Получение спиртовой вытяжки смеси пигментов

 

Обычно пигменты из растительной ткани извлекают полярными растворителями (этиловый спирт, ацетон), которые разрушают связь хлорофиллов и ксантофиллов с липопротеидами пластид и тем самым обеспечивают их полное экстрагирование. Неполярные растворители (петролейный эфир, гексан, бензин и др.) не нарушают связи этих пигментов с белками и потому не могут их извлечьизсвежих листьев. Для получения вытяжки пигментов используют как сырой, так и сухой материал. Так как пигменты быстро выцветают на свету, их экстракцию проводят в затемненном помещении с предварительно охлажденными растворителями. Чтобы предотвратить изомеризацию пигментов, экстракцию следует осуществлять как можно быстрее. Пигменты извлекают последовательно несколькими порциями растворителя, фильтруя каждый раз раствор через стеклянный фильтр. При растирании листьев добавляют небольшое количество MgCО₃ или СаСО₃ для нейтрализации кислот клеточного сока и предотвращения феофитинизации пигментов.

Цель работы. Получить спиртовую вытяжку фотосинтетических пигментов. Показать возможность экстракции пигментов полярным растворителем.

Объект исследования. Свежие или сухие листья Urtica dioica L., или свежие листья Sansevieria sp.;

 

Материалы и оборудование

Этиловый спирт (96%); ступка фарфоровая; пробирки; воронка; ножницы; фильтровальная бумага

Порядок работы

1. Сухие или свежие листья нарезать ножницами на мелкие кусочки.

2. Добавить небольшое количество MgCО₃ или СаСО_3.

3. Растереть листья в фарфоровой ступке.

4. Прилить 2 – 3 мл спирта.

5. Продолжить растирание.

6. Добавить 15 - 20 мл спирта.

7. Осторожно продолжать растирание, пока спирт не окрасится в интенсивный зеленый цвет

8. Полученную спиртовую вытяжку отфильтровать через фильтровальную бумагу, предварительно смоченную этиловым спиртом, в сухую пробирку.

 

 

Работа 6

Разделение пигментов (по методу Крауса)

 

Метод основан на различной растворимости пигментов в спирте и бензине. Сродство пигментов к полярным (спирт, ацетон) и неполярным (бензин, петролейный эфир) растворителям определяется степенью их полярности. Ксантофиллы, содержащие две или более полярных групп, хорошо растворимы в спирте, в то время как каротин отличается более высоким сродством к бензину. Фитольный остаток в молекуле хлорофилла представляет её гидрофобную часть и обусловливает возможность взаимодействия молекулы этого пигмента с бензином.

Этиловый спирт и бензин не смешиваются, а образуют две фазы - верхнюю бензиновую и нижнюю спиртовую, благодаря чему разделяются компоненты смеси пигментов.

Спиртовый слой будет окрашен в золотисто-желтый цвет от присутствия в нем ксантофилла, а верхний - бензиновый слой будет зеленый от хлорофилла. Окраска второго желтого пигмента – каротина (также перешедшего в бензиновый слой) будет маскироваться окраской хлорофилла.

Цель работы. Показать различное сродство фотосинтетических пигментов к полярным и неполярным растворителям.

Объект исследования. Спиртовая вытяжка пигментов листа

Материалы и оборудование. Бензин; штатив с пробирками.

Порядок работы

1. В пробирку налить 1 мл спиртового экстракта пигментов, добавить 1 мл бензина.

2. Содержимое пробирки сильно встряхнуть, предварительно закрыв её пробкой.

3. Дождаться разделения фаз растворителей.

4. Если разделение пигментов идет плохо, добавить воды (2—3 капли) и снова интенсивно встряхнуть. При избытке воды возможно помутнение нижнего слоя. В этом случае прилить немного этилового спирта и перемешать содержимое пробирки.

5. Зарисовать картину распределения пигментов.

6. Сделать вывод о свойствах молекул фотосинтетических пигментов.

 

 

Работа 7

Влияние щелочи на хлорофилл

 

Обрабатывая хлорофилл щелочью, можно вызвать омыление эфирных групп, т. е. отщепление остатков метилового спирта и фитола:

 

                       COO C₂₀ H₃₉

Mg N₄ O H₃₀ C₃₂                           + 2Na OH ®

                       COO CH₃

 

                                COONa

® Mg N₄ O H₃₀ C₃₂                         + C₂₀ H₃₉ OH + CH₃ OH

                                COONa

 

Образующаяся при этом соль хлорофиллиновой кислоты сохраняет зеленую окраску и оптические свойства хлорофилла,но отличается от него большей гидрофильностью.

В бензиновый слой переходят каротин и ксантофилл, а в спиртовой - натриевая соль хлорофиллиновой кислоты.

Цель работы. Показать химические свойства хлорофилла, как сложного эфира, определить хромофорную и способную растворяться в полярных растворителях часть молекулы хлорофилла.

 

Объект исследования. Спиртовая вытяжка пигментов листа

Материалы и оборудование. Бензин; штатив с пробирками; NaOH (таблетированный); пинцет

Порядок работы

1. Провести разделение пигментов по Краусу (см. раб. 6).

2. Пинцетом положить в пробирку со спиртово–бензиновой смесью пигментов 1 таблетку NaOH. Закрыть пробирку резиновой пробкой.

ВНИМАНИЕ! Работать со щелочью следует крайне осторожно!

3. Дождаться частичного растворения щелочи в нижнем (спиртовом) слое смеси.

4. Покачиванием пробирки перемешать её содержимое.

5. Дать отстояться.

6. Зарисовать окраску слоев, указав распределение пигментов.

7. Сделать вывод о свойствах молекулы хлорофилла, обнаруживаемые при действии на неё щелочи.

 

 

Работа 8