ColoriAmo/Pigmenti vegetali

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Indice del libro

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.

Cellula vegetale

I pigmenti nel vacuoloModifica

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

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.

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.

I pigmenti nei plastidiModifica

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 cloroplastiModifica

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

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 cromoplastiModifica

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.

Ora prova tuModifica

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 foglieModifica

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.

MaterialiModifica

  • 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

ProcedimentoModifica

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.

OsservazioneModifica

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.

ConclusioniModifica

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.

Viraggio dei pigmentiModifica

MaterialiModifica

 
Antociani da cavolo rosso
  • campioni dell'esperimento precedente contenenti antociani in acqua estratti da cavolo rosso
  • contagocce o pipetta
  • succo di limone o aceto
  • bicarbonato di sodio
  • cucchiaino
  • contenitori in vetro

ProcedimentoModifica

Aiutandosi con una pipetta si preleva un po' di soluzione acquosa contenente antociani, di un colore viola scuro intenso. Versiamo il liquido prelevato in due contenitori diversi: in uno aggiungiamo con un cucchiaino un po' di bicarbonato di sodio e nell'altro qualche goccia di limone.

OsservazioniModifica

Il colore del liquido iniziale cambia: il bicarbonato fa cambiare il viola in blu brillante; il limone trasforma il colore in un rosso vivo.

 
Viraggio degli antociani

ConclusioniModifica

Gli antociani, solubili in acqua, cambiano colore a seconda che si mettano in contatto con sostanze acide (succo di limone) o basiche (bicarbonato di sodio) e possono ottenere tante sfumature diverse.

È per questo motivo che gli antociani sono utilizzati come coloranti alimentari per caramelle, yogurt, gelatine, gomme da masticare, bevande, ecc.

La clorofilla estratta dalle foglie di spinacio contiene un solo pigmento?Modifica

Per questo esperimento utilizziamo la tecnica della cromatografia già vista in precedenza a proposito della separazione dei pigmenti di un inchiostro. Cogliamo qui l'occasione solo per un breve richiamo alla capillarità.

La capillaritàModifica

La capillarità è un fenomeno dovuto all'interazione tra le molecole di un liquido e di un solido lungo le loro superfici. Tale fenomeno è alla base della tecnica della cromatografia. Consiste nella capacità di un liquido di "risalire" lungo le pareti interne di un tubicino di vetro di un diametro tanto piccolo quanto quello di un capello. Il liquido, risalendo lungo il tubicino (capillare) vince la forza di gravità grazie alla forza di coesione, adesione e tensione superficiale. Sempre grazie alla capillarità, l'acqua, dalle radici, raggiunge le foglie più alte vincendo la forza di gravità.

 
Capillarità

MaterialiModifica

  • campione di soluzione clorofilla e alcol etilico dell'esperimento di estrazione della clorofilla visto precedentemente
  • foglio di carta da filtro o una striscia ritagliata da un foglio di "acchiappacolore" per lavatrice
  • bicchiere
  • alcol
  • contagocce o pipetta

ProcedimentoModifica

Copro con pochissimo alcol il fondo di un bicchiere.

Prelevo con un contagocce un po' di clorofilla e, alla distanza di circa un centimetro dal margine inferiore della striscia di carta da filtro, lascio cadere una o due gocce di clorofilla e lascio asciugare per qualche secondo all'aria.

Inserisco in verticale la mia striscia di carta da filtro nel bicchiere, con la macchia di clorofilla verso il basso; attendo qualche minuto ed estraggo la mia striscia di carta dal bicchiere.

OsservazioniModifica

La mia iniziale macchia di clorofilla di color verde brillante non c'è più e al suo posto posso osservare più di un colore in cui si è separata. Partendo dal basso osservo una parte verde scuro, una verde chiaro e, infine, una color arancione.

ConclusioniModifica

La clorofilla degli spinaci non è composta da un unico pigmento ma da ben tre diversi. Partendo dal basso della striscia di carta da filtro posso individuare per colore diverso: clorofilla alfa, clorofilla beta e carotenoidi. Si tratta di pigmenti diversi, capaci di permettere alle foglie di catturare la maggior quantità di luce possibile e di diverso colore. Questo permette alle foglie di fare più fotosintesi.