Rapport de TP pigments photosynthétiques

Rapport de TP pigments photosynthétiques

11 avril 2023

Introduction :

Dans chaque végétaux, on trouve des pigments tels que la chlorophylle a et b, des phéophytines (chlorophylles démétallées) ou encore des pigments de la famille des caroténoïdes tels que les carotènes et les xanthophylles.

La chlorophylle, de couleur verte, est le principal pigment contenu dans les végétaux. Elle se trouve dans les chloroplaste et joue un rôle indispensable dans la phase lumineuse de la photosynthèse qui consiste à former de l’ATP et du NADPH (énergie) à partir d’énergie lumineuse. En effet, cette énergie lumineuse va être captée par les chloroplastes où se trouve la chlorophylle.

Il existe plusieurs types de chlorophylle qui ont chacune leur propre structure chimique.

Concernant le spectre d’absorption, on constate pour la chlorophylle A, un pic d’absorption à 430 nm (bleu) et à 660 nm (rouge). La chlorophylle B absorbe quant à elle fortement à 445 nm (bleu) et 645 nm (rouge).

Les carotènes, eux, sont de couleur orange et la xanthophylle est jaune. Contrairement à la chlorophylle, ces pigments ne participent pas activement à la photosynthèse de la plante car ils ne peuvent pas libérer l’énergie.

Objectifs de ce TP :

- Séparer et obtenir des spectres d’absorption dans le visible des pigments isolés et le comparer au spectre de l’extrait brute (ici à partir de feuille de lierre).

- Identifier les pigments ou famille de pigments.

- Trouver les conditions d’élution qui permettent une séparation efficace des pigments en chromatographie sur colonne.

- Obtenir un extrait concentré de pigment végétaux issus de feuilles vertes.

- Maîtriser la technique de séparation des pigments végétaux par chromatographie planaire et sur colonne.

Pour cela, on va profiter des polarités, donc des solubilités différenciées des pigments végétaux pour les séparer et les caractériser afin de pouvoir répondre à la problématique « quel sont les pigments que l’on retrouve et comment peut-on les différencier ». D’abord, par la méthode de chromatographie sur couche mince (CCM) on va rechercher les conditions de bonne séparation d’un maximum de pigments en variant la polarité de l’éluant puis par la chromatographie sur colonne pour isoler des fractions les pus pures possibles et obtenir la signature spectral de chaque type de pigment.

I. Séparation des pigments végétaux par chromatographie planaire

Principe :

La chromatographie sur couche mince est une technique qui permet la séparation des pigments végétaux (dans ce cas ci la séparation des pigments d’une feuille de lierre). Pour cela on va déposer quelques gouttes d’extrait de pigments végétaux sur une plaque de silice ou de polyester. Les plaques seront ensuite mises en contact avec un éluant (ici composé de n-hexane et d’acétone) qui va permettre la séparation des différents pigments par migration. Une fois la migration terminée, on obtient sur la plaque plusieurs tâches qui correspondent aux différents pigments végétaux.

Pour pouvoir déposer quelque gouttes d’extrait, il va d’abord falloir extraire les pigments de la feuille de lierre afin d’obtenir une solution liquide. Pour cela, il va falloir écraser des morceaux de feuille avec de l’acétone. On utilise l’acétone comme solvant d’extraction car l’acétone est assez polyvalente pour dissoudre un peu toutes les sortes de pigment et elle est également très volatile ce qui permet un séchage plus rapide des dépôts déposés sur les supports chromatographiques.

1) La chlorophylle a et b :

Les molécules de la chlorophylle a et b sont des molécules polaire. La chlorophylle b est plus polaire que la a car elle contient un groupement aldéhyde (c-o). C’est cette différence de polarité qui va permettre une séparation visible de ces deux pigments. La chlorophylle sera plus soluble dans l’acétone.

2) Le carotène

La molécule du carotène est une chaîne carbonée très apolaire. Cette molécule est soluble dans l’huile donc dans les solvants apolaires donc dans l’hexane.

3) Le xantophylle

Cette molécule est une molécule très polaire et est soluble dans les solvants polaires donc ici l’acétone.

Au niveau des solvants nous avons utilisé l’acétone qui est un solvant polaire, c’est également un solvant très volatile c’est pour cela qu’il est important et le n-hexane qui lui est apolaire.

Quant aux deux types de plaques utilisées, elles ont toutes les deux polaire. La silice est très polaire et la cellulose est peu polaire. La silice va donc mieux absorber les composés polaires.

Grâce aux informations que nous avons sur la polarité des solvants, des molécules du lierre et des plaques, on peut s’attendre à ce que les pigments polaires comme les xanthophylles suivent l’acétone qui est très polaire et soient absorbés en premier sur la plaque de silice qui est très polaire. Et, à l’inverse, on s’attend à ce que les pigments moins polaire comme le bêta-carotène suivent le n-hexane et sois donc absorbé moins facilement par les plaques.

Protocole :

Pour cette étape nous portons une blouse et des lunettes.

1) Préparation des extraits végétaux

Pour cette étape, nous avons utilisé un mortier, quelque ml d’acétone, des feuilles de lierre, une pipette pasteur et un tube à essai, du coton, un entonnoir, une spatule et du sulfate de sodium anhydre. Tout d’abord, nous avons écrasé des morceaux de feuilles de lierre dans un mortier avec quelques millilitres d’acétone prélevés grâce à la pipette pasteur. Une fois que le liquide est bien coloré, nous l’avons transversé dans un tube à essai en le filtrant

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