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de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica
Tecnológico Nacional de México Campus de los Ríos
Academia de Ingeniería Bioquímica
Asignatura:
Fisicoquímica
Nombre y número de la práctica:
Practica 3. Elaboración de gel de aloe vera
Integrante:
Alejandra Zapata Ligonio
Semestre:
5 to
Facilitador:
M.C. Beatriz Domínguez Valenzuela
Carrera:
Ing. Bioquímica.
Periodo:
Agosto-diciembre 2024
Instituto Tecnológico Superior de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Índice
- Introducción _____________________________________________________________ 3
- Fundamentos ___________________________________________________________ 4
- Objetivo ________________________________________________________________ 13
- Equipo, material y reactivos o ingredientes _____________________________ 13
- Procedimiento _________________________________________________________ 14
- Determinar la estabilidad ______________________________________________ 19
- Conclusión _____________________________________________________________ 31
- Bibliografía_____________________________________________________________ 32
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica
- Fundamentos Origen e Historia El Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) es una planta suculenta que se desarrolla principalmente en climas áridos y semiáridos. Se ha utilizado durante más de 6,000 años, remontándose a las antiguas civilizaciones egipcia, griega e india, donde era valorada por sus propiedades medicinales y cosméticas. Los egipcios la llamaban "la planta de la inmortalidad", mientras que en la medicina tradicional china se consideraba un remedio para trastornos digestivos y afecciones cutáneas. Actualmente, es cultivada a nivel mundial, principalmente en regiones como México, España y el sur de los Estados Unidos, debido a su alta demanda industrial en productos cosméticos, farmacéuticos y alimenticios. Ciencia del Aloe Vera En 1970 se logró estabilizar el gel de Aloe Vera separándolo de la aloína contenida en su corteza, causante de su sabor amargo. La aloína es químicamente un glicósido antraquinónico, lo que significa que su esqueleto de antraquinona se ha modificado por una molécula de sacárido. Las antraquinonas son una familia común de pigmentos naturalmente que poseen propiedades catárticas.
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica El Aloe vera está compuesto por cerca de 20 sustancias favorables para la salud (Domínguez et al ., 2012). En materia seca, el gel de aloe se compone de polisacáridos (55%), azúcares (17%), minerales (calcio, cromo, cobre, hierro, magnesio, manganeso, potasio, fósforo, sodio, zinc) (16%), proteínas (7%), lípidos (4%) y compuestos fenólicos (1%), vitaminas (A,C, E, β-caroteno, B1, B2, B3, B6, B12, ácido fólico) (Ahlawat & Khatkar, 2011; Nicolau-Lapeña et al ., 2021). Las cromonas y las antraquinonas (barbaloína e isobarbaloina), son los principales compuestos fenólicos del Aloe vera (Figura 1) (Lacerda, 2016). La aloína es el principal componente del acíbar, que la planta secreta como defensa para alejar a posibles depredadores por su olor y sabor desagradable (Domínguez et al ., 2012). Estudios Fisicoquímicos y Propiedades El gel de aloe vera está constituido por más de 200 componentes bioactivos, entre los cuales destacan: ✓ Polisacáridos: como el acemanano, un mucopolisacárido de gran importancia por su capacidad inmunomoduladora y cicatrizante.
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Clasificación como Sistema Coloidal El gel de aloe vera es un sistema coloidal del tipo sol-gel , donde: ✓ Fase dispersante: Agua, que constituye hasta el 98% del gel. ✓ Fase dispersa: Polisacáridos, proteínas y otros compuestos macromoleculares, que forman una red tridimensional estabilizada por enlaces de hidrógeno y fuerzas van der Waals. El sistema coloidal explica su aspecto semisólido y su capacidad de retener agua sin fluir como un líquido. Estructura Química y Formación del Gel Fig. 1. Estructura y microestructura de la hoja de Aloe vera: exocarpio (a), pulpa o tejido parenquimático (b), conductos de aloína (c) y cutícula (d). En la figura se muestran imágenes de microscopía de luz tomadas a una magnificación de 5x de las células del parénquima (e) y de un corte seccional de la hoja de
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Aloe vera (f) donde se observan con gran detalle células internas del exocarpio (ce), células del parénquima (cp) y conductos de aloína (c). El gel o pulpa es una masa gelatinosa e incolora formada por células parenquimáticas (Fig. 1e), estructuradas en colénquima y células pétreas delgadas. El gel está constituido principalmente de agua, mucílagos y otros carbohidratos, ácidos y sales orgánicas, enzima, esteroles, triacilglicéridos, aminoácidos, ARN, trazas de alcaloides, vitaminas y diversos minerales (Reynolds, 2004). La aplicación tópica del gel de sábila estimula la actividad de fibroblastos y la proliferación de colágeno, favoreciendo la cicatrización y la angiogénesis (Chithra y col., 1998). Todas estas sustancias aportan al organismo muchos nutrientes necesarios para su función, y aunque de origen vegetal, son reconocidas por el organismo como propias, siendo perfectamente asimiladas sin producir ningún efecto colateral indeseable (Reynolds y Dweck, 1999). ✓ Componente clave: El acemanano, un polisacárido acetilado, es el principal responsable de la formación del gel. Este polímero posee grupos hidrofílicos que interactúan con moléculas de agua, atrapándolas dentro de una red tridimensional estable.
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Varios polisacáridos han sido detectados y aislados desde la pulpa del Aloe vera, incluyendo manosa (19), galactosa, arabinosa, sustancias pécticas y ácido glucurónico (20). Estudios han identificado a la manosa como el azúcar más importante presente en el gel de Aloe vera (21), mientras que otros estudios han reportado la ausencia de este azúcar, encontrando a su vez a las sustancias pécticas como el mayor componente (11). Las pectinas forman un grupo complejo de polisacáridos, que están constituidas de ácido galacturónico unidas por enlaces _ (1Æ4) (22). Las discrepancias señaladas se deben principalmente a los diferentes lugares geográficos en donde se desarrolla la planta de Aloe vera (23). Otros polisacáridos presentes en el gel de Aloe vera son: glucomanano y acemanano (24). El primero es un polisacárido, del tipo heteropolisacárido, el cual presenta una estructura química compuesta por D-manosa y D-glucosa (en una porción 8: 5, respectivamente), unidas por enlaces ß (1Æ 4) al igual que el acemanano (25). Estructura celular del tejido El la figura 2, se observa la forma característica de una hoja madura de la planta de Aloe vera, y en la figura anidada se muestra un corte transversal ampliado de la sección indicada en el rectángulo, donde se distinguen claramente dos partes de la hoja; una corteza externa gruesa de color verde (piel) y una abundante pulpa interna (gel), constituida mayoritariamente de agua, ya que la materia seca sólo representa un 0,9 %. En la figura 3, se muestran células del parénquima central del gel de Aloe vera fresco, obsérvese su forma hexagonal y el ordenamiento de las mismas, además de su alto contenido en agua (mayor a 0,985 g agua/g ms.) (14), envueltas por una delgada pared celular.
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Figura 1 Plantas de Aloe barbadensis Miller (Aloe vera) Figura 2 Hoja entera y corte transversal de Aloe vera
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- Objetivo Elaborar un gel de aloe vera a partir de hojas frescas, evaluando sus características fisicoquímicas y determinando su estabilidad bajo diferentes condiciones ambientales.
- Equipo, material y reactivos o ingredientes Equipo Material Ingredientes
- Licuadora
- Colador fino
- Balanza digital
- pH-metro
- Recipientes de vidrio
- Caja Petri
- Cuchillo
- Guantes desechables
- Etiquetas adhesivas para identificar las muestras
- Papel estraza para cubrir los envases de almacenamiento
- Hojas frescas de Aloe vera (2- 3 unidades medianas).
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- Procedimiento Paso 1. Extracción del gel: 1.1. Lavar cuidadosamente las hojas de aloe vera con agua para eliminar suciedad y posibles contaminantes. 1.2. Retirar las espinas de los bordes con un cuchillo o bisturí.
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Paso 2. Filtración: 2.1. Filtrar el gel obtenido utilizando un colador fino o gasa estéril. Esto ayudará a eliminar partículas grandes o restos de fibra vegetal. 2.2. Transferir el gel filtrado a un recipiente de vidrio.
de los Ríos División Académica de Ingeniería Bioquímica Paso 3. Ajuste de pH: 3.1. Medir el pH del gel utilizando el pH-metro. El valor ideal debe estar entre 4 y 6. Paso 4. Almacenamiento: 4.1. Verter el gel en recipientes de vidrio oscuro con tapa, si no se cuenta con recipientes oscuros, cubrir con papel estraza para protegerlo de la luz.
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- Determinar la estabilidad Estudio a diferentes temperaturas Equipo Materiales Sustancia
- Caja Petri • Termómetro • Gel de Aloe vera Método:
- Dividir el gel en dos muestras iguales.
- Almacenar las muestras a 5 °C y 20 °C (temperatura ambiente), por 6 días. Temperatura: 5 °C Temperatura: 20°C
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- Observar los cambios tras los 6 días, en color, textura, olor y posible aparición de microorganismos. 5 °C (A los 6 días) 20 °C (A los 6 días) Resultados: Se puedo observar que a los 6 días de haber sido almacenada la muestra que se mantuvo a una temperatura de 5°C, tuvo un color transparente, además seguía teniendo su olor característico, también se pudo observar que a temperaturas bajas en este caso los 5 °C se mantuvo su propiedad de gel ya que al tenerlo a temperaturas bajas hizo que se mantuviera su estructura. Y en la muestra que se mantuvo a 20 °C (temperatura ambiente en el laboratorio), tuvo un color entre blanco y transparente, además de que seguía manteniendo su olor característico (de la planta Aloe vera), también se pudo observar que se rompió su estructura y es lo que se puede observar en la imagen de la tabla. ¿A qué se debe que a temperaturas bajas se unió su estructura y mantuvo su propiedad de gel y a temperaturas altas no se unió de nuevo la su estructura y se hizo más visible la ruptura de su propiedad característica de gel de la Aloe vera? Que, a temperaturas bajas, las interacciones intermoleculares como
