Separación de pigmentos vegetales

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
E.A.P INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

COMPOSICIÓN Y BIOQUÍMICA
DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES

Los colores que presentan los vegetales son debidos a unos compuestos químicos.
Cuando se observa una hoja, el pigmento clorofila es usualmente el único pigmento que
parece estar presente. De hecho, la clorofila es solamente uno de varios tipos de
pigmentos presentes en las hojas y uno de tantos pigmentos que están involucrados en el
proceso de fotosíntesis. Una vez removidos de la hoja, los pigmentos fotosintéticos
pueden ser separados uno de otro e identificados mediante cromatografía. La
cromatografía es un método usado principalmente para la separación de los componentes
de una muestra en la cual los componentes son distribuidos entre dos fases una de las
cuales es estacionario, mientras que la otra es móvil. La fase estacionaria puede ser sólido
o líquido soportado en un sólido o en un gel (matriz). La fase estacionaria puede ser
empaquetada en una columna extendida en una capa, distribuida como una película. La
cromatografía en papel tiene como soporte un papel de celulosa y es un proceso muy
utilizado en los laboratorios para realizar análisis cualitativos ya que pese a no ser una
técnica muy potente no requiere de ningún tipo de equipamiento. La fase estacionaria
está constituida por una tira de papel de filtro. La muestra se deposita en un extremo
colocando pequeñas gotas de la solución y evaporando el solvente. Luego el disolvente
utilizado como fase móvil se hace ascender por capilaridad. Esto es, se coloca la tira de
papel verticalmente y con la muestra del lado de abajo dentro de un recipiente que
contiene fase móvil en el fondo. Después de unos minutos cuando el solvente deja de
ascender o ha llegado al extremo se retira el papel y seca. Si el solvente elegido fue
adecuado y las sustancias tienen color propio se verán las manchas de distinto color
separadas. Cuando los componentes no tienen color propio el papel se somete a procesos
de revelado. Hay varios factores de los cuales depende una cromatografía eficaz la
elección del solvente y la del papel filtro.

Dra. LUZ PAUCAR MENACHO

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 Extraer los pigmentos fotosintéticos y separarlos mediante una técnica sencilla de
cromatografía en papel.
 Reconocer la vitamina C (ácido ascórbico) mediante azul de metileno.
 Observar el efecto y acción del calor y el cobre sobre la vitamina C.

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 ese estudio y conocimiento de sus propiedades.
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:
Principales:
• Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas) de coloración verde.
Accesorios:
• 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.

La Clorofila, es el pigmento que da el color verde a los vegetales y que se encarga de
absorber la luz necesaria para realizar la fotosíntesis, proceso que posibilita la síntesis de
sustancias orgánicas a partir de las inorgánicas (CO2, H2O y sales minerales), mediante la


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transformación de la energía luminosa en energía química. La clorofila absorbe sobre todo
la luz roja, violeta y azul, y refleja la verde. Generalmente la abundancia de clorofila en las
hojas y su presencia ocasional en otros tejidos vegetales, como los tallos, tiñen de verde
estas partes de las plantas.

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 gamma) y las Xantofilas.
Las algas verdeazuladas contienen la misma clase de clorofila que las plantas superiores,
pero la ausencia de cloroplastos hace que se distribuya por toda la célula.
Con frecuencia otros pigmentos como la ficobilina (presente también en los rodófitos)
enmascaran la clorofila y confieren a estas a las células, un color azulado o rojizo. Su
función es captar la luz y transferirla a la clorofila.
Las clorofilas presentan una estructura molecular de gran tamaño de tipo porfirinico,
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. Del anillo parte una larga cadena de 20 átomos
de carbono, denominada fitol que constituye el punto de anclaje de la molécula de
clorofila a la membrana interna del cloroplasto, el orgánulo celular donde tiene lugar la
fotosíntesis.
Cuando la molécula de clorofila absorbe un fotón, sus electrones se excitan elevándose a
un nivel de energía superior. Esto es el punto de partida en el cloroplasto de una secuencia
compleja de reacciones químicas que dan lugar al almacenamiento de energía en forma de
enlaces químicos.
Los diversos tipos de clorofilas existentes, se diferencian en pequeños detalles de su
estructura molecular y que absorben longitudes de onda luminosas algo distintas.

Por cromatografía se pueden separar cuatro clorofilas distintas:
• La clorofila A constituye de manera aproximada el 75% de toda la clorofila de las plantas
verdes, estando presente también en las algas verdeazuladas y en células fotosintéticas
más complejas.


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• La clorofila B es un pigmento accesorio presente en vegetales y otras células
fotosintéticas complejas; absorbe luz de una longitud de onda diferente y transfiere la
energía a la clorofila A, que se encarga de transformarla en energía química.

• Las clorofilas C y la D son propias de algas y bacterias.
Las clorofilas actúan como catalizadores, es decir, como sustancias que aceleran o facilitan
las reacciones químicas, pero que no se agotan en las mismas. Entre los carotenoides hay
también muchos catalizadores e intervienen como pigmentos accesorios en la fotosíntesis,
transfieren a la clorofila la energía de la luz que absorben para su conversión en energía
química.

PIGMENTOS VEGETALES
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 ay 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, que estaban
enmascaradas por los demás pigmentos. Asociados con las clorofilas, existen también en los
cloroplastos dos clases de pigmentos amarillos y amarillo-anaranjados que son las xantofilas
y carotenos.
PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS
Entre todos los caracteres más externos de los vegetales, el más notable y característico es
probablemente el color. El color no es únicamente un carácter llamativo de la vegetación,
sino que, además, algunos de los pigmentos que lo condicionan están estrechamente
ligados a las actividades fisiológicas del propio vegetal. Por consiguiente, el estudio de
cómo las plantas viven y se desarrollan requieren el previo conocimiento de los pigmentos
vegetales.


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¿Qué son los pigmentos?
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 químicos
definidos, llamados pigmento s. El color particular que presenta un determinado órgano
vegetal depende generalmente del predominio de uno u otro o la combinación de ellos. Se
debe tener claro que cuando un vegetal presenta un color blanco, es debido a la falta de
tales pigmentos. La luz solar que incide sobre ellas no es absorbida selectivamente como
ocurre en las partes coloreadas, sino que es transmitida o reflejada prácticamente sin
sufrir modificación.
Las Clorofilas. El color verde tan uniformemente presente 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.
Pueden formarse en las raíces, tallos, hojas y frutos a condición de que estos órganos
estén situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz. 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, que estaban enmascaradas por los demás pigmentos.
¿Dónde están los pigmentos?
Estos pigmentos se encuentran en el interior de las células vegetales específicamente en
una organela llamada cloroplasto. Los cloroplastos son simplemente plástidos que
contienen pigmentos clorofílicos. Los compuestos clorofílicos están ligados químicamente
con las estructuras internas del cloroplasto (membrana tilacoides) y se hallan retenidos en
estado coloidal. Asociados con las clorofilas, existen también en los cloroplastos dos clases
de pigmentos amarillos y amarillo-anaranjados que son las xantofilas y carotenoides.
¿Cómo se dividen los solventes?
Los pigmentos clorofílicos son insolubles en el solvente universal llamado agua. Pero sí son
solubles (afinidad química) en solventes orgánicos como por ejemplo alcohol etílico y
acetona. A los solventes que extraen simultáneamente todos los pigmentos de la hoja se
los suele llamar extractantes. Existen otros solventes que presentan afinidad por algunos
pigmentos y se los llama separadores, como por ejemplo el tetracloruro de carbono y el
éter de petróleo.


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4.1 Aportado por el alumno:


Hojas de Espinaca fresca.



3 limones.



1 naranja.



1 piña pequeña.



1 paquete de gasa.



250 ml de alcohol de 96°.

4.2 Materiales de Laboratorio:


Mortero.



Embudo.



Matraz.



Cocina eléctrica



Papel filtro.



Tabla de picar



3 tubos de ensayo.



Cuchillos



4 Vasos de precipitación



Mortero

de 100ml.



Sulfato de Cobre al 1 %

1 Vaso de precipitación



Agua destilada.





1 Vaso de precipitación
de 600 ml.

de 250 ml.


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 En la prueba para la Separación de Pigmentos Vegetales, resultó que:
a. Se observó la separación a diferente solubilidad de los pigmentos de la
espinaca en el alcohol.
b. La separación que se produjo en la hoja de papel colocada sobre la placa, fue
que el pigmento más soluble en el alcohol formó una banda coloreada en la
parte superior del papel y el menos soluble en alcohol fue el último en
ascender a través del papel.
c. En la disolución extraída de la espinaca se tuvo tantos pigmentos como bandas
coloreadas, que fueron 3, los cuales se observaron en la cromatografía sobre
papel. Pigmento de color amarillo (xantofila), verde claro (clorofila b) y verde
azulado (clorofila a).

Xantofila
Clorofila a

Clorofila b
Cromatografía en Papel

PIGMENTO
Clorofila A
Clorofila B
Xantofila


COLOR
Verde azulado
Verde claro
Amarillo

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 En la prueba para el Reconocimiento de Vitamina C (ácido ascórbico) mediante
azul de metileno, resultó que:
a. El azul de metileno es un colorante que se reduce fácilmente formando un
compuesto incoloro. Debido a esta facilidad de cambiar de color (azul =
oxidado, blanco = reducido) fue utilizado para el reconocimiento de la
vitamina C.
b. Cuando se agregó azul de metileno, dio como resultado que la muestra de
zumo de limón adoptó una coloración “verde azulado”, la muestra de
zumo de naranja una coloración “verde” y la muestra de zumo de piña un
color “cobalto o azul claro”; esto se debió a que el ácido ascórbico sufrió
una oxidación reversible a ácido deshidroascórbico, con lo cual el azul de
metileno actuó como donador de electrones.
c. La muestra de Naranja (tubo 2) tiene mayor concentración de vitamina C
que las muestras de Limón y Piña.

1

2

3

Tubo 1: Color verde azulado.
Tubo 2: Color verde.
Tubo 3: Color cobalto o azul
claro.

Reconocimiento de Vitamina C


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 En la prueba de Acción del calor y el cobre sobre la vitamina C, resultó que:
a. En el tubo 1 cuando al zumo de naranja se añadió sulfato de cobre, este actuó
sobre la vitamina C o ácido ascórbico, al agregar azul de metileno se observó
un color cobalto oscuro o azul claro, en el tubo 2 al agregar sulfato de cobre y
luego hervir, las altas temperaturas degradaron la vitamina C, se observó un
color azul oscuro, en el tubo 3 solo se agregó azul de metileno para indicar la
concentración de vitamina C que tenía la muestra de naranja.
b. Al final se observó que el tubo 2 indicaba que la vitamina C había sido
degradada o destruida, color azul oscuro, debido al sometimiento del zumo
de naranja a la acción del calor y del cobre. El tubo 2 no tenía presencia de
vitamina C y los tubos 1 y 3 si tenían aún vitamina C pero en mínima
concentración.
c. El tubo 1 tenía menos concentración de vitamina C que el tubo 3, debido a
que se agregó sulfato de cobre al tubo 1. (tubo 3, color más claro que el del
tubo 1). Mayor concentración de Vitamina C en el tubo 3.

1

2

3

Tubo 1: color azul claro.
Tubo 2: color azul oscuro.
Tubo 3: color azul claro.

Acción del calor y el cobre sobre la vitamina C


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 Según Química II: un enfoque constructivista.
Indica en la pág. 96:
La cromatografía es otro método útil para separar mezclas. Se basa en la diferencia de
afinidad que los componentes de una mezcla pueden tener hacia una fase móvil, como un
gas o un líquido.
Los componentes de una mezcla líquida pueden separarse si ésta impregna una tira de
papel que se sumerge en un disolvente adecuado. Éste se adhiere y avanza sobre la
superficie, disolviendo, arrastrando y separando a diferente velocidad cada uno de los
componentes de la mezcla.las sustancias más solubles en el líquido avanzarán más rápido,
mientras que las más insolubles o más afines al sólido quedarán atrás.

 Yuli Moret de González

- Vitamina C: influencia que ejerce en la cicatrización y

alteraciones de la cavidad bucal
Indica en la pág. 28-29:
El ácido ascórbico se obtiene de las frutas cítricas (naranja, limón, mandarina, lima,
toronja, fresas, melón, piña). El jugo de naranja y el de limón, incluyendo su tegumento
blanco, encierran más vitamina C que una parte igual de jugo colado. Los alimentos
tropicales ricos en la vitamina, incluyen el zapote, la lechosa, la guanábana y la guayaba. El
brócoli, las coles de Bruselas, las espinacas, los pimientos verdes, los nabos, verduras
foliáceas, frijoles, algunos tubérculos y plátanos son fuente excelente de vitamina C,
siempre y cuando los métodos de preparación diaria sean buenos.
Se presenta en todas las células de las plantas, soliendo alcanzar mayor concentración en
las hojas y en las flores, esto es, en las partes que crecen activamente.

 Según la página: http://es.scribd.com/doc/23475173/info09-Vitaminas
Indica:
La característica más importante del acido ascórbico es su capacidad de sufrir con facilidad
una oxidación reversible a ácido deshidroascórbico, La actividad fisiológica de la vitamina
C depende principalmente de esta oxidación reversible.


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Los metales de transición, cobre, hierro y cinc catalizan la destrucción de la vitamina C,
pero esto depende de la actividad acuosa; a valores de aw < 0.4 no hay alteraciones,
posiblemente porque existe movilidad de los metales y por una falta de solubilidad en el
medio que les facilite el contacto con el ácido ascórbico. Cuando la aw > 0.65, la velocidad
del deterioro se incrementa de 2 a 4 veces, ya que en estas condiciones el agua permite el
acarreo de metal y favorece su acción.
El azul de metileno es un colorante que se reduce fácilmente formando un compuesto
incoloro. Debido a esta facilidad de cambiar de color (azul=oxidado, blanco=reducido) será
utilizado para el reconocimiento de la vitamina C.

 Según Delgado, Nidia Esperanza Delgado López, Jorge Augusto Díaz - Fundamentos de
nutrición parenteral
El cobre potencia la oxidación de la vitamina C. El ácido ascórbico reduce el cobre de
cúprico a cuproso si las condiciones de pH lo permiten. La vitamina C se oxida por acción
de la luz aunque el pH, la presencia de cisteína y de cobre favorecen su degradación.

 Según Javier Aranceta, Lluis Serra Majem, Rosa Ortega, Alfredo Entrala, Angel Gil – Las
Vitaminas en la alimentación de los españoles: estudio
El ácido ascórbico es ligeramente estable en medio ácido y se descompone rápidamente
en presencia de la luz; la descomposición es acelerada por la acelerada por la presencia de
iones metálicos como Fe y Cu y por la acción del oxígeno y de los álcalis.
La vitamina C se pierde fácilmente tanto por los tratamientos térmicos como por efecto
del almacenamiento. Así, el contenido de los alimentos procesados en vitamina C depende
no sólo de la fuente de alimento específico sino del cuidado con que los alimentos sean
procesados.

Elevadas

temperaturas

y

largos

tiempos,

asociados

a

elevadas

concentraciones de oxígeno, tienen efectos indeseables sobre el contenido de vitamina C
en los alimentos.


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 Los cloroplastos poseen una mezcla de pigmentos con diferentes colores y estas
presentan diferente grado de solubilidad en disolventes apolares, lo que permite
su separación cuando una solución de las mismas asciende por capilaridad a través
de papel, aparecen varias bandas de diferentes colores que están más o menos
alejados de la disolución alcohólica según su mayor o menor solubilidad de sus
pigmentos. Estas bandas poseen diferente grosor, dependiendo de la abundancia
del pigmento en la disolución.
 Se determinó la presencia de Vitamina C en las muestras de limón, naranja y piña;
a mayor coloración azul existe menor concentración de vitamina C.
La muestra de naranja tiene mayor concentración de vitamina C que las muestras
de limón y piña (mayor coloración azul, menor concentración de vitamina C).
 El cobre acelera la descomposición de la vitamina C en la muestra, y el calor (altas
temperaturas, ebullición), hace que se destruya la vitamina C.

 Aranceta, Lluis Serra Majem, Rosa Ortega, Alfredo Entrala, Angel Gil / Las
Vitaminas en la alimentación de los españoles: estudio / Impreso en España /
Editorial Medica Panamericana / Pág. 11.
 Delgado, Nidia Esperanza Delgado López, Jorge Augusto Díaz / Fundamentos de
nutrición parenteral / Impreso en Colombia / Editorial Medica Panamericana /
Pág. 95.
 Yuli Moret de González / Vitamina C: influencia que ejerce en la cicatrización y
alteraciones de la cavidad bucal / Pág. 28-29.
 Química II: un enfoque constructivista / 2007 / Primera Edición / Pearson
Educación / Pág. 96.
 http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp6/Pigmentos.htm
 http://blafar.blogia.com/2007/040901-los-pigmentos-vegetales.php


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 http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/pagweb/la_
ciencia_a_tu_alcance_II/quimica/Exp_qui_pigmentos_fotosinteticos.htm
 http://es.scribd.com/doc/23475173/info09-Vitaminas


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