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1TABLE DES MATIERES : " l'Alg'chimie révèle les couleurs de la spiruline "

Tables des matières :

"L'alg'chimie révèle les couleurs de la spiruline"

Les experts NDM Toulon mènent l'enquête sur ce que cache le vert de la spiruline:.

Très prochainement la vidéo de notre projet , mais en attendant sa sortie le 15 mars 2011,

Suivez notre enquête scientifique en découvrant nos expériences...

Page 1 : Expérience N°1 : séparation par filtration de la spiruline

Page 2 : Expérience1Bis : séparation par filtration sous vide de la spiruline fraiche

Page 3 : Expérience N°2 : récupération de la spiruline solide

Page 4 : Expérience N°3: un hasard expérimental couleur bleu

Page 5 : Expérience N°4 : solubilisation des pigments de la spiruline

Page 6 : Expérience N° 5 : extraction de chlorophylles à partir d'épinards

Page 7 : Expérience N° 6 : extraction des caroténoides des carottes

Page 8: Expérience N°7 : extraction de caroténoides du jus de carotte

Page 9 : Expérience N°8 : chromatographie sur couche mince avec de la spiruline

Page 10 : Expérience N°9 : chromatographie des pigments sur colonne de silice

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2Expérience N°1 : séparation par filtration de la spiruline

 Eau saumâtre verte (pH = 9.4)

Spiruline en suspension (3 semaines)

Papier filtre

Entonnoir

 Erlenmeyer ou becher

   

Protocole

 1-      Agiter l'échantillon d’eau saumâtre (pH = 9.4) contenant la spiruline

2-      Verser sur le papier filtre

 3-      Attendre

4-      Récupérer le filtrat

 

 Observations

 1-      L’écoulement est lent.

2-      Un solide vert sous forme de fine poussière verte est retenue dans le filtre. Il bouche les pores du filtre.

 3-      Le filtrat est couleur orange avec un  pH= 9.4

  

Résultats ,hypothèses et conclusions

 1-      La spiruline morte est contenue dans le filtre. La poudre ressemble à la spiruline en sachet de Monsieur LIMON.

2-      La coloration verte reste sur le filtre. Le solide est vert.

 3-      La spiruline est peut être constituée de plusieurs couleurs, pas seulement de vert. La couleur verte cache la couleur orange.

4-      Le filtrat orange est peut être du à des carotéinoïdes, libérés par la spiruline. Les cellules se sont cassées ( ou lysées). Elles ont libéré l'orange.

5-      Les carotéinoïdes sont hydrosolubles?

6-      La spiruline est donc débarrassée d’une partie de ses caroténoïdes mais elle garde sa couleur verte

 

Propositions d’expériences :

1-      Trouver une méthode de filtration qui aille plus vite en évitant au filtre de se boucher.

 2-      Filtrer de la spiruline fraîche et comparer les résultats.

 3-      Regarder au microscope la spiruline fraîche avant et après filtration pour vérifier que les cellules se cassent.

 4-      Trouver une technique pour comparer le contenu du filtrat à une solution de caroténoides afin de savoir si cette couleur est vraiment due à des caroténoides.

5-      Voir si la couleur orange change avec le pH .

 

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3Expérience1Bis : séparation par filtration sous vide de la spiruline fraiche

Expérience 1BIS: filtration SOUS VIDE de la spiruline en eau saumâtre

 

Matériel

 Eau saumâtre verte (pH = 9.4)

Spiruline fraîche en suspension

Papier filtre

Baguette de verre

Buchner

Trompe à vide et raccords

Fioles à vide

Spatule

Verre de montre

Pissette d'eau distillée

 Pour les détails techniques consultez la fiche technique, l'animation, la vidéo

 Protocole                                                

1-      Faire le montage puis ouvrir le robinet

2-     Mettre le filtre dans le buchner et le plaquer en ajoutant un peu d'eau

3-     Agiter la solution d’eau saumâtre (pH = 9.4) contenant la spiruline fraîche et la verser sur le papier filtre en la faisant s'écouler le long de la baguette de verre

3-      Attendre que le solide sèche puis fermer le robinet

4-      Récupérer le filtre à l'aide de la spatule

 

Observations

1-      Le liquide coule plus vite que dans la première expérience

2-      Le solide vert sous forme de fine poussière verte bouche encore les pores du filtre. Il faut donc le changer souvent pour récupérer toute la spiruline fraiche.         

3-      Le filtrat est une solution aqueuse orangée de pH= 9.4

 

Résultats : mêmes hypothèses et conclusions que dans l'expérience 1

1-      La spiruline morte est contenue dans le filtre car l’aspect de ce solide est proche de celui de la spiruline en sachet de Monsieur LIMON.

2-      La coloration verte reste dans l’extrait solide de partie solide

3-      La spiruline est peut être constituée de plusieurs couleurs, pas seulement de vert.

4-      Le filtrat orangé récupéré est probablement une solution de carotéinoïdes, libérés par la spiruline. Les cellules se sont vraissemblablement cassées = lysées.

5-      Les carotéinoides sont hydrosolubles ( ??? )

6-      La spiruline est donc débarrassée d’une partie de ses caroténoïdes mais conserve sa couleur verte 

7-      On observe les mêmes résultats pour l'expérience 1Bis que l'expérience 1

 

Propositions d’expériences :

1-       Mesurer à nouveau le pH

 2-     Trouver une technique pour comparer le contenu du filtrat à une solution de caroténoides afin de savoir si cette couleur est vraiment due à des caroténoides.

3-      Pour comparer les résultats entre la spiruline fraîche et  la spiruline de 3 semaines, il faudrait trouver une technique pointue

4-      Regarder au microscope la spiruline fraîche avant et après filtration pour vérifier que les cellules se cassent.

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4Expérience N°2 : récupération de la spiruline solide

Expérience 2: récupération de la spiruline solide

Pour voir la page du cahier de Labo ...

Matériel

Papier filtre Expérience N°1

Spatule

Tube homéopathique vide

Protocole

1-      Laisser sécher le filtre plusieurs jours à l’abri de la lumière dans une pièce ventilée.

2-      Gratter le filtre.

3-      Récupérer le précipité.

4-      Stocker le tube à température ambiante.

Mode opératoire (photo)

Observations

1-      La couleur du solide recueilli est proche de la spiruline en sachet de Monsieur LIMON.

1-      La spiruline est morte.

2-      La poudre recueillie est très fine.

Résultats : hypothèses et conclusions

1-      Le solide contenu dans le filtre a la couleur et un peu l’aspect de la spiruline en sachet de Monsieur LIMON.

2-      Il s’agit très probablement de spiruline morte, de cellules lysées (cf ExpN°1)

Propositions d’expériences :

1-       Comparer cette « spiruline » à celle vivante : au microscope.

2-      Mieux observer l’aspect du filtre.

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5Expérience N°3: un hasard expérimental couleur bleu

 Filtre Expérience N°1et 2

Protocole

1-      Découper le filtre en morceaux.

2-      Mettre ces morceaux dans l’erlenmeyer.

3-      Ajouter de l’eau pour mouiller tous les morceaux.

4-      Remuer.

5-      Laisser reposer quelques jours.

Observations                             

1-     Tout d'abord, l’eau transparente verdit.

2-      Après quelques jours, la couleur change. On observe un bleu intense.

Résultats et conclusions

1-      La couleur verte est certainement dûe à la spiruline du filtre qui a été dissoute avec l’eau (pH neutre).

2-      La couleur verte est peut être aussi dûe à de la chlorophylle libérée dans l’eau (pH neutre).

3-      La couleur bleu montre qu'il se passe quelque chose: peut être que le vert disparait? peut être qu'il se change en bleu si du jaune disparait? 

4-      La spiruline hydratée devient-elle bleue?

Propositions d’expériences : nous pourrions:

1-     Mesurer le pH de cette solution.

2-     Refaire l'expérience avec la spiruline filtrée en Exp N°2 et comparer les résultats.

3-     Observer l’évolution de la couleur en fonction de différents paramètres : temps, luminosité, chaleur pour savoir à quoi c'est dû.

4-     Comparer le filtrat avec une solution où il y a juste de la chlorophylle dans de l'eau.

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6Expérience N°4 : solubilisation et identification des pigments de la spiruline

L'objectif de cette série d'expériences est de prouver que la couleur de la spiruline est bien due à la présence de plusieurs pigments de couleurs différentes.

 Pour cela, une série d'essais est réalisée. La spiruline est solubilisée dans plusieurs solvants. Le solvant se colore parfois...

Vers les pages du cahier de labo d'Alice et Raphael

SOLVANT	Spiruline verte	Spiruline bleue	Spiruline fraîche
eau
éthanol
méthanol
acétone
éther
dichlorométhane
éther de pétrole

Observations et remarques:

1- La spiruline dissoute donne des couleurs différentes. Cela dépend du solvant.

2- La couleur est la même pour un solvant précis mais suivant la spiruline que nous utilisons  (verte, bleue, fraîche), la couleur est plus ou moins intense.

3- Il est nécessaire de faire une filtration pour obtenir une solution limpide. Nous utilsons une pipette pasteur avec un coton qui retient les débris de spiruline.

Conclusions possibles:

On peut donc supposer que chaques pigments se solubilise mieux dans un solvant précis. 

On pourra utiliser ce solvant pour extraire la couleur que l'on souhaite.

Pour aller plus loin

Ces solvants sont de polarités différentes. Ils sont plus ou moins polaires. Les pigments présents dans la spiruline suivant qu'ils sont polaires ou apolaires se retrouvent dans différents solvants pour lesquels ils ont le plus d'affinitées.

Consultez les tables chimiques

Echelle de polarité des solvants

       + POLAIRE                                     APOLAIREEau    Ethanol   Méthanol   Acétone  Ether   Dichlorométhane    Ether de pétrole

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7Expérience N° 5 : extraction de chlorophylles à partir d'épinards

 Epinards en morceaux (si possible congelés).

1-      Rajouter aux feuilles d'épinards de petites quantités d'acétone (5ml) . Broyer.

2-      Pipeter le liquide et le mettre dans le flacon. Eviter de mettre les morceaux solides 

3-      Recommencer plusieurs fois jusqu'à ce que les épinards soient blancs

4-      Bien agiter le flacon puis laisser décanter la partie solide.

5-      Récupérer la solution verte

 Mode opératoire en image

Observations

 Au fur et à mesure de répéter les opérations, les épinards blanchissent.           

 Le liquide devient de plus en plus vert foncé.

Résultats : hypothèses et conclusions

1-    Peut être que la chlorophylle part au broyage dans le solvant

2-    A la fin, il ne reste plus que les fibres blanches de l'épinards 

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8Expérience N° 6 : extraction des caroténoides à partir des carottes

 Vers la page du cahier de labo d'Alex 

Protocole

1-      Broyer les carottes coupées en tranches fines et rajouter l'acétone par petites quantités successives(5ml).

2-      Transvaser l'acétone surnageant dans le flacon à l'aide de la pipette pasteur

3-      Recommencer l'opération plusieur fois

4-      Agiter fortement le contenu de l'erlenmeyer puis laisser décanter la partie solide.

  Mode opératoire en images

Observations

 L'acétone devient jaune instantanément puis en broyat vire au orange.

Résultats : hypothèses et conclusions

Le liquide contient peut-être des caroténoïdes 

 Propositions d’expériences complémentaires :

1-     Il faudrait tester ce liquide en faisant des analyses chimiques avec des machines spéciales. C'est ce que nous allons faire au Laboratoire de Monsieur CULIOLI à l'Université de Toulon  

2-    On aurait pu séparer les caroténoïdes en utilisant du jus de carottes et une ampoule à décanter 

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9Expérience 7 : Extraction de caroténoides à partir de jus de carotte

Protocole

Consultez la fiche technique pour bien manipuler l'ampoule à décanter

1-      Ajouter au jus de carotte de l'acétone en quantité identique

2-      Filtrer sur buchner

3-      Récupérer le filtrat et le verser dans l'ampoule à décanter

 4-      Ajouter du dichlorométhane

5-      Agiter et laisser reposer.

6-      Séparer et récupérer les deux phases dans deux erlenmeyers différents

 Mode opératoire -Schéma

Observations

Résultats : hypothèses et conclusions

Propositions d’expériences complémentaires :

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10Expérience 9 : Réalisation de chromatographie sur couche mince avec de la spiruline fraiche

 Vers la page du cahier de labo

Plaques CCM

1-      Prendre la feuille de silice et la couper à la mesure exacte de notre cuve

2-      Verser 1cm d'éthanol (ou autre éluant) pour que les vapeurs du solvant la saturent

3-      Pendant ce temps, prendre la plaque et faire un trait de 1 cm à partir du bord sans appuyer

4-      Placer à l'aide du capillaire un dépôt de chaque solution (2cm)

5-      Sécher le tout

6-      Répéter plusieurs fois pour concentrer le produit

7-      Plonger la feuille de silice dans le pot, le fermer et attendre que la ligne de front monte au maximum (1cm avant le haut de la plaque).

8-     Marquer la ligne de front et le coutour des taches au crayon à papier. Sécher.

9-    Mesurer la distance de chaque tache et celle du front de solvant par rapport à la ligne de dépot. 

 Pour les détails techniques consultez la fiche technique, l'animation, la vidéo Chromatographie

  Observations 

Dans la pratique, obtenir un chromatogramme lisible n'est pas facile. Il faut en effet faire de multiples essais pour trouver l'éluant adéquat. En général on utilise une combinaison de deux ou même trois solvants miscibles de polarité différente.

 L'objectif est  d'obtenir une plaque avec des taches bien distinctes, régulièrement réparties du dépot jusqu'au front du solvant, sans trainées.

Mélange de solvants essayés comme éluant

Consultez les tables chimiques

Nous ne sommes pas encore satisfaits du résultat obtenu avec le mélange dichlorométhane/éthanol/acétone.

En revanche 

Résultats des essais de CCM avec des éluants purs, d'abord avec les témoins seuls

Résultats : hypothèses et conclusions

On a quand même pu prouver que :

-          la phycocyanine aime les solvants polaires (eau). Elle migre un peu avec un solvant polaire mais pas du tout avec un solvant apolaire,

-          les caroténoïdes migrent beaucoup plus avec un solvant apolaire comme le dichlorométhane par exemple

 Nous avons aussi eu une surprise :

La chlorophylle des épinards migre et donne plusieurs taches avec l’acétone et le dichlorométhane : on dirait qu’il y a plusieurs chlorophylles dans les épinards…

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11Expérience 10 : Chromatographie des pigments sur colonne de silice

Chromatographie des pigments sur colonne de silice

Matériel

Protocole de préparation de la colonne

 1-  Remplir la colonne avec la silice

 2-  Vider la poudre dans un erlenmeyer. Rajouter 200 ml d'éluant  

3-  Boucher la colonne avec un tampon d'ouate

4- Agiter et remplir la colonne avec le mélange

5-   Finir de remplir la colonne avec l'éluant. Laisser reposer pour que la silice décante.

6-   Tester le robinet de la colonne tassée. Ne pas oublier de boucher le haut de la colonne pour éviter l'évaporation du solvant avant la séparation.   

 Mode opératoire en images

1     2    3    

4     5

Résultat : La colonne est prête pour la séparation

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12Pages du cahier de labo d'Alice et Raphael : solubilisation des pigments de la spiruline

Pages du cahier de labo (Alice et Raphaël) :solubilisation des pigments de la spiruline

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13Pages du cahier de labo d'Alex : extraction des caroténoïdes

Pages du cahier de labo (Alex)

Extraction des caroténoïdes à partir de morceaux de carottes

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14Page du cahier de Labo de Raphael :extraction de chlorophylle

La page du cahier Labo de Raphaël

Extraction de chlorophylles

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15Page du cahier de Labo : mode opératoire de la chromatographie sur couche mince

Mode opératoire de la chromatographie sur couche mince

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16Page du cahier de labo de Constance : mode opératoire d'un filtration simple

Pages du cahier de labo de Constance : la filtration simple de la spiruline fraîche

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17Page du cahier de Laboratoire : une chromatographie par hasard qui nous révèle le bleu

Page de cahier de laboratoire: une chromatographie par hasard qui nous révèle le bleu

Nous avons voulu récupérer les morceaux de spiruline séchés sur le filtre. Le filtre était plongé dans l’eau. A notre grande surprise, le fond est devenu bleu foncé au bout de quelques jours !

Sur le bord , un morceau de filtre était resté collé. Il était devenu bleu en haut et vert en bas. Sans le savoir, nous avions fait une chromatographie !

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