Gli antociani

Gli antociani (dal greco anthos = fiore, kyáneos = blu) o antocianine sono una classe di pigmenti idrosolubili appartenente alla famiglia dei flavonoidi. Le antocianine sono tra i più importanti gruppi di pigmenti presenti nei vegetali, e si ritrovano nei fiori e frutti così come negli arbusti e nelle foglie autunnali.

Il colore delle antocianine può variare dal rosso al blu e dipende dal pH del mezzo in cui si trovano e dalla formazione di sali con metalli pesanti presenti in quei tessuti.

Esempi Uni Bayreuth

Indicatori acido-base

Luce assorbita Colore osservatoRosso 700-640 nm verdeArancio 640-580 nm bluGiallo 580-570 nm bluVerde 570-490 nm rossoBlu 490-450 nm arancioVioletto 420-400 nm

Luce assorbita Colore osservatoRosso 800-640 nm verdeArancio 640-580 nm bluGiallo 580-570 nm cianoVerde 570-490 nm rossoBlu 490-440 nm arancioVioletto 440-400 nm giallo

Lo spettro elettromagnetico

movimento molecolare frequenza luceE hv

Vedi appendice

Glicosidi

Nelle cellule gli antociani sono legati a molecole di zuccheri tramite i gruppi idrossili (-OH) in posizione 3 e 5. Queste strutture prendono il nome di antocianosidi.Il legame con gli zuccheri conferisce ai pigmenti maggiore stabilità e solubilità.

Legame glicosidico:Legame tra il carbonio

anomerico dello zucchero con il gruppo -OR

L’attività di laboratorio

Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco

1 Quali proprietà degli antociani si potrebbero sfruttare a fini analitici?

2 Si tratta di un miscuglio. Come risolvere il problema?

3 Come esprimere il contenuto? Aspetti statistici …

L’attività di laboratorio

Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco

1 Quali proprietà degli antociani si potrebbero sfruttare a fini analitici?

• Gli antociani sono solubili in soluzioni acquose.

• Gli antociani assorbono nel visibile. Ciò permette di utilizzare la legge di Lambert-Beer per scopi quantitativi.

A l c gg

L’attività di laboratorio

Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco

2 Si tratta di un miscuglio. Come risolvere il problema?

• I composti vengono estratti con una soluzione idroalcolica acidificata con acido cloridrico.

• Tali composti vengono quantificati per via colorimetrica ed espressi come malvina clorata (C29 H35O17Cl)

1 mg di malvina clorata in 10,0 mL di soluzione dà un’assorbanza di 0,559 a 535 nm

L’attività di laboratorio

Quantificare il contenuto in antociani in alcune bacche di bosco

3 Come esprimere il contenuto?

• Ogni misura porta con sé un’incertezza!

Si vorrebbe descrivere la quantità di antociani presenti nella frutta nel modo seguente: Con una certezza del 95% possiamo affermare che il contenuto di antociani nel campione considerato sia tra X e Y mg/g.

La distribuzione di t-Student

La ricetta

N.A. Weiss, Elementary Statistics, Addison-Wesley, New York, 1996, III Ed. pp 429

xx

n 2

1

x xs

n

Valori del parametro t

df: n-1, dove n sta per il numero di dati sperimentali

Per un intervallo di confidenza del 95 %, utilizzare i valori della colonna t0,025

N.A. Weiss, Elementary Statistics, Addison-Wesley, New York, 1996, III Ed.

1

2

3

45 6

7

8

9

1 10

2

3

45 6

7

8

9

1 1

L’estrazione

Apparecchiatura: la colonna di raffreddamento impedisce al solvente di evaporare. Inoltre un bagnomaria (NON disegnato) garantisce il mantenimento della temperatura entro limiti ragionevoli (gli estratti, se eccessivamente riscaldati, potrebbero decomporsi).

Quale massa di frutti prendo?

Devo già avere almeno un’idea dell’ordine di grandezza!

L’esperimento

Compito 1

Illustra il principio dell’estrazione. Quali operazioni richiedono la massima accuratezza? Perché?

Compito 2

Descrivi in che modo, dalla misura dell’assorbanza finale, sarà possibile risalire alla quantità di antociani presenti nel campione iniziale.

Appendici

Lo spettro elettromagnetico

Equilibrio acido-base

Diluizioni

Luceonde elettromagnetiche che trasportano energia

Trasporto

hcE hv

c v

1T

v 8 13,0 10c ms

346,626 10h Js

Lo spettro elettromagnetico

Spettroscopia: analisi della luce emessa ed assorbita – dà informazioni sull’intima struttura della matria

Trasferimento(o tutto o niente – portatore del tipo « vuoto perso »)

Risonanza tra movimento molecolare e frequenza

della radiazione elettromagnetica

Regioni spettrali &

movimenti molecolari

movimento molecolare frequenza luceE hv

Transizione tra stati quantici

PL – x.2002

1

m n m n

mm n

n

nm m n

n n

n

nn

a a a

aa

a

a a

a a

b b

aa

18

15

12

9

6

3

2

1

1

2

-3

6

9

12

15

18

Exa E 10

Peta P 10

Tera T 10

Giga G 10

Mega M 10

chilo k 10

etto h 10

deca da 10

deci d 10

centi c 10

milli m 10

micro μ 10

nano n 10

pico p 10

femto f 10

atto a 10

Raggi , X, UV

ionizzazione

Visibile elettroni di legame

IR vibrazione

Microonde rotazione

23 16,022 10AN mol

La percezione visiva è sintetica Un oggetto ci appare del colore che non viene da esso asorbitoIl colore con cui un oggetto ci appare dipende dalla luce con cui

viene illuminato

Luce assorbita Colore osservatoRosso 700-640 nm verdeArancio 640-580 nm bluGiallo 580-570 nm bluVerde 570-490 nm rossoBlu 490-450 nm arancioVioletto 420-400 nm

Luce assorbita Colore osservatoRosso 800-640 nm verdeArancio 640-580 nm bluGiallo 580-570 nm cianoVerde 570-490 nm rossoBlu 490-440 nm arancioVioletto 440-400 nm giallo

Colori complementari:due colori che in sintesi additiva danno il bianco ed in sintesi sottrsttiva danno il nero

Ro sso Ve rd e

Blu

G ia llo

M a g e nta C ya n

Bia nc o

Sintesi additiva

Ro sso

Ve rd eBlu

G ia lloM a g e nta

C ya n

Ne ro

Sintesi sotrattiva

Spettroscopia

Legge di Lambert Beer

0

Trasmittanza tPTP

0 1Assorbanza log log log

t

PA T

P T

A bc

concentrazione

Assorbimento: quali lunghezze d’onda vengono assorbite

Emissione: quali lunghezze d’onda sono presenti nella luce

Composizione spettrale della luce che ci arriva dal sole (sensazione di colore: bianco)

Si ha sensazione di colore solo quando al nostro occhio arrivano onde elettromagnetiche con

compreso tra 400 e 800 nm

PL – x.2002

SOLUZIONI TAMPONE

Sistemi capaci di opporsi a brusche variazioni di pH in seguito ad aggiunta di acidi o basi

Per poter tamponare la variazione di pH susseguente ad un’aggiunta di acido o base, una soluzione deve contenere una coppia (coniugata) Acido/Base debole in quantità simili

HA + H2O A- + H3O+

Acido 1 Base1Base2 Acido2

Per poter tamponare una soluzione a un dato pH deve valere la seguente relazione

Se una coppia Acido/Base ha un dato pKa, solo in un intervallo assai ristretto si verifica la condizione necessaria per tamponare aggiunte di acidi o basi (presenza contemporanea di HA e A- in quantità simili). Al di fuori di questo intervallo di pH il sistema sarebbe capace di tamponare unicamente o solo l’aggiunta di acido (pH>pKa, presenza solo di A-) o solo l’aggiunta di una base (pH < pKa, presenza solo di HA).

apH pK

A

AH K log

HAp p

A AK log Kp +

3

A

A H OK

HA

HA A

Deboli aggiunte di acidi (generano H3O+ in soluzione) o basi (generano OH- in soluzione) vengono neutralizzate da A- rispettivamente HA. Le concentrazioni di HA e A- cambiano, ma il pH rimane pressoché invariato!

Aggiunta di acido Tende ad aumentare [H3O+]

A- neutralizza l’aggiunta dell’Acido

A- viene consumato; HA prodotto

- +3 2A + H O HA + H O

+3

HA 1K 1

KA H O A

HA neutralizza l’aggiunta della Base

2HA + OH A + H O

HA viene consumato; A- prodotto

-

A KK 1

KHA OHA

W

Aggiunta di base Tende ad aumentare [OH-]

Solubilità e SoluzioniSoluzione Miscuglio OMOGENEO ottenuto mescolando

uno o più SOLUTI e SOLVENTE

Solubilità Quantità di soluto che si scioglie in una data quantità di solvente fino ad ottenere una soluzione satura. Varia variando p e T!

Proprietà delle soluzioni:

•Additività volumetrica (1+1 < 2!!!)•Innalzamento del punto di ebollizione•Abbassamento del punto di fusione

Le soluzioni, a differenza dei composti, NON hanno una composizione definita e costante! (sono cioè formate da 2 o più sostanze)

Preparazione Composizione1 Per via diretta

Prendere una data quantità di SOLUTO e aggiungere SOLVENTE fino alla quantità desiderata di soluzione.

2 Per via indiretta – Per diluizione

Se ad una soluzione aggiungo solvente (= DILUIRE), la quantità di soluto ( = c V) NON cambia (rimane costante)

c1 V1 = c2 V2

c1 Concentrazione della soluzione iniziale (quella a disposizione e che uso per essere diluita)

V1 Volume da prendere della soluzione a concentrazione c1

c2 Concentrazione della soluzione finale

V2 Volume della soluzione finale

Prendo V1 a c1 e aggiungo solvente fino ad ottenere un volume di soluzione pari a V2. La soluzione risultante avrà concentrazione c2.

Ovviamente c2 < c1 !!!

Quantità di soluto

Quantità di soluzione

1 cm3 = 1 mL

1 dm3 = 1 L

1 m3 = 1’000L

Densità =m

V

% V/V

% m/m

ppm

Molarità [M]

Volume di soluto

Volume di soluzione

Massa di soluto

Massa di soluzione

Parti di soluto

Milioni di parti di soluzione

Moli di soluto

LITRI di soluzione

x 100

x 100

Es: mg/kg

Prodotto di solubilità

m na bM L aM bL

a bm npsK M L

Solubilità del sale MaLb in mol/L = ps a ba ba b

K M L

a b

La distribuzione di t-Student

La ricetta

N.A. Weiss, Elementary Statistics, Addison-Wesley, New York, 1996, III Ed. pp 429

xx

n 2

1

x xs

n

Prerequisito: 1 distribuzione normale e campione molto vasto2 (deviazione standard) non conosciuta

Primo passo: 1 distribuzione normale e campione molto vasto2 (deviazione standard) non conosciuta