СРАВНЕНИЕ БИООРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПИГМЕНТАХ СЕМЕЙСТВ РОЗОЦВЕТНЫХ И АСТРОВЫХ

СРАВНЕНИЕ БИООРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПИГМЕНТАХ

СЕМЕЙСТВ РОЗОЦВЕТНЫХ И АСТРОВЫХ

Лыгин С.А., Краснова А.О., Пурина Е. С.

Бирский филиал Башкирского государственного университета

Как было сказано в предыдущей статье пигменты - большие органические молекулы, содержащие группировки, которые способны поглощать свет. Характерным для них является присутствие цепочек чередования одинарных и двойных связей (-С=С-С=С-). Помимо этого, усиление поглощения света, происходит за счет присутствия в молекуле кольцевых структур. К растительным пигментам относятся хлорофиллы, антоцианы, флавоноиды, каротиноиды и др. [1].

Благодаря этим пигментам мы можем наблюдать цветение растений с яркой зеленой листвой, сравнивать красивое платье, с цветком растущем в поле.

Хлорофиллы - зелёный пигмент, способный не только поглощать красный и сине-фиолетовый свет, но и отражать зелёный свет. За счет этого, растения приобретают зеленую окраску, если только она не прячется под другими пигментами [2].

Антоцианы - придают растениям окраску от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой. Окраска листьев растений изменяется от зеленых до красных и синих цветов из-за усиленного образования антоцианов в клетках растений.

Рис. 1. Общая структура антоцианов

Во время похолоданий действующий свет на растения, усиливают накопление в них антоцианов. Антоцианы участвуют в дыхании растений в качестве переносчиков электронов от дыхательного материала на кислород воздуха. Впервые на эту их роль указал известный русский биохимик В. И. Палладин [3].

Флавоны и флавонолы, являются основными пигментами, обеспечивающими яркую, желтую цветовую гамму плодов и цветов. Содержание флавоноидов в растениях различно: в среднем 0,5-5%, иногда достигает 30% (в цветках софоры японской). На накопление флавоноидов оказывают влияние возраст и фаза развития растения. Чем старше растение, тем сильнее уменьшается их количество, и наоборот в молодых растениях количество пигментов увеличивается. Так же влияет освещенность, чем больше солнечных лучей попадает на растения, тем содержание флавоноидов в растениях увеличивается. содержание флавоноидов увеличивается при понижении температуры, но у других групп флавоноидов, наоборот, содержание увеличивается при повышении температуры [4].

Рис. 2. Общая структура флавоноидов:

А-основное бензольное кольцо; Б-боковое кольцо

Каротиноиды-синтез каротиноидов происходит в пластидах, где эти пигменты обычно и остаются: в зеленых листьях это хлоропласты, а в плодах, лепестках цветков, корнеплодах - хромопласты. Они способны к биосинтезу, абсорбированию и метаболизму, эти пигменты повсеместно распространены и разнообразны [5].

Экспериментальная часть

В предыдущей статье были проведены качественные реакции на лепестках роз. В данном случае мы провели качественные реакции на сравнение двух растений, имеющих разные семейства, это георгины, относящиеся к семейству астровые и являющиеся самой высшей классификацией цветов и розы которые относятся к семейству розоцветные.

Определение и сравнение флавоноидов в лепестках георгин и роз

В чистые пробирки наливают небольшое количество экстрактов из лепестков роз «Бонер» и лепестков георгин «Золотая звезда» и по каплям добавляют 10%-ный раствор ацетата свинца, который с флавоноидами образует от желтого до желто-оранжевого цвета осадка или интенсивно окрашенные лаки. По результатам исследования учащиеся делают вывод, что в обоих экстрактах присутствуют флавоноидные пигменты (табл.1).

Таблица 1

Результаты и сравнение опыта по первому способу

Рис. 3. Определение и сравнение флавоноидов в лепестках георгин и роз:

1 - до добавления реагента из лепестков георгин; 2 - экстракт на спирте с реагентом из лепестков георгин;

3 – до добавления реагента из лепестков роз; 4 - спиртовой экстракт с реагентом из лепестков роз.

Определение и сравнение антоцианов в лепестках георгин и роз

В чистые пробирки наливают 2-3 мл полученных из лепестков роз «Rosanna», георгин «Золотая звезда» экстрактов, затем по каплям добавляют разбавленную соляную кислоту, а затем гидроксид натрия. В большинстве случаев цвет экстрактов изменяется от светлого к более яркому и темному, что означет присутствие антоциановых пигментов (таб.2).

Таблица 2

Результаты и сравнение опыта по первому способу

Рис. 4. Определение и сравнение антоцианов в лепестках георгин и роз:

А-вытяжка до добавления реагента с пигментом антоцианом из лепестков роз;

Б-после добавления реагента с пигментом антоцианом из лепестков роз;

С-вытяжка до добавления реагента с пигментом антоцианом из лепестков георгин;

Д-после добавления реагента с пигментом антоцианом из лепестков георгин

Цианидовая проба (проба Шинода)

Для эксперемента используют экстракты из лепестков роз «Rosanna» и лепестков георгин «Ред Пигми», содержащие антоциановые пигменты. Этот опыт основан на образовании антоцианидов, которые в кислой среде окрашиваются в оттенки от оранжевого до малинового.

Полученные экстракты или вытяжки наливают в пробирки и добавляют к ним несколько капель концентрированной соляной кислоты и 20-30 мг порошка цинка. Если экстракты содержат антоцианоиды, раствор меняет цвет (таб.3).

Таблица 3

Результаты и сравнение опыта по первому способу

Рис. 5. Цианидовая проба

1-до добавления реагента из лепестков роз; 2-после добавления реагента из лепестков роз; 3- до добавления реагента из лепестков георгин; 4- после добавления реагента из лепестков георгин

Таким образом, при выполнении исследований учащимися использовались различные аналитические методы качественного и количественного определения содержания пигментов в лепестках роз и георгин.

Сравнение полученных результатов проведенных на спектрофотометре

Для эксперимента использовались вытяжки из лепестков георгин «Ред Пигми» с антоцианами и «Золотая звезда» с флавоноидами и роз «Rossana» с антоцианами и «Бонер»с флавоноидами, с одинаковым растворителем спиртом. Было взято 50 мкг вытяжки, 3 мл спирта и помещено в кювету, после чего кювету поместили в спектрофотометр и проводился опыт.

Опыт основанный на измерение и сравнение двух потоков оптического излучения, то есть сравнение длин волн и их поглощение.

Рис.6. Сравнение полученных результатов проведенных на спектрофотометре. 1- экстракт с лепестками георгин «Ред Пигми»; 2- экстракт с лепестками георгин «Золотая звезда»; 3- экстракт с лепестками роз «Бонер»; 4- экстракт с лепестками роз «Rossana».

Таким образом, после проведенных исследований с учащимися, выяснили, что в образце под №2, поглощение происходит наиболее быстрее, по сравнению с другими результатами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лыгин С.А., Краснова А.О., Пурина Е.С. Практико-ориентированный проект «Пигменты растений». – Химия в школе №3, 2018г. – С. 60-63.

2. Грищенко А., Кодацкая С. Игра цветов, или Пигменты в нашей жизни // Биология, 2010. – № 6. – М.: Изд. Дом «Первое сентября».

3. Пчелов А.М. Природа и ее жизнь. – Л.: Жизнь, 1990.

4. Что такое «флавоноиды»? [Электронный ресурс]. – Режим доступа: – URL: http://plantlife.ru/books/item/f00/s00/z0000021/st002.shtml (дата обращения 28.04.18)

5. В.И. Дейнека «Каротиноиды: строение, биологические функции и перспективы применения» // «Научные ведомости» №6, 2008 г. стр.20-25

Скачано с www.znanio.ru