EFECTO DEL MTODO DE SECADO SOBRE LAS PROPIEDADES COLOR Y

VISCOSIDAD DEL GEL DE ALOE VERA (Barbadensis miller): ANLISIS

DE SECADO POR AIRE CALIENTE1. OBJETIVO

OBJETIVO GENERAL

Realizar un anlisis comparativo del efecto producido sobre las propiedades color y viscosidad del gel de Aloe Vera (Barbadensis miller) entre el secado por airecaliente. OBJETIVOS ESPECIFICOSAnalizar el efecto de la liofilizacin, sobre el color del Aloe Vera tanto en el producto seco como en el rehidratado y la viscosidad del gel de Aloe veraen el producto rehidratado.

Establecer el efecto de la temperatura de secado por aire caliente sobre las propiedades de color, tanto en el producto seco como en el gel rehidratado, sobre la viscosidad del Aloe Vera en el producto rehidratado.

Analizar el efecto de la adicin de cido ascrbico sobre el color del producto deshidratado y sobre el gel rehidratado tanto en secado por aire caliente.1. MARCO TEORICO

ALOE VERA

El uso del aloe se remonta a los orgenes de la humanidad. Los chinos fueron los primeros en usar el aloe y en el antiguo Egipto era comnmente utilizado. Existen documentos histricos de los romanos, griegos, hindes, rabes y otros pueblos de climas clidos, que comentan sus virtudes medicinales y cosmticas. Se haescrito que Alejandro Magno conquist la isla Socotora en el sur de Arabia, porque en ella haba gran cantidad de loes que serviran para la curacin de heridas y enfermedades de sus soldados durante las campaas. Ya, en el siglo I de nuestra era, Dioscrides lo describi intensamente en su herbario griego por sus

propiedades.

Los Franciscanos espaoles la trasladaron desde sus tierras a Amrica, seguramente a la isla Barbados, de donde viene su actual nombre cientfico Aloe Barbadensis. Durante la II Guerra Mundial se redescubri su valor teraputico.

Las quemaduras causadas en las poblaciones de Hiroshima y Nagasaki por las explosiones atmicas, se curaron ms rpidamente con el aloe y en muchos casos sin dejar seales ni cicatrices. Actualmente sus propiedades han sido comprobadas clnicamente y los cientficos se interesen cada vez ms por sus aplicaciones mdicas. La NASA tambin lo utiliza porque absorbe el 90% de la toxicidad de sustancias como: el PVC, la fibra de vidrio, los barnices, las pinturas, las radiaciones de los ordenadores, los televisores y dems aparatos electrnicos.

GeneralidadesEl Aloe es un gnero de la subfamilia Asfodeloides perteneciente a las Liliceas, que comprende ms de 200 especies. Es originaria de frica Oriental y eridional. Alcanza entre 2 y 3 metros de altura. Las especies del gnero de los loes son casi siempre leosas, con las hojas grandes y carnudas, dispuestas en grandes rosetones y con una espina rigida en su extremo, armadas de otras espinas laterales ms pequeas. Producen uno o diversos tallos axiales que rematan en ramilletes. Las flores son tubulosas, de seis piezas que forman la cubierta floral, se sueldan todas entre s en un tubo generalmente recto. Las flores son de color rojizo, anaranjado o amarillento. Tambin posee seis estambres, con largos filamentos que arrancan del fondo de la flor, debajo del pistilo. El fruto es una cpsula de paredes dbiles. En la figura 1 se puede apreciar una planta completa de Aloe vera en su etapa de crecimiento; en la tabla 1 se resumen los elementos que han sido encontrados en cantidades significativas en esta planta.

La cantidad de agua presente en el Aloe Vera varia entre un 98,5 99,5 %, as

mismo se ha encontrado que contiene:

Vitaminas

Minerales

Antraquinonas

Mono y polisacrido

Aminocidos escenciales

Los principales compuestos qumicos, algunos propios del aloe, y sus funciones

son:

AMINOACIDOS: Interviene en la formacin de protenas. CARRISINA: Refuerza el sistema inmune y aumenta las defensas. CRETININA: Resulta fundamental en las reacciones de almacenaje y transmisin de la energa. EMOLINA, EMODINA, BARBALOINA: Generan cido saliclico de efecto analgsico y antifebril. FOSFATO DE MANOSA: Acta como agente de crecimiento de los tejidos con efecto cicatrizante. SAPONINAS: Antisptico

A pesar de los mltiples anlisis que se han realizado sobre este producto, aun no se conocen con exactitud las cantidades o concentraciones de sus componentes, su cantidad y variedad no han sido hallados en ninguna de las especies vegetales ms estudiadas y complejas, inclusive hoy en da se continan los estudios sobre

su composicin molecular. Este hecho indica que es la sinergia de todos los componentes de la planta la que produce los efectos inigualados por ningn otro producto conocido, haciendo de l, el mejor cosmtico 100% natural, 100% vegetal. Desde hace muchos aos se ha venido utilizando la sbila para multitud de aplicaciones, debido a la gran variedad de elementos nutritivos que aporta a los tejidos. Bsicamente el Aloe Vera es un regenerador celular y por lo tanto acta, con resultados muy positivos, en mltiples afecciones tanto internas como externas

Externas: piel seca y agrietada, quemaduras (fortuitas, qumicas, elctricas, solares, por friccin), ampollas, picaduras de insectos, reacciones alrgicas,

erupciones y acn, escoceduras e irritaciones, llagas, costras y eccemas, algunos

herpes, manchas, urticaria y psoriasis, pie de atleta, hongos, infecciones

vaginales, seborrea, conjuntivitis y orzuelos.

Internas: problemas de la boca, encas y garganta; desordenes

estomacales, acidez, indigestin, gastritis y lcera; colitis y hemorroides, cirrosis,

hepatitis y diabetes, regula la presin sangunea, reumatismo, artritis, infecciones

de rin, tracto urinario y prstata.

El Aloe Vera estimula la sntesis de elastina y colgeno del organismo

compensando el envejecimiento producido por su disminucin con la edad y

haciendo innecesario la aplicacin artificial de estos.

Por supuesto que no solo es til al ser humano: en veterinaria su utilidad es igual o

mayor. Por otro lado tambin tiene aplicaciones textiles en el tratamiento de tejidos

orgnicos. AcbarOtra importante sustancia presente en las hojas de Aloe vera, es el acbar, cuyo

estudio y tratamiento no hicieron parte del presente proyecto, sin embargo es

importante resaltar su presencia y caractersticas generales.

El acbar es una sustancia lquida de sabor muy amargo que se obtiene dejando

escurrir las hojas cortadas transversalmente. El acbar se encuentra acumulado

en las clulas secretoras que rodean la regin cribosa. Ya que la pared celular

que las separa es muy delgada, el jugo fluye con facilidad. En la figura 2 se puede

apreciar la ubicacin en la estructura del gel, el acbar y la corteza.

Esquema General de una hoja de Aloe vera

Fuente: Todo sobre el Aloe Vera

El acbar tiene propiedades medicinales, tales como laxante y purgante,

dependiendo de su concentracin, tambin sirve como antisptico, bactericida,

antiinflamatorio y regenerador. Tambin tiene aplicaciones como dentrfico y otras

afecciones de la boca as como amigdalitis.62.3 SECADO POR AIRE CALIENTE Durante el secado por aire caliente, si la velocidad de secado es medida bajo

condiciones constantes y se representa frente al tiempo (figura 3) se pueden

distinguir dos etapas: una de velocidad constante (A B) y un periodo de

velocidad en descenso (B C); el contenido de humedad correspondiente a la

transicin se conoce como humedad crtica.

Velocidad de secado por aire caliente

Secadores de TnelSon principalmente usados para secar frutas y vegetales de forma semicontnua,

suelen clasificarse basndose en la direccin relativa del movimiento del producto

y del aire. Las principales caractersticas de este tipo de tneles son: elevadas

velocidades de evaporacin iniciales a temperaturas del producto relativamente

bajas, y velocidades de secado reducidas cerca del extremo seco.

EFECTOS DE LA DESHIDRATACIN1. Valor Nutritivo: Algunas vitaminas como el cido ascrbico, se mantienen disueltas hasta que el contenido en agua del alimento es muy bajo y reaccionan con los solutos a mayor velocidad a medida que el proceso de secado progresa.

En el caso de las vitaminas sensibles al calor y a la oxidacin los tiempos de secado debern ser cortos, las temperaturas bajas y durante el almacenamiento el

contenido en agua y la concentracin de oxgeno tambin se deben mantener bajos para evitar posibles prdidas y reacciones indeseables. La deshidratacin

no cambia sustancialmente el valor biolgico de las protenas.

2. Color: La deshidratacin cambia las caractersticas de la superficie del alimento y por tanto su color y reflectancia. Los cambios qumicos experimentados por los

pigmentos derivados (caroteno y clorofila) estn producidos por el calor y por la oxidacin que tiene lugar durante la deshidratacin. En general cuanto ms largo es el proceso de secado y ms elevada es la temperatura, mayores son las prdidas de estos pigmentos. Por otro lado, la oxidacin y actividad enzimtica residual favorecen el desarrollo del pardeamiento durante su almacenamiento.

Esto se puede evitar mejorando los sistemas de pretratamientos como escaldado,

adicin de cido ascrbico o anhidro sulfuroso.

La velocidad a la cual se produce el pardeamiento debido a la reaccin de Maillard durante el almacenamiento depender de la temperatura y Aw del producto; siendo alta cuando se deshidrata a temperaturas elevadas y cuanto mayor sea el contenido en agua del producto.3. Sabor y Aroma:

El calor aplicado sobre el producto tambin genera prdida de algunos componentes voltiles. La intensidad depender de la temperatura y de laconcentracin de slidos en el producto as como de la presin de vapor de las sustancias voltiles y su solubilidad en el vapor de agua. Las sustancias voltiles de difusividad y volatilidad relativamente elevadas son las que se pierden primero y son pocos los componentes voltiles que se pierden en fases posteriores.

Un adecuado control de las condiciones de secado en las primeras fases del proceso permite reducir al mnimo las prdidas. Otra causa importante de la prdida de aromas debida a la deshidratacin la constituye la oxidacin de los pigmentos, vitaminas y lpidos durante el almacenamiento. Estas oxidaciones se producen como consecuencia de la estructura porosa que se desarrolla durante la deshidratacin; la velocidad a la cual estos componentes se deterioran, depende de la actividad de agua del producto y de la temperatura y luminosidad del almacenamiento.

Recomendaciones para minimizar los cambios en los productosdeshidratados:- Envasar al vaco o en atmsferas especiales.

- Almacenar el producto a bajas temperaturas.

- Proteger el producto de la luz ultravioleta.

VISCOSIDAD DE LOS FLUIDOSEl estudio de las caractersticas de deformacin y de flujo se conoce como reologa donde se define fluido como una sustancia que se deforma continuamente bajo la accin de un esfuerzo de corte, por tanto, en ausencia de este, no habr deformacin. Los fluidos pueden clasificarse de manera general de acuerdo con la relacin entre el esfuerzo de corte aplicado y la relacin de deformacin en fluidos newtonianos y no newtonianos. La diferencia se puede observar en la Figura 14. Como se puede observar, la viscosidad del fluido no newtoniano depende del gradiente de velocidad, adems de la condicin del fluido.

Diagrama de la clasificacin de los fluidos

Los fluidos en los cuales el esfuerzo de corte no es directamente proporcional a la relacin de deformacin son no newtonianos. Estrictamente hablando la definicin de un fluido es vlida solo para materiales que tienen un esfuerzo de deformacin cero.

2. MATERIALES Y METODOS

3.1 MATERIA PRIMA

Se trabaj con Aloe vera Barbadensis miller, proveniente de la regin del Tolima.

La edad de las plantas es de aproximadamente 3 aos, con lo cual se garantiza

que se ha alcanzado una plena produccin de sus componentes.

3.2 PREPARACIN DE LAS MUESTRASEl alistamiento de las pencas para su posterior anlisis y tratamiento cont con las

siguientes etapas:

Lavar con agua a temperatura ambiente y jabn comercial, luego de esto se

someten a una inmersin corta en una solucin de hipoclorito para lograr una

desinfeccin de la hoja. Una vez desinfectada, se remueven los extremos y los

bordes con espinas de cada hoja para retirar fcilmente las 2 cortezas.

Posteriormente se extrae el gel de la hoja con un cuchillo de acero inoxidable

previamente desinfectado. Luego el gel es homogenizado en la licuadora y se

aade cido ascrbico en la cantidad establecida si el proceso lo requiere.3.3 EQUIPOS Y METODOS

3.3.1 Tratamiento con Aire Caliente.Se llev a cabo con 100 g de la muestra previamente preparada, en un tnel de

secado de planta piloto perteneciente a la Universidad de La Sabana, que trabaja

con un ventilador marca Corradi tipo MTA 80 lb / 6 a una frecuencia de 40 Hz y

una velocidad del viento de 1,8 a 2 m/s

3.3.2 Molienda y Empaque.La molienda se realiz en un molino GE Motors Mod SKH 39 QN 5525 A y la

muestra se recolect en bolsas Sellopak de Polietileno de Baja densidad con

zipper y bolsas ARpack de Polister Polietileno con zipper

3.3.3 Rehidratacin.La rehidratacin de la muestra se llev a cabo en un Beaker de vidrio de 250 ml y

un agitador Scott Gerte GmbH D 65719 Hofheim / TS a una temperatura de 30

C durante 3 min, tomando 99 ml de agua por cada gramo de Aloe vera a

rehidratar.

3.3.4 Color. La medicin de color se hizo en un espectrofotmetro Varian Cary 100 Conc UV

Visible, usando celdas desechables Fisher y el software de anlisis Cary 100.

3.3.5 Determinacin de pHLa medicin del pH se realiz en un potencimetro pHmeter CG840B Schott

3.3.6 Determinacin de Humedad.La determinacin de humedad se llev a cabo en un equipo de infrarrojo Mettler

LJ16 Moisture Analyzer, Toledo AG Type LP16J

3.3.7 Anlisis Microbiolgicos.Los anlisis microbiolgicos se hicieron en los medios de cultivo respectivos: PCA,

Sabouraud, Baird Parker, MacConkey. Las diluciones del producto se realizaron

en agua peptonada al 5%. Cada una de las pruebas se realiz por duplicado (a y

b) en cada uno de los medios de cultivo.

3.3.8 Viscosidad La prueba de viscosidad se llev a cabo en un viscosmetro Brookfield RVDV I

con la aguja No. 1

3.4 DISEO EXPERIMENTALSe decidi modificar y ampliar la propuesta inicial del diseo experimental ya que el objetivo del trabajo y de los experimentos fue mucho ms complejo y ambicioso, por lo cual el diseo experimental con que finalmente se trabajo es el que se muestra en la siguiente tabla:

AireCaliente

Concentracin de cido Ascrbico

Factores

0 ppm300 ppm500 ppm800 ppm

Niveles

0 ppm300 ppm500 ppm800 ppm 25

40404040

C C C C

25252525

Color color color color color

Viscosidad viscosidad viscosiodad

3. ANALISIS DE RESULTADOS 4.1 ANALIOSIS DE COLOR

Los resultados obtenidos para las pruebas de color realizadas en el espectrofotmetro, para cada una de las muestras del polvo de Aloe vera y del gel formado a partir de la rehidratacin de dicho polvo se muestran en las tablas 2 y 3.

Las muestras que no presentaron rehidratacin no fueron analizadas.4.1.1. ANALISIS DEL POLVO DESHIDRATADO OBTENIDO POR AIRE CALIENTE A 25C CON DIFERENTES CONCENTRACIONES DE ACIDO ASCORBICO TratamientoL* a*b*b*/a*E 1E 2H*

0 ppm87,100,83 -2,650,2312,10,54 -4,59 17,10 7,83 -77,70

300 ppm90,001,74 -2,860,2310,50,89 -3,67 13,90 9,21 -65,80

500 ppm90,301,01 -2,970,328,970,56 -3,04 12,70 10,61 -71,70

800 ppm89,300,91 -3,920,578,690,44 -2,25 13,50 10,91 -74,70

En sntesis se observa que en el proceso de Aire Caliente al que se somete el

Aloe vera, ninguna concentracin de cido ascrbico cumple a cabalidad con los

requerimientos de color y sus valores se encuentran fuera de los lmites

establecidos. Adicionalmente, cabe aclarar que el color obtenido es de una

calidad bastante baja como se puede observar en las siguientes fotografas

Fotografas del Aloe vera deshidratado por aire caliente a 25 C

Anlisis del polvo deshidratado por aire caliente a 40 CComo se puede observar en la siguiente fotografa se evidencia que el color del

Aloe vera obtenido por deshidratacin por aire caliente a 40 C se encuentra

totalmente fuera de los lmites, por tal razn se descartaron estas muestras para

los anlisis posteriores.

Fotografas del Aloe vera deshidratado por aire caliente a 40 C

4. CONCLUSIONES Los valores de las coordenadas de color L* y a* del polvo de Aloe vera deshidratado por aire caliente a 25 C se encuentran sobre los lmites inferiores admisibles. Mediante el anlisis estadstico de las muestras, se descarta el polvo de aloe vera obtenido mediante este mtodo ya que se presentan diferencias significativas para un = 0,05. Adicionalmente hay que resaltar que por simple observacin se descartan estas muestras a ambas temperaturas estudiadas. El aire caliente, a las condiciones de operacin estudiadas, altera y degrada el color del Aloe vera.

Para el producto deshidratado por aire caliente a 25 C, las muestras que presentaron la menor variacin de color con respecto al patrn fueron las que tenan cido ascrbico en concentraciones de 500 y 800 ppm, mientras que la muestra sin adicin de cido ascrbico present la mayor diferencia de color.

5. RECOMENDACIONES

Se recomienda realizar un estudio acerca de las reacciones que pueden presentar los componentes del gel de Aloe vera con el cido ascrbico ya

que podra presentarse un mecanismo de prooxidacin en vez de antioxidacin a altas cantidades de cido agregadas al gel.6. BIBLIOGRAFIA

Badui S; Qumica de los Alimentos, Longman de Mxico Editores, S.A. de

C.V., Tercera Edicin, 1999