Тема: Проблема: пигментов растений. условий для разделения пигментов с использованием тонкослойной хроматографии.

Тема: Применение тонкослойной хроматографии для исследования липофильных
пигментов растений.
Проблема: Какие липофильные пигменты содержатся в растительном сырье. Подбор
условий для разделения пигментов с использованием тонкослойной хроматографии.
Сравнительный анализ экстрактов разных растений.
Гипотеза: Если спиртовые экстракты растительного сырья содержат различные
пигменты, то их можно разделить хроматографическим методом.
Актуальность:
Такую
хроматографическую
методику
можно
использовать
для
подтверждения подлинности продуктов, содержащих растительные пигменты (пищевых
красителей и добавок, лекарственных и косметических средств и т.д.).
Объект исследования: растительное сырье (листья растений).
Предмет исследования: липофильные пигменты - хлорофиллы и каротиноиды.
Цели и задачи исследования:
- изучить литературные данные о свойствах липофильных растительных пигментов
(хлорофиллов и каротиноидов) и о хроматографических методах их разделения;
- изучить порядок разработки ТСХ методики анализа;
- исследовать влияние состава подвижной фазы на степень разделения пигментов на хроматограмме, выбрать оптимальные условия хроматографирования;
- провести идентификацию хлорофиллов и каротиноидов на хроматограмме;
- получить хроматограммы спиртовых экстрактов разных растений и проанализировать
полученные результаты.
Рассмотрены основы метода тонкослойной хроматографии (ТСХ), правила выбора
и оптимизации подвижной фазы для хроматографического разделения веществ. Дана
краткая характеристика липофильных пигментов – хлорофиллов и каротиноидов,
содержащихся в растениях.
Разработана ТСХ методика анализа растительных липофильных пигментов
в
спиртовых экстрактах листьев растений. Исследовано влияние состава подвижной фазы
на разделение пигментов. В качестве модификаторов гексана при приготовления
подвижной фазы использовались пропанол-2 и этилацетат. Эмпирически был установлен
оптимальный состав подвижной фазы: гексан – пропанол-2 – этилацетат (75:7:18), при
котором наблюдается наилучшее разделение компонентов пробы. Подтверждена
устойчивость компонентов пробы при хроматографировании в выбранных условиях.
Проведена идентификации веществ на хроматограмме. Визуальным методом по
окраске пятен были идентифицированы пятна хлорофиллов, феофитина (продукт
деградации хлорофиллов):
- хлорофилл а – сине-зеленое пятно, Rf = 0,48;
- хлорофилл b – желто-зеленое пятно, Rf = 0,40;
- феофитин – серое пятно, Rf = 0,60.
Для идентификации пятен каротиноидов были получены растворы свидетелей экстракцией гексаном из моркови был получен β-каротин и экстракцией пропанолом-2 из
желтых листьев был выделен лютеин. Идентификацией по сравнению со свидетелем были
определены:
- β-каротин – темно-желтое пятно с Rf = 0,91;
- лютеин – светло-желтое пятно с Rf = 0,20.
Два оставшихся светло-желтых пятна с Rf = 0,09 и Rf = 0,04 были определены по
литературным данным, как виолаксантин и неоксантин.
Проведен анализ спиртовых экстрактов листьев мяты, крапивы, петрушки,
смородины, подорожника, полыни и клевера. На хроматографическую пластинку Армсорб
размером 10х10 см нанесли с помощью микрошприца
5 мкл спиртового экстракта
листьев. Пластинку высушили на воздухе и поместили в камеру с подвижной фазой
гексан – пропанол-2 – этилацетат (75:7:18). Хроматографировали восходящим методом.
Когда фронт подвижной фазы поднялся на 8 см, пластинку вынули из камеры и высушили
на воздухе до исчезновения запаха растворителей. Оценили наблюдаемые пятна
пигментов.
На хроматограммах всех экстрактов наблюдаются пятна хлорофиллов а и b,
каротина и лютеина. Сравнительный анализ размеров и интенсивности пятен показывает,
что содержание хлорофиллов в разных образцах изменяется незначительно.
Заметно изменяется содержание β-каротина – максимальное содержание наблюдается в
листьях петрушки, минимальное – в листьях полыни.
Также в значительном диапазоне варьируется содержание ксантофиллов. Например, на
хроматограмме экстракта листьев петрушки наблюдается дополнительное пятно желтого
цвета, которое по месту расположения можно отнести к ксантофиллам. В то же время, на
хроматограммах экстрактов мяты и крапивы не обнаружено пятно неоксантина, а на
хроматогамме экстракта полыни не обнаружены пятна виолаксантина и неоксантина. На
хроматограмме экстракта мяты наблюдается светло-коричневое пятно на старте, что,
вероятно, свидетельствует о присутствии гидрофильных пигментов, которые не
разделяются в данных условиях.
Выводы: Были подобраны оптимальные условия для ТСХ разделения липофильных
пигментов
растений,
идентифицированы
хлорофиллы
и
каротиноиды,
проведен
качественный сравнительный анализ экстрактов разных растений. Подобранные условия
хроматографического разделения можно использовать для определения подлинности
растительных экстрактов по их качественному и количественному составу, для выявления
фактов фальсификации растительных экстрактов, для исследования роли пигментов в
процессе фотосинтеза, для исследования влияния
факторов окружающей среды на
пигментный состав растений и т.д.
Перспективы проекта: Продолжить работу над темой исследования пигментов в
растительном сырье – подобрать условия для лучшего разделения сложных смесей
каротиноидов в плодах растений. Подобрать условия для разделения гидрофильных
пигментов – антоцианов – в растительном сырье.
Список использованных источников.
1. Бойченко А.П., Чухлеб М.А., Фролова А.М., Логинова Л.П. Новый хемометрический
подход
для
оптимизации
разделения
в
нормально-фазовой
тонкослойной
хроматографии // Методы и объекты химического анализа. - 2010. - Т. 5, № 1. - С. 38–
45.
2. http://www.chem-astu.ru/chair/study/PCMA/r3_1.htm
3. Хроматография в тонких слоях. Под редакцией Э. Шталя. Издательство «Мир»,
Москва, 1965.
4. http://www-chemistry.univer.kharkov.ua/files/Lecture19.pdf
5. Рудаков О.Б., Селеменев В.Ф. Физико-химические системы сорбат – сорбент – элюент
в жидкостной хроматографии. - Воронеж, 2003. – 240 с.
6. www.Wikipedia.org
7. Кретович В. Л., Основы биохимии растений, 5 изд., М., 1971.