: también tiene un tono más oscuro. Hojas de espinaca Imagen de la espinaca con alcohol

Imagen de la espinaca con acetona

Hojas de espinaca hidratada: Imagen de la espinaca con alcohol

Imagen de la espinaca con acetona

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5.1.2. Después del experimento Al observar el papel donde hemos hecho la cromatografía, vemos tres delas cuatro bandas o zonas, que corresponden a los distintos pigmentos fotosintéticos presentes en las hojas de espinaca. Según su grado de solubilidad con el alcohol se reconocen estas bandas y en este orden: 1. Clorofila b 2. Clorofila a 3. Xantofila Además, podemos ver que la espinaca deshidratada tiene una mayor cantidad de colores reflejados por la clorofila en caso de la acetona, pero en comparación con la espinaca hidratada esta tiene una cantidad menor de colores. Por otro lado, en ambos casos la acetona es la que tiene una mayor cantidad de colores en el periodo de tiempo que es de 20 minutos. El tono del color verde finalmente tuvo una mayor intensidad siendo este uno de los cambios más notables por la percepción visual.

Imagen de la espinaca deshidrata da

Imagen de la espinaca hidratada

5.2. Datos cuantitativos 5.2.1. Datos brutos - 50 cm3 de alcohol 96 -50g de carbonato cálcico - 50 cm 3 de acetona 5.2.2. Datos procesados 6

Luego de 20 minutos se midió la altura de cada carbohidrato más la repetición normal y se obtuvieron los siguientes datos en la siguiente tabla. Tabla #1: Disolventes en espinaca hidratada Altura de pigmentos, en colores, de la espinaca hidratada en la hoja blanca (±0.5mm) Alcohol #2 Acetona

Alcohol#1 Verde

4

3

3

Verde 2

5

4

5

Verde 3

0

0

0

Verde 4

0

0

0

Verde 5

0

0

0

Verde 6

0

0

0

Amarillo

7

7

0

Tabla #2: Disolventes en espinaca deshidratada Altura de pigmentos, en colores, de la espinaca deshidratada en Alcohol#1

la hoja blanca (±0.5mm) Alcohol #2 Acetona

Verde

2

4

4

Verde 2

5

7

6

Verde 3

8

0

1

Verde 4

0

0

2

Verde 5

0

0

4

Verde 6

0

0

5

Amarillo

12

11

0

Tabla #3: Tipo de pigmento a partir de los colores

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Pigmento Carotenos Clorofila a Xantofilas Clorofila b

Color Naranja Verde claro Amarillo Azul

Tamaño de clrofla, en colores, en el papel(mm)

*Experimental Organic Chemistry 3th Edition. Gilbert & Martin. Harcourt, página 171

Altura de pigmentos, en colores, de la espinaca hidratada 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Verde

Verde 2

Verde 3

Verde 4

Verde 5

Verde 6

Amarillo

Color en el papel Alcohol #1

Alcohol #2

Acetona

Tamaño de clrofla, en colores, en el papel(mm)

Grafico #1:

Altura de pigmentos, en colores, de la espinaca deshidratada 14 12 10 8 6 4 2 0 Verde

Verde 2

Verde 3

Verde 4

Verde 5

Verde 6

Amarillo

Color en el papel Alcohol #1

Alcohol #2

Acetona

Grafico #2:

6. Análisis y Conclusiones

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6.1. Análisis de los resultados Analizando la tabla1 la cual es de los datos obtenidos utilizando los solventes en espinaca hidratada tiene pocos colores vistos en la hoja en blanco utilizada finalmente. Solo se puede observar el color verde 1, 2 tanto como en el alcohol#1, #2 y la acetona mientras que el color amarillo solo se observó en ambos alcoholes. Podemos ver que en caso de la espinaca hidratada se presenció bastante el color amarillo, que es según la tabla#3 las xantofilas, ya que su medida es de 7mm siendo la mayor de esta tabla. En cuanto a la tabla #2 la cual es de los datos obtenidos utilizando la espinaca deshidratada los datos cambiaron notoriamente en cuanto a la acetona ya que se pudieron observar 6 diferentes tonos de verde, sin embargo, no apareció el amarillo. En cuanto a los alcoholes ambos tuvieron una medida muy alta del color amarillo porque fue de 12mm sin embargo presentaron escasos tonos de verdes. Podemos ver que la acetona en la espinaca En ambos casos analizando los gráficos 1 y 2 se puede observar una correlación entre los alcoholes de menor cantidad ambos, pero son tratados igualmente. 6.2. Conclusión general Se obtuvieron los pigmentos fotosintéticos de la clorofila, que son los que les dan color a las hojas de las plantas ya que la fotosíntesis es un proceso que permite a los vegetales obtener la materia y la energía que necesitan para desarrollar sus funciones vitales, se lleva a cabo gracias a la presencia en las hojas y en los tallos jóvenes de pigmentos, capaces de captar la energía lumínica. Analizando los datos se concluyó que la espinaca deshidratada refleja los pigmentos de manera más veloz en un cierto tiempo, además hubo la aparición de un color distinto al verde que era el amarillo significando este la aparición de las Xantofilas siendo este el pigmento distinto a la clorofila tanto a como b. Esto demuestra que si existen más pigmentos que son reflejados por la planta que en este caso es la espinaca y que son visibles para el ojo humano. El hecho de que haya sido más rápido en la espinaca deshidratada es porque al estar deshidratada la humedad ha sido eliminada por lo tanto se pierde el agua producida naturalmente por la 9

planta. Esto ligado con la característica de la apolaridad de las clorofilas explica porque el proceso es más rápido porque al utilizar solo el alcohol y acetona sin uso del agua, esta no retrasa el proceso. Es por eso por lo que ocurre la no aparición de diferentes tonos de verde en cuanto a la espinaca hidratada.

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7. Evaluación 7.1. Limitaciones y Recomendaciones

Limitaciones

Recomendaciones

Se utilizaron las manos para manipular Utilizar pinzas para manipular los filtros de los papeles de filtro provocando una papel para que de esta manera se evite la contaminación del papel por los aceites contaminación del papel. de la piel. La

espinaca

seca

no

estaba Mejorar las instalaciones para que no

completamente deshidratada afectando ocurra esta situación al transportarse de al momento de compararla con la un laboratorio a otro sabiendo que la hidratada, por el tiempo que se demoró hidratación del agua ocurre fácilmente por hasta realizar el experimento. Esto la medio. vuelve poco a poco hidratada afectando a la medición.

8. Bibliografía Alan Damon, Randy McGonegal, Patricia Tosto, William Ward. (2014). Biology standard level. Great Britain: Pearson. T.Audesirk, G.Audesirk, Bruce Myers. (2013). Biologia, La vida en la tierra. Mexico: Pearson. J. Azcón-Bieto, M. Talón (eds.). Fundamentos deFisiología Vegetal. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana, Edicions Universitat de Barcelona,2000 rank B. Salisbury, Cleon W. Ross. FisiologíaVegetal. México: Grupo Editorial Iberoamericana,1994. (traducción de la 4ª edición original en inglés:Plant Physiology. Wadsworth, 1992). Blanco Prieto F. Manual del Laboratorio deQuímica. Gráficas Cervantes. Salamanca, 1983

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