Reporte práctica 6 farmacognosia - Diana Becerril

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Escuela de Ciencias de la Salud
Práctica No. 6: Extracción de pigmentos fotosintéticos mediante cromatografía
en papel.
Becerril García Diana María, Contreras Reynoso Maricielo, Juárez Espinosa
Fernanda Elizabeth, López Vilchis Ximena, Polo Contreras Sabrina, Ramírez
Romero Karime.
Asignatura: Farmacognosia.
Licenciatura: QFBT.
Periodo: 2021-01
Fecha de entrega: 24 de marzo de 2021
Docente: MANCP. Aura Isabel Cruz Rangel.
INTRODUCCIÓN
La clorofila y la fotosíntesis
La clorofila es el pigmento
responsable del color verde de las
plantas, algas y algunos tipos de
bacterias y absorbe entre 400 y 500
nm (tonos azules y rojos). La hojas y
tallos de las plantas son de color verde
porque del espectro de luz que el sol
refleja, solo refleja las longitudes de
onda que las hojas no están
absorbiendo.
La fotosíntesis se lleva a cabo en los
cloroplastos, gracias a la clorofila que
está presente en ellos, las células
vegetales son capaces de transformar
la energía lumínica en energía química
a través de la fotosíntesis.
En estos organelos se almacenan los
pigmentos fotosintéticos de un vegetal:
clorofila A (verde intenso), clorofila B
(color amarillo-verde), xantofilas
(amarillo claro), carotenos
(amarillo-anaranjado); cada pigmento
posee un color en específico debido a
su estructura química con dobles
enlaces que determinan la absorción
selectiva a determinadas longitudes de
onda.
(Elaesi, 2021)
Figura 1. Cloroplastos.
Mediante la fotosíntesis los vegetales
transforman el agua y el dióxido de
carbono en oxígeno y carbohidratos
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de donde obtienen la energía para
reproducirse.
(Elaesi, 2021)
Figura 2. Ecuación que representa la
reacción química durante la fotosíntesis.
Tipos de clorofila
Clorofila A: Está presente en los
cloroplastos y propicia la conversión
de energía lumínica en energía
química.
Clorofila B: Posee una coloración
verde y está presente en algas y
árboles, su función es aumentar la
capacidad de absorción de la luz de la
clorofila A.
Clorofila C: Se encuentra en algunas
algas, su función es ayudar a la
absorción de la clorofila A a absorber
la luz solar, solo se encuentra al inicio
de la fotosíntesis.
Clorofila D: Fue observada en un alga
roja, más tarde se encontró en la
cianobacteria Acalochloris marina que
se desarrolla sujeta a estas algas.
Clorofila F: Permite la absorción de la
luz roja con mayor efectividad que
cualquiera de los otros tipos, fue
descubierta en estromatolitos en
Australia.
(Elaesi, 2021)
Antocianinas
Las antocianinas son un grupo de
pigmentos hidrosolubles que se hallan
en las células de ciertos vegetales y
que dan un color rojo, púrpura o azul a
las flores y frutos. Se encuentran
disueltas en el citoplasma y líquido
vacuolar y cambian de color según el
pH del medio.
(Atlas de histología vegetal y animal,
2021)
Cumplen diversas funciones: protegen
al vegetal de los rayos UV, atraen
insectos para el proceso de
polinización.
(Garzón, 2008).
Figura 3. Célula vegetal.
En la alimentación humana previenen
el cáncer, protegen los vasos capilares
de la retina favoreciendo el sentido de
la vista, por ser antioxidantes protegen
al corazón de enfermedades
cardiovasculares.
(Garzón, 2008).
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Cromatografía en papel (CP)
La cromatografía en papel se aplica
particularmente a productos polares
como carbohidratos, aminoácidos,
ácidos nucleicos, ácidos orgánicos y
fenoles. Se trata de un método muy
empleado, aunque ha sido
paulatinamente sustituido por la
cromatografía en capa fina. La
separación se realiza sobre tiras de
papel poroso, participando tanto
fenómenos de partición como de
adsorción. Los primeros predominan
cuando se emplea como fase móvil
una mezcla formada por agua u otro
líquido orgánico inmiscible, por
ejemplo, n-butanol.
Por el contrario, las fuerzas de
adsorción predominan cuando se
emplea el agua pura o acidulada para
separar fenoles y heterósidos.
En la cromatografía en papel los
compuestos separados se visualizan
mediante el color de la mancha
separada o de su fluorescencia a la
luz UV tras su reacción con un agente
cromogénico, previamente rociado o
por inmersión de la tira de papel.
Otra ventaja de la cromatografía en
papel es que los valores de RF (valor
de la distancia que un compuesto
separado recorre en relación al frente
del disolvente en unas condiciones
dadas) son muy reproducibles.
Los compuestos separados pueden
ser eluidos del cromatograma, de
modo individual, recortando las
manchas y tratándolas con un
disolvente apropiado, para luego
proceder a la determinación
cuantitativa a través de un método
adecuado: fluorescencia, colorimetría,
absorción UV. Así se pueden valorar
drogas como digital, cornezuelo de
centeno, cicuta, lobelia, nuez vómica,
opio, rauwolfia y otras.
Figura 4. Polaridad de solventes.
Los pigmentos clorofílicos son
insolubles en agua, pero sí son
solubles en solventes orgánicos como
alcohol etílico o acetona.
(Villar, 1999)
Fórmula de los pigmentos.
Clorofila A y B:
Figura 5. Estructura química de la clorofila
A y B.
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Longitud de onda de absorción de la
luz: La clorofila se absorbe entre 400 y
680 nm (tonos azules y rojos).
(Pomar y Contreras, 2015)
Carotenos:
Figura 6. Estructura química de los alfa y
beta carotenos.
Longitud de onda de absorción de la
luz: Los carotenoides absorben la
longitud de onda de 380 a 580 nm
(tonos azules y un poco de verdes) y
tienden a ser rojos, amarillos o
anaranjados.
(Rosales et al., 2005)
Xantofilas
Figura 7. Estructura química de las
xantofilas.
Las xantofilas absorben la energía que
no es absorbida por la clorofila. El
color principalmente amarillo de la
xantofila se debe a la longitud de onda
reflejada. El rango de longitud de onda
en este caso se sitúa entre 560 y 585
nm.
(Rosales et al., 2005)
Importancia de la clorofila en el
metabolismo de las plantas.
Este pigmento desempeña un papel
fundamental en las plantas, ya que es
la encargada de absorber la energía
lumínica procedente del sol y
transformarla en energía química,
compuestos orgánicos y oxígeno a
través del proceso de la fotosíntesis.
(Álvaro, 2019)
Beneficios de consumir clorofila.
Los estudios sobre los beneficios que
la clorofila ofrece a la salud se han
centrado en el estudio del cáncer,
incluidos la prevención y su
tratamiento, específicamente en la
prevención del ataque de la sustancia
cancerígena llamada B1 (AFB1).
Además se han afirmado los
siguientes beneficios:
● Purifica la sangre y el
organismo limpiándolo de
toxinas.
● Limpia los intestinos.
● Ayuda a combatir la anemia.
● Energizar el cuerpo.
● Estimula el sistema inmune.
● Contrarresta sinusitis y la
picazón en la piel.
● Normaliza la presión arterial.
● Es un buen antifúngico.
● Combate el mal aliento debido
a su contenido en magnesio.
(Reardon, s/f)
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Factor que determina que los
pigmentos aparezcan a diferentes
distancias sobre el papel filtro.
La retención del soluto se debe a la
competencia que se establece entre la
fase móvil y éste, la cual radica en la
polaridad de ambos. Entonces, los
componentes del soluto más polares
se retienen más rápido que aquellos
con una menor polaridad.
(Panreac, 2009)
Diferencia del aspecto de los
extractos obtenidos con diferentes
extractantes.
Los pigmentos vegetales presentan un
grado diferente de solubilidad en
disolventes apolares, lo que permite
su separación, cuando una solución
de las mismas asciende por
capilaridad a través de una tira de
papel filtro, expuesta verticalmente
sobre una película de un disolvente
orgánico, ya que las más solubles se
desplazarán a mayor velocidad, y
acompañarán fácilmente al disolvente
a medida que éste asciende, las
menos solubles avanzarán menos en
la tira de papel filtro.
(Villar, 1999)
OBJETIVOS
General:
● Separar e identificar los
pigmentos presentes en células
vegetales mediante la
cromatografía en papel.
Específicos:
● Observar las propiedades de
fluorescencia de los pigmentos
fotosintéticospresentes en las
células vegetales.
● Comparar la afinidad de
diferentes extractantes.
● Definir cuál es el mejor
extractante para la
identificación de los pigmentos
presentes en células vegetales
mediante la cromatografía en
papel.
METODOLOGÍA
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RESULTADOS Y ANÁLISIS
Comparación de afinidad de
extractantes.
● Hojas de perejil
Figura 8. Los 3 extractantes (alcohol,
jabón y agua; respectivamente de
izquierda a derecha) con el extracto de las
hojas de perejil.
Tabla 1. Comparación de la afinidad del
extracto de las hojas de perejil con los 3
extractantes.
EXTRACTANTE AFINIDAD
Alcohol
Muy buena, se
observa una
solubilidad
completa entre el
extracto y el
extractante.
Jabón
Regular, se
observa una
pequeña
separación entre
el extracto y el
extractante.
Agua
Mala, se observa
insolubilidad
entre el extracto
y el extractante.
En la figura 8, se puede apreciar que
existe mejor afinidad entre el extracto
de las hojas de perejil con el alcohol;
debido a que se puede observar una
mejor separación entre las fases
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(líquida y orgánica). Según Anónimo
(2021), todos los pigmentos presentes
en las plantas tienen una solubilidad
distinta en solventes apolares y una
distinta afinidad por la fase
estacionaria, lo que permite su
separación por cromatografía en
papel. Sin embargo, es importante
mencionar que los pigmentos
clorofílicos son insolubles en agua,
pero sí son solubles en solventes
orgánicos como el alcohol etílico o
acetona; y es por ello que se logra ver
la solubilidad completa en el alcohol, y
muy poca solubilidad en el jabón (si
hubiera sido acetona pura, habría
mayor solubilidad que de la que se
presentó).
● Hojas de menta
Figura 9. Extracto de menta obtenido con
detergente, agua y etanol al 96%.
Tabla 2. Características de los extractos
obtenidos.
Sustancia Características
Etanol al
96%
Las hojas de menta
presentaron una muy
buena afinidad al ser
maceradas con el
disolvente empleado,
se obtuvo un extracto
cristalino, de tono
verde fuerte.
Jabón
Se obtuvo un
extracto turbio de
color verde opaco, a
simple vista no es
observable una
separación entre
extracto- extractante;
pero en el fondo se
encuentran partículas
suspendidas, lo que
indica una afinidad
media o regular.
Agua
Se observa un
extracto verde, en el
cual se presenta una
división entre el
extracto y el
extractante;
indicando mala
afinidad.
Según la tabla 2, y los pigmentos que
se pueden observar en la figura 9, el
mejor extractante para los pigmentos
vegetales de la menta es el etanol;
pues, se obtuvo una excelente
solubilidad de los mismos en el
anterior.
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Cromatografía en papel
● Hojas de perejil
Realizada por: Ximena López
Vilchis.
Figura 10. Montaje de cromatografía en
papel con papel filtro.
Figura 11. Cromatografía en papel de los
extractos de las hojas de perejil con
alcohol como extractante.
En la figura 10, se puede apreciar el
montaje de cromatografía en papel, el
cual consistía en el extracto de las
hojas de perejil con alcohol como el
extractante.
Como se puede apreciar en la figura
11, se muestra la cromatografía en
papel terminada de las hojas de
perejil; obteniendo los colores verdes y
amarillos (de abajo hacia arriba,
respectivamente), que de acuerdo con
EducaconBigBang (2013), lo que
ocurre es que el alcohol, con los
pigmentos disuletos en él, va
ascendiendo por el papel como
consecuencia de la capilaridad; por lo
que, los pigmentos menos solubles y
con mayor masa se quedan pegados
al papel más abajo (color verde),
mientras que los más solubles y de
menor masa siguen ascendiendo con
el alcohol (color amarillo). Como cada
pigmento tiene un grado de solubilidad
distinto y diferente masa, en la tira de
papel se forman franjas coloreadas
según se van depositando los
pigmentos. Es decir que los pigmentos
de la clorofila A y B (representadas por
el color verde) son menos solubles y
tienen mayor masa que los xantofilas
(representadas por el color amarillo
claro), por lo que se encuentran en la
parte inferior del papel filtro.
Finalmente, según Carmen Teresa
(s.f.), los pigmentos que se pueden
observar en la cromatografía de papel
de las hojas del perejil son: los
pigmentos verdes (clorofila A y B) y
amarillos o naranja (xantofilas y
carotenos).
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● Hojas de espinaca
Realizada por: Diana María
Becerril García.
Figura 12. Extracto de las hojas de
espinaca con alcohol.
Figura 13. Montaje de la cromatografía en
papel con pellón .
Figura 14. Pigmentos obtenidos en la
cromatografía en papel de hojas de
espinaca con alcohol.
En la figura 12 y 13 se puede apreciar
el extracto obtenido de espinaca con
alcohol y el montaje de la
cromatografía en papel con pellón.
Posteriormente, en la figura 14 se
pueden observar los pigmentos
obtenidos, que de acuerdo a la
cromatografía podemos alcanzar a
percibir 3 tipos de pigmentos, que son
la clorofila A, que es la primera parte
del papel y se encuentra en un color
verde azulado intenso, la clorofila B
que es un tono de verde un poco más
tenue y al parecer xantofilas, que son
pigmentos que se observan en una
tonalidad un poco amarilla. De
acuerdo a De Química (2021), los
principales componentes de las hojas
de espinaca son el β-caroteno y
clorofila, las cuales son responsables
del color de las mismas.
La diferencia en la presencia de estos
pigmentos puede deberse al tipo de
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hoja utilizada o a las condiciones de
elaboración.
● Hojas de lechuga morada o
sangría.
Realizada por: Maricielo
Contreras Reynoso.
Figura 15. Aspecto natural de las hojas de
lechuga morada (lactuca sativa L).
Figura 16. Extracto de hojas de lechuga
morada obtenido con etanol al 96%.
Figura 17. Montaje de la cromatografía en
papel con papel filtro.
Figura 18. Identificación de pigmentos en
la Cromatografía en papel del extracto de
lechuga morada obtenido con etanol al
96%.
Figura 19. Cromatografía en papel del
extracto de lechuga morada obtenido con
etanol al 96% vista con luz azul casera.
Inicialmente en la figura 15, se aprecia
el aspecto natural de las hojas de
lechuga morada (lactuca sativa L),
donde se puede observar una
coloración de tonos rojizos y morados
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en solo la mitad de las hojas y los
bordes, a excepción del tronco, que es
de color verde claro, por lo que se
quitó esta parte para poder obtener
más pigmentos responsables de los
tonos rojos y morados. Sin embargo,
como se aprecia en la figura 16, el
extracto obtenido de las hojas de
lechuga morada con etanol al 96% es
de color verde intenso.
Por otro lado, en la figura 17, se puede
deducir que la lechuga (lactuca sativa
L) tuvo gran afinidad con el etanol al
96% como solvente, esto debido a
que el etanol se mezcla fácilmente con
el agua y muchos compuestos
orgánicos, así como pigmentos
(Arteaga, 2015), esto le permitió
avanzar rápidamente como fase móvil
en el papel (fase estacionaria), debido
a que al ser un disolvente
medianamente polar, fue capaz de
desplazar las moléculas, incluyendo
las más polares, rápidamente a través
del papel. (Escandar, 2014)
En la figura 18, se pudo identificar
mediante la cromatografía en papel;
clorofila A, clorofila B, xantofilas y
carotenos, como los pigmentos
responsables de la coloración de las
hojas de la lechuga (lactuca sativa L),
sin embargo según Ecured (2020); los
bordes rojos de este tipo de lechuga
se deben a un pigmento llamado
antocianina, que es un potente
antioxidante. La razón por la que
quizás no se pudieron apreciar las
antocianinas (aunque se llegaron a
apreciar pequeños puntos morados en
la zona de los carotenos), fue debido a
la baja cantidad de este pigmento en
las hojas y a la predominancia de la
clorofila.
Finalmente en la figura 19, se puede
observar que la cromatografía en
papel de la lechuga morada emitió
ciertos tonos rojizos y morados al ser
puesta bajo luz azul casera (simulando
la luz uv), con respecto a su aspecto
con luz blanca (figura 18),esto
coincide con lo descrito en la literatura,
ya que, según Pomar y Contreras
(2015); la clorofila diluida en alcohol
emite fluorescencia de color rojo bajo
luz ultravioleta, debido a que cuando
el fotón absorbido por la clorofila es
azul o ultravioleta (altamente
energético), parte de la energía es
disipada inmediatamente como calor
del segundo al primer estado excitado
y un paquete de energía (excitón)
contiene la energía equivalente a un
fotón rojo, contenido dentro del
pigmento base. Este fenómeno ocurre
en el fotosistema II, involucrado en la
fotosíntesis y que contiene a la
clorofila, la cual absorbe la luz con
longitud de onda de 680 nm, que se
encuentra en la zona roja del espectro.
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● Menta
Realizada por: Fernanda
Elizabeth Juárez Espinosa.
Figura 20. Cromatografía en papel del
extracto de menta obtenido con etanol al
96%.
En la figura 20, se puede observar la
cromatografía en papel filtro del
extracto de menta obtenido con etanol
al 96%.
En la figura anterior se pueden
apreciar principalmente 3 colores:
verde oscuro, verde fuerte y amarillo.
Los pigmentos que avanzan más
rápido lo hacen debido a que son más
solubles en el etanol. En este caso, el
pigmento más soluble de la menta
resultó ser la xantofila (amarillo), la
cual es un pigmento fotosintético
carotenoide. En segundo lugar (abajo
de la xantofila), se encuentra la
clorofila A (verde fuerte), y; por último
la clorofila B (verde claro), la clorofila
A es el pigmento principal que
interviene en la fotosíntesis de la
menta, mientras que la B, se encarga
de recoger la energía y pasársela a la
clorofila A.
● Hojas de hierbabuena
Realizada por: Sabrina Polo
Contreras.
Figura 21. Cromatografía en papel de
hojas de hierbabuena con alcohol al 96%.
En la figura 21 se pueden observar
tres distintos colores los cuales indican
los pigmentos contenidos en las hojas
utilizadas. Estos se presentan
dependiendo de su velocidad de
difusión las cuales podemos observar
de mayor a menor la xantófila el cual
presenta un color amarillo, de igual
forma se presenta la clorofila b la cual
tiene una coloración verde clara y
finalmente se encuentra la clorofila a
la cual se presenta con una coloración
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verde oscura. Según Sarmiento (s.f)
todas estas sustancias presentan un
grado de solubilidad que les permite
su separación por lo que entre más
solubles, mayor será su velocidad
para ascender en el papel filtro. Por lo
que entre más desplazadas mayor
solubles son los pigmentos a que
pertenecen y tanto más anchas mayor
es la abundancia de estos en la
mezcla. Dicho esto podemos deducir
que los pigmentos más abundantes en
las hojas de hierbabuena son las
clorofilas a y b las cuales son las
responsables de la absorción de la
energía lumínica (proceso de
fotosíntesis) y estas también aportan
beneficios a la salud humana.
● Cebolla morada
Realizada por: Karime Ramírez
Romero
Figura 22. Cromatografía de papel de
hojas de cebolla morada con alcohol al
96%.
Se puede observar en la figura 22, la
cromatografía en papel realizada
mediante las hojas de cebolla morada,
en la cual se muestra las antocianinas,
el cual es el componente principal. El
color de estas, influyen mucho con el
pH ya que cuando esté aumenta, la
coloración es más de un violeta fuerte.
Como bien se sabe las antocianinas
pueden encontrarse en las hojas
haciendo que muestren un color rojizo,
esta coloración es debido a un
mecanismo de defensa.
Las hojas jóvenes de muchas hojas
que tienen coloraciones rojizas, o
verde rojizo debido a pigmentos
antociánicos pueden proteger a la hoja
contra la luz ultravioleta. (Anónimo,
s.f).
CONCLUSIONES
Se separaron e identificaron los
pigmentos presentes en células
vegetales mediante la cromatografía
en papel; logrando observar las
propiedades de fluorescencia de los
pigmentos fotosintéticos presentes en
dichas células.
Además se compararon diferentes
extractores y se determinó, en cuanto
a su afinidad, que el alcohol es el
mejor extractante para la identificación
de los pigmentos presentes en células
vegetales mediante la cromatografía
en papel.
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