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PRÁCTICA 6 FARMACOGNOSIA LABORATORIO EN LÍNEA ENE-JUN-2021 EXTRACCIÓN DE PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS MEDIANTE CROMATOGRAFÍA EN PAPEL OBJETIVO: Mediante la cromatografía en papel separar e identificar los pigmentos presentes en células vegetales y en el caso de los pigmentos fotosintéticos observar su propiedad de fluorescencia. Comparar la afinidad de diferentes extractantes y concluir cuál es el mejor. ANTECEDENTES: 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. Fig. 1. Cloroplastos Mediante la fotosíntesis los vegetales transforman el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y carbohidratos de donde obtienen la energía para reproducirse. 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. 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 los flores y frutos. Se encuentran disueltas en el citoplasma y líquido vacuolar y cambian de color según el pH del medio. Cumplen diversas funciones: protegen al vegetal de los rayos UV, atraen insectos para el proceso de polinización. Figura 2. Célula vegetal Figura 3. Algunos alimentos ricos en antocianinas 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. 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. Fig. 4 Digitalis purpurea Fig. 5 Conium maculatum Digital Cicuta Fig. 6. Lobelia erinus Fig. 7. Papaver somniferum Lobelia Adormidera (se extrae opio) Tabla 1. Polaridad de solventes 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, acompañarán fácilmente al disolvente a medida que éste asciende, las menos solubles avanzarán menos en la tira de papel filtro. Los pigmentos clorofílicos son insolubles en agua, pero sí son solubles en solventes orgánicos como alcohol etílico o acetona. MATERIALES: 1. Mortero 2.Tijeras o cuchillo 3.Embudo 4. Filtro de café (para filtrar) 5. Papel filtro o filtro de café (para correr la cromatografía) 6.Cajas Petri o vasos transparentes 7. Alcohol etílico 96° o acetona 8.Detergente líquido 9.Agua 10.Hojas rojas o moradas (frescas) 11.Hojas verdes (frescas) 12.Lámpara de luz UV NOTA: El procedimiento siguiente se llevará a cabo con hojas verdes y hojas rojas (por separado). Las hojas rojas pueden ser del árbol Prunus cerasifera (ciruelo rojo), hojas de betabel o cualquier hoja (no flor) de color rojo o morado. Las hojas verdes pueden ser espinaca, lechuga, perejil, menta, brócoli, etc. PROCEDIMIENTO: 1. Separar los tallos y trocear las hojas con tijeras o con un cuchillo. 2. Triturar los fragmentos vegetales en un mortero hasta formar una pasta. 3. Agregar 30 ml alcohol y continuar triturando hasta lograr un líquido de color verde intenso. NOTA: Para comparar la afinidad del extractante por los compuestos a extraer, este experimento se realizará con estos 3 extractantes: agua, etanol 96° o acetona y detergente líquido (usando los mismos volúmenes). Comparar el aspecto de los 3 extractos obtenidos de clorofila. Incluir en una tabla estas observaciones en el reporte y fotos. 4. Dejar reposar 25 min. 5. Filtrar la solución utilizando el papel filtro y si es posible un embudo. Presionar contra el medio filtrante las hojas para asegurar que se extraen la mayor cantidad de pigmentos. NOTA: Para el extracto de las hojas rojas o moradas no filtrar, únicamente decantar. 6. Pasar el filtrado a una caja petri o vaso transparente. 7. Cortar el papel filtro en rectángulos, el tamaño dependerá del recipiente donde se coloque el papel (tamaños sugeridos: 3*6 cm, 6* 10 cm, 6*6 cm) de cualquiera de estas 2 formas. Incluir una foto del montaje de la cromatografía de cada estudiante. Figuras 8 y 9. Montaje de la cromatografía en papel 8. Introducir la tira de papel de tal forma que el extremo quede empapado en la solución. 9. Dejar en contacto con el alcohol hasta que todo el solvente suba por toda la tira de papel. 10. Al cabo de 1 h aproximadamente, aparecen en la superficie del papel unas bandas de colores, que señalan a los distintos pigmentos: Betalaínas Violeta Tabla 2. Pigmentos vegetales y sus coloraciones 11. Dejar secar el papel. Los pigmentos se observan mejor cuando el papel está seco.12. Usar lámpara de UV si es posible para observar bajo la luz ultravioleta la tira de papel y el extracto del vaso de clorofila. Incluir sus observaciones en el reporte. 13. Identificar los pigmentos separados, de acuerdo a las bandas que aparecieron en el papel de cada estudiante. Pueden tomar de referencia los siguientes esquemas: Figuras 10 y 11. Cromatografías en papel de pigmentos vegetales Lápiz o varita para sostener 14. Incluir en su reporte las tiras de papel filtro de todos los integrantes. NOTA: La cromatografía solo se hace para el extracto de alcohol. CUESTIONARIO 1. Investigar la fórmula de la clorofila A y B, los carotenos y las xantofilas y a qué longitudes de onda absorben luz. 2. Investigar la importancia de la clorofila en el metabolismo de las plantas e incluirla en la investigación previa. 3. Investigar cuáles son los beneficios de consumir clorofila. 4. ¿Qué es lo que determina que sobre el papel filtro los pigmentos aparezcan a diferentes distancias? 5. ¿A qué creen que se deba la diferencia de los aspectos en los extractos con los diferentes extractantes (en caso de ser diferentes)? BIBLIOGRAFÍA: Diplomado en Herbolaria. Módulo II. Principios Herbolarios. La Fotosíntesis. https://elaesi.edu.mx/distancia/. Revisado el 28 de febrero 2021. Villar del Fresno Ángel María (1999). Farmacognosia General. Control de calidad y pureza de drogas. Editorial Síntesis. Atlas de histología vegetal y animal. La célula. Vacuolas. Disponible en: https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/5-vacuolas.php. Revisado el 28 de febrero 2021. Garzón G.A. Universidad de Colombia. Departamento de Química. 2008. Las antocianinas como colorantes naturales y compuestos bioactivos: Revisión. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/abc/v13n3/v13n3a2.pdf. Revisado el 28 de febrero 2021. Reporte debe incluir: a) Antecedentes b) Diagrama de flujo de las actividades c) Resultados solicitados en cada experimento d) Cuestionario e) Conclusiones f) Bibliografía https://elaesi.edu.mx/distancia/ https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/5-vacuolas.php http://www.scielo.org.co/pdf/abc/v13n3/v13n3a2.pdf
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