Explorar
Comunidades en español
Anunciar en Engormix

Técnicas cromatográficas en pigmentos fotosintéticos de la espinaca

Publicado: 17 de noviembre de 2020
Por: David Camacho
Resumen

La cromatografía es un procedimiento físico de división con base en la diferencia de repartición de los elementos de una mezcla entre 2 etapas inmiscibles, una móvil y otra estacionaria. Las moléculas del soluto de la mezcla son retenidas por la etapa estacionaria y arrastradas por la etapa móvil, de forma que, si los elementos de la mezcla muestran diferentes afinidades por alguna de las etapas, sus velocidades medias de desarrollo en todo el sistema van a ser diferentes. La cromatografía puede llevar a cabo 2 funcionalidades primordiales que se excluyen mutuamente: Dividir los elementos de la mezcla, para obtenerlos más puros y que logren ser utilizados después (etapa final de muchas síntesis). Medir la cantidad de los elementos de la mezcla. En esta situación, las porciones de material empleadas acostumbran a ser bastante pequeñas. La cromatografía es una técnica drásticamente versátil, que posibilita tanto la división de mezclas como la purificación de productos, la determinación del nivel de pureza de un compuesto, el seguimiento de actitudes o la detección y caracterización de compuestos.

Introducción Teórica
La cromatografía es un instrumento potente, cuando se debe dar la separación de líquidos o gases de cierta mezcla. Además, esta nació a principios del siglo pasado con el objetivo de extraer pigmentos específicos a partir de compuestos de origen vegetal. Si se ve la industria farmacéutica, es en la que se demandan altos índices de pureza en los productos, por ello, se ha mostrado gran interés por esta técnica en los últimos años. Para el desarrollo de cromatografía aprendido en este trabajo, se introduce una fase estacionaria o solida en una columna cilíndrica. Luego, se mete la mezcla (soluto) a descomponer, seguida de un solvente o fase móvil que la puede conducir a lo largo de la columna. La mezcla entra de esta manera en contacto con la fase estacionaria, y los diferentes compuestos se separan según el grado de adsorción que este ejerce sobre estos (Muñoz Gutiérrez, A.2020).
En la cromatografía de adsorción en capa fina (TLC) la fase estacionaria se da en una capa delgada de un adsorbente, ya sea un gel de sílice, alúmina o celulosa, depositadas en un soporte plano, o una lámina de aluminio, vidrio o de plástico. La TLC es una técnica analítica que tiene como un objetivo, el análisis de una mezcla de compuestos. El proceso es muy parecido a la cromatografía de papel con la superioridad de que se desenvuelve más rápidamente, da mejores separaciones y se puede elegir entre distintos adsorbentes. Otro punto de importancia es que TLC es una técnica modelo en los laboratorios de química Biorgánica (Esp, J. A. V. R. M.2020).
La cromatografía de adsorción en columna (CC) es una técnica de purificación, ya que permite encerrar los compuestos requeridos de cierta mezcla. La CC, usa una columna de vidrio de forma vertical que se va rellenando con la fase estacionaria, algunos de los más utilizados son el gel de sílice y alúmina. Además, la muestra que se va a separar se coloca en la parte superior del soporte utilizado. No hay que olvidar, que el resto de la columna se rellena con el disolvente que forma la fase móvil, también, por consecuencia de la gravedad, se mueve la muestra a través de la columna. Por último, se crea un equilibrio entre el soluto que fue adsorbido en la fase estacionaria y el disolvente que constituye la fase móvil, la cual fluye por la columna (Rodríguez, V., & Alexander, A.2020).
El Rf es el factor de retardo, este mide la movilidad relativa de cada uno de los componentes, con respecto al máximo posible y la distancia recorrida por el frente de fase móvil. El factor de retardo es el cociente de la distancia (b) recorrida por el centro de la mancha y la distancia (A) recorrida simultáneamente por la fase móvil y estos se utilizan en cromatografía planar, de la siguiente manera, Componente 1: Rf = a / A, Componente 2: Rf =  b / A, donde a es la distancia del punto de inicio al punto de muestra y b es la distancia del punto de inicio al punto de referencia (Mazabel-Riera, E. C., & Monsalve-Buriticá, S.2020).
Los pigmentos fotosintéticos presentes en las espicas son la clorofila A, que es el que se encuentra presente en plantas y algas. Estas son el tipo de clorofilas con mayor distribución. Y es un pigmento con un color verdoso, que captura la energía de la luz proveniente del sol y de esta manera produce alimentos en fotoautótrofos. Por otro lado, está la clorofila B, al igual que el A también se encuentra en plantas y algas verdes. Además, ayuda a la clorofila A al recolectar la energía y transferirla. Parecido a la clorofila A, es un pigmento verdoso. Además, la estructura de la clorofila A es similar a la B. Luego, están los carotenos que son pigmentos fotosintéticos de color amarillo de suma importancia para la fotosíntesis, además de ser los responsables de darle el color a la espinaca. Por otro lado, están las xantofilas que son una familia de compuestos, derivados de los carotenos con átomos de oxígeno en la estructura y que en la hoja de espinaca se encuentran en menor proporción (Pérez-Madruga, Y., López-Padrón, I., & Reyes-Guerrero, Y.2020).
La fase móvil se trata de un fluido que puede ser líquido, gas o fluido supercrítico, este es utilizado como cargador de la mezcla, la cual, se pasa a través de la columna cromatográfica y posteriormente a la fase estacionaria. Es importante también, que la fase física de la fase móvil podrá establecer la primera división de los métodos cromatográficos. En particularidad, algunos tipos de fluidos pueden ser utilizado como la fase móvil. Luego, está la fase estacionaria, que es el material que se guarda por dentro de la columna cromatográfica durante el proceso de cromatografía y que estanca cierto compuesto de la muestra utilizada, además, tiene una gran área en cuanto a la superficie y puede ser un sólido o un líquido preparado encima de un sólido que actúa como un soporte. Por último, no hay que olvidar que cuando la fase estacionaria es sólida, no se presentan problemas conceptuales, ya que se entiende de esta forma que una fase móvil, puede moverse, a través de una fase sólida porosa (Gutierrez-Poveda, E.2019).

Metodología
Técnicas cromatográficas en pigmentos fotosintéticos de la espinaca - Image 1
Se preparan los materiales que se van a utilizar, luego se maceran las hojas de espinaca y se deposita a los recipientes correspondientes y se les añade el solvente, una vez filtrado, se toman los círculos de papel pegados a una varilla y se deposita en los extractos, al mismo tiempo una barra de tiza para cada vaso, pasado el tiempo se sacan estos y se dejan secar, luego se identifican los pigmentos, se miden las distancias y se calcula el factor de retardo. Para la cromatografía en columna tomar las jeringas e insertar el algodón, vierta el solvente y luego la tiza, agregue otro trozo de algodón e introduzca presión en una y en la otra que baje naturalmente, después compare el resultado.

Resultados
¿Extracto y fase estacionaria con mejores resultados?
Se utilizaron los extractos de acetona y etanol, y una fase estacionaria que se deposita sobre una superficie abierta plana. La cromatografía de adsorción de capa fina (TLC) fue en la que se obtuvieron los mejores resultados.
¿Dos peligros o riesgos que existen al trabajar con acetona y etanol?
El etanol puede causar irritación en los ojos y altas concentraciones del vapor pueden originar irritación del tracto respiratorio. Los alcoholes en altas concentraciones de vapor pueden causar somnolencia, tos, irritación de los ojos y el tracto respiratorio y dolor de cabeza.
Técnicas cromatográficas en pigmentos fotosintéticos de la espinaca - Image 2
Técnicas cromatográficas en pigmentos fotosintéticos de la espinaca - Image 3

Discusión
El hecho de que las hojas de espinaca sean de color verde no significa que posea un solo tipo de pigmento, ya que engloba un gran número de compuestos muy distintos en sus estructuras que le da un color a estas diferentes al color verde, como se representa en el cuadro número uno (Cosi Cutipa, R. V.2020).
En el análisis realizado, la clorofila presentó mayor afinidad con respecto a la fase estacionaria utilizada, esto, debido a la polaridad de las sustancias, mientras que los carotenos poseen una afinidad mayor con la fase móvil, ya que la polaridad del disolvente y del pigmento justifican los resultados (Corpas-Rodríguez, N., Gálvez-Cantero, L., Morell-Nápoles, G., López, J. C., Ramos-Sánchez, L. B., & Julián-Ricardo, M. C.2020).
Es de importancia, saber que el factor de retardo sí podría utilizarse para identificación de una sustancia, sin embargo, es importante conocer muy bien la fase móvil y la fase estacionaria utilizada en el experimento, sino los datos no serían muy exactos, esto podría comprometer de cierta manera la presión del criterio de identificación de la sustancia (Ruiz, V. V., Gamboa, G. T. G., Rodríguez, E. D. V., Cota, F. I. P., Santoyo, G., & de los Santos Villalobos, S.2020).
Es importante mencionar que la tiza no funciona como fase estacionaria, ya que cuando se le aplicó presión en el trabajo realizado, no hubo separación alguna de los componentes y aunque se aplique la presión en el segundo caso tampoco hubo separación alguna, por ello es que no es una buena opción poder utilizarla. Ya que no existe un buen conductor que nos permita adsorber lo deseado (Sinche Leon, J. Y., & Vilcatoma Contreras, T. B.2019).
La clorofila es el pigmento que conlleva la fotosíntesis, esta absorbe la luz exceptuando la de color verde, pues se refleja en el color verde característico de la espinaca. Para este caso se obtuvieron la “clorofila A” y la “clorofila B”, la clorofila A es de color verde azulado y se encarga de la fotosíntesis, este fue el pigmento número tres, mientras que la clorofila B es un pigmento de apoyo, este se encontró en el pigmento número 4 (Pérez-Madruga, Y., López-Padrón, I., & Reyes-Guerrero, Y.2020).
Los carotenos se presentaron en el pigmento número uno, estos se descomponen en el cuerpo humano, al ser consumidos, y se convierten en vitamina A. Se considera esencial para la salud; en las espinacas el pigmento beta carotenoide es el más abundante. Se caracteriza por una coloración naranja presente en las zanahorias. Las Xantofilas se presentaron en el pigmento número dos, estos son carotenoides oxidados, por tanto, se produce un cambio en su estructura, se caracterizan por ser de color amarillo (Serra Bisbal, J. J., Melero Lloret, J., Martínez Lozano, G., & Fagoaga García, C. C.2020).
 
Conclusiones
Se obtienen resultados claros en la cromatografía en papel (capa fina), donde podemos ver la separación de los pigmentos obtenidos en las hojas de espinaca donde sí podíamos tener una visión clara de lo que es el color y la separación de cada uno de ellos. Además, se observa también la poca efectividad que posee la tiza a la hora de ejercer la fase estacionaria afectando lo que es el proceso de la separación de estos pigmentos puesto que se mantenía igual o no existía ningún tipo de cambio respecto a lo que era la disolución que se obtenía a la hora de realizar el filtrado de esta en las respectivas jeringas.

Esp, J. A. V. R. M. (2020). Identificación de metabolitos secundarios y evaluación de la actividad antimicrobiana del extracto etanólico de Callistemon speciosus (escobillón rojo). Archivos Venezolanos de Farmacologia y Terapéutica, 39(2), 198-204.

Ronco, N. R. (2020). Desarrollo de columnas capilares con líquidos iónicos como fases estacionarias para cromatografía de gases (Doctoral dissertation, Universidad Nacional de La Plata).

Lloret Mascarell, C. (2020). Desarrollo de columnas monolíticas orgánicas mediante foto-iniciación empleando como soporte etileno tetrafluoroetileno (ETFE) (Doctoral dissertation).

Sgariglia, M. A., Soberon, J. R., Sampietro, D. A., & Vattuone, M. A. (2010). Cromatografía: conceptos y aplicaciones.

Mora Ramírez, J. J., & Verdugo Reyes, M. S. (2020). Determinación de la actividad antioxidante in vitro de extractos de oca (Oxalis tuberosa Molina) cultivada en la serranía ecuatoriana (Doctoral dissertation, Universidad de Guayaquil. Facultad de Ciencias Químicas).

Collantes Díaz, I. E., & Cóndor Cuyubamba, E. A. (2020). Contribución al estudio fitoquímico de los tubérculos de Ullucus tuberosus caldas. Revista de la Sociedad Química del Perú, 86(2), 105-111.

Gutierrez-Poveda, E. (2019). Deteccion de alcaloides tropanicos en alimentos mediante cromatografia de liquidos/espectrometria de masas en tandem.

Rodríguez, M. G. ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO, CROMATOGRÁFICO, TÉRMICO Y MORFOLÓGICO DE POLÍMEROS.

Mazabel-Riera, E. C., & Monsalve-Buriticá, S. (2020). 3. Doxiciclina hiclato, formulaciones de liberación controlada y cromatografía líquida de alta resolución para su detección en plasma. Fondo Editorial Biogénesis, 48-63.

López, A. V. (2020). Desarrollo de biofertilizantes a partir de biomasa de palmáceas orientados al secuestro de carbono y mitigación de cambio climático (Doctoral dissertation, Universidad Miguel Hernández).

Ménager, M., Esquivel, P. F., & González, S. S. (2020). Los pigmentos naturales usados en Costa Rica: análisis preliminar de geomateriales y fragmentos cerámicos policromos de Guanacaste. Cuadernos de antropología: Revista Digital del Laboratorio de Etnología" María Eugenia Bozzoli Vargas", 30(1), 3.

Barrero, M. (1999). Evaluación de los pigmentos de Curcuma cultivada en Venezuela.

Moreno-Exebio, L., Flores-Rodríguez, M., Grande-Ortiz, M., & Puyén, Z. M. (2020). Determinación de rifampicina en plasma humano mediante un método de cromatografía líquida. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 37(2).

Muñoz Gutiérrez, A. (2020). Métodos numéricos de alto orden para un modelo de cromatografía.

Pérez-Madruga, Y., López-Padrón, I., & Reyes-Guerrero, Y. (2020). Las Algas como alternativa natural para la producción de diferentes cultivos. Cultivos Tropicales, 41(2).

Cuellar Lopera, J. D., & Delgado Millán, R. A. (2020). Epoxidación de los terpenos d-limoneno y β-pineno con participación de los reactivos comerciales tetraacetiletilendiamina (taed) y peroxicarbonato de sodio (pcs) (Doctoral dissertation, Universidad Santiago de Cali).

Rodríguez, V., & Alexander, A. (2020). Adsorción de compuestos azufrados en destilados sobre arcillas modificadas.

Cosi Cutipa, R. V. (2020). Evaluación de la pérdida de color en harina de Lúcuma (Poutería lucuma (R&P) Kuntze) durante el almacenamiento.

Corpas-Rodríguez, N., Gálvez-Cantero, L., Morell-Nápoles, G., López, J. C., Ramos-Sánchez, L. B., & Julián-Ricardo, M. C. (2020). Aspectos claves en la producción de aceite microbiano. Afinidad, 77(589).

Monzón, A. J., Pérez, P. P., Múgica, M. Á., & Barmadah, S. E. (2020). Interpretación del estudio metabólico en la litiasis renal y su tratamiento. Medicina de Familia. SEMERGEN.

Cornejo-Figueroa, M. H., Cartagena-Cutipa, R., & Alcázar-Alay, S. C. (2020). Tecnologías ecoeficientes para la valoración de residuos agroindustriales en frutas y hortalizas. INGENIERÍA INVESTIGA, 2(01), 294-311.

Ruiz, V. V., Gamboa, G. T. G., Rodríguez, E. D. V., Cota, F. I. P., Santoyo, G., & de los Santos Villalobos, S. (2020). Lipopéptidos producidos por agentes de control biológico del género Bacillus: revisión de herramientas analíticas utilizadas para su estudio. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 11(2), 419-432.

Avalos Rodriguez, S. F. (2020). Determinación de carbamatos y organofosforados en muestras obtenidas de personas investigadas por la Dirección Territorial Policial (DIRTEPOL) La Libertad en el 2018.

Carrión García, C. J. (2020). Estudio de la interrelación entre potencial antioxidante de la dieta y biomarcadores de capacidad antioxidante, nutrientes antioxidantes e inflamación.

Sinche Leon, J. Y., & Vilcatoma Contreras, T. B. (2019). Obtención de silica gel con cloruro de cobalto como autoindicador de humedad.

Serra Bisbal, J. J., Melero Lloret, J., Martínez Lozano, G., & Fagoaga García, C. C. (2020). Especies vegetales como antioxidantes de alimentos. Nereis, (12), 71-90.

Temas relacionados
Autores:
David Camacho
Universidad Nacional de Costa Rica
Recomendar
Comentar
Compartir
Profile picture
¿Quieres comentar sobre otro tema? Crea una nueva publicación para dialogar con expertos de la comunidad.
Súmate a Engormix y forma parte de la red social agropecuaria más grande del mundo.