Tintes....-colorantes-verdes.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL DE LA AMAZONIA FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS AMBIENTALES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

CURSO DE TECNOLOGÍA DE TINTES Y COLORANTES

“EXTRACCION DE COLORANTES DE PLANTAS VERDES”

Estudiante:

Panduro Hoyos Kelly Raquel Pinedo Lopez Manuel Elias

Docente:

Ing. Marlon Lozano Reátegui

Semestre:

2018-I

Julio. 2018.

I.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos polifenoles están presentes en los tejidos vegetales de muchas (flores, fruto, semillas, hojas, raíces, madera y corteza), indistintamente de su ubicación geográfica. La función de estos compuestos orgánicos dentro del metabolismo de las plantas no está claramente establecida. Sin embargo, su aprovechamiento abarca en la actualidad diversos usos, como la curtiembre de cuero medicinales (antioxidantes), textiles (colorantes), formulación de adhesivos y síntesis de nuevo materiales, entre otros.

Dada su diversidad química y estructural, estos compuestos suelen clasificarse como taninos hidrolizables y taninos condensados. Los taninos hidrolizables son moléculas polifenólicas de tamaño discreto, de naturaleza no polimérica, capaces de ser hidrolizables por ácidos o enzimas a un azúcar y a un ácido carboxílico fenólico; mientras que los taninos condensados son moléculas oligoméricas o poliméricas de una o más unidades.

Actualmente, muchos investigadores centran sus estudios en la detección, análisis y cuantificación de metabolitos polifenólicas en diferentes tipos de especies vegetales, debido al auge que está experimentado la incorporación de sustancias de origen natural en la formulación de productos con aplicaciones clínicas e industriales, es por ellos que se ha incrementado la creciente interés en el estudio sistemático de compuestos polifenólicas presentes en la flora nacional principalmente en la corteza de ciertas especies maderables, con el fin de dar una utilidad a los residuos generados durante las operaciones de faenado y aserrío de especies que actualmente no se aprovechan en su totalidad. (CDA, 2013)

II.

OBJETIVOS 

Extraer los pigmentos de las hojas de una planta verde y separarlos sobre distintas superficies.



Conocer la técnica de extracción denominada cromatografía



Determinar los pigmentos que poseen las plantas verdes.

III.

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

3.1. TANINOS Sustancias no nitrogenadas, de estructura polifenólica, solubles en agua, alcohol, acetona, poco solubles en éter, de sabor astringente y con la propiedad de curtir la piel, haciéndola imputrescible e impermeable, fijándose sobre sus proteínas (distinto del curtido al cromo donde se utiliza alúmina y cromo). Las relaciones típicas entre las moléculas de estos polifenoles y las de los albuminoides no se limitan a las albúminas de la piel, sino que se extienden a numerosas proteínas solubles en agua que son precipitadas por la adición se estas sustancias curtientes. Por ejemplo, la formación de precipitado con gelatina es una importante reacción de reconocimiento del carácter curtiente de una combinación de los polifenoles implicados. A la inversa, la caseína de la leche puede utilizarse para la precipitación de las sustancias similares presentes en el té o en el café y de esa manera suavizar el sabor amargo que le proporcionan. Los taninos, dada su composición, dan por hidrólisis total una molécula de hidrato de carbono y un número más o menos grande de moléculas de ácido gálico. Además puede hallarse algo del ácido m-digálico. A pesar de que los productos de desdoblamiento son sencillos, el establecimiento de la fórmula es dificultoso, porque los taninos no son uniformes en su composición y están formados por una mezcla de combinaciones muy semejantes entre sí. En este caso como en el de las sustancias macromoleculares, se establece solamente el principio estructural a que obedecen. (CORNARE, 2010) 3.2. CLASIFICACIÓN a) Taninos Hidrolizables Son ésteres de ácidos fenoles y de osas, se denominan así por ser fácilmente hidrolizables por ácidos, bases, enzimas. Antiguamente se les llamaban taninos pirogálicos, porque procedían del pirogalol, por destilación seca. Se diferencian dos grupos, los galotaninos y los elagitaninos. (CORNARE, 2010) -

Galotaninos: son ésteres del ácido gálico y del ácido digálico unidos entre sí por

funciones ésteres entre el –COOH de uno de ellos y el -OH del otro. A su vez unidos a osas como la glucosa, a veces la hamamelosa (derivada de la ribosa). A este grupo pertenece el tanino de Nuez de Agalla, la glucogalina del Ruibardo, el hamamelitanino de las hojas de hamamelis, los taninos de los Arces etc. El tanino de Agalla da por hidrólisis, por cada molécula de glucosa 9 a 10 moléculas de ácido gálico. Es una mezcla de compuestos

isómeros, siendo el principal el que tiene 5 –OH de la glucosa esterificados por 5 moléculas de ácido galoil-gálico. Otro posible isómero es el que tiene en la glucosa el -OH del carbono 1 esterificado por un ácido penta-galoil-gálico y en los otros –OH una molécula de ácido gálico. (CORNARE, 2010) -

Elagitaninos: o taninos elágicos. Son sustancias complejas, que dejan un depósito

insoluble durante el curtido de las pieles (tanado), ello es debido a la precipitación del ácido elágico (dilactona, unión de dos ácidos gálicos) que en el vegetal vivo estarían unidos a azúcaras. Esta dilactona se formaría durante la extracción del tanino en agua hirviente. Su hidrólisis produce glucosa, ácido elágico y ácido gálico b) Taninos no hidrolizables, condensados o catéquicos. Estas sustancias no son hidrolizables por los ácidos ni por las enzimas. Los ácidos fuertes en caliente o los agentes de oxidación los convierten en sustancias rojas u oscuras, insolubles en la mayor parte de los solventes, llamados “Flobafenos”. Estos taninos no son Derivados del ácido gálico sino que derivan de los catecoles, a los que se los considera protaninos. Poseen estructura relacionada con los flavonoides y por ser no glucídicos son poco solubles en agua y en lugar de hidrolizarse cuando se los hace hervir en ácido diluido, se transforman en producto de condensación. Las catequinas se consideran precursores de los taninos condensados. Los taninos presentes en las uvas son catequinas y sobre todo leucoantocianidinas. 3.3. PROPIEDADES QUÍMICAS Los taninos solubles en agua son precipitados de sus soluciones por sales de metales pesados (Cu, Fe, Hg, Pb, Zn, Sn), rara vez se los obtiene cristalinos y los 7 agentes oxidantes los transforman en productos de color oscuro llamados Flobafenos. Por poseer –OH fenólicos se colorean con las sales férricas, los galotaninos y elegitaninos dan coloración azul-negro, mientras que los taninos catéquicos dan coloración marrónverdoso. Precipitan con los alcaloides, molibdato de amonio, tugstato de sodio y soluciones de albúmina (gelatina). Los taninos catéquicos son precipitados por el agua de bromo, el formol clorhídrico. Todos los taninos son facilmente oxidables sobre todo en medio alcalino. Estudios recientes (González. 2001) han demostrado que las catequinas y flavonoides son fuente de protección por sus propiedades antioxidantes. Por la similitud estructural con los taninos condensados, fueron estudiados éstos en especies forestales (pino, casuarina, mimosa, eucaliptus) frente a la capacidad protectora de los rayos UV. Los estudios demostraron la eficiencia en la protección de las bacterias contra el daño de los UV. (Actividad antioxidante). (CORNARE, 2010)

3.4. PRESENCIA DE TANINOS EN VEGETALES. Existen vegetales que poseen taninos en menor proporción que los usados para la extracción industrial, pero que por emplearse en alimentación ya sea humana y/o animal han sido objeto de numerosos estudios. En muchos casos la presencia de pigmentación en la semilla de sorgo, está relacionada con el tenor de taninos en la misma, y es siempre un carácter dominante en relación con la falta de pigmentación. Dichas semillas resisten a los hongos que las atacan durante la maduración en los climas húmedos y su sabor amargo repele a los pájaros. Con éstas características han surgido las variedades de sorgo resistente a pájaros, de grano coloreado y consideradas ricas en taninos (1% a 4%). Durante la maduración el grano de sorgo pardo, resulta astringente, lo que le da resistencia contra el ataque de aves y al enmohecimiento del grano. Esta cualidad es importante en regiones marginales de la zona semiárida donde las pérdidas por el ataque de pájaras suele ser de alrededor del 70% de la producción de grano. Aunque la mayoría de los estudios realizados con variedades de sorgo ricas en tanino, han puesto de manifiesto un rendimiento en los animales que es inferior al observado con las que son pobres en la misma sustancia, por lo que repercute desfavorablemente en la calidad nutricional del grano. 3.5 La clorofila Es un componente químico de las plantas, no solo es responsable del color verde, sino también en conjunto con la luz es la encargada de nutrir a las plantas por medio del proceso de fotosíntesis. Este componente es muy similar a la sangre de los humanos, la diferencia que existe es que mientras en una su principal componente es el hierro (sangre) en la otra es el magnesio (clorofila). La clorofila posee propiedades nutricias que actúan sobre distintos sistemas, órganos y tejidos además de aportar energía y ayudar a equilibrar el metabolismo en general. 3.6 La cromatografía en capa fina (CCF) es una forma de cromatografía de adsorción sólido-líquido que constituye una técnica importante en Química Orgánica para el análisis rápido de muestras que en algunos casos puede estar en el rango de los 10-9 g. Frecuentemente se usa para el seguimiento de la evolución del progreso de una reacción, o para el control y seguimiento de las separaciones que se producen mediante una cromatografía en columna preparativa.

Para realizar el análisis de una muestra por CCF se utiliza un adsorbente sólido como gel de sílice (SiO2. H2O) o alúmina (Al2O3), unido a una placa rectangular de de vidrio o plástico. El adsorbente sirve de fase estacionaria. La muestra se aplica en disolución con un capilar de vidrio en un extremo de la placa, pero no sobre el mismo borde. A continuación, se introduce la placa en un tanque cerrado conteniendo un disolvente o mezcla de disolventes (fase móvil), de manera que la placa quede apoyada sobre el fondo y el punto con la muestra, por encima del nivel del líquido. El tanque contiene una atmósfera saturada en el disolvente para lo cual se introduce un trozo de papel de filtro que debe.

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS 4.1

Materiales

a) Especie de Hojas -

espinaca

b) De campo -

Libreta de campo.

-

Lapicero.

-

Lápiz.

-

Guía de práctica.

c) Materiales de vidrio -

Probeta

-

Placa

d) Otros materiales -

Mortero

-

Tela para filtrar

-

Papel filtro

-

Tisa blanca

-

Alcohol al 96°

-

Gasolina

4.2.

Metodología

1. Lavar las hojas de las muestras y cortarlas en pedacitos, y colocarlas en un mortero, junto con el alcohol (10g c/u con 10 ml de disolvente correspondientemente) 2. Triturar la mezcla hasta que el disolvente adquiera un color verde intenso. 3. Filtrar con un embudo y papel filtro.

A) Separación en tiza 1. Colocar medio centímetro de altura del filtrado en una placa Petri. 2. Sumergir dentro del extracto la base ancha de la tiza y dejarla 3 y 5 minutos. 3. Pasado ese lapso, retirar la tiza y colocarla en un frasco o tubo de ensayo que contenga ½ centímetro de altura de alcohol. 4. Dejar la tiza en el alcohol y observar que sucede.

B) Separación en papel de filtro 1. Cortar una tira de papel de filtro de unos 10 centímetros de alto. 2. Colocar la muestra filtrada en la Placa Petri. Colocar luego sobre la Placa Petri y la muestra el papel filtro milimetrado para la carrera cromatográfica. 3. Sumergir la tira de papel en un frasco con alcohol y otro en agua, esperar 20 minutos aproximadamente V.

a)

RESULTADOS

¿De qué color es el extracto obtenido de la planta?

Con la muestra del alcohol se obtuvo los siguientes colores: amarillo, verde oscuro y verde claro. Con la muestra del agua se obtuvo los siguientes colores: verde. b)

Según la respuesta anterior, ¿Qué pigmento pueden asegurar que tiene este

extracto?

La pigmentación que se encuentra son clorofila y xantofilas. c)

Según los resultados, ¿podrían decir que esta planta verde tiene otros

pigmentos? Averiguar los nombres de estos pigmentos.

Si, contiene otros pigmentos ya que cuentan con xantofilas las hojas que se mezclaron con alcohol.

d)

¿Por qué no se ven normalmente estos pigmentos? ¿Qué función cumplen?

Porque cuando un pigmento absorbe un fotón o cuanto de luz, un electrón de la molécula de pigmento es lanzado a un nivel energético más alto; se dice entonces que está excitado. Este estado de excitación puede mantenerse sólo por períodos muy cortos de tiempo, de aproximadamente una millonésima de segundo o aún menos; la energía de excitación, puede disiparse como calor; también, puede reemitirse inmediatamente como energía lumínica de mayor longitud de onda, o puede provocar una reacción química, como sucede en la fotosíntesis, lo cual depende no sólo de la estructura del pigmento dado, sino también de su relación con las moléculas vecinas.

VI.

DISCUSIÓN

En la práctica realizada sobre la Extracción de los pigmentos de las hojas de Espinaca, se observó que al mezclarlo con Agua y Alcohol la extracción de pigmentos tales como Clorofila, Carotenos y Xantófilas ,con ayuda de la extracción se logró separarlos sobre distintas superficies. Durante la práctica se dejaron reposar las muestras para ver si cambian de color. También se llegó a Conocer la técnica de extracción denominada cromatografía, sobre todo se determinó los pigmentos que tienen las plantas verdes en este caso las hojas de Espinaca, Lechuga ,Erytrina que poseen Clorofila, Carotenos y Xantófilas.

VII.

CONCLUSIÓN



Se extrajo los pigmentos de las hojas de lechuga sobre distintas superficies.



Logramos conocer la técnica de extracción denominada también cromatografía.



Se logró la determinación los pigmentos que poseen las plantas verdes.

VIII.

CUESTIONARIO

1.¿Qué

otras

aplicaciones

alimentarias

y

no

alimentarias

tiene

la

técnica

cromatografía?

Podemos observar su aplicación en lo no alimentario por ejemplo: En un principio se utilizó la cromatografía para fraccionar e identificar moléculas pequeñas, como aminoácidos o azúcares.

La determinación de liposolubles en vitaminas. En el análisis de vitaminas liposolubles por UPC2, se logra reducir el tiempo de análisis a menos de 2 minutos, y se pueden separar los isómeros de las vitaminas A, E y K1. Se utiliza una sola metodología para una variedad de analitos y matrices y se disminuye considerablemente el uso de solventes Orgánicos. Combinan el enorme potencial de la cromatografía por fluidos supercríticos con la demostrada tecnología UPLC de Waters y su experiencia en el manejo de solventes, temperatura y presión. Esta técnica utiliza CO2 en estado supercrítico como fase móvil principal y supera resultados previamente vistos por otras técnicas cromatográfica.

2.¿Por qué existen en las plantas pigmentos distintos? En general, el color que presenta un determinado tejido u órgano vegetal, depende del predominio de un pigmento o de la combinación de varios de ellos. A simple vista el color verde es el mayoritario en las especies vegetales. Esta coloración es debida a la presencia de dos de los principales pigmentos vegetales, laclorofila a y la clorofila b, que se encuentran en prácticamente todas las plantas con semillas, los helechos, musgos y algas. La síntesis de la clorofila depende de la presencia de la luz, por lo tanto, aunque podría fabricarse en diferentes órganos de las plantas, su expresión dependerá de la exposición de cada tejido a la luz. Otros pigmentos también están presentes en las plantas verdes, pero enmascarados por la clorofila. La síntesis, el tipo de pigmento y su concentración en una planta pueden ir variando ya que responden a factores externos como las condiciones climáticas o al estrés originado por el ataque de algún patógeno. Esto explica la variación de color en especies forestales a lo largo de las estaciones del año. En el otoño cuando la energía lumínica se reduce, disminuye también la producción de clorofila, por lo cual se manifiestan los pigmentos naranja, morado y amarillo que estaban enmascarados por la clorofila, ahora ausente.

3.¿cuál puede ser la función de los distintos pigmentos?

Los pigmentos son sustancias que absorben luz; algunos absorben luz de todas las longitudes de onda y, por lo tanto, parecen negros. Otros, solamente absorben ciertas longitudes de onda, transmitiendo o reflejando las longitudes de onda que no absorben. La clorofila, el pigmento que hace que las hojas se vean verdes, absorbe luz en las longitudes de onda del violeta y del azul y también en el rojo. Dado que refleja la luz verde, parece verde.

IX.

BIBLIOGRAFÍA



CORNARE. (2010). Guía de Elaboración de taninos. En línea. Consultado el 10 de mayo del 2015. Disponible en URL: http://www.cornare.gov.co/Memorias/ActualizacionFloraFauna2013/GtTANIN OS.pdf



Austin et al. 2006. Plastoglobules are lipoprotein subcompartments of the chloroplast that are permanently coupled to thylacoid membranes and contain biosynthetic enzime. PlantCell 18.

• Clorofila la ¨sangre verde¨. [enlinea]. Disponible http://www.dsalud.com/index.php?pagina=articulo&c=396

en: