Индикаторные свойства антоцианов

Муниципальное общеобразовательное учреждение  Сюмсинская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа

«Индикаторные свойства антоцианов»

                                                                 Выполнили: Пасынкова Анна,

                                                                                                  Свинцова Кристина,

 ученицы 9 «а» класса

            Руководитель: Осипова Светлана

                                                               Михайловна, учитель химии

2010г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………..2-3
2. Обзор литературы………………………………………………...4-7
3. Методика эксперимента………………………………………….8-9
4. Результаты и их обсуждения……………………………………10-13
5. Вывод……………………………………………………………..14
6. Литература………………………………………………………..15
7. Приложения………………………………………………………16-21

Введение

         Неповторим и загадочен мир растений. Как часто он задаёт нам вопросы, на которые, казалось бы, невозможно найти ответ. Но стоит внимательнее присмотреться, задуматься, проявить любознательность и трудолюбие – и тайна зелёного друга перестанет быть тайной. Жизнь растения раскроется во всей сложности, гармонии, красоте.

        Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и полей? Но далеко не всем известно, откуда у природы такая богатая палитра цветов. Всей этой красотой  обязаны мы специальным красящим веществам – пигментам, которых в растительном мире известно около 2 тысяч.

     В растительных клетках чаще всего встречаются зелёные пигменты хлорофиллы, жёлто – оранжевые каротиноиды, красные и синие антоцианы, жёлтые флавоны и флавонолы. Мы заинтересовались, можно ли использовать антоцианы в качестве индикаторов.

Одно из популярных направлений химических исследований в настоящее время является изучение растительных индикаторов.

Несмотря на наличие большого количества научных работ, данная проблема ещё до конца не изучена. Интересную информацию химики получают при исследовании все новых растений.

Цель работы: изучение индикаторных свойств антоцианов.

Для выполнения работы были поставлены задачи:

- изучить литературу о пигментах, в том числе об антоцианах и об индикаторах;

- выделить из различных растений пигментные вещества антоцианы;

- определить цвет антоцианов в нейтральной, кислой и щелочной средах;

- сравнить индикаторные свойства антоцианов со свойствами кислотно – основных индикаторов.

Объект исследования: растения.

Предмет исследования: пигментные вещества антоцианы.

Гипотеза: пигментные вещества антоцианы, которые содержатся в различных растениях, можно использовать в качестве кислотно-основных индикаторов.

Обзор литературы

Антоцианы

Антоциан(от греч, «антос» - цветок, «цианос» - голубой), впервые выделен из цветка василька синего. Три антоциана, от которых зависит окраска цветка многих покрытосеменных: пеларгонидин (красный), цианидин (фиолетовый) и дельфинидин (синий). Они содержатся в клеточном соке вакуолей и хорошо растворимы в воде. При действии минеральных и органических кислот образуют соли красного, при действии щелочей – синего цвета.

Цветки медуницы бывают разной окраски: розовые – молодые, синие – старые. Посинение лепестков по мере старения можно объяснить индикаторными свойствами антоцианов. Клеточный сок растения, в котором растворён пигмент, имеет кислую среду, а цитоплазма – щелочную. Вакуоли с клеточным соком отделены от цитоплазмы мембраной, которая обычно непроницаема для антоцианов. Однако с возрастом в мембране возникают дефекты, и в результате пигмент начинает проникать из вакуолей в цитоплазму. А поскольку среда здесь иная, меняется окраска цветков.

        На цвет антоцианов влияет не только кислотность среды, но и её элементный состав, так как пигменты способны образовывать комплексные соединения с металлами, соли которых извлекаются корнями растений из почвы. Например, для проявления синего цвета необходимо наличие в клетках растения комплексного соединения антоцианов с магнием, алюминием, оловом, а также белками и сахарами.

      Поскольку в клетках содержится обычно несколько различных антоцианов, а химический состав растений изменяется с возрастом, то окраска даже кратковременно живущих растений может изменяться на протяжении дня. Так, у чины весенней они сначала красные, затем зеленовато-синие. Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат растворимые в клеточном соке антоцианы. Яблоки, вишня, виноград, черника, голубика своим цветом обязаны антоцианам. Клеточный сок краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, красные осенние листья содержат антоцианы. Больше всего антоцианов накапливают растения в местностях с суровыми климатическими условиями (Арктика, высокогорные луга), а также ранневесенняя флора. Антоцианы поглощают свет в ультрафиолетовой и зелёной областях спектра. Поглощённая энергия частично превращается в тепло, повышая на 1-4 градуса Цельсия температуру листьев, пестиков, тычинок. Это создаёт благоприятные условия, как для фотосинтеза, так и для оплодотворения и прорастания пыльцы в условиях пониженных температур.

    У высокогорных растений антоцианы, поглощая избыток солнечной радиации, защищают хлорофилл и наследственный аппарат клетки от повреждений.

      Несомненно, яркая окраска цветков и плодов играет большую роль в привлечении насекомых-опылителей и в распространении плодов.

Поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы проявляют действие сходное с действием витамина Р : они поддерживают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутренние кровоизлияния. Образуя комплексы с радиоактивными элементами, антоцианы способствуют быстрому выведению их из организмов. Кроме того, эти пигменты способны улучшать зрение 

Методика эксперимента

Оборудование и реактивы: пробирки, химические стаканы, ступка фарфоровая, пестик, стеклянная палочка, ложечка, спиртовка, гидроксид натрия, соляная кислота, дистиллированная вода, растения: морковь, свекла, лук, клюква, апельсин, каркадэ, виноград(черный), роза бордовая, черная смородина, гранат, фиалка(фиолетовая), герань(розовая).

Приготовление вытяжки антоцианов

                               ( механический способ)

1. Измельчить растение в ступке.

2. Добавить около 5 мл воды.

3. Отфильтровать раствор через бумажный фильтр в чистую пробирку.

Цвет раствора убеждает в том, что  антоцианы – водорастворимые пигменты.

                              (с помощью нагревания)

1.Растение (цветы, плоды, корнеплоды) поместить в пробирку.

2. Залить их 5 мл воды и довести до кипения над пламенем спиртовки.  Нагревание выше 70 градусов Цельсия приводит к разрушению     мембран клеток. Антоцианы свободно выходят из клеток, окрашивая воду.

3. Раствор отфильтровать через бумажный фильтр в чистую пробирку.

Определение цвета антоцианов в нейтральной, кислой и щелочной средах.

В первый стакан наливали дистиллированную воду, во второй-соляную кислоту, в третий-гидроксид натрия. Во все три пробирки или стакана добавляли 3-4 капли вытяжку антоцианов, и определяли цвет раствора. Данные заносили в таблицу.

Результаты опыта и их обсуждение

Таблица №1

Цвет вытяжки антоцианов в различных средах.

                                                                                                         Таблица№2

Цвет вытяжки антоцианов в различных средах.

        В ходе исследования нами было получено 12 вытяжек антоцианов из различных растений. Данные антоцианы растворимы в воде. Они изменяют свой цвет в различных средах. Эти свойства проявили все растения, кроме моркови, поэтому можно предположить, что в моркови не содержатся пигменты антоцианы. Одинаковый цвет приобретают антоцианы, содержащиеся в клюкве, в черной смородине, в гранате. Также схожи каркадэ, виноград (черный), роза (бордовая). Проведя опыт, мы убедились, что антоцианы точно так же, как и кислотно-основные индикаторы, изменяют свой цвет в различных средах.

Вывод

1. Не во всех растениях, изученных нами, были обнаружены антоцианы.
2. Антоцианы проявляют такие же свойства, как и кислотно-основные индикаторы. Поэтому их можно использовать в качестве индикаторов в домашних условиях.
3. В качестве индикаторов можно использовать вытяжки из следующих растений: лук, клюква, каркадэ, виноград(черный), роза (бордовая), черная смородина, гранат, фиалка(фиолетовая).

Литература

1. http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/INDIKATORI.html
2. Энциклопедический словарь юного химика. М.«Педагогика», 1990.
3. Фадеев Г.Н. Химия и цвет. – М.: Просвещение, 1983.
4. Беспалов П.И. Этот удивительный мир индикаторов. // Химия в школе.-2002.-№ 9.

      5.«Я познаю мир». Химия. О.О.О. «Издательство АСТ – ЛТД, 1997 г.

 Автор: Л. А. Савина. Стр. 38

Приложения                                  

Растения, на основе которых можно приготовить индикаторы.

                                                                                                       Таблица №3

Черная смородина

1-нейтральная среда

2-щелочная среда

3-кислотная среда

 Гранат                                   

1-щелочная среда

2-кислотная среда

3-нейтральная среда

 Фиалка                                          

1-щелочная среда

2-нейтральная среда

3-кислотная среда

Лук

1-щелочная среда

2-кислотная среда

3- нейтральная среда                                      

Клюква

1-щелочная среда

2-кислотная среда

3-нейтральная среда

Морковь

1-нейтральная среда

2-щелочная среда

3-кислотная среда

Мы проводим опыт