Q UÍMICA
E
E NSINO
SEPARAÇÃO DE CAROTENÓIDES, CLOROFILAS E FLAVONÓIDES
EM FOLHAS DE PLANTAS: UMA ABORDAGEM SIMPLES E ECOLÓGICA
#NKEG/&KCU/.C5CNGVG(GTTGKTC
Departamento de Química, Universidade do Minho, Braga
[email protected]
Separation of Carotenoids, Chlorophylls and Flavonoids from Plant Leaves: a simple and
ecological approach – The experimental activity presented here aims to replace or supplement the traditional
separation of chloroplast pigments by column chromatography, from green leaves. The new approach, using red and
green leaves, leads to higher visual impact and involves simpler and greener procedures. To achieve these goals, a
simple and ecofriendly procedure was developed to prepare extracts from these leaves. The chromatographic separation of this extract in a disposable syringe containing potato starch as adsorbent allowed an excellent separation of
EDQGVZLWK\HOORZEOXHJUHHQ\HOORZJUHHQDQGUHGFRORUVZKLFKZHUHDWWULEXWHGWRȔFDURWHQH[DQWKRSK\OOVFKORrophylls a and b and anthocyanins, respectively. This activity can be useful in higher education in practical classes
designed to teach chemistry laboratory techniques and fundamentals of organic chemistry. The challenges associated
with the additional separation of anthocyanins, hydrophilic pigments, will broaden the learning outcomes of traditional activity, which separate only lipophilic pigments, and enable teachers to adopt targeted pedagogies to exercise
critical thinking of the student. This activity is also suitable to primary and secondary education to stimulate young
people to the chemistry and to demonstrate basic concepts of chemistry.
D
escreve-se uma atividade experimental que pretende substituir ou complementar a tradicional separação dos pigPHQWRVGRVFORURSODVWRVSRUFURPDWRJUD¾DHPFROXQDUHDOL]DGDDSDUWLUGHIROKDVYHUGHV$QRYDDERUGDJHPXVDQGR
folhas verdes e vermelhas, conduz a maior impacto visual e envolve procedimentos mais simples e mais concorGDQWHVFRPRVSULQFtSLRVGDTXtPLFDYHUGH3DUDDWLQJLUHVVHVREMHWLYRVIRLGHVHQYROYLGRXPSURFHGLPHQWRVLPSOHV
HHFROyJLFRSDUDDSUHSDUDomRGRVH[WUDWRVGHVWDVIROKDV$VHSDUDomRFURPDWRJUi¾FDGHVWHH[WUDWRQXPDVHULQJDGHVcartável contendo fécula de batata como adsorvente permitiu uma excelente separação de bandas coradas de amarelo,
D]XOYHUGHDPDUHORYHUGHHYHUPHOKRTXHIRUDPDWULEXtGDVDRVSLJPHQWRVȔFDURWHQR[DQWR¾ODVFORUR¾ODVa e b e
antocianinas, respetivamente. Esta atividade pode ser útil no Ensino Superior em aulas práticas vocacionadas para
HQVLQDU7pFQLFDV/DERUDWRULDLVGH4XtPLFDH)XQGDPHQWRVGH4XtPLFD2UJkQLFD2VGHVD¾RVDVVRFLDGRVjVHSDUDomR
adicional de antocianinas, por serem pigmentos hidrofílicos, vão alargar os resultados de aprendizagem da atividade
tradicional, que separa unicamente pigmentos lipofílicos, e permitir aos professores adotar pedagogias direcionadas
para o exercício do pensamento crítico do aluno. Esta atividade é também adequada ao ensino básico e secundário para
GHVSHUWDURVMRYHQVSDUDDTXtPLFDHGHPRQVWUDUFRQFHLWRVEiVLFRVGHTXtPLFD
INTRODUÇÃO
Em Química, os métodos de ensino que assentam na experimentação são, cada vez mais, a chave para o sucesso no
SURFHVVRHQVLQRDSUHQGL]DJHPHPSDUWLFXODUQDVFDPDGDV
PDLVMRYHQV$DSUR[LPDomRGDTXtPLFDDRPXQGRUHDOp
um contributo importante para despertar e motivar os alunos para esta área do conhecimento. Por outro lado, sendo
DTXtPLFDXPDFLrQFLDFUXFLDOSDUDDH[SOLFDomRGHWRGRV
os fenómenos do meio físico e biológico é necessário inverter a imagem atual da química, normalmente associada
a imagens de poluição e desastres ambientais, grandemente responsável pela aversão que os alunos e o público em
geral desenvolveram atualmente pela química. Assim, a
HODERUDomRGHH[SHULrQFLDVVLPSOHVFRPLPSDFWRYLVXDOH
em que os materiais utilizados, para além de acessíveis e
GHEDL[DWR[LFLGDGHVHMDPSURGXWRVGDQDWXUH]DpXPWHPD
FDGDYH]PDLVDWXDO>@
Neste sentido, os pigmentos das plantas são modelos privilegiados pelas cores com que ornamentam o mundo em
Q UÍMICA 138 - J UL -S ET 15
TXH YLYHPRV SHODV IXQo}HV ELROyJLFDV HVVHQFLDLV j YLGD
pelo papel fundamental na alimentação e pelos benefícios
SDUDDVD~GH>@2VSLJPHQWRVPDLVDEXQGDQWHVGDVIROKDVGDVSODQWDVVmRDVFORUR¾ODVYHUGHVRVFDURWHQyLGHV
DPDUHORVHRV¿DYRQyLGHVGHHQWUHRVTXDLVVHGHVWDFDP
DVDQWRFLDQLQDVYHUPHOKRV$VFORUR¾ODVHRVFDURWHQyLGHVRFRUUHPQRVFORURSODVWRVRQGHGHVHPSHQKDPIXQo}HV
essenciais na fotossíntese. As folhas de certas plantas tamEpPWrPFRQWH~GRVVLJQL¾FDWLYRVGHDQWRFLDQLQDVFRQIHULQGROKHV OLQGDV WRQDOLGDGHV GH YHUPHOKRUR[R$V FRUHV
das folhas podem variar de acordo com a estação, nutrienWHVS+HLQWHUDo}HVTXtPLFDV>@
$VHSDUDomRGRVSLJPHQWRVYHJHWDLVFORUR¾ODVHFDURWHQyLdes presentes em folhas verdes através de técnicas cromaWRJUi¾FDV p XP WUDEDOKR SUiWLFR WUDGLFLRQDOPHQWH HQFRQWUDGRQRVPDQXDLVGH4XtPLFD2UJkQLFD([SHULPHQWDO>@
7UDWDVHGHXPWUDEDOKRH[SHULPHQWDOWUDQVYHUVDOjTXtPLFD
HjELRORJLDHTXHVHFDUDFWHUL]DSRUXPHOHYDGRLPSDFWR
visual captando o agrado da maioria dos alunos. Os proce57
Q UÍMICA
E
E NSINO
dimentos experimentais descritos exigem laboratórios com
equipamentos especiais e materiais perigosos que restringem a sua realização ao ensino universitário.
7HQGRHPYLVWDDH[WHQVmRGHVWHWUDEDOKRDRHQVLQREiVLFR
e secundário desenvolveu-se uma técnica simples e ecológica capaz de separar, não só os amarelos dos carotenóides
HRVYHUGHVGDVFORUR¾ODVPDVWDPEpPRVYHUPHOKRVGRV
¿DYRQyLGHV SDUWLQGR GH IROKDV YHUGHV H YHUPHOKDV 6HJXLQGRDVOLQKDVRULHQWDGRUDVGD4XtPLFD9HUGH>@IRUDP
realizados vários estudos em que se investigaram vários
adsorventes não tóxicos do quotidiano e solventes menos
perigosos e de fácil acesso. Os problemas encontrados
foram contornados recorrendo sempre a procedimentos
experimentais simples, de modo a evitar técnicas e equipamentos tipicamente laboratoriais. Os resultados obtidos
SHUPLWLUDPGHVHQYROYHUWpFQLFDVGHFURPDWRJUD¾DHPFROXQDHHPSDSHOPXLWRVLPSOHVHH¾FD]HVQDVHSDUDomRGDV
bandas coloridas típicas destes pigmentos que obedecem
HVWULWDPHQWHDRVUHTXLVLWRVHVWDEHOHFLGRV>@
DESCRIÇÃO GLOBAL DA EXPERIÊNCIA
A separação dos pigmentos das folhas dos espinafres por
FURPDWRJUD¾DHPFROXQDWHPVLGRDDWLYLGDGHODERUDWRULDO
mais utilizada para demonstrar os fundamentos da cromaWRJUD¾D(VWDDWLYLGDGHQRUPDOPHQWHGHFRUUHHPGXDVHWDpas. A primeira etapa envolve a trituração das folhas e maceração num solvente de polaridade intermédia, seguida de
H[WUDomROtTXLGROtTXLGRHHYDSRUDomRGDIDVHRUJkQLFDVRE
vácuo usando um evaporador rotativo. Na segunda etapa
faz-se a separação do extrato em colunas de fase estacionáULDVyOLGDFXMRVDGVRUYHQWHVJHUDOPHQWHVmRVtOLFDRXDOXPLQDHDIDVHPyYHOpXPDVpULHGHVROYHQWHVRUJkQLFDVGH
SRODULGDGHFUHVFHQWHVpULHHOXRWUySLFD$EDVHGDWpFQLFD
e os princípios da adsorção e partição demonstrados são um
bom suporte para a compreensão das técnicas cromatográ¾FDVPDLVDYDQoDGDVFRPRDFURPDWRJUD¾DJDVRVD*&
H D FURPDWRJUD¾D OtTXLGD GH DOWD H¾FLrQFLD +3/& TXH
VmRKRMHIHUUDPHQWDVHVVHQFLDLVHPTXDOTXHUODERUDWyULRGH
4XtPLFD$QDOtWLFD2OXJDUGHGHVWDTXHGHVWDH[SHULrQFLD
GLGiWLFDGHYHVHjDFHVVLELOLGDGHGDDPRVWUDHDRVUHVXOWDdos obtidos, uma vez que a separação dos pigmentos pre-
sentes em folhas de plantas é facilmente visualizada pelo
GHVORFDPHQWRGHEDQGDVDPDUHODVFORUR¾ODVH[DQWR¾ODVH
YHUGHVFORUR¾ODaHFORUR¾ODbGHFRUHRXSRVLomRUHODWLYD
diferentes. Esta atividade serve ainda para demonstrar os
princípios básicos da química, particularmente da químiFDRUJkQLFDSRLVUHYHODDVFDUDFWHUtVWLFDVGHSRODULGDGHH
solubilidade das moléculas destes pigmentos, permitindo
uma associação destas propriedades com os conceitos de
grupo funcional, eletronegatividade, momento dipolar e
LQWHUDo}HVLQWHUPROHFXODUHV
As moléculas de pigmentos mais amplamente distribuídas
HPIROKDVGHSODQWDVVmRRȔFDURWHQRDOXWHtQDDVFORUR¾las a e a bHRJOXFyVLGRGHOFLDQLGLQD>@$VHVWUXWXUDV
correspondentes estão representadas na Figura 1.
2ȔFDURWHQRHDOXWHtQDVmRSLJPHQWRVUHSUHVHQWDWLYRVGD
FODVVH GRV FDURWHQyLGHV >@ (VWD FODVVH GH PROpFXODV
TXHLQFOXLRVFDURWHQRVH[DQWR¾ODVSRVVXLHPFRPXPXP
esqueleto carbonado composto por várias unidades de isopreno apresentando, por isso, propriedades lipofílicas. Os
carotenos, sendo exclusivamente formados por átomos de
FDUERQRHKLGURJpQLRVmRPROpFXODVDSRODUHV$V[DQWR¾las, aqui representadas pela luteína, são ligeiramente mais
SRODUHVGHYLGRjSUHVHQoDGHXPSHTXHQRQ~PHURGHJUXpos funcionais oxigenados que, neste caso, são grupos hiGUR[LOR$VFORUR¾ODVWDPEpPVmRPROpFXODVOLSRVVRO~YHLV
devido ao predomínio de átomos de carbono e hidrogénio,
em particular na longa cadeia hidrocarbonada do grupo
¾WLOR 1R HQWDQWR R Q~FOHR FHQWUDO GH SRU¾ULQD FRQWpP
quatro átomos de nitrogénio nos anéis de pirrole e estes
encontram-se coordenados com o metal magnésio. Este
centro polar e os grupos éster e cetona presentes tornam as
FORUR¾ODVPDLVSRODUHVGRTXHRVFDURWHQyLGHVHSRULVVR
normalmente requerem solventes de maior polaridade. A
FORUR¾ODbpOLJHLUDPHQWHPDLVSRODUGRTXHDFORUR¾ODa
GHYLGR j VXEVWLWXLomR GH XP JUXSR PHWLOR SRU XP JUXSR
aldeído.
2V ¿DYRQyLGHV SLJPHQWRV SRODUHV JHUDOPHQWH SUHVHQWHV
HP¿RUHVHIUXWDVWDPEpPSRGHPVHUHQFRQWUDGRVQDVIRlhas de plantas, em particular em folhas vermelhas e verGHVRXVyYHUPHOKDV2VFRPSRQHQWHVSULQFLSDLVGRV¿D-
Figura 1 ° 0ROpFXODV UHSUHVHQWDWLYDV GRV SLJPHQWRV SUHVHQWHV HP IROKDV YHUPHOKDV H YHUGHV ȔFDURWHQR H OXWHtQD FDURWHQyLGHV FORUR¾ODV a e b
FORUR¾ODVJOXFyVLGRGHOFLDQLGLQDDQWRFLDQLQDV$GDSWDGRFRPSHUPLVVmRGHJ. Chem. Educ. 92 °Copyright 2015 American
Chemical Society
58
Q UÍMICA 138 - J UL -S ET 15
Q UÍMICA
E
E NSINO
Figura 2°9DULDomRGHFRUGRJOXFyVLGRGHOFLDQLGLQDDQWRFLDQLQDHPIXQomRGRS+$GDSWDGRGH>@
vonóides presentes nas folhas são as antocianinas, que são
responsáveis pelas cores vermelhas observadas. A cor das
antocianinas é dependente do pH do meio, sendo vermelha
HP VROXo}HV iFLGDV UR[D HP VROXo}HV QHXWUDV H D]XO HP
PHLREiVLFR)LJXUD>@
2JOXFyVLGRGHOFLDQLGLQD)LJXUDHpDDQWRFLDQLQD
mais frequente nas folhas. Nestes pigmentos, um núcleo de
benzopirano está ligado a um anel polifenólico, a uma unidade de glucose e a grupos hidroxilo. Assim, é de salientar
a elevada polaridade destes pigmentos devida ao caráter
LyQLFRHjSUHVHQoDGHXPHOHYDGRQ~PHURGHJUXSRVKLdroxilo, o que os torna solúveis em água.
Uma vez reconhecido o interesse na extensão ao ensino
básico e secundário da separação dos pigmentos das foOKDVGHSODQWDVSRUFURPDWRJUD¾DHPFROXQDIDFHjVVXDV
potencialidades didáticas, impacto visual e aproximação
jQDWXUH]DSURFXURXVHQDOLWHUDWXUDXPPpWRGRTXHUHXnisse os requisitos experimentais e técnicos adequados a
estes níveis de ensino. Foram encontrados vários métodos
TXHXWLOL]DPDGVRUYHQWHVGRTXRWLGLDQR>@'HVWDFRXVHXPPpWRGRUHSRUWDGRSRU.LPEURXJK>@TXHUHXQLD
a simplicidade e acessibilidade pretendidas e explorava a
separação em coluna de bicarbonato de sódio de um extrato obtido por maceração de folhas verdes e vermelhas em
acetona. A experimentação deste método revelou que permitia o isRODPHQWRGRV¿DYRQyLGHVPDVQmRVHSDUDYDRV
pigmentos amarelos e verdes dos cloroplastos. Para além
disso, a coluna apresentava um impacto visual muito reduzido, uma vez que para além da banda verde brilhante
FRUUHVSRQGHQWHjPLVWXUDGHSLJPHQWRVDPDUHORVHYHUGHV
GRV FORURSODVWRV DSHQDV VH YLVXDOL]DYDP RV ¿DYRQyLGHV
FRPREDQGDVFDVWDQKDVHFLQ]HQWDVGHYLGRjEDVLFLGDGHGR
adsorvente. Estabeleceu-se então como meta desenvolver
um método capaz de separar na coluna as bandas amarelas,
verdes e vermelhas correspondentes aos principais pigmentos presentes em folhas verdes e vermelhas, mantendo
a simplicidade e sustentabilidade do método original.
A meta foi atingida pois, após um estudo sistemático,
conseguiu-se separar numa coluna de fécula de batata duas
EDQGDV DPDUHODV GLVWLQWDV FRUUHVSRQGHQWHV DR ȔFDURWHQR
H jV [DQWR¾ODV XPD EDQGD YHUGH D]XODGD FRUUHVSRQGHQWH j FORUR¾OD a XPD EDQGD YHUGH DPDUHODGD GD FORUR¾OD
Q UÍMICA 138 - J UL -S ET 15
bHXPDEDQGDURVDGDGDVDQWRFLDQLQDV>@(VWHVUHVXOWDGRVSRGHPVHUREWLGRVDWUDYpVGHXPDH[SHULrQFLDPXLWR
VLPSOHV QR SHUtRGR GH K VHP UHFRUUHU D WpFQLFDV H
RXHTXLSDPHQWRVVR¾VWLFDGRVHVHPH[SRURVSLJPHQWRVD
FRQGLo}HV GH GHJUDGDomR$ VLPSOLFLGDGH H RULJLQDOLGDGH
do método reside na preparação de um extrato sólido que
envolve a adsorção dos pigmentos lipofílicos e hidrofílicos
QDVXSHUItFLHGRVSHTXHQRVJUkQXORVGDIpFXODGHEDWDWD
A utilidade deste extrato também otimizou o método de
.LPEURXJK HP FROXQDV GH ELFDUERQDWR GH VyGLR PDV RV
resultados são muito inferiores aos obtidos com fécula de
EDWDWD 7DPEpP IRUDP WHVWDGDV VHP VXFHVVR FROXQDV GH
amido de milho e açúcar em pó. Os resultados demonstraUDPTXHRVJUkQXORVGRDPLGRGHEDWDWDDSUHVHQWDPFDUDFterísticas físicas e químicas mais adequadas a esta atividaGHGRTXHRVJUkQXORVGRDPLGRGHPLOKR
A utilização do amido de batata nesta atividade constitui
uma abordagem original e que apresenta vantagens sobre
os adsorventes usuais. Para além da sua elevada sustentaELOLGDGH D VHSDUDomR p PXLWR PDLV H¾FLHQWH H VHQGR XP
material quimicamente inerte, não há degradação dos pigmentos nem alteração da cor das antocianinas.
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
PREPARAÇÃO E ANÁLISE DO EXTRATO
Folhas frescas de Stromanthe sanguinea )LJXUD D J IRUDP FRUWDGDV FRP XPD WHVRXUD H HVPDJDGDV XVDQGR
um almofariz e um pilão. Os pigmentos das folhas foram
H[WUDtGRVSRUPDFHUDomRHPDFHWRQDP/GXUDQWH
PLQXWRV2H[WUDWREUXWRREWLGRSRU¾OWUDomRIRLWUDWDGR
FRPXPDJHQWHH[VLFDQWHVDOGHFR]LQKDRXVDOVXOIDWRGH
VyGLRDQLGURPLQ)LJXUDE$SyVDHOLPLQDomRGRVDO
SRU¾OWUDomRDGLFLRQRXVHIpFXODGHEDWDWDFRPHUFLDOJ
DXPDSRUomRGDVROXomR¾OWUDGDP/HWRGDDDFHWRQD
HYDSRURXDR¾PGHPLQSDUDIRUPDUXPH[WUDFWRVyOLGR)LJXUDFSURQWRSDUDVHUDSOLFDGRGLUHWDPHQWHVREUH
uma coluna de fécula de batata. A composição do extrato
OtTXLGREIRLDYDOLDGDSRUFURPDWRJUD¾DHPSDSHOXVDQGRXPDPLVWXUDGHpWHUGHSHWUyOHRƒ&DFHWRQD
FRPRIDVHPyYHO2VSLJPHQWRVIRUDPLGHQWL¾FDGRVDWUDYpVGDVVXDVFRUHVHSRODULGDGHVFDUDFWHUtVWLFDV)LJXUDG
59
Q UÍMICA
E
E NSINO
D
E
DPLQEPLQFPLQ
F
G
Figura 3 ° D )ROKDV GH Stromanthe sanguinea ´7ULFRORUµ E ([WUDWR
EUXWRWUDWDGRFRPVXOIDWRGHVyGLRDQLGURF([WUDWRVyOLGRSUHSDUDGR
SRU DGVRUomR GH E QD VXSHUItFLH GR DPLGR GD IpFXOD GH EDWDWD G
&URPDWRJUD¾D HP SDSHO REWLGD D SDUWLU GR OtTXLGR E $GDSWDGR FRP
permissão de J. Chem. Educ. 92 Copyright 2015
American Chemical Society
CROMATOGRAFIA EM COLUNA
8PD VHULQJD GHVFDUWiYHO GH P/ IRL HPSDFRWDGD FRP
IpFXOD GH EDWDWD DWp SUHHQFKHU GD VXD FDSDFLGDGH H R
extrato sólido foi aplicado na parte superior do empacotamento, imediatamente após a pré-eluição da coluna com
éter de petróleo. Os solventes escolhidos para eluir os pigPHQWRVIRUDPpWHUGHSHWUyOHRƒ&PLVWXUDVGHpWHU
GH SHWUyOHR ƒ&DFHWRQD H DFHWRQD H
iOFRROHWtOLFR>@ $VIUDo}HVIRUDPLVRODGDVGHDFRUGR
FRPDVYDULDo}HVYLVXDLVQDFRUGDVEDQGDVVHSDUDGDV
$HOXLomRGDFROXQDIRLLQLFLDGDFRPpWHUGHSHWUyOHRƒ&
)LJXUDDHGHSRLVGDHOXLomRGHȔFDURWHQRPXGRXVHSDUD
XPD PLVWXUD GH pWHU GH SHWUyOHR ƒ& DFHWRQD )LJXUDVE°F
O eluente foi alterado novamente para uma mistura de éter
GHSHWUyOHRƒ&DFHWRQDSDUDHOXLUDFORUR¾OD
b$SyVHOXLomRGHVWDFORUR¾ODSDVVRXVHDFHWRQDDWUDYpV
GDFROXQDSDUDUHPRYHUSLJPHQWRVPLQRULWiULRVP/
2HWDQRORXDFHWRQDDGLFLRQDOIRLXVDGRSDUDHOXLURV¿DYRQyLGHV(VWD~OWLPDIUDomRPRVWURXVHLQFRORUH¾FRXYHUPHOKDSRUDGLomRGHVROXomRDTXRVDGH+&O0)LJXUDG
$ FRPSRVLomR GHVWDV IUDo}HV UHFROKLGDV IRL DYDOLDGD SRU
FURPDWRJUD¾DHPSDSHOXVDQGRXPDPLVWXUDGHpWHUGHSHWUyOHRƒ&DFHWRQDFRPRIDVHPyYHO2VUHVXOWDGRVGHPRQVWUDUDPTXHDVIUDo}HVFRQWLQKDPRVSLJPHQWRV
previstos puros, com exceção da segunda fração amarela
[DQWR¾ODV TXH VH HQFRQWUDYD OLJHLUDPHQWH FRQWDPLQDGD
FRPDFORUR¾ODa.
O tempo necessário para executar a atividade é uma aula práWLFDGHK3DUDFODVVHVGHHQVLQREiVLFRFRPPLQGH
GXUDomRSRGHPVHUXWLOL]DGDVGXDVVHVV}HV2H[WUDWRSRGH
VHUSUHSDUDGRQDSULPHLUDVHVVmRPDVGHYHVHUPDQWLGDD
ƒ&SURWHJLGRGDKXmidade e da luz, e a sessão de separação
HP FROXQD GHYH VHU UHDOL]DGD GXUDQWH DV K VHJXLQWHV
60
GK
Figura 4°D6HSDUDomRGHȔFDURWHQRH[DQWR¾ODVQXPDFROXQDGHIpFXODGHEDWDWDSRUHOXLomRFRPpWHUGHSHWUyOHREHF6HSDUDomRGH[DQWR¾ODVFORUR¾ODa e b na mesma coluna por eluição com uma mistura de
pWHUGHSHWUyOHRDFHWRQDG)UDo}HVUHFROKLGDVDSDUWLUGDVIROKDV
D$GDSWDGR FRP SHUPLVVmR GH J. Chem. Educ. 92 °
Copyright 2015 American Chemical Society
RISCOS E MEDIDAS DE SEGURANÇA
A fécula de batata e o sal de cozinha são produtos comuns
de uso doméstico, sem efeitos adversos para a saúde por
LQDODomR LQJHVWmR HRX FRQWDFWR FRP D SHOH RX RV ROKRV
HP GRVHV GHVFULWDV 2 pWHU GH SHWUyOHR H D DFHWRQD VmR
irritantes da pele e do pulmão. Estes solventes devem ser
manipulados numa hotte, usando óculos e luvas de proteomR (OHV WDPEpP VmR OtTXLGRV LQ¿DPiYHLV SRUWDQWR QmR
SRGHKDYHUFKDPDVQRODERUDWyULRTXDQGRHVWDVH[SHULrQcias estiverem a ser realizadas. O material de vidro deve
ser manuseado com cuidado e devem ser usadas luvas e
óculos de segurança pelos estudantes.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
$VHSDUDomRFURPDWRJUi¾FDGRVSLJPHQWRVGHIROKDVYHUmelhas e verdes, para além de melhorar o impacto visual
GD H[SHULrQFLD HTXLYDOHQWH UHDOL]DGD FRP IROKDV YHUGHV
oferece potencialidades didáticas adicionais, uma vez que
os componentes a separar são muito mais representativos
em termos de diversidade de características físico-químiFDV(PSDUWLFXODURVGHVD¾RVGHVROXELOLGDGHHQIUHQWDGRV
DRORQJRGDH[SHULrQFLDDMXGDUmRRDOXQRDFRPSUHHQGHU
os conceitos de solubilidade, forças intermoleculares e polaridade.
As estruturas químicas dos cinco pigmentos representados
na Figura 1 devem ser fornecidas aos alunos e a aula deve
VHU LQLFLDGD FRP XPD DQiOLVH HVWUXWXUDO LGHQWL¾FDQGR WRdos os grupos polares e apolares, no sentido de reconhecer
as características de polaridade e solubilidade relativas.
A acetona dever ser apresentada como um solvente adequado para a extração dos diferentes pigmentos pela sua
polaridade intermédia, que a torna capaz de dissolver os
pigmentos lipofílicos e hidrofílicos e ainda garantir a mis-
Q UÍMICA 138 - J UL -S ET 15
Q UÍMICA
cibilidade com a água presente nos tecidos vegetais. O seu
baixo ponto de ebulição também é adequado para permitir
a sua posterior eliminação. O extrato bruto líquido, obtido
SRUPDFHUDomRH¾OWUDomRpHQWmRVXEPHWLGRDXPDDQiOLVH
SRU FURPDWRJUD¾D HP SDSHO$ DQiOLVH GR FURPDWRJUDPD
REWLGR )LJXUD G SHUPLWLUi UHODFLRQDU D SRODULGDGH FRP
a estrutura dos pigmentos e servirá para introduzir os prinFtSLRV GD FURPDWRJUD¾D 2V DOXQRV GHYHUmR HQWmR VHU LQcentivados a prever o processo de eluição na cromatogra¾DHPFROXQD'HYHUiVHUHQIDWL]DGDDLPSRUWkQFLDGHXP
aumento gradual da polaridade dos solventes a introduzir
QDFROXQD$QRomRGHVpULHHOXRWUySLFDDMXGDUiRVHVWXGDQtes a compreender a necessidade de eliminar a acetona e a
água do extrato bruto. A capacidade de hidratação natural
GRVDOGHFR]LQKDRXVXOIDWRGHVyGLRDQLGURIRLXWLOL]DGD
SDUDFRQVHJXLUDHOLPLQDomRGDiJXDUHVLGXDO)LJXUDE$
adsorção simples dos pigmentos na extensa superfície dos
grãos do amido de batata permite a evaporação rápida da
DFHWRQDjWHPSHUDWXUDDPELHQWHOHYDQGRDXPH[WUDWRVyOLGR)LJXUDGDGHTXDGRSDUDDSOLFDomRQDFROXQD$VVLP
esta técnica evita a degradação dos pigmentos, a interfeUrQFLDGHVROYHQWHVSRODUHVQDVpULHHOXRWUySLFDRVGHVSHUGtFLRVGHVROYHQWHVHPHLRVVR¾VWLFDGRVHRXGLVSHQGLRVRV
para preparação do extrato. Os conceitos de adsorção e hidratação podem ser discutidos com os alunos e podem ser
suportados com vários exemplos escolhidos do dia a dia.
$DQiOLVHYLVXDOGDVHSDUDomRFURPDWRJUi¾FDGRVSLJPHQtos na coluna permite estabelecer a correlação das estrutuUDVPROHFXODUHV)LJXUDFRPDVD¾QLGDGHVGRVSLJPHQWRVSDUDDIDVHPyYHOHHVWDFLRQiULD)LJXUD$HOXLomR
com éter de petróleo permitiu a separação de bandas amaUHODVYHUGHVHYHUPHOKDVQDFROXQD)LJXUDVDHD$V
DQWRFLDQLQDV¾FDPUHWLGDVQDSDUWHVXSHULRUGDFROXQDVHQGRIDFLOPHQWHLGHQWL¾FDGDVSHODFRORUDomRURVD(VWDIRUWH
DGVRUomRDRDPLGRUHYHODRHVWDEHOHFLPHQWRGHOLJDo}HVGH
hidrogénio fortes entre os grupos hidroxilo presentes no
DPLGRHQDVDQWRFLDQLQDV2VFDURWHQyLGHVHDVFORUR¾ODV
pigmentos lipofílicos, foram deslocados com velocidades
diferentes pelo éter de petróleo. Os amarelos dos carotenóides, sendo menos polares, deslocam-se mais rapidaPHQWH GR TXH RV YHUGHV GDV FORUR¾ODV$ EDQGD DPDUHOD
PDLVGHVORFDGDIRLDWULEXtGDDRȔFDURWHQRSRUVHUDSRODU
e foi completamente eluída pelo éter de petróleo, enquanto
DV[DQWR¾ODV¾FDUDPUHWLGDVQRDPLGR)LJXUDDGHYLGRj
presença de grupos polares oxigenados.
Aumentando a polaridade do eluente para uma mistura de
pWHU GH SHWUyOHRDFHWRQD IRL SRVVtYHO VHSDUDU WUrV
EDQGDVPXLWREHPGH¾QLGDVXPDEDQGDDPDUHOD[DQWR¾ODVXPDEDQGDD]XOYHUGHFORUR¾ODaHXPDEDQGDDPDUHORYHUGHFORUR¾ODb)LJXUDEF(VWDPLVWXUDHOXtX
IDFLOPHQWHDV[DQWR¾ODV)LJXUDFHFORUR¾ODa. Para eluir
DFORUR¾ODb foi necessário aumentar a polaridade do eluenWHSDUDPLVWXUDGHpWHUGHSHWUyOHRDFHWRQD$HOXLção de antocianinas foi alcançada com acetona ou etanol.
Foram obtidas pequenas diferenças no conteúdo das frao}HV UHFROKLGDV TXDQGR IRUDP XVDGDV GLIHUHQWHV SODQWDV
Somanthre sanguinea)LJXUDVGDHE
Q UÍMICA 138 - J UL -S ET 15
E
E NSINO
D
E
Figura 5°DE3ULQFLSDLVIUDo}HVUHFROKLGDVSRUVHSDUDomRQXPDFROXQD
de fécula de batata de um extrato preparado a partir de folhas de plantas
Somanthre sanguinea diferentes. Adaptado com permissão de J. Chem.
Educ. 92 °Copyright 2015 American Chemical Society
(VWHVUHVXOWDGRVGHPRQVWUDPTXHHVWHPpWRGRVHSDUDH¾cientemente os pigmentos das folhas verdes e vermelhas e
permite analisar a composição dos pigmentos presentes em
diversas folhas de plantas.
CONCLUSÕES
A utilização de fécula de batata como adsorvente na separação dos pigmentos presentes em folhas verdes e vermeOKDV SRU FURPDWRJUD¾D HP FROXQD FRQVWLWXL XPD DERUGDgem inovadora. Esta coluna também pode ser usada para
extratos de folhas verdes, otimizando os resultados obtidos
com os adsorventes usuais, como a sílica e a alumina, que
requerem colunas mais compridas e mais estreitas. Além
disso, a fécula de batata é muito mais acessível, uma vez
que pode ser adquirida em qualquer supermercado a custo
muito reduzido e é um material não tóxico e biodegradável.
Uma outra inovação desta atividade é a substituição de um
extrato líquido por um extrato sólido, obtido por adsorção
dos componentes do extrato líquido em amido de batata.
Para além da simplicidade técnica e sustentabilidade do
procedimento, acrescenta a grande vantagem de não se
perder nenhum dos componentes do extrato original, permitindo a análise integral de diferentes tipos de folhas. Esta
potencialidade pode ser explorada para o estudo dos pigmentos presentes em folhas de plantas sob o ponto de vista químico ou biológico e a atividade ganha um interesse
UHQRYDGRFRPRIHUUDPHQWDGLGiWLFDWUDQVYHUVDOjTXtPLFD
HjELRORJLD
$LQWURGXomRGRV¿DYRQRLGHVDWUDYpVGDXWLOL]DomRGHIRlhas verdes e vermelhas acrescenta uma grande mais valia
a esta atividade, devido ao interesse biológico e propriedades químicas desta classe de pigmentos. Os componentes
do extrato destas folhas constituem ferramentas didáticas
extraordinárias para demonstração dos fundamentos da
TXtPLFDHGDFURPDWRJUD¾DSRUTXHUHSUHVHQWDPXPDVpULH
de moléculas de polaridade muito mais abrangente, que se
HVWHQGHGHVGHPROpFXODVSXUDPHQWHOLSRItOLFDVFDURWHQRV
61
Q UÍMICA
E
E NSINO
DWp jV PROpFXODV H[FOXVLYDPHQWH KLGURItOLFDV DQWRFLDQLQDVWRGDVIDFLOPHQWHGHWHWDGDVDROKRQXSHODVVXDVFRUHV
características. Para além disso, a inclusão da cor vermelha no tradicional painel de cores verdes e amarelas, obtido
a partir de extratos de folhas verdes, dá um colorido muito
LQWHUHVVDQWHjDWLYLGDGHDXPHQWDQGRIRUWHPHQWHRVHXLPpacto visual.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Departamento de Química da
Universidade do Minho o apoio fornecido através de insWDODo}HVHPDWHULDLVODERUDWRULDLVHRDSRLR¾QDQFHLURDWUDYpVGR&HQWURGH4XtPLFDSURMHWRV)&203)('(5H3(VW&48,8,)XQGDomRSDUD
D&LrQFLDH7HFQRORJLD
>@ )'HOJDGR9DUJDV$5-LPpQH]23DUHGHV/ySH]Crit.
Rev. Food Sci. Nut. 40°
>@ -$ONHPD6/6HDJHUJ. Chem. Educ. 59°
>@ '/ 3DYLD *0 /DPSPDQ *6 .UL] 5* (QJHO ²,QWURGXFWLRQWR2UJDQLF/DERUDWRU\7HFKQLTXHVDVPDOOVFDOH
DSSURDFK³6DXQGHUV&ROOHJH3XEOLVKLQJ1HZ<RUN
°
>@ 3$QDVWDV1(JKEDOLChem. Soc. Rev. 39°
>@ $0'LDV0/6)HUUHLUDJ. Chem. Educ. 92°
>@ +6WUDLQ-6KHUPDJ. Chem. Educ. 46°
>@ 6'LHKO-RQHVJ. Chem. Educ. 61 °
>@ : 0HZDOGW ' 5RGROSK 0 6DG\ J. Chem. Educ. 62
°
>@ 1/DOLWKDJ. Chem. Educ. 71
REFERÊNCIAS
>@ *+RURZLW]J. Chem. Educ. 77°
>@ .$QGUHROL)&DODVFLEHWWD/&DPSDQHOOD*)DYHUR)
Occhionero, J. Chem. Educ. 79 °
>@ $-RKQVWRQ-6FDJJV&0DOORU\$+DVNHWW':DUQHU
(%URZQ.+DPPRQG00F&RUPLFN20F'RXJDOJ.
Chem. Educ. 90°
>@ 06pTXLQJ. Chem. Educ. 82°
>@ '.LPEURXJKJ. Chem. Educ. 69°
ACTUALIDADES CIENTÍFICAS
BIOPLÁSTICOS COM PROTEÍNAS
$XWLOL]DomRGHSOiVWLFRVWUDGLFLRQDLVjEDVHGHSHWUyOHRHPPXLWDVDSOLFDo}HVSRGHFRQVWLWXLUXPULVFRSRGHQGRFDXVDU
DLQIHFomRTXDQGRXVDGRVHPDSOLFDo}HVPpGLFDVHFRQWDPLQDomRTXDQGRXWLOL]DGRVHPHPEDODJHQVGHDOLPHQWRV
Materiais não-tradicionais, como proteínas estão a ser testados para utilização potencial na produção de bioplásticos
SDUDDSOLFDo}HVTXHUHTXHUHPPDWHULDLVQmRFRQWDPLQDGRV
2VELRSOiVWLFRVSURGX]LGRVDSDUWLUGHSURWHtQDVFRPRDDOEXPLQDRXRVRURGHOHLWHWrPGHPRQVWUDGRDFWLYLGDGHV
DQWLEDFWHULDQDVVLJQL¾FDWLYDV (VWHV UHVXOWDGRV SRGHP HYHQWXDOPHQWHOHYDU j VXD XWLOL]DomRHP SOiVWLFRV XVDGRV HP
DSOLFDo}HVPpGLFDVFRPRQDFLFDWUL]DomRGHIHULGDVVXWXUDVWXERVGHFDWHWHUHOLEHUWDomRGHIiUPDFRV2VPDWHULDLV
bioplásticos também podem ser utilizados para a embalagem de alimentos.
-RQHVet al.WHVWDUDPWUrVELRSOiVWLFRVQmRWUDGLFLRQDLVFRPRDOWHUQDWLYDVDRVSOiVWLFRVWUDGLFLRQDLVFRQWHQGRDOEXPLQD
SURWHtQDVGHVRURGROHLWHHGDVRMDSDUDDOpPGHWUrVSODVWL¾FDQWHViJXDJOLFHUROHOiWH[GHERUUDFKDQDWXUDO
4XDQGR FRPSDUDUDP DV SURSULHGDGHV WpUPLFDV GRV ELRSOiVWLFRV SURGX]LGRV YHUL¾FDUDP TXH DV WD[DV GH GHJUDGDomR
HUDPVHPHOKDQWHVFRPRVELRSOiVWLFRVGHVRMDHGHVRURGHOHLWHDGHJUDGDUHPVHDWHPSHUDWXUDVHQWUHH oC,
inferiores ao bioplástico com albumina. Em termos de propriedades viscoelásticas, os bioplásticos com albumina e
FRPVRURDSUHVHQWDUDPSURSULHGDGHVVHPHOKDQWHVWHQGRHPFRQWDRSODVWL¾FDQWHXWLOL]DGRHQTXDQWRRVSOiVWLFRVFRP
VRMDH[LELUDPXPPDLRULQWHUYDORGHSURSULHGDGHVGHSHQGHQWHVGRSODVWL¾FDQWH4XDQWRDSURSULHGDGHVDQWLEDFWHULDQDV
YHUL¾FDUDPTXHSODVWL¾FDQGRWDQWRDDOEXPLQDFRPRRVRURGHOHLWHFRPJOLFHUROVHSURGX]LXRELRSOiVWLFRFRPDPDLRU
actividade antibacteriana.
A utilização de bioplásticos permite também reduzir a quantidade de petróleo usado na produção de plástico tradicional
para além de os bioplásticos serem totalmente biodegradáveis num aterro sanitário no prazo máximo de dois meses.
DGDSWDGRGH$-RQHV$0DQGDO66KDUPD²3URWHLQEDVHGELRSODVWLFVDQGWKHLUDQWLEDFWHULDOSRWHQWLDO³Journal of
Applied Polymer Science'2,$33
António Mendonça
PHQGRQFD#XELSW
62
Q UÍMICA 138 - J UL -S ET 15