ColoriAmo/Pigmenti vegetali

Il mondo dei fiori ci ricorda che devono esistere sostanze diverse nei loro petali e nelle loro foglie capaci di dar loro la colorazione caratteristica. Queste sostanze sono dette pigmenti. I pigmenti nei vegetali si trovano a livello cellulare, o all'interno dei vacuoli o all'interno dei plastidi.

I pigmenti nel vacuolo

I vacuoli sono cisterne all'interno della cellula vegetale, delimitati da una membrana semipermeabile, formata da fosfolipidi e proteine. All'interno dei vacuoli troviamo un succo piuttosto acido formato da sostanze diverse sciolte in acqua. Le sostanze disciolte sono diversissime e dipendono dalla funzione della cellula e dal gruppo a cui appartiene ogni pianta. Nei vacuoli troviamo sostanze come gli antociani, responsabili del colore rosso e azzurro-blu dei petali di molti fiori e delle foglie di molte piante. Tra i fiori ricordiamo i colori delle genziane, delle orchidee e delle viole dovute agli antociani di tipo diverso

Genziane
Orchidea

Dalla presenza degli antociani nei vacuoli dipende anche il colore delle foglie di alcune piante, come ad esempio i faggi rossi e gli aceri giapponesi.

Faggi rossi
Acero giapponese

Anche in alcuni ortaggi ritroviamo gli antociani, tanto concentrati da mascherare il verde della clorofilla, come per esempio nel cavolo cappuccio e di vari tipi di insalata.

Cavolo cappuccio
Radicchio

I pigmenti nei plastidi

I plastidi li possiamo trovare solo nella cellula vegetale. In base alla funzione che svolgono si possono classificare in: cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti, e amiloplasti. Questi ultimi non contengono pigmenti. I leucoplasti trasformano il glucosio in amido e viceversa e non interessano direttamente la colorazione delle varie parti di una pianta.

Sviluppo dei plastidi da proplastidi

Nelle foglie e nei fusti di giovani piante private della luce, i proplastidi non riescono a sintetizzare clorofilla e quindi la fotosintesi non può avvenire. Ciò blocca lo sviluppo dei plastidi che si trasformano in ezioplasti, incapaci di produrre clorofilla. In queste condizioni i tessuti vegetali restano chiari e non verdi, come per esempio nei finocchi e nei porri.

Finocchi

I cloroplasti

I cloroplasti sono gli organelli in cui avviene la fotosintesi clorofilliana nelle cellule di colore verde delle foglie, dei fusticini e dei germogli.

Sezione di cloroplasto
Orientamento dei cloroplasti in funzione della esposizione alla luce

La fotosintesi clorofilliana consiste nella trasformazione di anidride carbonica e acqua in glucosio e ossigeno, grazie all'energia ricavata dalla luce solare. Oltre alla clorofilla, nei cloroplasti possiamo trovare anche altri pigmenti: i carotenoidi gialli (xantofille), rosso-arancio (carotene) e rossi (licopene). I carotenoidi assorbono e trasferiscono energia luminosa alla clorofilla e la proteggono dalla fotodistruzione.

Ci possiamo accorgere della presenza dei carotenoidi nelle foglie, quando in autunno la clorofilla viene demolita e rimangono solo i carotenoidi che colorano le foglie di varie tonalità, dal giallo pallido al rosso cupo.

Bosco in autunno

I cromoplasti

I cromoplasti sono plastidi privi di clorofilla ma con all'interno vari pigmenti colorati, come per esempio i carotenoidi, che danno ad alcuni tipi di frutta e verdura un colore che va dal rosso, all'arancione fino al giallo. Nei fiori questi colori sono un richiamo per gli insetti, in questo modo è più semplice l'impollinazione. Nei frutti, invece, il richiamo degli insetti aiuta a facilitare la dispersione dei semi al loro interno. Tra le verdure contenenti carotenoidi ricordiamo le carote e tra i fiori i papaveri contengono cloroplasti, con pigmenti rossi. Nelle carote i cromoplasti derivano da un processo di maturazione dei leucoplasti. Quando la frutta o la verdura matura, i cromoplasti derivano dai cloroplasti.

Carote
Papavero

Ora prova tu

E se volessimo provare ad estrarre e studiare le caratteristiche di qualche pigmento di un vegetale che abbiamo in cucina?

Ecco alcuni semplici esperimenti.

Estrazione dei pigmenti delle foglie

Vogliamo estrarre i pigmenti contenuti in alcune foglie di verdura a foglia. In particolare: spinaci (con foglie verdi) e cavolo rosso (con foglie viola). Il nostro obiettivo è dunque estrarre clorofilla dagli spinaci e antociani dal cavolo rosso.

Materiali

spinaci in foglia, anche surgelati
cavolo rosso (alcune foglie)
barattoli di vetro con coperchio o ricopribili con fogli di carta alluminio
bicchieri di plastica
forbici
mortaio e pestello, o in alternativa un cucchiaio robusto e un contenitore resistente
alcol etilico

Procedimento

Si sminuzzano le foglie di spinaci e cavolo, aiutandosi con le forbici, e si inseriscono in contenitori robusti (meglio se di vetro) separati.

Aiutandosi con un coltello si pestano forte le foglie nel contenitore di vetro.

Si dividono le foglie di spinacio e di cavolo così trattate in due metà ciascuno. Ogni piccola parte ottenuta si inserisce in quattro bicchieri di plastica: due con spinaci e due con cavolo rosso.

In un bicchiere con spinaci e in uno con cavolo si aggiunge alcol, negli altri due bicchieri rimasti si aggiunge acqua fino a coprire completamente tutto il contenuto di ciascun bicchiere. Si chiudono i bicchieri con la carta alluminio (per evitare la facile ossidazione dei pigmenti fogliari, sensibili alla luce) e si lasciano riposare tutta una notte.

Spinaci surgelati
Cavolo rosso

Osservazione

Il giorno seguente si riaprono i bicchieri e si osserva il loro contenuto: nei bicchieri con spinaci ci sono importanti differenze. La clorofilla appare estratta solo nel bicchiere con alcol. Gli antociani delle foglie di cavolo appaiono ben estratti anche solo in acqua.

Spinaci e acqua
Spinaci e alcol

Conclusioni

La clorofilla non si scioglie in acqua, dunque non è idrosolubile ma risulta essere alcol solubile, passando dalle foglie al liquido in cui sono immerse nel bicchiere. Gli antociani risultano invece idrosolubili.

Tutto ciò è spiegabile con il fatto che mentre la clorofilla è contenuta nei cloroplasti (organelli con doppia membrana fosfolipidica), gli antociani sono disciolti nel vacuolo, contenente una soluzione acquosa.