Unal Sabila Tesis u.n.

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(1)FORMULACIÓN CONCEPTUAL DE UNA BEBIDA A PARTIR DE GEL ESTABILIZADO DE ALOE VERA. CAMILO ANDRÉS CASTRILLÓN BARBOSA JOHN JAIRO PULIDO PUERTO. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ D.C. 2004.

(2) FORMULACIÓN CONCEPTUAL DE UNA BEBIDA A PARTIR DE GEL ESTABILIZADO DE ALOE VERA. CAMILO ANDRÉS CASTRILLÓN BARBOSA JOHN JAIRO PULIDO PUERTO. Proyecto de grado para optar al título de Ingeniero Químico. Director LUIS IGNACIO RODRÍGUEZ Ingeniero Químico. Codirector MARTHA CECILIA QUICAZÁN Ingeniera Química. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ D.C. 2004.

(3) NOTA DE ACEPTACIÓN _____________________ _____________________ _____________________. ________________________________ Ph.D. M. Sc. Jairo E. Perilla Director Curricular. ________________________________ I. Q. Alejandro Boyacá Jurado. ________________________________ I. Q. Gabriel Rocha Jurado. ________________________________ Director I. Q. Luis Ignacio Rodríguez. ________________________________ Codirector I. Q. Martha Cecilia Quicazán. Bogotá D.C., Octubre de 2004.

(4) A mis padres Luis Carlos y Mireya y a mi hermana María Fernanda ya que son mi orgullo y mi fuerza y sin ellos no hubiese podido alcanzar esta meta.. Camilo. A Dios por ser la luz permanente en mi vida A mis padres Ligia y Julio por su amor y dedicación A mis hermanos Sandra, César y Gabriel por su apoyo incondicional a lo largo de este camino.. John Jairo.

(5) AGRADECIMIENTOS. Los autores expresan sus agradecimientos a:. Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá.. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA).. Programa Semilleros de la Facultad de Ingeniería, por financiar este proyecto.. Ingeniero Químico Luis Ignacio Rodríguez, director del proyecto, por su valiosa orientación.. Ingeniera Química Martha Cecilia Quicazán, codirectora del proyecto, por su colaboración y confianza.. Ingeniero Químico Paulo Cesar Narváez, por su apoyo en la formulación del proyecto.. Ingeniero Químico Hugo Galindo y Néstor Algecira, por su colaboración en la ejecución en los análisis de microscopía electrónica.. Ingeniero Químico Juan Carlos Serrato, por su orientación en la realización de las identificaciones cromatográficas.. Ingeniero Químico Gustavo Basto, por sus valiosas enseñanzas..

(6) A los profesores Gloria y Ahmed, por su colaboración en la caracterización histológica de la planta.. Silvia, Clara Nidia, Ricardo y Salomón por su disposición para la realización del proyecto.. Al estudiante Oscar Fabián Martínez, por su colaboración.. A todos nuestros compañeros y amigos, por su apoyo en los momentos difíciles..

(7) CONTENIDO. Página. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS 1. MARCO TEÓRICO. 23. 1.1. ALOE VERA. 25. 1.1.1. Características y generalidades. 26. 1.1.2. Caracterización química de la hoja de aloe vera. 27. 1.1.2.1. Aloína. 30. 1.1.2.2. Polisacáridos. 34. 1.1.2.3. Minerales. 35. 1.2. USO DEL ALOE VERA COMO ALIMENTO. 41. 1.2.1. Estándares de calidad para la hoja y gel de aloe vera.. 44. 1.2.2. Nomenclatura para los niveles de concentración del gel. 44. 1.3. PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN Y PURIFICACIÓN DEL GEL. 45. 1.3.1. Despencado. 45. 1.3.2. Selección de la materia prima. 46. 1.3.3. Lavado. 46.

(8) 1.3.4. Desinfección. 47. 1.3.5. Escaldado. 49. 1.3.5.1. Escaldado en vapor directo. 49. 1.3.5.2. Escaldado en agua caliente. 49. 1.3.6. Procesos de extracción del gel de aloe vera. 50. 1.3.6.1. Fileteado a mano. 50. 1.3.6.2. Hoja entera. 51. 1.3.6.3. Proceso combinado. 51. 1.3.6.4. Aloe vera en polvo. 51. 1.3.7. Homogenización. 52. 1.3.8. Estabilización. 53. 1.3.8.1. Procesos de extracción de aloína. 53. 1.3.8.2. Estabilización química del gel. 53. 1.3.9. Elaboración de la bebida. 63. 1.3.10. Envasado. 67. 1.3.11. Pasteurización. 69. 2. MATERIALES Y MÉTODOS EXPERIMENTALES. 71. 2.1. ELECCIÓN DE LA BEBIDA A DISEÑAR. 71. 2.2. ETAPA EXPERIMENTAL. 71. 2.2.1. Caracterización taxonómica de la planta. 72. 2.2.2. Selección de la materia prima. 73.

(9) 2.2.3. Despencado. 74. 2.2.4. Lavado. 76. 2.2.5. Desinfección. 76. 2.2.6. Escaldado. 77. 2.2.7. Procesos de extracción del gel de aloe vera. 79. 2.2.8. Homogenización. 81. 2.2.9. Estabilización. 83. 2.2.9.1. Extracción de aloína. 83. 2.2.9.2. Estabilización química del gel. 85. 2.2.10. Elaboración de la bebida. 87. 2.2.10.1. Obtención de pulpas edulcoradas. 87. 2.2.10.2. Formulación de la bebida. 87. 2.2.11. Envasado. 89. 2.2.12. Pasteurización. 89. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 91. 3.1. ELECCIÓN DE LA BEBIDA A DISEÑAR. 91. 3.2. ETAPA EXPERIMENTAL. 91. 3.2.1. Caracterización taxonómica de la planta. 91. 3.2.2. Selección de la materia prima. 98. 3.2.3. Despencado. 99. 3.2.4. Lavado. 100.

(10) 3.2.5. Desinfección. 101. 3.2.6. Escaldado. 101. 3.2.7. Procesos de extracción del gel de aloe vera. 102. 3.2.8. Homogenización. 105. 3.2.9. Estabilización. 106. 3.2.9.1. Procesos de extracción de aloína. 106. 3.2.9.2. Estabilización química del gel. 109. 3.2.10. Elaboración de la bebida. 111. 3.2.10.1. Obtención de las pulpas edulcoradas. 111. 3.2.10.2. Formulación de la bebida. 111. 3.2.11. Envasado. 114. 3.2.12. Pasterización. 114. 3.2.13. Análisis bromatológico. 115. 3.2.14. Determinación de aloína. 116. 4.. CONCLUSIONES. 119. 5.. RECOMENDACIONES. 123. BIBLIOGRAFIA. 125. ANEXOS. 129.

(11) LISTA DE TABLAS. Página. Tabla 1.. Caracterización química en base seca de fracciones de Aloe vera. 27. Tabla 2.. Componentes del Aloe Vera. 28. Tabla 3.. Lista de los compuestos encontrados en el cromatograma. 33. Tabla 4.. Estándares establecidos para la hoja de Aloe y para gel. 44. Tabla 5.. Nomenclatura del gel de acuerdo a su nivel de concentración. 45. Tabla 6.. Cuadro comparativo de procesos de extracción del gel. 80. Tabla 7.. Condiciones de operación del equipo de rodillos. 81. Tabla 8. Tabla 9. Tabla 10.. Cuadro comparativo de los procesos para retirar aloína del gel de Aloe vera Concentraciones de los ácidos para la estabilización. Porcentajes en peso en base húmeda de los principales minerales del Aloe vera. 83 86 97. Tabla 11. Análisis proximal base seca del gel. 98. Tabla 12. Caracterización de la hoja de Aloe vera. 98. Tabla 13. Caracterización de la planta de Aloe vera. 99. Tabla 14.. Volumen de savia drenada dependiendo de la forma del corte. Tabla 15. Comparación de técnicas de lavado. 100 100.

(12) Tabla 16. Recuentos microbiológicos en el proceso de desinfección. 101. Tabla 17. Resultados obtenidos en la etapa de escaldado. 102. Tabla 18. Rendimientos del proceso de extracción. 103. Tabla 19.. Sólidos precipitados por centrifugación con diferentes tamaños de partícula. 105. Tabla 20. Concentración de aloínas en el gel y la savia amarilla. 107. Tabla 21. Resultados de los ensayos de desaloinización. 108. Tabla 22. Resultados obtenidos en la etapa de estabilización. 109. Tabla 23. Recuentos microbiológicos de los ensayos de pasteurización. 115. Tabla 24. Análisis proximal en base seca de la bebida de maracuyá. 116.

(13) LISTA DE GRÁFICOS. Página. Gráfica 1. Rendimiento de extracción del gel. 104. Gráfica 2. Velocidad de extracción del gel. 104. Gráfica 3. Curva de calibración del espectrofotómetro a 360 nm. 106. Gráfica 4. Curvas de pH contra tiempo para las muestras acidificadas. 110. Gráfica 5. Apariencia general del producto. 112. Grafica 6. Color del producto. 112. Gráfica 7. Aroma del producto. 113. Gráfica 8. Sabor del producto. 113.

(14) LISTA DE FIGURAS. Página. Figura 1.. Isómeros de la aloína. 32. Figura 2.. Cromatograma de una bebida de Aloe. 32. Figura 3.. Cinética de degradación de la aloína. 33. Figura 4.. Orden preliminar de las etapas del proceso. 72. Figura 5.. Figura 6.. Figura 7.. Figura 8.. Figura 9.. Figura 10.. Figura 11.. Figura 12.. Figura 13.. Procedimiento para la obtención de fotos en los microscopios. Procedimiento para la caracterización preliminar de la planta Procedimiento para la caracterización preliminar de la planta Procedimiento para determinar el tipo de corte que se debe realizar en el despencado. Procedimiento para identificar la técnica de lavado que mejor se adapta al proceso Procedimiento para selección de las mejores condiciones de desinfección Procedimiento para determinar las condiciones de escaldado. Procedimiento para evaluación de los procesos de extracción del gel Procedimiento para la determinación del tamaño de partícula.. 73. 74. 75. 75. 76. 77. 79. 81. 82.

(15) Figura 14.. Figura 15.. Procedimiento para patronamiento del espectrofotómetro y evaluación de muestras de gel. Procedimiento para la evaluación de la remoción de aloínas.. 85. 85. Figura 16.. Procedimiento para evaluar la estabilidad del gel. 86. Figura 17.. Procedimiento para la evaluación de aloínas por HPLC. 88. Figura 18.. Figura 19.. Figura 20. Figura 21. Figura 22.. Figura 23.. Figura 24. Figura 25. Figura 26.. Figura 27.. Figura 28.. Figura 29.. Procedimiento para determinar las condiciones de pasteurización Corte trasversal de la corteza tomado con microscopio óptico Corte transversal del extremo de la hoja tomado con microscopio óptico Corteza de la hoja tomada con microscopio óptico. Corteza de la hoja tomada con microscopio electrónico de barrido. Corte transversal de un estoma tomado con microscopio óptico. Estoma de la hoja tomado con microscopio electrónico de barrido. Corte trasversal de la hoja tomado con microscopio óptico. Corte transversal del parénquima tomado con microscopio electrónico. Corte transversal de la zona donde se ubican los haces vasculares tomado con microscopio óptico Corte transversal del xilema y floema tomado con microscopio electrónico de barrido. Corte transversal del filete coloreado con azul de toluidina y tomado con microscopio óptico.. 90. 92. 92 93 93. 93. 93 94 94. 95. 95. 96.

(16) Figura 30.. Figura 31.. Figura 32.. Corte transversal del filete coloreado con lugol y tomado con microscopio óptico. Cristales de oxalato de calcio tomados con microscopio óptico de polarización. Cristales de oxalato de calcio tomados con microscopio electrónico de barrido.. 96. 96. 96. Figura 33.. Ensayos de control del color. 110. Figura 34.. Cromatograma de la bebida de maracuyá. 117.

(17) LISTA DE ANEXOS. Página. ANEXO A. Proceso de obtención de pulpas. 129. ANEXO B. Resolución 7992 de 1991. 131. ANEXO C. Balance de materia. 148. ANEXO D. Muestra de cálculos. 149. ANEXO E. Formato de la prueba hedónica. 153. ANEXO F. Ilustraciones del proceso. 155. ANEXO G. Análisis preliminar del mercado. 158. ANEXO H. Identificación taxonómica. 176. ANEXO I. Cromatograma de la bebida. 177.

(18) INTRODUCCIÓN. Actualmente el aumento en la demanda de productos orgánicos y funcionales que se ha generado, está motivado por un cambio de paradigmas dentro de la mentalidad de los consumidores que han reconocido la importancia de la alimentación, mas allá de su carácter nutricional, como un mecanismo de prevención de diversas patologías.. El Aloe vera se enmarca dentro de esta nueva tendencia por lo cual se ha propiciado el desarrollo de investigaciones detalladas con el fin de documentar las diferentes ventajas que presenta, encontrándose diversas propiedades que hacen de esta planta una alternativa bastante atractiva para su consumo y por ende para su comercialización.. La composición del gel Aloe vera ha revelado la presencia de una gran cantidad de oligoelementos en especial el germanio y de polisacáridos como el acemanano de los cuales se ha podido demostrar sus grandes beneficios en el tratamiento de distintas enfermedades como el Parkinson, VIH y el cáncer, entre otros.. A pesar de la gran variedad de beneficios que puede llegar a brindar esta planta también posee sustancias con algún nivel de toxicidad que contraindican su consumo directo por tiempos prolongados además y que le confieren deficientes características organolépticas (principalmente el color y el sabor).. Por estas razones se considera importante el desarrollo de diversos productos que permitan el fácil acceso al consumidor a los beneficios ofrecidos por el gel de Aloe vera, eliminando todas las desventajas que limitan su utilización..

(19) Este proyecto contó con el apoyo del Programa Semilleros de la Facultad de Ingeniería y del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá donde se propuso un proceso de estabilización del gel de Aloe vera y la elaboración de una bebida a partir de éste. Las etapas fueron propuestas con el fin de obtener un producto apto para el consumo, cada una de ellas fue evaluada individualmente con el fin de obtener las condiciones adecuadas para su realización, partiendo de los. requerimientos. técnicos y buenas prácticas de manufactura, buscando sentar bases para futuros estudios de escalamiento del proceso.. Este proyecto fue presentado en el X Congreso Latinoamericano de Estudiantes de Ingeniería Química obteniendo el primer lugar en la rama de Ingeniería de Alimentos, compitiendo con proyectos nacionales y de otros países como Ecuador y Perú.. 21.

(20) OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL. Establecer la formulación conceptual para una bebida con base en aloe vera.. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. •. Formular a nivel teórico la bebida de aloe.. •. Proponer una línea de proceso para la obtención de una bebida basada en aloe vera..

(21) 1. MARCO TEÓRICO. Las tendencias mundiales de la alimentación en los últimos años indican un interés marcado de los consumidores hacia ciertos alimentos, que además del valor nutritivo aporten beneficios a las funciones fisiológicas del organismo humano. Estas variaciones en los patrones de alimentación generaron una nueva área de desarrollo en las ciencias de los alimentos y de la nutrición, que corresponde a la de los alimentos funcionales. [30] En la actualidad, se observa una clara preocupación en la sociedad por la posible relación entre el estado de salud personal y la alimentación que se recibe. Incluso se acepta que la salud es controlable a través de la alimentación, por lo que se detecta en el mercado alimentario una preferencia por aquellos alimentos que se anuncian como beneficiosos para la salud. [30] La oferta de nuevos alimentos que reportan algún beneficio para la salud aparece alrededor de 1960, surgiendo en el mercado un nuevo tipo de alimentos diseñados para ser incluidos en dietas muy estrictas. Entre estos productos se encuentran los alimentos funcionales, que son aquellos que en forma natural o procesada contienen ingredientes que desempeñan una tarea específica en las funciones fisiológicas del organismo (por ejemplo el crecimiento y desarrollo, la función del sistema cardiovascular y el sistema gastrointestinal, entre otros), más allá de su contenido nutritivo. También se encuentran los productos nutracéuticos que son aquellos que pueden ser considerados alimentos y son capaces de proporcionar beneficios saludables como la prevención y el tratamiento de enfermedades. El concepto actual de este producto es "aquel suplemento dietético que proporciona una forma concentrada de un agente presumiblemente bioactivo de un alimento,.

(22) presentado en una matriz no alimenticia y utilizado para incrementar la salud en dosis que exceden aquellas que pudieran ser obtenidas del alimento normal". [30][23] Además de los ya mencionados, existen también los denominados alimentos diseñados, que son aquellos productos procesados que contienen suplementos naturales ricos en sustancias capaces de prevenir enfermedades; en algunas ocasiones, este nombre es utilizado como sinónimo de alimento funcional. Finalmente, se encuentran los alimentos fitoquímicos, que son productos que tienen sustancias presentes en verduras y frutas, diariamente en pequeñas cantidades y. que pueden ser ingeridas. que muestran un potencial capaz de. modular el metabolismo humano. Debido a que los alimentos funcionales son generalmente de origen vegetal, se había llegado a utilizar los términos “fitoquímicos” y “funcionales” indistintamente, pero como actualmente en la clasificación de éstos últimos se han incluido los microorganismos probióticos, los alimentos fitoquímicos dejaron de ser iguales a ellos (funcionales) para convertirse en una división de los mismos.[23] Gracias a sus beneficios, los alimentos funcionales tuvieron un gran auge en la década de los 90's. Algunas de las causas fueron: •. Mayor preocupación por la salud y por alimentos con mayor valor agregado del nutricional.. •. Las organizaciones encargadas de legislar en materia de alimentos reconocieron los beneficios de los alimentos funcionales a la salud pública.. •. El gobierno presentó especial atención a este aspecto, ya que prevé el potencial económico de estos productos como parte de las estrategias de prevención de la salud pública. [30][23]. También influyeron otros factores como los grandes avances tecnológicos, entre. 24.

(23) ellos la biotecnología, así como la investigación científica que documentaron los beneficios para la salud de estos alimentos. Es un hecho que los consumidores han comenzado a ver la dieta como un factor importante para la prevención de las enfermedades crónicas como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la osteoporosis, entre otras. De esta manera es que se presenta un fenómeno denominado de auto-cuidado, que se constituye en el principal motivador y elemento decisivo a la hora de comprar alimentos saludables; este factor es el que regirá el crecimiento de la industria de los alimentos funcionales. [23] El Aloe vera con su gran variedad de compuestos favorables al ser humano (por ejemplo la vitamina C y el acemanano), además de sus beneficios entre los que se encuentran los tratamientos de problemas intestinales, reducción de azúcar en la sangre, complemento alimenticio para pacientes con VIH, entre otros, los cuales han sido ampliamente estudiados, presenta una buena alternativa para desarrollar un producto alimenticio que pueda poner a disposición del público las bondades de esta planta. [10][15][26]. 1.1 ALOE VERA El Aloe vera, también conocida como Sábila, es una planta semitropical de la familia de las Liliáceas, es nativa de África del sur y oriental y orillas del Mar Rojo; hoy en día es cultivado en la India Occidental, Italia, Malta, Sicilia, sur de California, en Centro y Suramérica y Australia. Aunque hay más de 300 especies de Aloe, muchas de las cuales son utilizadas con fines decorativos por sus vistosas flores, solo cuatro tienen valor nutricional para humanos, dos de ellas son cultivadas comercialmente: Aloe aborescens y Aloe barbadensis miller. [25]. 25.

(24) 1.1.1 Características y generalidades El Aloe barbadensis miller posee hojas gruesas y espinosas, crecen de un tallo corto cerca al suelo. Las hojas maduras pueden crecer en promedio 70-90 cm de longitud. Cada planta tiene normalmente de 12 a 16 hojas, que cuando maduran pueden pesar más de 2 lb cada una. La flor de la planta puede ser roja, amarilla o púrpura, con franjas claras, están presentes casi todo el año, en el centro de las hojas. Su fruto es una cápsula triangular que contiene numerosas semillas. [6][25] Las plantas pueden ser cosechadas cada 6 a 8 semanas removiendo 3 o 4 hojas por planta (exteriores). Para la recolección de las hojas se buscan aquellas que sean carnosas, midan unos 50 cm de largo, 10 a 20 cm de ancho y 5 cm de grueso. Si se les hace un corte exudan un líquido acuoso de sabor muy amargo, acumulado en células secretoras que rodean la región cribosa. Debido a que la pared celular que las separa es muy delgada, el jugo fluye con facilidad. [25] La hoja se pueden dividir en tres partes principalmente:. . Corteza. . La savia amarilla proveniente de los conductos vasculares ubicados en la superficie interna de la corteza. Este material contiene altas concentraciones de antraquinonas.. . El filete, el cual posee una estructura semisólida integrada por estructuras hexagonales que almacenan el fluido. Allí se encuentran la mayoría de los nutrientes de la hoja.[24]. Esta importante planta es muy utilizada en el campo de la medicina tradicional para curar diversos males como enfermedades de la piel, daños por irritación, desórdenes intestinales, etc. [25]. 26.

(25) 1.1.2 Caracterización química de la hoja de Aloe vera La hoja de esta planta se caracteriza por la presencia de altos contenidos de minerales, como se observa en la tabla 1; además, componentes como polisacáridos, glicoproteínas y aminoácidos en el gel incoloro e insípido de las células parenquimales, y sustancias fenólicas que pueden clasificarse en dos grupos, cromonas como la aloesina y antraquinonas libres y en forma de glicósidos como la barbaloina, isobarbaloina y la aloemodina. La aloína es el principal componente del líquido que la planta secreta como defensa por su olor y sabor desagradables. La tabla 2 muestra una lista de los principales compuestos que pueden ser encontrados en la hoja. Tabla 1. Caracterización química en base seca de fracciones de Aloe vera Corteza. Filete. Gel. % Grasa. 2,71 ± 0,32. 4,21 ± 0,12. 5,13 ± 0,23. % Proteína. 6,33 ± 0,24. 7,26 ± 0,33. 8,92 ± 0,62. % Carbohidratos 11,22 ± 0,73 16,48 ± 0,18 26,81 ± 0,56 % Fibra dietaria. 62,34 ± 1,10 57,64 ± 1,26 35,47 ± 0,62. % Cenizas. 13,46 ± 0,44 15,37 ± 0,32 23,61 ± 0,71. % Ca. 4,48 ± 0,23. 5,34 ± 0,14. 3,58 ± 0,42. % Mg. 0,90 ± 0,12. 0,76 ± 0,04. 1,22 ± 0,11. % Na. 1,82 ± 0,09. 1,08 ± 0,15. 3,66 ± 0,07. %K. 1,84 ± 0,05. 3,06 ± 0,18 4,006 ± 0,21. %P. 0,01 ± 0,00. 0,01 ± 0,00. 0,02 ± 0,00. % Fe. 0,04 ± 0,01. 0,04 ± 0,01. 0,10 ± 0,02. % Cu. 0,02 ± 0,01. 0,02 ± 0,00. 0,06 ± 0,01. % Zn. 0,02 ± 0,01. 0,02 ± 0,01. 0,02 ± 0,00. Fuente: [8]. 27.

(26) Entre los componentes principales de la hoja de Aloe vera se encuentran: Tabla 2. Componentes del Aloe Vera. Constituyentes. Aminoácidos. Antraquinonas. Hormonas. Identificación. Propiedades. Los aminoácidos esenciales son aquellos que el cuerpo humano no puede fabricar Tradicionalmente conocidas como laxantes. Las En concentraciones antraquinonas se relativamente bajas encuentran en la junto con la fracción savia. de gel producen Los derivados de actividad antraquinonas analgésica, (antronas y antibacterial, cromonas) fungicida y antiviral. comprenden la En altas fracción fenólica. concentraciones y El componente aislados pueden ser primario de la tóxicos. savia es derivado de la antrona y es la aloína.. Provee 20 de los 22 Provee las proteínas aminoácidos básicas implicadas requeridos por el en la producción de cuerpo humano y 7 de tejido muscular. los 8 esenciales. Provee 12 antraquinonas: Aloe emodina, Ácido Aloetico, Aloina, Antracina, Antranol, Barbaloina, Ácido Crisofanico, Emodina, Ethereal Oil, Éster del Ácido Cinamonico, Isobarbaloina, Resistanol.. Auxinas Gibberellinas. Comentarios. y Curación de heridas y antiinflamatorios. Lignina. Sustancia basada en Celulosa. Minerales. Provee 10 minerales: Calcio, Cromo, Cobre, Hierro, Magnesio, Manganeso, Potasio, Sodio, Zinc y Germanio. Fuente: [25]. 28. Se cree que le da el poder penetrante a las preparaciones de Aloe para la piel y puede funcionar como transporte de otros componentes Esenciales para la buena salud, se sabe que trabajan en combinaciones entre si, vitaminas y otros elementos.

(27) Tabla 2 (continuación). Componentes del Aloe Vera. Constituyentes. Ácido Salicílico. Saponinas. Esteroles. Azúcares. Vitaminas. Identificación. Propiedades. Comentarios. Componente natural Analgésico parecido a la Aspirina Sustancia jabonosa limpiadora y antiséptica. Provee cuatro Agentes Esteroles: Colesterol, antiinflamatorios. Campesterol, Lupeol, ß antisépticos y Sitosterol analgésicos Acción Polisacáridos: antiinflamatoria glucomanano polimanosa Antiviral, Actividad moduladora del sistema inmune de Acemanano. Glicósidos. El complejo B y la Colina intervienen en el metabolismo de aminoácidos, la B12 es Antioxidantes (A, C, A, C, E, B, Colina, B12, necesaria para la E): neutralizan Ácido fólico. producción de radicales libres. glóbulos rojos, el Ácido Fólico en el desarrollo de células sanguíneas. Fuente: [25]. 29.

(28) 1.1.2.1 Aloína Las antraquinonas como la aloína son una clase de metabolitos secundarios vegetales con una funcionalidad p-quinoide en un núcleo antracénico.. Distribución y estado natural Las antraquinonas están ampliamente distribuidas en microorganismos, plantas, equinodermos e insectos. Las familias vegetales más ricas en compuestos antracénicos son las rubiáceas, las ramnáceas y las poligonáceas; y en una menor proporción las liliáceas, leguminosas, bignoniáceas, melastomatáceas, droseráceas, vismiáceas, etc. En las plantas inferiores como los líquenes se conocen una gran variedad de antraquinonas, incluyendo antraquinonas halogenadas como por ejemplo la 7cloroemodina. Estas sustancias pueden encontrarse en diferentes partes de la planta como hojas, tallos, madera y frutos. Se las encuentra principalmente en forma de glicósidos (por ejemplo las senidinas y la barbaloína), y en menor proporción en forma libre o agliconas (por ejemplo alizarina y crisofanol). También se han reportado compuestos antracénicos sulfatados. Se las pueda encontrar también en forma dimérica.. Hechos estructurales Las antraquinonas naturales generalmente presentan las siguientes características estructurales: •. Tienen grupos hidroxilos en C-4 y C-5.. 30.

(29) •. Contienen un grupo metilo, hidroximetileno o carboxilo sobre el carbono 2.. •. Los carbohidratos ligados son principalmente glucosa, ramnosa y rutinosa.. •. Los O-glicósidos tienen los carbohidratos ligados a través de C-6 o C-8.. •. Los C-glicósidos tienen los carbohidratos ligados a través de C-10.. •. Muy raras veces se encuentran antraquinonas con otros elementos como los halógenos.. La designación química usual de la aloína es 10-glucopiranosil-1,8-dihidroxi-3hidroximetil-9(10H)-antracenona. Existe en forma de dos isómeros, A y B (figura 1) que difieren por la posición del grupo glucosa en la base del grupo antraceno. Sus composiciones son susceptibles a cambios y dependen del origen de las plantas y de los métodos de extracción usados. Generalmente se prefiere aloína con un alto contenido de isómero A. [13] Por hidrólisis, la aloína se transforma en Aloe Emodina y esta a su vez en emodina, la cual constituye el principio activo de la savia. [13] La aloína tiene muchas propiedades beneficiosas cuando se usa tópicamente, esto hace que sea un excelente ingrediente para productos de la piel, no obstante, cuando se ingiere, es un fuerte laxante y algunos médicos recomiendan que no se deba consumir por largos períodos de tiempo ni durante el embarazo. [26][13]. 31.

(30) Figura 1. Isómeros de la aloína. Fuente: [13] Debido a su importancia es necesario poder conocer las concentraciones en la que se encuentra presente la aloína, en la figura 2 se encuentra un cromatograma típico de una bebida de Aloe vera en el cual se identificaron los picos característicos de este compuesto tal como se muestra en la tabla 3. [3] Figura 2. Cromatograma de una bebida de Aloe. Perfiles del Aloe vera por HPLC: (a) Solución acuosa de muestra fresca. (b) Mezcla inyectada luego de tres semanas. Fuente:[3]. 32.

(31) Tabla 3. Lista de los compuestos encontrados en el cromatograma. Pico N° Absorbancia máxima (nm) 2 214 11 212 13 210 14 360 17 359 18 253 20 255 Fuente: [3]. Identificación Aloesina Aloeresin A Hidroxialoína Aloína B Aloína A Aloinósido B Aloinósido A. Una vez es separada la aloína de la planta, inicia un proceso de degradación, el cual dependiendo del medio en el que se encuentre puede tomar mayor o menor tiempo. En la figura 3 se observa la cinética de degradación resultante de ensayos de HPLC en los cuales se determinó el tamaño del pico a través del tiempo. Figura 3. Cinética de degradación de la aloína. Cinética de degradación de soluciones de aloína: Porcentajes del área del pico de la aloína B contra tiempo de vida (días).. = 100% etanol a 20°C; O= 30% etanol a 4°C; + = 30% etanol a. 20°C (pH 3.4); ■ = 30% etanol a 20°C; ; ♦ = 30% etanol a 20°C (pH 8.1). Fuente: [3]. 33.

(32) 1.1.2.2 Polisacáridos Según la literatura [16], la composición química de las plantas de Aloe es depende de la especie. Un aspecto importante del filete es su alto contenido de humedad que se encuentra entre el 98.5% y 99.5% y los polisacáridos constituyen casi el 60% de la materia seca. Los polisacáridos de Aloe vera son cadenas lineales de beta 1-4- glucosa unidas a moléculas de manosa; debido a la presencia de estas dos hexosas simples, también son llamados glucomananos, y en ocasiones tomando en cuenta que existe una mayor cantidad de manosa que de glucosa, son también denominados polimananos. Las fracciones de polisacárido pueden ser clasificadas dependiendo de su tamaño, ya que cada una de ellas posee diferentes características físicas y distinta actividad biológica. Sin importar esto todos los polisacáridos son agrupados y denominados como polisacáridos del Aloe. [8][12] . Acemanano. La controversia acerca de la identidad de las sustancias activas del Aloe vera no termina, por consiguiente es importante poder distinguir claramente la composición de cada una de las partes que forman la planta. Respecto a la composición de los tejidos superficiales no existe mucha información, sin embargo, gran variedad de estudios han reportado la presencia de polisacáridos como el elemento principal del filete. El Acemanano, un polisacárido compuesto por manosa, se considera como el agente activo principal en el filete Aloe. Comercialmente conocido como Carrysin, es un polisacárido lineal compuesto de radicales 1,4 manosil, con C2 o C3 acetilados y alguna cadena lateral, principalmente galactosa unida a C6. Es. 34.

(33) probable que pueda haber alguna acción sinérgica entre la base del polisacárido y otros componentes en algunas de las actividades observadas. Varios investigadores han intentado separar del gel los polímeros de carbohidrato en sus componentes (polisacárido). Así, se han obtenido parcialmente el glucomanano acetilado, galactano, arabinano, entre otros. Al parecer el efecto estacional y las variaciones del cultivo pueden afectar la composición de gel y explicar los diferentes resultados obtenidos. [8][12] . Mucopolisacáridos. El término mucopolisacárido es utilizado para designar polisacáridos de cadena larga, en la cual las moléculas lineales se encuentran químicamente unidas formando un sistema coloidal. Cuando se forman estas uniones las propiedades físicas de la solución cambian de forma que su viscosidad aumenta, hasta adquirir características similares a las de un gel y en lugar de ser una solución clara se torna opaca. Una vez ha sido expuesto el filete, las características físicas del Aloe (alta viscosidad y color opaco) se pierden espontáneamente debido a que las uniones entre las cadenas se rompen. La solución resultante es clara y con una consistencia similar a la del agua, y aunque todavía contiene las moléculas de polisacáridos ya no se puede considerar como un mucopolisacárido. [8][12] 1.1.2.3 Minerales El organismo requiere siete minerales principales que son calcio, magnesio, sodio, potasio, fósforo, azufre y cloro. Estos minerales constituyen del 60 al 80%, de todo el material inorgánico del cuerpo. Además por lo menos otros ocho minerales son utilizados por el organismo en cantidades sumamente pequeñas, ellos son hierro,. 35.

(34) cobre, fluor, yodo, manganeso, cobalto, zinc y molibdeno. Algunos otros elementos se encuentran en los tejidos, pero sus funciones, si es que tienen alguna, no están claramente definidas. Estos incluyen al aluminio, boro, selenio, cromo, entre otros. . Potasio. El potasio constituye el principal catión del líquido intracelular, pero es también un constituyente muy importante del extracelular debido a la influencia que tiene sobre la actividad muscular, especialmente sobre el miocardio. Dentro de las células funciona como regulador del equilibrio ácido-básico y la presión osmótica, incluyendo a la retención de agua. El aporte normal de potasio en los alimentos es de aproximadamente 4g al día. Existe tan ampliamente distribuido que es muy poco probable que pueda producirse una deficiencia excepto en los estados patológicos. [19][31] . Calcio. El calcio existe en el organismo en mayor cantidad que cualquier otro elemento mineral. El cuerpo de un hombre adulto de 70 kg contiene aproximadamente 1200g de calcio. Cerca del 99% del calcio corporal está en el esqueleto, donde es mantenido como depósitos de fosfatos de calcio en una matriz blanda, fibrosa. La muy pequeña cantidad de calcio no presente en las estructuras esqueléticas está en los líquidos del cuerpo donde en parte está ionizado. En efecto esta pequeña cantidad de calcio iónico en los líquidos corporales es de gran importancia en la coagulación de la sangre, para mantener la excitabilidad normal del corazón, de los músculos y de los nervios y para los aspectos diferenciales de la permeabilidad de las membranas. [19][31]. 36.

(35) . Fósforo. El fósforo existe en todas las células del organismo, pero la mayor parte (aproximadamente el 80% del total) se encuentra combinado con el calcio en los huesos y en los dientes. Aproximadamente el 10% se halla en combinación con proteínas, con lípidos y carbohidratos y en otros compuestos en la sangre y en el músculo. El 10% restante está ampliamente distribuido en diversos compuestos químicos. El fósforo se encuentra en casi todos los alimentos; en consecuencia, no se sabe que ocurra una deficiencia dietética en el hombre. Dado que la distribución del calcio y del fósforo en los alimentos es muy semejante, una ingestión adecuada de calcio generalmente asegura un aporte apropiado de fósforo. La ingestión diaria de fósforo es, en promedio, de aproximadamente 1.5 g en los adultos. El requerimiento recomendado para el fósforo (excepto para el lactante muy pequeño) es el mismo que para el calcio. Se puede tolerar una variación bastante amplia en la relación calcio fósforo si las cantidades de vitamina D son adecuadas. [19][31] . Magnesio. El cuerpo contiene aproximadamente 21g de magnesio. El 70% de él se encuentra combinado con el calcio y con el fósforo, formando sales complejas en los huesos. El resto se encuentra en los tejidos blandos y en los líquidos corporales. El magnesio es uno de los principales cationes de los tejidos blandos. La sangre total contiene de 2 a 4 mg/100 ml (1.7 a 3.4 mEq/ l). El suero sanguíneo contiene menos de la mitad del que existe en los eritrocitos (1.94 mEq/ l). Esto contrasta con el calcio que en su mayor parte se encuentra en el suero. El contenido de magnesio de los músculos es aproximadamente de 21 mg/ 100 g. En el músculo. 37.

(36) probablemente interviene en el metabolismo de los carbohidratos como activador de muchas enzimas de los sistemas glucolíticos. [19][31] La recomendación ordinaria para el magnesio en la dieta es de 350 mg/día para los hombres adultos y 300 mg/día para las mujeres adultas. Se ha sugerido que la ingestión de este elemento facilita la entrega de oxígeno a los músculos. Cumple un papel importante en la generación de energía ya que en presencia de este se da la siguiente reacción: ++. Mg ATP ←⎯ ⎯→ ADP + P + ENERGIA. . Hierro. El papel del hierro en el organismo se halla casi exclusivamente confinado a los procesos de respiración celular. El hierro es un componente de la hemoglobina, de la mioglobina y del citocromo así como de las enzimas catalasa y peroxidasa. En todos estos compuestos, el hierro es un componente de una porfirina; el resto del hierro del organismo se halla casi todo unido a las proteínas. Estos compuestos constituyen la forma de almacenamiento y transporte de este elemento mineral. Los requerimientos recomendados para los hombres adultos, de 10 mg/día, se obtienen fácilmente en la dieta normal que proporciona cerca de 6 mg/1000 kcal. Sin embargo, la ración recomendada para las mujeres (18 mg/día), basada en un requerimiento de 2000 kcal/día, es difícil de obtener en las fuentes dietéticas sin enriquecer los alimentos con hierro. [19][31] . Cobre. No se conocen bien las funciones de este elemento esencial. El cobre es un constituyente de algunas enzimas o es esencial para su actividad; estas enzimas incluyen al citocromo, a la citocromooxidasa, la catalasa, la tirosinasa la. 38.

(37) monoaminaoxidasa y la ascórbico oxidasa así como a la uricasa, la cual contiene 550 µg de cobre por gramo de proteína enzimática. Junto con el hierro, el cobre es necesario para la síntesis de la hemoglobina. Otras funciones posibles del cobre incluyen su papel en la formación de los huesos y el mantenimiento de la mielina en el sistema nervioso. Se han estudiado los requerimientos de cobre en humanos por medio de experimentos de balance. Por ello se ha sugerido la cantidad de 25 mg diarios para los adultos. Esta cantidad es fácilmente aportada con las dietas habituales que contienen de 2.5 a 5 mg de cobre. [19][31] . Zinc. El zinc es un componente funcional y estructural de la enzima carboxipeptidasa y este elemento participa directamente en la acción catalítica de la enzima. El zinc es un elemento esencial para el hombre, así como para las plantas y los animales, aunque se sabe poco en lo concerniente a los requerimientos humanos. Cantidades relativamente grandes están depositadas en los huesos, pero estas reservas no se equilibran rápidamente con el resto del organismo. El depósito corporal de zinc biológicamente disponible parece ser pequeño y tener un rápido recambio. Velocidades aceleradas de cicatrización de heridas y agudeza gustativa mejorada fueron observadas como resultado del aumento en la ingestión de zinc. El zinc es necesario para mantener las concentraciones normales de vitamina A en el plasma. Los estudios metabólicos han demostrado que en los adultos sanos es suficiente una ingestión de 8-10 mg/día para lograr el equilibrio con respecto a este elemento. El requerimiento corrientemente aumentado es de 15 mg/día para los. 39.

(38) adultos con 15 mg adicionales durante el embarazo y 10 mg durante la lactación. [19][31] . Germanio. El Germanio orgánico en su forma sólida es un cristal, una de sus propiedades fundamentales es su naturaleza semiconductora, es decir, su capacidad de donar y recibir electrones fácilmente. Muchas de sus propiedades terapéuticas pueden deberse a esta cualidad intrínseca. [31] Este elemento cuenta con varias propiedades de gran importancia como las siguientes: Es un mejorador del oxígeno ya que se ha demostrado que aumenta su flujo oxígeno en todas las unidades celulares, sobre todo en los sitios donde existe una deficiencia, es un adaptógeno porque normaliza la mayoría de las funciones del cuerpo y se ajusta a las necesidades específicas de cada uno (se ha visto que en casos de algunas enfermedades graves, como el cáncer, estimula al sistema inmunológico para que produzca las substancias que a su vez, ayudarán a destruir a las células malignas), también se ha encontrado que es una especie de estimulante cerebral debido a que muchas personas reportan un aumento en la capacidad mental. [31] La acción del Germanio orgánico ha sido bien documentada, algunos ejemplos de padecimientos donde se ha utilizado son: En la artritis reumatoide, la epilepsia, el cáncer, la enfermedad de Parkinson, la osteoporosis, la diabetes, el asma, la malaria, el dolor, la gastritis, las úlceras duodenales, las enfermedades mentales, la leucemia, la enfermedad de Raynaud, algunos problemas de la piel, el glaucoma, la amiloidosis y muchas otras. [31]. 40.

(39) 1.2 USO DEL ALOE VERA COMO ALIMENTO Existen amplios estudios de la utilización de esta planta como un suplemento alimenticio, gracias a ellos se conoce un poco más acerca de las bondades que ofrece su gel en el tratamiento de gran variedad de problemas tanto intestinales como de otros menos conocidos como el cáncer y el VIH. A continuación se referencian algunas de estas investigaciones con el fin de. dar un soporte. científico a los beneficios antes mencionados.. Tratamiento para problemas intestinales Según un estudio publicado en Journal of Alternative Medicine, el jugo de Aloe vera resulta eficaz para tratar las inflamaciones del intestino. A diez pacientes se les dieron dos onzas de jugo de Aloe, tres veces al día, durante siete días. Al cabo de una semana, todos los pacientes curaron su diarrea, cuatro habían mejorado la regularidad. del. intestino. y. tres. habían. incrementado. su. función. intestinal. [10][15][26] Los investigadores concluyeron que el Aloe podía reequilibrar la función intestinal "regula el pH gastrointestinal a la vez que mejora la movilidad gastrointestinal, y la reducción de ciertos microorganismos fecales, incluyendo la levadura." Otros estudios han demostrado que el jugo de Aloe vera ayuda a limpiar el intestino, a neutralizar la acidez del estómago, las úlceras gástricas y evitar el estreñimiento. [10][15][26]. Tratamiento de la colitis Se conoce por colitis cierta inflamación del colon, la cual puede llegar a ulcerar el intestino. Cuando esto ocurre es conveniente recibir atención médica, puesto que. 41.

(40) puede llegar a perforarse la pared del colon. [10][15][26] Los Laboratorios Carrington de América, han realizado estudios con zumo de Aloe y acemanano para combatir la colitis y la enfermedad de Crohn. Dichos estudios han demostrado que el Aloe puede ser, con gran diferencia, el mejor de los tratamientos existentes en la actualidad para estas dos enfermedades, tanto por su eficacia como por la nulidad de efectos colaterales. [10][15][26] Otros estudios han demostrado que también es eficaz en casos de hemorragia activa en las úlceras pépticas al tomar un litro diario de zumo de Aloe. [10][15][26] Hay que tener en cuenta que el Aloe normaliza el pH, reduce la acidez de estómago y favorece el equilibrio de las bacterias gastrointestinales, todo esto gracias a la aloe-emodina la cual actúa sobre la mucosa intestinal, regulando su correcto funcionamiento. [10][15][26]. Reducción de azúcar en la sangre por diabetes Hormone Research señala que el Aloe redujo los niveles de azúcar de la sangre en diabéticos. Cinco pacientes adultos con diabetes (no insulino dependientes) fueron tratados con 1/2 cucharilla de extracto del Aloe diariamente durante 14 semanas. Los niveles de azúcar en la sangre se redujeron en todos los pacientes en un 45% en promedio, sin alteraciones de peso. [26]. Complemento alimenticio para pacientes con VIH Según el diario Advancement in Medicine, el jugo de Aloe vera demostró ser una parte eficaz en un programa de ayuda alimenticia para los pacientes de VIH.. 42.

(41) Durante cuatro meses, dieron a 29 pacientes jugo puro 100% de Aloe vera (cinco onzas, cuatro veces al día), junto con un suplemento de ácido graso esencial y otro suplemento que contenía vitaminas y aminoácidos. Se dijo a los pacientes que continuaran con su dieta normal y no tomaran otros suplementos. [26] Después de 90 días, todos los pacientes rebajaron el grado de incidencia de las infecciones asociadas, afta, fatiga y diarrea, e incrementaron el número de glóbulos blancos en la sangre (que significaba que sus sistemas inmunes respondían positivamente). Se apreció una mejora en su calidad de salud global. En el 25% de los pacientes, el Aloe redujo la capacidad del virus para reproducirse. Los investigadores encontraron que el Aloe (el extracto de manosa y quizás otros compuestos) estimula el sistema inmune del cuerpo, particularmente las células del T4 y los glóbulos blancos de la sangre que activan la inmunorespuesta a la infección. [26]. Contraindicaciones de Aloe vera . La savia no debe darse nunca a las mujeres durante la menstruación y el embarazo, ni tampoco a cuantos padecen hemorroides sanguinolentas.. . No se debe administrar a los niños. El Aloe puede irritar los riñones y causarles algunos daños, si bien solamente cuando se administran dosis excesivas. Empleado correctamente es mucho más tolerante de lo que harían suponer las sustancias que contiene.. . El Aloe tampoco se emplea cuando existe tendencia a hemorragias en la región genital. [26]. 43.

(42) 1.2.1 Estándares de calidad para la hoja y gel de Aloe vera. El gran auge generado por el Aloe Vera en los últimos años ha obligado a que se cree una normatividad acerca de los requerimientos mínimos para comerciar con sus subproductos, en el caso de alimentos el International Aloe Science Council (IASC), es el organismo encargado de certificar su pureza y fijar estándares tanto para la hoja como para el gel como se muestra en la tabla 4. Tabla 4. Estándares establecidos para la hoja de Aloe y para gel. GEL DE ALOE VERA PRUEBA pH Sólidos (%). HOJA DE ALOE VERA. INTERVALO. PRUEBA. 3.5 a 4.7 pH 0.46 a 1.31 Sólidos (%). Calcio. 98.2 a 448 mg/l Calcio. Magnesio. 23.4 a 118 mg/l Magnesio. PROMEDIO 3.9 1.2 565.1 mg/l 82.5 mg/l. Fuente: [28]. 1.2.2 Nomenclatura para los niveles de concentración del gel Para la designación de los productos del áloe, los miembros del IASC han creado una nomenclatura dependiendo de su grado de concentración como se muestra en la tabla 5. El IASC reconoce que el contenido de sólidos del Aloe nativo varía en función de las prácticas de cultivo, factores ambientales y genéticos; sin embargo, estos valores mínimos representan un nivel razonable para que el gel ayude a la salud y tenga todos sus beneficios medicinales. [29]. 44.

(43) Tabla 5. Nomenclatura del gel de acuerdo a su nivel de concentración. Factor de concentración. Designación Alfa. 1x. Concentración simple. 2x. Concentración doble. 4x. Cuatro veces concentrado. 10x. Diez veces concentrado. 20x. Veinte veces concentrado. 40x. Cuarenta veces concentrado. 100x. Cien veces concentrado. 200x. Formula de reconstitución Concentración nativa 1 parte de Aloe a 1 parte de agua 1 parte de Aloe a 3 partes de agua 1 parte de Aloe a 9 partes de agua 1 parte de Aloe a 19 partes de agua 1 parte de Aloe a 39 partes de agua 1 parte de Aloe a 99 partes agua. Doscientas veces. 1 parte de Aloe a 199. concentrado. partes de agua. Fuente: [29]. 1.3 PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN Y PURIFICACIÓN DEL GEL. 1.3.1 Despencado En esta etapa del proceso se lleva a cabo la separación de las hojas de la mata. Es importante que en este corte la incisión no comprometa la parte de la hoja en la cual se encuentra el gel, ya que de ocurrir, éste se encontraría en contacto directo. 45.

(44) con el ambiente y se presentaría una oxidación del material en este punto, además su calidad microbiológica se vería afectada.. 1.3.2 Selección de la materia prima Es la segunda etapa del proceso y una de las más importantes ya que se seleccionarán las hojas aptas para el proceso y se rechazarán aquellas que no cumplan con los estándares de tamaño y edad, características que influirán en el rendimiento del proceso. Además es necesario que su salud sea óptima, ya que de no ser así, esta condición repercutiría en la aceleración de las reacciones de deterioro del producto y por tanto disminución del tiempo de vida. El diseño para esta etapa, está constituida por un transportador que alimenta las hojas que vienen del cultivo a la mesa de clasificación, donde por medio de un separador se retiran las hojas que no cumplen los requerimientos y permite que el resto continúen hacia la siguiente fase. [27]. 1.3.3 Lavado La finalidad de esta etapa es ablandar y retirar las partículas extrañas y la suciedad de la superficie de las hojas. Hay varias opciones para llevar a cabo esta operación: . Sólo inmersión: Aquí las hojas de sábila simplemente se descargan en el agua sin acción externa, la suciedad puede quitarse entonces a mano fuera del tanque o mecánicamente. [27]. . Agitación forzada: Esta es una variación en la que el tanque tiene motores de inyección de agua a alta presión que crean un vórtice. La ventaja de usar este sistema es que la suciedad y otros materiales extraños se retiran. 46.

(45) de una manera más eficaz. [27] . El cepillado manual: Aquí las hojas son escogidas a mano. La ventaja de este tipo de tratamiento es que es muy cuidadoso con las hojas, y quita de suciedad y el material extraño. También, esta etapa puede funcionar como un punto del inspección/rechazo. Normalmente el material para estos cepillos es un plástico suave que quita el material no deseado de la superficie de las hojas mientras que evita lesiones a la misma.. 1.3.4 Desinfección En esta etapa es donde se realiza el lavado final a las hojas. La función de esta operación es hacer una última limpieza, disminuyendo su carga microbiológica antes de entrar en el proceso. La acción de los desinfectantes para diversos organismos patógenos (bacterias y hongos) depende de la composición química del desinfectante y de la naturaleza del organismo. Para elegir el producto a utilizar es necesario considerar características como costo, eficacia, actividad con la materia orgánica, toxicidad, actividad residual, solubilidad, etc. [4] De la importancia relativa de estas características dependerá la elección del más adecuado. Los desinfectantes pueden dividirse en las siguientes clases con base en su composición química: . Fenoles. Tienen un olor característico y se vuelven lechosos en agua. Los fenoles son muy. 47.

(46) efectivos contra los agentes bacterianos, hongos y virus. También tienen mayor actividad en presencia de material orgánico que los desinfectantes compuestos por yodo o cloro. Uno de sus usos más comunes es el saneamiento de equipos. [22] . Sales de amonio cuaternario. Los compuestos de amonio cuaternario son generalmente inodoros, incoloros, no irritantes, y desodorantes. También tienen alguna acción detergente, y son buenos desinfectantes. Sin embargo, algunos de estos compuestos se inactivan en presencia de jabón o de residuos de este y su actividad antibacteriana se reduce con la presencia de material orgánico. Los compuestos de amonio cuaternario son efectivos contra bacterias y algo, contra hongos. [22] . Yodoformos. Los compuestos de yodo son una combinación de yodo elemental y una sustancia que lo hace soluble en agua. Son buenos desinfectantes, pero no funcionan bien en la presencia de material orgánico. Son efectivos contra bacterias, hongos, y virus. El yodo es uno de los menos tóxicos. [22] . Hipocloritos. Los compuestos de cloro son buenos desinfectantes sobre superficies limpias, pero son rápidamente inactivados por la suciedad. El cloro es efectivo contra bacterias y virus. Estos compuestos son también mucho más activos en agua caliente que en agua fría. Las soluciones de cloro pueden irritar la piel y son corrosivas para el metal. Son relativamente baratos. [22]. 48.

(47) . Peróxidos. Son activos contra bacterias, esporas, virus y hongos, a concentraciones relativamente bajas. [22]. 1.3.5 Escaldado Es un tratamiento térmico empleado para la disminución de la actividad enzimática. Se emplea en verduras y frutas como paso previo a otros procesos, no constituye un único método de conservación si no que es más un pretratamiento entre la materia prima y las operaciones posteriores. Otras funciones del escaldado son reducir el número de microorganismos en la superficie del alimento, ablandar los tejidos y eliminar el aire de los espacios intercelulares. Existen dos técnicas principales de escaldado que son: 1.3.5.1 Escaldado en vapor directo El alimento pasa a través de una atmósfera de vapor saturado. Tiene como principal característica que el producto tratado retiene mejor sus nutrientes, pero tiene el problema que el calentamiento de las distintas capas del alimento no es uniforme, así que hay que buscar una combinación de tiempo y temperatura para evitar que algunas partes lleguen a quedar recalentadas lo que supone una pérdida de las características del alimento. [2] 1.3.5.2 Escaldado en agua caliente El alimento se hace pasar por un baño de agua caliente (70-100 ºC) durante un. 49.

(48) tiempo determinado, después del calentamiento el producto se enfría. En este proceso se van a perder nutrientes solubles aunque a cambio los productos van a ganar peso. [2] En todos los tratamientos térmicos van a existir pérdidas de elementos (los más termolábiles) los cuales se van a desnaturalizar con el calor al igual que las vitaminas, proteínas, etc., sin embargo, el escaldado es un proceso tan suave que las pérdidas van a ser mínimas. [2] 1.3.6 Procesos de extracción del gel de Aloe vera 1.3.6.1 Fileteado a mano. Este método es el más rústico y se desarrolló con el fin de evitar la contaminación del filete con la savia. El proceso consiste en cortar la cola, la punta y los bordes de la hoja, a continuación la corteza se retira con un cuchillo dejando el filete libre y listo para su posterior procesamiento. [24] Aunque el método es muy sencillo, posee dos grandes desventajas entre las que se encuentran que no permite tener una alta productividad ya que el tiempo que lleva extraer el filete de cada hoja es extenso, debido a esto se han diseñado y empleado máquinas que intentan simular las técnicas del fileteado a mano, pero generalmente el producto contiene grandes cantidades de laxantes frente a los contenidos en el Aloe vera fileteado a mano de la forma tradicional; la segunda desventaja es que una cantidad significativa de gel que se mantiene adherido a la hoja se desecha debido a que es muy difícil retirarlo, esto representa una situación crítica, ya que la concentración más alta de elementos potencialmente benéficos del Aloe vera, se encuentra cerca a las paredes de la hoja. [24]. 50.

(49) 1.3.6.2 Hoja entera Este proceso tiene un inicio similar al de fileteado a mano ya que es necesario realizar previamente el corte de colas y puntas, a continuación el resto de la hoja es cortado en pequeñas secciones que serán tratadas con productos químicos, que se encargarán de romper las estructuras del filete liberando de esta forma todo el contenido de éste. A continuación el material obtenido se hace pasar a través de filtros que se encargarán de retener partículas indeseables, principalmente las cáscaras. [24] En comparación con el proceso anterior el gel obtenido es mucho más rico en componentes deseables (polisacáridos mucilaginosos) e implica un menor tiempo de procesamiento, sin embargo el producto obtenido llevará consigo sustancias propias de la corteza que pueden deteriorar sus características organolépticas. [24]. 1.3.6.3 Proceso combinado Esta técnica combina los procesos de fileteado a mano y hoja completa, para llevarlo a cabo se realiza en primera instancia un fileteado a mano de las hojas y a continuación las cortezas son llevadas a un proceso de prensado, en el cual el gel remanente es retirado y el producto final será un combinación del gel obtenido por ambos métodos. [24] Finalmente el producto obtenido contiene una alta concentración de componentes deseables y estará virtualmente libre de componentes laxantes. [24]. 1.3.6.4 Aloe vera en polvo El Aloe vera en polvo tiene mayor vida útil comparado con los productos líquidos,. 51.

(50) eliminando además el costo de transportar agua. [24] El secado por aspersión (spray dryer) implica la remoción del agua del gel líquido usando altas temperaturas (usualmente se adicionan maltodextrinas para encapsular aromas y sabores, éstas normalmente constituyen alrededor del 50% del producto final). Sin embargo, la exposición a las altas temperaturas cambia algunos de los beneficios potenciales de los componentes. [24] El. proceso. de. liofilización. utiliza. frío. (alrededor. de. -40ºC). y. vacío. (aproximadamente de 1 mmHg) el cual causa la sublimación solamente del agua en el jugo. Mediante este proceso se evitan las altas temperaturas que perjudican las propiedades funcionales del Aloe, pero el procedimiento es considerablemente más costoso que el spray dryer. [24] En el proceso de deshidratación, los filetes del Aloe vera se reducen a hojuelas deshidratadas al colocarlos en un equipo para vegetales a temperatura relativamente baja (ligeramente por encima de la temperatura corporal) por varias horas. Estas hojuelas deshidratadas se convierten en un polvo muy fino. [24]. 1.3.7 Homogenización Debido a las fibras que contiene el gel, es necesario llevar a cabo una etapa de homogenización en la cual se busca disminuir el tamaño de las partículas de la mezcla, logrando como resultado una dispersión uniforme. En este proceso, se logra mejorar las características organolépticas del producto aumentando el rendimiento de los estabilizantes y evitando tanto el taponamiento como las incrustaciones en los equipos.. 52.

(51) 1.3.8 Estabilización 1.3.8.1 Procesos de extracción de aloína Para retirar la aloína existen principalmente dos métodos que consisten en la extracción con carbón activado y la extracción y purificación con solventes (etanol). El carbón activado es el método preferido para la extracción de aloína del gel ya que no lo destruye, como si ocurre al realizar la extracción con etanol. En este proceso se hace pasar una corriente de gel a través de un lecho de carbón activado en el cual es adsorbida una buena parte de la aloína, obteniéndose una corriente de gel con alta pureza que permite llegar hasta el límite de seguridad reportado de 10 ppm [33]. Luego las aloínas se eliminan del lecho haciendo pasar una corriente de etanol a través de él. [12][14] 1.3.8.2 Estabilización química del gel. Antioxidantes La oxidación es la forma de deterioro de los alimentos más importante después de las alteraciones producidas por microorganismos. Esta reacción provoca la aparición de olores y sabores desagradables, alteración del color y la textura, y disminución del valor nutritivo del alimento por pérdida de vitaminas y ácidos grasos insaturados. Además, los productos formados en la oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud. Para evitar la oxidación de los alimentos se recurre a técnicas como el envasado al vacío o en recipientes opacos y el empleo de antioxidantes. La mayoría de los productos grasos contienen antioxidantes naturales que suelen perderse durante el procesado de los mismos. Las grasas vegetales son en general más ricas en estas sustancias que las animales.. 53.

(52) Los mecanismos de acción de los antioxidantes son:. •. Detener de la reacción de oxidación.. •. Eliminar el oxígeno disuelto en el producto, o el presente en el espacio de cabeza de los envases.. •. Eliminar las trazas de ciertos metales, como el cobre o el hierro, que facilitan la oxidación.. Los antioxidantes son aquellas sustancias que realizan las dos primera acciones, los que se basan en la eliminación de metales se conocen como "sinérgicos de antioxidantes", o agentes quelantes. Los antioxidantes frenan la reacción de oxidación, pero a costa de destruirse ellos mismos, el resultado es que su utilización retrasa la alteración oxidativa del alimento, pero no la evita de una forma definitiva. [14][20] . Ácido ascórbico. El ácido ascórbico o mejor conocido como Vitamina C y sus derivados son muy utilizados ya que son muy solubles en agua, excepto el palmitato de ascorbilo, que es más soluble en grasas. El ácido ascórbico y sus derivados se utilizan en productos cárnicos y conservas vegetales y en bebidas refrescantes, zumos, productos de repostería y en la cerveza, en la que se utiliza para eliminar el oxígeno del espacio de cabeza. También contribuye a evitar el oscurecimiento de la fruta cortada en trozos y a evitar la corrosión de los envases metálicos. Es una vitamina para el hombre y algunos animales, y como tal tiene una función biológica propia. Además mejora la absorción intestinal del hierro presente en los alimentos e inhibe la formación de nitrosaminas, tanto en los alimentos como en el tubo digestivo. [20]. 54.

(53) Se recomienda la ingestión de grandes dosis de esta vitamina con la idea de prevenir multitud de enfermedades. No se ha comprobado que estas dosis masivas tengan alguna utilidad, pero sí que no parecen ser peligrosas, ya que su exceso es fácilmente eliminable por la orina. Por tanto, las cantidades (mucho menores) empleadas como antioxidante en los aditivos pueden considerarse inocuas. Su utilidad como vitamina tampoco es muy grande en este caso, ya que en gran parte se destruye al cumplir su papel de antioxidante. [20] La adición de ácido ascórbico como antioxidante no permite hacer un uso publicitario del potencial enriquecimiento en vitamina C del alimento. [20] . Extractos de origen natural ricos en tocoferoles. El conjunto de tocoferoles son también denominados Vitamina E. El más activo como vitamina es el alfa, pero también el gamma tiene cierto valor. El menos activo es el delta, que tiene una actividad biológica como vitamina de alrededor del 1% de la del alfa, aunque ésta depende mucho del método utilizado en su medida. Los tocoferoles sintéticos tienen una actividad vitamínica algo menor que los naturales, al ser mezclas de los dos isómeros posibles. [20] La cantidad de estas substancias ingeridas como un componente natural de los alimentos es en general mucho mayor que la que se ingiere por su uso como aditivo alimentario, ya que se utiliza a concentraciones muy bajas. Se utilizan en el aceite de oliva refinado, en aceites de semillas, en conservas vegetales y en quesos fundidos. [20] Los tocoferoles abundan de forma natural en las grasas vegetales sin refinar, y especialmente en los aceites de germen de trigo, arroz, maíz o soya. Se obtienen. 55.

(54) industrialmente como un subproducto del refinado de estos aceites o por síntesis química. [20] Su actividad como antioxidante parece seguir el orden inverso a su actividad biológica como vitamina, siendo el más eficaz el delta. Sólo son solubles en las grasas, por lo que se utilizan en alimentos grasos. Al igual que el ácido ascórbico, evitan la formación de nitrosaminas en los alimentos. La función biológica de la vitamina E es similar a su función como aditivo, es decir, la de proteger de la oxidación a las grasas insaturadas. Aunque es esencial para el organismo humano, no se conocen deficiencias nutricionales de esta vitamina, sin embargo dosis muy elevadas (más de 700 mg de alfa-tocoferol por día) pueden causar efectos adversos. [20] Al igual que con el ácido ascórbico, el uso de tocoferoles como antioxidantes en un alimento no autoriza a indicar en su publicidad que ha sido enriquecido con dicha vitamina. [20]. Conservantes La principal causa de deterioro de los alimentos es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Este problema tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo), por otra parte, los alimentos alterados pueden resultar muy perjudiciales para la salud del consumidor; la toxina botulínica, producida por el Clostridium botulinum en las conservas mal esterilizadas, embutidos y en otros productos, es una de las substancias más venenosas que se conocen, las aflatoxinas, sustancias producidas por el crecimiento de ciertos mohos son potentes agentes. 56.

(55) cancerígenos. Por tanto, existen razones poderosas para evitar la alteración de los alimentos. [20] Las condiciones de uso de los conservantes están reglamentadas estrictamente en todos los países del mundo. Usualmente existen límites a la cantidad que se puede añadir con el fin de evitar que sean perjudiciales a la salud y que las empresas que no tienen buenas practicas de procesamiento los utilicen indiscriminadamente. para. enmascarar. este. hecho.. Las. concentraciones. autorizadas, no matan en general a los microorganismos sino que solamente evitan su proliferación, por lo tanto, solo son útiles con materias primas de buena calidad. [20] . Ácido málico. En muchos alimentos existen de forma natural sustancias con actividad antimicrobiana, muchas frutas contienen diferentes ácidos orgánicos, como el ácido benzoico, el ácido cítrico y el ácido málico lo cual les confiere una relativa estabilidad. [20] . Ácido sórbico y sus sales. El ácido sórbico es un ácido graso insaturado, presente de forma natural en algunos vegetales, pero fabricado para su uso como aditivo alimentario por síntesis química. Tiene la ventaja de ser activo en medios poco ácidos y de carecer prácticamente de sabor. Su principal inconveniente es que es comparativamente más costoso y que se pierde cuando el producto se somete a ebullición. Son especialmente eficaces contra mohos y levaduras, y menos contra las bacterias. [20]. 57.

(56) Los sorbatos se utilizan en bebidas refrescantes, en derivados cárnicos, quesos, en mantequilla, margarina, mermeladas y en otros productos. En la industria de fabricación de vino encuentra aplicación como inhibidor de la fermentación secundaria permitiendo reducir los niveles de sulfitos. Cada vez se usan más en los alimentos los sorbatos en lugar de otros conservantes más tóxicos como el ácido benzoico. [20] Tienen una de las menores toxicidades de entre todos los conservantes, menos incluso que la sal común o el ácido acético. Por esta razón su uso está autorizado en todo el mundo. Metabólicamente se comporta en el organismo como los demás ácidos grasos, es decir, se absorbe y se utiliza como una fuente de energía. [20] . Ácido benzoico. El ácido benzoico es uno de los conservantes más empleados en todo el mundo. Aunque el producto utilizado en la industria se obtiene por síntesis química, el ácido benzoico se encuentra presente en forma natural en algunos vegetales, como la canela o las ciruelas. [20] Es especialmente eficaz en alimentos ácidos, y es un conservante barato, útil contra levaduras, bacterias y mohos. Sus principales inconvenientes son que tiene sabor astringente poco agradable y su toxicidad, que aunque relativamente baja, es mayor que la de otros conservantes. Se utiliza como conservante en bebidas refrescantes, zumos para uso industrial, algunos productos lácteos, en algunas conservas vegetales, entre otros. [20] La OMS considera como aceptable una ingestión de hasta 5 mg por kilogramo de peso corporal al día. Las legislaciones europeas son más restrictivas, en Francia solo se autoriza su uso en derivados de pescado, mientras que en Italia y Portugal está prohibido su uso en refrescos. La tendencia actual es no obstante a utilizarlo. 58.

(57) cada vez menos substituyéndolo por otros conservantes de sabor neutro y menor toxicidad, como los sorbatos. El ácido benzoico no tiene efectos acumulativos, ni es mutágeno o carcinógeno. [20]. Edulcorantes Los edulcorantes no calóricos, artificiales o naturales, son en este momento una de las áreas más dinámicas dentro del campo de los aditivos alimentarios, por la gran expansión que está experimentando actualmente el mercado de las bebidas bajas en calorías. [20] Para que un edulcorante natural o artificial sea utilizable por la industria alimentaría, además de ser inocuo, tiene que cumplir otros requisitos: el sabor dulce debe percibirse y desaparecer rápidamente, y tiene que ser lo más parecido al del azúcar común, sin dejar sabores residuales. También tiene que resistir las condiciones del alimento en el que se va a utilizar, así como los tratamientos a los que se vaya a someter. [20] El uso de edulcorantes artificiales ha sido objeto de múltiples polémicas por lo que respecta a su seguridad a largo plazo. El consumidor tiene que decidir si asume el riesgo como contrapartida de las ventajas que le reporta su uso. Entre las ventajas se encuentran la reducción de las calorías ingeridas sin renunciar a determinados alimentos o sabores, los efectos beneficiosos sobre el organismo de la limitación de la ingesta calórica (especialmente en la prevención de los trastornos cardiovasculares y de ciertos procesos tumorales). Aunque el efecto preventivo se produce fundamentalmente con la reducción del contenido de la grasa de la dieta, también puede contribuir la reducción del contenido energético global, y en este caso los edulcorantes artificiales serían de cierta ayuda. Por tanto, son de gran interés para el mantenimiento de la calidad de vida de aquellas. 59.