Ćwiczenie 1

EKSTRAKCJA I ROZDZIAŁ BARWNIKÓW ROŚLINNYCH

ODCZYNNIKI

• natka pietruszki

• roztwór do ekstrakcji (aceton : benzyna apteczna w stosunku objętościowym 1:1)

• benzyna apteczna

• etanol

• benzen

APARATURA

• moździeż

• zlewka 25 cm³

• cylindry miarowe: 5 cm³, 10 cm³ x 2,

• bibuła filtracyjna

• miropipetki

• lejek

• probówka

• pipeta 1 cm³

• płytki chromatograficzne

• komora chromatograficzna

• suszarka

• ołówek

• linijka

I. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest ekstrakcja barwników roślinnych (karoten, chlorofil a, chlorofil b, ksantofile) z liści pietruszki i chromatograficzny rozdział mieszaniny barwników za pomocą chromatografii cienkowarstwowej.

II.WSTĘP TEORETYCZNY

Chlorofil - zielony barwnik wyodrębniany z liści niektórych roślin np. pokrzywy, pietruszki. Jest bardzo trwałym barwnikiem. Nie rozpuszcza się w wodzie, lecz w alkoholu. Barwi preparaty na różne odcienie zieleni. Służy do barwienia past do zębów, płynów do ust, niektórych mydeł i kremów. Ma właściwości dezynfekcyjne. Przyspiesza regenerację naskórka i gojenie drobnych podrażnień skóry. Wykorzystywany w kosmetykach do pielęgnacji cery przetłuszczającej się, szarej i zmęczonej. Poprawia ukrwienie skóry, a więc wpływa na lepsze jej dotlenienie i odżywienie. Ma budowę zbliżoną do hemoglobiny.

Istnieją dwie odmiany chlorofilu:

a (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) - ciemnoniebieska substancja krystaliczna, topi się w
150-153^oC, nie rozpuszcza się wodzie, rozpuszcza się w alkoholu, roztwór ma barwę niebieskozieloną.

b (C₅₅H₇₀O₆N₄Mg) - jest ciemnozielony, topi się w temperaturze 183^oC, nie rozpuszcza się w wodzie, rozpuszcza się w alkoholu, roztwór ma barwę żółtozieloną.

Karoteny - pomarańczowe barwniki wielu roślin np. marchwi. Są dobrze rozpuszczalne w tłuszczach i olejach, nie rozpuszczają się w wodzie. Stosowane są do barwienia preparatów tłuszczowych na kolor od żółtego do pomarańczowego, głównie do barwienia kremów i olejków z prowitaminą A.

Ekstrakcja - to proces wyodrębniania z ciał stałych lub mieszanin związków chemicznych, polegający na ich płukaniu rozpuszczalnikiem. W trakcie ekstrakcji zachodzi fizyczny proces absorpcji i desorpcji, powodujący przenikanie cząsteczek rozdzielanego związku chemicznego do rozpuszczalnika. Kluczowym zagadnieniem przy wykonywaniu ekstrakcji jest odpowiedni dobór rozpuszczalników. Wyszukuje się takie rozpuszczalniki, które selektywnie absorbują jeden związek chemiczny i nie absorbują pozostałych. Ekstrakcję przeprowadza się zwykle przez intensywne mieszanie rozpuszczalnika
z ekstrahowaną cieczą lub rozdrobnionym ciałem stałym a następnie rozdzielenie faz poprzez sedymentację, filtrowanie lub odwirowanie.

Chromatografia - jest fizykochemiczną metodą rozdzielania składników mieszaniny. Metoda chromatograficzna oparta jest na wykorzystaniu różnic prędkości migracji rozdzielanych składników względem dwóch faz:

• fazy stacjonarnej - nieruchoma warstwa substancji o rozwiniętej powierzchni

• fazy ruchomej zwanej eluentem - przepływający przez fazę stacjonarną strumień gazu lub cieczy.

Szybkość migracji substancji na chromatogramie zależy przede wszystkim od stosunku podziału pomiędzy obie fazy.

Do charakterystyki substancji używa się wartości współczynnika retencji R_f

Szybkość przesuwania się czoła pasma

R_f =

Szybkość przesuwania się czoła rozpuszczalnika

Wartość R_f określa się praktycznie jako stosunek odległości x (równej przesunięciu się środka plamki od miejsca startu) do odległości y (równej przesunięciu się czoła rozpuszczalnika):

R_f = x/y

Wartość współczynnika retencji zależy od: stosunku podziału oraz wielkości fazy ruchomej i stacjonarnej.

Chromatografia cienkowarstwowa (TLC) - fazę stacjonarną stanowi tutaj sproszkowany sorbent naniesiony cienką warstwą na płaską płytkę (szklaną, plastikową lub aluminiową). Fazę ruchomą (eluent, układ rozwijający) stanowi mieszanina rozpuszczalników. Do rozwijania chromatogramu służy komora chromatograficzna. Substancje rozpuszczone migrują przez fazę stacjonarną z szybkościami zdeterminowanymi ich stosunkami podziału. Substancje o największym stosunku podziału poruszają się jako ostatnie (jeśli w ogóle), natomiast substancje o najmniejszych stosunkach podziału poruszają się razem z czołem rozpuszczalnika.

W stosowanym układzie rozwijającym współczynniki retencji R_f barwników maleją w kolejności:

Karoten

Chlorofil a

Chlorofil b

Ksantofile

III. WYKONANIE ĆWICZENIA

Ekstrakcja barwników z liści pietruszki

1. Odważyć w zlewce 1 g liści pietruszki i wsypać do moździeża.

2. Odmierzyć w cylindrze miarowym 7 cm³ ekstrahenta.

3. Ucierać liście pietruszki z mieszaniną ekstrahującą przez 5 minut.

4. Roztwór znad osadu pobrać za pomocą mikropipetki i przesączyć do probówki.

5. Ekstrakt rozdziela się na dwie warstwy.

Rozdział barwników roślinnych

1. Na 3 płytkach chromatograficznych zaznaczyć linie startu (około 0,5 cm od brzegu płytki).

2. Na każdą płytkę nanieść za pomocą kapilary ekstrakt barwników z górnej warstwy i wysuszyć suszarką .

3. Sporządzić 3 roztwory do chromatografii odmierzając odpowiednie ilości składników według poniższej tabeli:

Eluent	Benzyna apteczna	Alkohol etylowy	Benzen
1	8	0,1	3
2	8	0,9	3
3	8	3	3

4. Wlać do komory chromatograficznej eluent 1, włożyć płytkę
   i zamknąć komorę.

5. Rozwijanie chromatogramu zakończyć, gdy czoło rozpuszczalnika znajdzie się w odległości około 0,5 cm od górnej krawędzi płytki.

6. Wyciągnąć płytkę, zaznaczyć ołówkiem linię mety i wysuszyć suszarką.

7. Pozostałe płytki rozwinąć w eluencie 2 i 3.

8. Zmierzyć odległości od startu do czoła rozpuszczalnika oraz od startu do środka poszczególych plamek.

9. Obliczyć współczynniki R_f .

IV. OPRACOWANIE WYNIKÓW

1. Odwzorować płytki.

2. Wyniki rozdziału chromatograficznego wpisać do tabeli:

	Współczynniki retencji			Kolor barwnika
		Eluent
		1	2	3
Karoten
Chlorofil a
Chlorofil b
Ksantofile

3. Który eluent jest najbardziej odpowiedni do rozdziału
   i dlaczego?

8

---