Unal Sabila Tesis u.n.
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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
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
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
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
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.
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.
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
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
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
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
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. Cuadro comparativo de los procesos para retirar aloína del
gel de Aloe vera 83
Tabla 9. Concentraciones de los ácidos para la estabilización. 86
Tabla 10. Porcentajes en peso en base húmeda de los principales
minerales del Aloe vera 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 100
Tabla 15. Comparación de técnicas de lavado 100
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
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
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. Procedimiento para la obtención de fotos en los
microscopios. 73
Figura 6. Procedimiento para la caracterización preliminar de la
planta 74
Figura 7. Procedimiento para la caracterización preliminar de la
planta 75
Figura 8. Procedimiento para determinar el tipo de corte que se
debe realizar en el despencado. 75
Figura 9. Procedimiento para identificar la técnica de lavado que
mejor se adapta al proceso 76
Figura 10. Procedimiento para selección de las mejores condiciones
de desinfección 77
Figura 11. Procedimiento para determinar las condiciones de
escaldado. 79
Figura 12. Procedimiento para evaluación de los procesos de
extracción del gel 81
Figura 13. Procedimiento para la determinación del tamaño de
partícula. 82
Figura 14. Procedimiento para patronamiento del espectrofotómetro
y evaluación de muestras de gel. 85
Figura 15. Procedimiento para la evaluación de la remoción de
aloínas. 85
Figura 16. Procedimiento para evaluar la estabilidad del gel 86
Figura 17. Procedimiento para la evaluación de aloínas por HPLC 88
Figura 18. Procedimiento para determinar las condiciones de
pasteurización 90
Figura 19. Corte trasversal de la corteza tomado con microscopio
óptico 92
Figura 20. Corte transversal del extremo de la hoja tomado con
microscopio óptico 92
Figura 21. Corteza de la hoja tomada con microscopio óptico. 93
Figura 22. Corteza de la hoja tomada con microscopio electrónico de
barrido. 93
Figura 23. Corte transversal de un estoma tomado con microscopio
óptico. 93
Figura 24. Estoma de la hoja tomado con microscopio electrónico de
barrido. 93
Figura 25. Corte trasversal de la hoja tomado con microscopio óptico. 94
Figura 26. Corte transversal del parénquima tomado con microscopio
electrónico. 94
Figura 27. Corte transversal de la zona donde se ubican los haces
vasculares tomado con microscopio óptico 95
Figura 28. Corte transversal del xilema y floema tomado con
microscopio electrónico de barrido. 95
Figura 29. Corte transversal del filete coloreado con azul de toluidina
y tomado con microscopio óptico. 96
Figura 30. Corte transversal del filete coloreado con lugol y tomado
con microscopio óptico. 96
Figura 31. Cristales de oxalato de calcio tomados con microscopio
óptico de polarización. 96
Figura 32. Cristales de oxalato de calcio tomados con microscopio
electrónico de barrido. 96
Figura 33. Ensayos de control del color 110
Figura 34. Cromatograma de la bebida de maracuyá 117
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
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.
21
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.
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.
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,
24
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, que pueden ser ingeridas
diariamente en pequeñas cantidades y 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
25
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]
26
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]
27
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]
28
Entre los componentes principales de la hoja de Aloe vera se encuentran:
Tabla 2. Componentes del Aloe Vera
Constituyentes Identificación Propiedades Comentarios
Aminoácidos
Provee 20 de los 22 aminoácidos requeridos por el cuerpo humano y 7 de los 8 esenciales
Provee las proteínas básicas implicadas en la producción de tejido muscular.
Los aminoácidos esenciales son aquellos que el cuerpo humano no puede fabricar
Antraquinonas
Provee 12 antraquinonas: Aloe emodina, Ácido Aloetico, Aloina, Antracina, Antranol, Barbaloina, Ácido Crisofanico, Emodina, Ethereal Oil, Éster del Ácido Cinamonico, Isobarbaloina, Resistanol.
En concentraciones relativamente bajas junto con la fracción de gel producen actividad analgésica, antibacterial, fungicida y antiviral. En altas concentraciones y aislados pueden ser tóxicos.
Tradicionalmente conocidas como laxantes. Las antraquinonas se encuentran en la savia. Los derivados de antraquinonas (antronas y cromonas) comprenden la fracción fenólica. El componente primario de la savia es derivado de la antrona y es la aloína.
Hormonas Auxinas y Gibberellinas
Curación de heridas y antiinflamatorios
Lignina Sustancia basada en Celulosa
Se cree que le da el poder penetrante a las preparaciones de Aloe para la piel y puede funcionar como transporte de otros componentes
Minerales
Provee 10 minerales: Calcio, Cromo, Cobre, Hierro, Magnesio, Manganeso, Potasio, Sodio, Zinc y Germanio
Esenciales para la buena salud, se sabe que trabajan en combinaciones entre si, vitaminas y otros elementos
Fuente: [25]
29
Tabla 2 (continuación). Componentes del Aloe Vera
Constituyentes Identificación Propiedades Comentarios
Ácido Salicílico Componente natural parecido a la Aspirina Analgésico
Saponinas Glicósidos Sustancia jabonosa limpiadora y antiséptica.
Esteroles
Provee cuatro Esteroles: Colesterol, Campesterol, Lupeol, ß Sitosterol
Agentes antiinflamatorios. antisépticos y analgésicos
Azúcares
Polisacáridos: glucomanano polimanosa
Acción antiinflamatoria Antiviral, Actividad moduladora del sistema inmune de Acemanano
Vitaminas A, C, E, B, Colina, B12, Ácido fólico.
Antioxidantes (A, C, E): neutralizan radicales libres.
El complejo B y la Colina intervienen en el metabolismo de aminoácidos, la B12 es necesaria para la producción de glóbulos rojos, el Ácido Fólico en el desarrollo de células sanguíneas
Fuente: [25]
30
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 7-
cloroemodina. 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.
31
• 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-3-
hidroximetil-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]
32
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]
33
Tabla 3. Lista de los compuestos encontrados en el cromatograma
Pico N° Absorbancia máxima (nm) Identificación 2 214 Aloesina 11 212 Aloeresin A 13 210 Hidroxialoína 14 360 Aloína B 17 359 Aloína A 18 253 Aloinósido B 20 255 Aloinósido A
Fuente: [3]
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]
34
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
35
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,
36
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]
37
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
38
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:
ENERGIAPADPATP Mg ++⎯⎯ →←++
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
39
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
40
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]
41
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
42
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.
43
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 inmuno-
respuesta 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]
44
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 HOJA DE ALOE VERA
PRUEBA INTERVALO PRUEBA PROMEDIO
pH 3.5 a 4.7 pH 3.9
Sólidos (%) 0.46 a 1.31 Sólidos (%) 1.2
Calcio 98.2 a 448 mg/l Calcio 565.1 mg/l
Magnesio 23.4 a 118 mg/l Magnesio 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]
45
Tabla 5. Nomenclatura del gel de acuerdo a su nivel de concentración
Factor de concentración Designación Alfa Formula de
reconstitución
1x Concentración simple Concentración nativa
2x Concentración doble 1 parte de Aloe a 1
parte de agua
4x Cuatro veces concentrado 1 parte de Aloe a 3
partes de agua
10x Diez veces concentrado 1 parte de Aloe a 9
partes de agua
20x Veinte veces concentrado 1 parte de Aloe a 19
partes de agua
40x Cuarenta veces concentrado1 parte de Aloe a 39
partes de agua
100x Cien veces concentrado 1 parte de Aloe a 99
partes agua
200x Doscientas veces
concentrado
1 parte de Aloe a 199
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
46
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
47
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
48
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]
49
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
50
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]
51
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,
52
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.
53
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.
54
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]
55
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
56
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
57
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]
58
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
59
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
60
personas que por razones médicas tienen que controlar su ingestión de azúcares.
[20]
Aspartame
Es el más importante de los nuevos edulcorantes artificiales. Descubierto en 1965,
se autorizó su uso inicialmente en Estados Unidos como edulcorante de mesa,
aunque desde 1983 se autorizó en ese país como aditivo en una amplia serie de
productos. Químicamente está formado por la unión de dos aminoácidos
(fenilalanina y ácido aspártico), uno de ellos modificado por la unión de una
molécula de metanol. Aunque como tal no existe en la naturaleza, sí que existen
sus componentes, en los que se transforma durante la digestión. Es varios cientos
de veces más dulce que el azúcar, por esta razón, aunque a igualdad de peso
aporta aproximadamente las mismas calorías que el azúcar, en las
concentraciones utilizadas habitualmente este aporte energético resulta
despreciable. [20]
El aspartame no presenta sabores residuales al contrario que los otros
edulcorantes, y es relativamente estable en medio ácido, pero inestable al
calentamiento fuerte. [20]
Una vez ingerido, se transforma en fenilalanina, ácido aspártico y metanol. Los
dos primeros son constituyentes normales de las proteínas, componentes
naturales de todos los organismos y dietas posibles. La utilización de aspartame a
los niveles recomendados en la dieta produce una elevación de la concentración
de fenilanalina en la sangre menor que la producida por una comida normal,
cantidades muy elevadas, producen elevaciones de la concentración de
fenilalanina en la sangre inferiores a las consideradas nocivas, que además
desaparecen rápidamente. Por otra parte, el metanol es un producto tóxico, pero
61
la cantidad formada en el organismo por el uso de este edulcorante es muy inferior
a la que podría representar riesgos para la salud. [20]
Gelificantes, estabilizantes y espesantes
Las sustancias capaces de formar geles se han utilizado en la producción de
alimentos elaborados desde hace mucho tiempo. Entre las sustancias capaces de
formar geles está el almidón y la gelatina. La gelatina, obtenida de subproductos
animales, gelifica únicamente a temperaturas bajas, por lo que cuando se desea
que el gel se mantenga a temperatura ambiente o a una temperatura más elevada
debe recurrirse a otras sustancias. El almidón actúa muy bien como espesante en
condiciones normales, pero tiene tendencia a perder líquido cuando el alimento se
congela y se descongela. [20]
Se utilizan también otras sustancias bastante complejas obtenidas de vegetales o
microorganismos indigeribles por el organismo humano, por esta razón al no
aportar nutrientes se utilizan ampliamente en los alimentos bajos en calorías.
Algunos de estos productos son exudados de plantas, por los que no están bien
definidos químicamente, pero al tratarse de cadenas muy largas formadas por la
unión de muchas moléculas de azúcares más o menos modificados, tienen
propiedades comunes con la fibra, aumentando el volumen del contenido intestinal
y su velocidad de tránsito. [20]
Goma guar
Se obtiene a partir de un vegetal originario de la india (Cyamopsis tetragonolobus),
cultivado actualmente también en Estados Unidos. La goma se utiliza como aditivo
alimentario solo desde los años cincuenta, produce soluciones muy viscosas, es
capaz de hidratarse en agua fría y no se ve afectada por la presencia de sales. Se
emplea como estabilizante en helados, en productos que deben someterse a
62
tratamientos de esterilización a alta temperatura y en otros derivados lácteos.
También como estabilizante en suspensiones y espumas. No se conocen efectos
adversos en su utilización como aditivo. [20]
Goma xantan
Es un producto utilizado desde 1969. Se desarrolló en Estados Unidos como parte
de un programa para buscar nuevas aplicaciones del maíz, ya que se produce por
fermentación del azúcar, que puede obtenerse previamente a partir del almidón de
maíz, por la bacteria Xanthomonas campestris. [20]
No es capaz por sí mismo de formar geles, pero sí de conferir a los alimentos a los
que se añade una gran viscosidad empleando concentraciones relativamente
bajas. La goma xantan es estable en un amplio rango de acidez, es soluble en frio
y en caliente y resiste muy bien los procesos de congelación y descongelación, se
utiliza en emulsiones, como salsas, helados y para estabilizar la espuma de la
cerveza. Mezclado con otros polisacáridos, especialmente con la goma de
algarrobo es capaz de formar geles. Es muy utilizado para dar consistencia a los
productos bajos en calorías ya que prácticamente no se metaboliza en el tubo
digestivo. No se conoce ningún efecto adverso y tiene un comportamiento
asimilable al de la fibra presente de forma natural en los alimentos. [20]
Quelantes En este grupo se sitúan aquellas sustancias denominadas sinérgicos de
antioxidantes, que tienen acción antioxidante por un mecanismo específico, el
secuestro de las trazas de metales presentes en el alimento. Estas trazas (cobre y
hierro fundamentalmente) pueden encontrarse en el alimento de forma natural o
incorporarse a él durante el procesado, y tienen una gran efectividad como
aceleradores de las reacciones de oxidación. [32]
63
Algunos de estos aditivos tienen también otras funciones como acidificantes o
conservantes, mientras que otros aditivos cuya principal función es distinta, tienen
una cierta actividad antioxidante por este mecanismo. [32]
Ácido cítrico
El ácido cítrico es un producto normal del metabolismo de prácticamente todos los
organismos aerobios, teniendo un papel importante en los mecanismos de
producción de energía (ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs). Es también
abundante en ciertas frutas, especialmente en los cítricos, a los que confiere su
característica acidez. [32]
El ácido cítrico es un componente esencial de la mayoría de las bebidas
refrescantes (excepto las de cola, que contienen ácido fosfórico), del mismo modo
se encuentra presente en muchas frutas, produciendo la acidez de sus zumos y
por tanto potenciando su sabor. Es un aditivo especialmente eficaz para evitar el
pardeamiento que se produce en las superficies cortadas de algunas frutas y
vegetales. [32]
El ácido cítrico y sus derivados están entre los aditivos más utilizados. Se obtienen
por procesos de fermentación. En el organismo humano el ácido cítrico ingerido se
incorpora al metabolismo normal, degradándose totalmente y produciendo energía
en una proporción comparable a los azúcares. Es inocuo a cualquier dosis
concebiblemente presente en un alimento. [32]
1.3.9 Elaboración de la bebida La elaboración de la bebida está dividida en dos etapas principales, las cuales
son la estabilización del gel y la formulación de la bebida. La primera comprende
64
los tratamientos físicos y la incorporación de químicos que permitan aumentar
tiempo de vida. La segunda fase está relacionada con mejorar las características
organolépticas del producto con el fin de que sea más atractivo para el consumidor
final.
Obtención de las pulpas edulcoradas
La pulpa edulcorada o también llamada azucarada, es el producto elaborado con
pulpas o concentrados de frutas con un contenido mínimo en fruta del 60% y
adición de azúcar. [7][21]
El combinar pulpa con azúcar presenta las siguientes ventajas: Le comunica
mayor grado de estabilidad que el de la pulpa cruda; el néctar preparado a partir
de esta pulpa presenta mejores características de color, aroma y sabor que el
preparado con pulpa cruda congelada no edulcorada; la textura de la pulpa
edulcorada congelada es más blanda que la cruda congelada, permitiendo una
dosificación más sencilla. Finalmente la pulpa edulcorada permite una preparación
de néctares más rápida, ya que solo hay que mezclarla con agua. [7][21]
Para la elaboración de una pulpa edulcorada se deben seguir los siguientes
pasos. [7][21]
Selección de materias primas
Para la obtención de un producto de buena calidad lo primero a considerar es la
fruta, que debe ser tan fresca como sea posible y con buenas características
organolépticas. Con frecuencia se utiliza una mezcla de fruta madura con fruta
que recién ha iniciado su maduración, con resultados bastante satisfactorios.
[7][21]
65
Pesaje
Esta etapa permite conocer la cantidad de materia prima con que se va a trabajar
y de esta forma llevar a cabo los cálculos necesarios del resto de ingredientes que
se requerirán a lo largo de su procesamiento. [7][21]
Lavado y desinfección
Una vez se cuenta con la materia prima que se va a utilizar en el proceso, se
procede a realizar un lavado con el fin de eliminar cualquier tipo de partículas
extrañas, suciedad y restos de tierra que puedan estar adheridas a la fruta. Esta
operación se puede realizar por inmersión, agitación o aspersión. [7][21]
A continuación se realiza una desinfección con el propósito de disminuir al máximo
la carga microbiológica en la cáscara, para evitar la contaminación de la pulpa ya
extraída. Es importante tener en cuenta que terminada esta etapa se deben retirar
los restos de desinfectante de las frutas lo cual se logra mediante lavados con
agua. [7][21]
Escaldado
Esta operación tiene como objetivo inactivar las enzimas presentes en la fruta y
mejorar el tiempo de vida del producto, además, mediante este tratamiento es
posible aumentar el rendimiento de la pulpa. [7][21]
El escaldado se lleva a cabo generalmente en una marmita, agregando una
mínima cantidad de agua y luego se coloca la fruta. La mezcla debe alcanzar entre
70 y 75º C, temperatura a la cual se suspende el calentamiento y se mantiene por
aproximadamente 5 minutos. [7][21]
66
Despulpado
En esta etapa se realiza la separación de la cáscara, la pulpa y la semilla de la
fruta. La operación varía dependiendo del tipo de fruta y puede involucrar etapas
de molienda (para frutas que facilitan operaciones como el escaldado y
despulpado), corte (en frutas en las que se debe extraer su masa interior antes de
separar la pulpa), pelado (cuando hay necesidad de retirarles la cáscara), etc.
[7][21]
Tamizado
Esta operación consiste en hacer pasar la pulpa a través de un filtro el cual retiene
las semillas que hayan podido ser arrastradas en el proceso. [7][21]
Homogeneización
Consiste en reducir el tamaño de partícula de la pulpa para dar una mejor
apariencia, además de evitar una rápida separación de los sólidos insolubles en
suspensión. [7][21]
Adición de azúcares y concentración
Una vez adicionado el azúcar a la pulpa, se lleva a cabo la concentración de la
mezcla hasta los grados Brix requeridos. Ésta es la operación más influyente
sobre la calidad del producto, ya que se debe tener muy en cuenta el tiempo de
cocción (el cual varía de acuerdo con la variedad y textura de la materia prima) ya
que de esto dependerá en gran medida la conservación del color y sabor de la
fruta, y un excesivo calentamiento producirá un pardeamiento debido a la
caramelización de los azúcares. [7][21]
67
La concentración puede ser realizada a presión atmosférica y a temperaturas
entre los 60 y 70°C, para de esta forma conservar mejor las características
organolépticas de la fruta. [7][21]
1.3.10 Envasado
Desde el momento en que los productos vegetales son recolectados se inicia su
deterioro natural, llevándolos hasta la pérdida total de las características
necesarias para el consumo humano en un corto período de tiempo de no mediar
alguna forma de protección. [23]
El resultado final de los procesos metabólicos de envejecimiento será la
degradación de la calidad del producto y su inutilización para el consumo. Por otra
parte, como consecuencia de estas reacciones el producto se debilita y puede ser
objeto de ataque por microorganismos de todo tipo. Por tanto, antes que los
alimentos vegetales alcancen un grado de deterioro químico que los inutilice para
el consumo suele producirse su alteración microbiológica. [23]
Como consecuencia de su rápido deterioro, los productos vegetales son alimentos
muy perecederos por lo que un envasado adecuado es esencial para mantener la
calidad durante su transporte y comercialización. [23]
En las sucesivas fases de la manipulación, transporte y comercialización se
plantean distintas necesidades y por tanto, distintos requisitos a los envases, por
lo que pueden adoptarse muy variadas alternativas. Se dispone de diferentes tipos
de envases en cuya fabricación se emplean diversos materiales como:
68
• Cartón corrugado o plástico
• Sacos de fibra o plástico
• Bolsas de plástico
• Mallas y bolsas perforadas de fibras o plásticos
• Bandejas y plataformas de cartón o plástico
• Recubrimientos plásticos
El envasado individual proporciona una mejor protección del producto durante la
manipulación, así como de los daños por frío en el almacenamiento y evita
contaminaciones. No obstante, la selección del material es importante ya que
puede interferir en los procesos de respiración del producto incidiendo en su
conservación. Aunque significa en la práctica un costo adicional, da a los
productos un aspecto más atractivo, aumentando la imagen de calidad al
consumidor. [23]
Los envases de plástico (PE, PP, PET, entre otros) son una buena alternativa para
el envasado de productos vegetales por sus buenas cualidades mecánicas y de
fácil manipulación, permitiendo en cierta medida la aplicación directa de
tratamientos de conservación del producto envasado. [23]
Los envases de vidrio tienen la característica de ser inertes, transparentes,
resistentes y aislantes. Por ello, constituye un envase ideal para productos
alimenticios que pueden ser conservados durante largos periodos sin alteración de
su sabor ni su aroma. El vidrio ofrece también múltiples posibilidades de formas,
colores y puede decorarse por medio de varias técnicas. La botella o el tarro
pueden por lo tanto ser personalizados en función de su contenido. [23]
69
1.3.11 Pasteurización
Es un tratamiento térmico que se realiza a temperaturas inferiores a los 100 ºC. Lo
que se pretende conseguir al aplicarlo, es un aumento de la vida útil del producto
(varios días para la leche y hasta varios meses para las frutas). [2]
En esta etapa hay inactivación enzimática y destrucción de microorganismos
(mohos, bacterias no esporuladas), sin embargo se experimentan pérdidas
nutricionales y sensoriales. [2]
Lo que determina la intensidad del tratamiento y la vida útil del alimento es su
acidez (pH), en productos con pH > 4,5 será necesario destruir las bacterias
patógenas y en productos con pH < 4,5 será necesario destruir la actividad
enzimática y todos los microorganismos que afecten la calidad del alimento,
también se emplea en productos en los que sus características fisicoquímicas no
permiten tratamientos más fuertes (frutas, zumos, mermeladas, etc.). [2]
En general va a ser necesario combinar la pasteurización con otras técnicas como
envasado con cierre hermético, refrigeración o cualquier método que disminuya la
actividad de agua (por ejemplo la adición de azúcar), etc. [2]
Existen dos técnicas en función del estado en que se encuentre el alimento:
envasado y sin envasar. [2]
Todos los alimentos se pueden pasteurizar dentro del envase pero hay algunos
que también se les puede tratar antes, son los productos líquidos (leche, zumos,
cerveza, etc.) y los productos viscosos (mermelada o huevo). [2]
70
Pasteurización de productos no envasados.
En la industria se suele preferir pasteurizar antes de envasar porque es más fácil
aplicar el tratamiento, los alimentos conservan mejor sus características
organolépticas y su tiempo de vida aumenta. También es más adecuado aplicarlo
cuando los envases son grandes ya que al aplicar la otra técnica el calor tardará
mucho en alcanzar el centro del envase; el realizar una desaireación de los
productos suele ser bueno para disminuir el riesgo de oxidaciones. Después se les
debe empacar en envases asépticos (estériles). [2]
Esta pasteurización se realiza en intercambiadores de calor (de placas o
tubulares); en el caso de productos viscosos se emplean intercambiadores
tubulares de mayor sección transversal para disminuir el rozamiento; en el caso de
productos viscosos y pegajosos se emplean intercambiadores tubulares de
superficie raspante. [2] Pasteurización de productos envasados.
Esta operación se puede trabajar en continuo o en lotes, lo que se debe tener en
cuenta es que cuando los envases son de vidrio, un cambio de temperatura
brusco puede hacerlos estallar, por tanto la diferencia máxima entre la
temperatura del envase y la de calentamiento no debe superar los 20 ºC, y con la
de enfriamiento, 10 ºC. [2]
2. MATERIALES Y MÉTODOS EXPERIMENTALES 2.1 ELECCIÓN DE LA BEBIDA A FORMULAR Tomando en cuenta la información obtenida por medio de la caracterización de la
materia prima y de fuentes bibliográficas externas acerca de las propiedades y
beneficios del Aloe vera, se evaluarán los distintos aspectos con el fin de ubicar el
producto obtenido dentro de uno de los grupos expuestos dentro del primer
capitulo.
2.2 ETAPA EXPERIMENTAL
Debido a la ausencia de reportes técnicos sobre trabajos realizados con Aloe vera
en Colombia, fue necesario basar el proyecto en análisis preliminares y diagramas
de operación adelantados en el proyecto “APROVECHAMIENTO INTEGRAL DEL
ALOE VERA” realizado en el marco de la asignatura Planta Piloto y en artículos e
informes tanto técnicos como médicos sobre el manejo del Aloe vera.
La experimentación para este proyecto se realizó en la Planta Piloto de Vegetales,
el Laboratorio de Análisis Microbiológico, el Laboratorio de Control de Calidad y el
de Análisis Sensorial del Instituto de Ciencia y Tecnología en Alimentos (ICTA) y
en los Laboratorios de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de
Colombia, Sede Bogotá.
Se contó, además, con la colaboración del Herbario Nacional y el Laboratorio de
Microscopía Electrónica de Barrido y el Laboratorio de Microscopía Óptica del
Centro de Equipos Interfacultades (CEIF).
72
Se analizaron las diferentes etapas necesarias para la obtención de la bebida
manejando como base la información recopilada en la revisión bibliográfica, es
importante resaltar que el estudio de este proceso ha sido adelantado en otros
países pero la información sobre el mismo es muy limitada y restringida debido a
su valor comercial. Las diferentes etapas a realizar debieron adaptarse a la
disponibilidad de equipos en la Planta Piloto de Vegetales y en los Laboratorios de
Ingeniería Química para obtener una bebida de buenas características
organolépticas.
El orden dado a las etapas del proceso (figura 4) corresponde a una secuencia
lógica elaborada con base en procesos similares y sustentada en cada uno de los
análisis realizados para cada una de ellas.
Figura 4. Orden preliminar de las etapas del proceso
2.2.1 Caracterización taxonómica de la planta Con el fin de determinar que la materia prima es la requerida para el desarrollo del
proyecto (Aloe barbadensis miller), se realizó una identificación taxonómica de la
planta con la ayuda del Herbario Nacional, al cual se le presentaron muestras del
material ofrecido por el proveedor principal las cuales comprendían hojas, raíces y
flores.
73
Como se ilustra en la figura 5, se llevaron a cabo estudios de Microscopía
Electrónica de Barrido y Microscopía Óptica a la hoja con el fin de tener una mayor
comprensión y conocimiento de la estructura tanto de la corteza como del cristal.
Para este ensayo se utilizaron muestras de corteza y de cristal a las cuales se les
realizaron cortes tanto transversales como longitudinales. A continuación se
procedió a fotografiarlos utilizando los métodos propuestos.
Figura 5. Procedimiento para la obtención de fotos en los microscopios.
Una vez obtenidas las fotografías se procedió a su análisis con el fin de poder
aplicar estos conocimientos al proceso de obtención del gel.
2.2.2 Selección de la materia prima En esta etapa se determinaron las características que deben tener las plantas
para que sus hojas sean aptas para el procesamiento, entre ellas se tuvieron en
cuenta el largo, ancho y espesor, su estado fitosanitario y principalmente su
tiempo de vida. Con base en sus dimensiones se estimo la edad de la planta y se
realizaron ensayos organolépticos para uno, dos, tres y cuatro años buscando el
74
momento en que el gel desarrolla sabores amargos.
También, se llevó a cabo una caracterización preliminar de la hoja (figura 6) en la
cual se pretendía establecer las cantidades aproximadas de cada una de sus
partes, como lo son, el gel, la corteza y la savia.
Figura 6. Procedimiento para la caracterización preliminar de la hoja
2.2.3 Despencado Las plantas se recibieron en racimo por lo cual fue necesario realizar un proceso
de despencado para retirar las hojas de la raíz. En esta etapa se determinaron los
porcentajes de cada una de las partes (hojas aptas, hojas no aptas y raíces) de la
mata que cumple con las especificaciones requeridas para el proceso, según el
procedimiento ilustrado en la figura 7.
Así mismo se buscó una forma adecuada para retirar las hojas de la planta,
permitiendo que por efecto de la gravedad se pueda retirar mediante drenado la
mayor cantidad de savia posible.
75
Figura 7. Procedimiento para la caracterización preliminar de la planta
Para la evaluación de esta fase se siguió el procedimiento de la figura 8, para el
cual se usaron hojas similares, a las que se les realizaron distintos tipos de corte
en la base, y se determinó el volumen de savia obtenido.
Figura 8. Procedimiento para determinar el tipo de corte que se debe realizar en el
despencado.
76
2.2.4 Lavado
En esta etapa se evaluaron cuatro técnicas que fueron remojo, remojo con
agitación, cepillado y aspersión, para esta última se utilizó un equipo de lavado
ubicado en la Planta Piloto de Vegetales. Ya que las plantas llegan con gran
cantidad de tierra y polvo que es necesario retirar aplicando una fuerza de fricción
moderada, en esta etapa se evaluó el volumen de agua necesaria para realizar
este procedimiento, la cantidad de impurezas retiradas y el tiempo requerido para
el mismo de una forma sencilla y práctica tal como se ilustra en la figura 9.
Figura 9. Procedimiento para identificar la técnica de lavado que mejor se adapta
al proceso
La medición que se llevó a cabo para determinar la mejor alternativa fue una
determinación de sólidos totales al agua de lavado y una medición del volumen de
agua utilizado para este proceso.
2.2.5 Desinfección En esta etapa solo se evaluó la acción de dos desinfectantes ya que son los más
usados en la industria, el Timsen (sal de amonio cuaternario al 40% en peso) y el
hipoclorito de sodio (comercialmente al 5.25%), el ensayo se llevó a cabo
77
realizando la inmersión total de hojas en soluciones a diferente concentración de
desinfectante y fijando un tiempo de residencia de 5 minutos tal como se muestra
en la figura 10. Luego el agente desinfectante es retirado por medio de lavados
con agua.
Figura 10. Procedimiento para selección de las mejores condiciones de
desinfección
Estas muestras fueron analizadas en el Laboratorio de Microbiología del ICTA con
el fin de poder cuantificar el nivel de bacterias, hongos y levaduras en cada una de
ellas para determinar una concentración adecuada y finalmente poder tomar una
decisión acerca de la mejor alternativa.
2.2.6 Escaldado Para el proceso de escaldado se evaluaron tres métodos distintos los cuales
fueron:
78
Escaldado con vapor
Escaldado en agua de la hoja sin cortes
Escaldado en agua de las hojas con cortes transversales en la corteza.
Esta última se evaluó teniendo en cuenta observaciones realizadas en ensayos
preliminares, las cuales sugerían que era posible drenar la savia de la corteza al
sumergir la hoja en agua caliente.
Para el desarrollo de esta etapa se siguió el procedimiento expuesto en la figura
11. Para determinar el tiempo de residencia se llevaron a cabo pruebas en las
cuales se determinó el tiempo en que el centro de la hoja alcanzaba los 75°C,
seguido de un choque térmico con agua a 4°C, suficiente para inactivar las
enzimas.
Se trabajaron dos medios de escaldado, el primero consistía en agua a 80°C la
cual era calentada en una marmita con chaqueta a través de la cual fluía vapor a
15 psi y el segundo fue un escaldador de vapor que trabajaba a 20 psi.
Para estos ensayos se introducía la hoja en el medio de escaldado y mediante la
utilización de una termocupla se realizó el seguimiento de la temperatura,
simultáneamente se midió el tiempo requerido para alcanzar las condiciones
seleccionadas. Es de gran importancia que no se superen los 80°C ya que por
encima de esta temperatura se inicia la degradación de los polisacáridos y es a
ellos a quienes se les atribuye los beneficios del gel.
79
Figura 11. Procedimiento para determinar las condiciones de escaldado.
Para verificar la observación antes mencionada se midió el contenido de aloína del
agua, para de esta forma poder determinar la cantidad de savia que fue drenada.
2.2.7 Procesos de extracción del gel de Aloe vera
De los métodos para la extracción del gel se elaboró una tabla de decisión (tabla
6) en la cual se tuvo en cuenta las ventajas y desventajas de cada uno, con el fin
de poder seleccionar el más acorde con el objetivo propuesto.
80
Tabla 6. Cuadro comparativo de procesos de extracción del gel
FILETEADO A
MANO
COMPRESIÓN
VENTAJAS
Menor contenido de
aloínas en el gel.
Mayor eficiencia.
Disminuye la
manipulación del gel
evitando la pérdida
de sus propiedades
funcionales.
DESVENTAJAS
Implica mayor
trabajo en la
preparación de la
materia prima.
Mayores pérdidas
Proceso
técnicamente más
costoso.
Fuente [5]
Las dos opciones evaluadas, tanto la realizada manualmente como por
compresión en un equipo de rodillos, se evaluaron teniendo como parámetros el
tiempo de extracción y la eficiencia del proceso. En el procedimiento manual se
utilizaron cuchillos convencionales, para retirar en primera instancia los bordes y la
punta de la hoja y luego las dos caras de la corteza exterior de la hoja para
separar totalmente el filete del resto de la estructura. En la extracción con el
equipo de rodillos (figura 12) se evaluaron diferentes aperturas (1.1, 1.4 y 1.7 mm)
y velocidades de rotación según las opciones que presentaba el equipo (tabla 7)
buscando obtener la máxima eficiencia.
81
Figura 12. Procedimiento para evaluación de los procesos de extracción del gel
Tabla 7. Condiciones de operación del equipo de rodillos
Velocidad del equipo Revoluciones (rpm) Tipo de rodillos
2 3,16 Liso
4 3,75 Liso
6 5,00 Liso
8 6,00 Liso
2.2.8 Homogenización
Teniendo en cuenta que existen cuatro mecanismos básicos para la reducción de
tamaño que son compresión, impacto, fricción y corte, se buscó la operación que
facilitara la destrucción de este tipo de fibras, evaluándose así un equipo de
cuchillas y un molino de martillos, utilizando mallas de diferente apertura teniendo
como parámetros el tiempo de operación y la eficiencia de la misma.
82
La evaluación de esta etapa se realizó con base en ensayos, en los cuales se
varío el tamaño de partícula usando mallas 35, 120 y 170 con el fin de cubrir un
amplio intervalo, luego se determinó la cantidad de sólidos suspendidos que
pueden ser precipitados por centrifugación a 600 rpm como se muestra en la
figura 13.
Figura 13. Procedimiento para la determinación del tamaño de partícula.
Cuando se utiliza el equipo de cuchillas se debe realizar un tamizado, con el fin de
retirar todos los residuos fibrosos que hayan quedado en el gel para evitar
taponamiento de equipos en etapas posteriores y mejorar su comportamiento
reológico. Las mallas utilizadas para ésta operación fueron las mismas utilizadas
para el molino de martillos.
83
2.2.9 Estabilización
2.2.9.1 Extracción de aloína
En la revisión bibliográfica realizada se encontraron dos métodos para su
extracción, los cuales fueron comparados conceptualmente (tabla 8) para poder
seleccionar la mejor opción.
Tabla 8. Cuadro comparativo de los procesos para retirar aloína del gel de Aloe
vera
VENTAJAS DESVENTAJAS
CARBÓN ACTIVADO
Menor pérdida de
componentes funcionales
en el gel.
El lecho es fácilmente
regenerable.
Es necesario contar con
dos o más lechos
empacados.
EXTRACCIÓN CON
ETANOL
La cantidad de equipos
requerido en este
procedimiento es menor
En el proceso de
solubilización se
arrastran componentes
funcionales.
Fuente: [5]
Teniendo en cuenta que el objetivo es obtener una bebida que aproveche las
características propias del Aloe vera, las cuales han sido directamente
relacionadas con el contenido de polisacáridos como el acemanano, se debe
descartar el proceso de extracción con etanol ya que éste propicia su
precipitación, por lo cual se decidió utilizar carbón activado como medio de
84
remoción por adsorción y tierras diatomáceas para el retiro de los remanentes del
carbón.
Para los ensayos de esta etapa se utilizaron diferentes cantidades de carbón
activado las cuales fueron seleccionadas con base en estudios previos [5]
realizados en condiciones similares, controlando el tiempo de contacto y la
agitación tal como se observa en la figura 15.
Para determinar la eficiencia en la remoción de la aloína, se utilizó un método de
medición espectrofotométrico utilizando un equipo Genesys 5 donde se determinó
la longitud de onda de detección de la aloína y se construyó una curva patrón
para la medición de su concentración utilizando aloína (barbaloin: aloin A; 10-B-D-
glucopiranosil - 1,8 – dihidroxi – 3 - (hidroximetil) – 9 (10H) - antracenoni)
comercializada por Sigma-Aldrich con una pureza del 97 % en peso determinada
por TLC (figura 14).
Siguiendo las normas internacionales del Internacional Aloe Science Council
(IASC) para los niveles de aloína permitidos en este tipo de bebidas, se realizaron
mediciones a través del tiempo para diferentes cantidades de carbón activado
hasta alcanzar el nivel permitido para el consumo humano (máximo 10 ppm),
buscando determinar una cantidad de carbón adecuada para la remoción en un
tiempo moderado.
La agitación se realizó con un equipo magnético utilizando un agitador de teflón de
cuerpo octagonal, para permitir un contacto adecuado entre el carbón activado y el
gel.
85
Figura 14. Procedimiento para patronamiento Figura 15. Procedimiento para la
del espectrofotómetro y evaluación de evaluación de la remoción de
muestras de gel. aloína.
Para el retiro del carbón activado, luego de la adsorción de la aloína se realizó una
filtración al vacío a través de papel de filtro analítico y para la remoción de las
partículas más finas se utilizaron tierras diatomáceas, las cuales fueron retiradas
del gel por este mismo procedimiento de filtración.
2.2.9.2 Estabilización química del gel
Ya que el color del gel comenzaba a oscurecerse al ser extraído y con base en los
conocimientos previos acerca de las causas que generan este tipo de
pardeamientos, se dedujo que una de las razones por las cuales se produce esta
degradación es la oxidación de sus compuestos, catalizada además por la
presencia de metales (principalmente el cobre). Se determinó que para disminuir
este efecto se trabajaría con adiciones de ácido ascórbico (antioxidante) y ácido
cítrico (quelante) los cuales, además de ser comunes en los alimentos (frutas
principalmente), tienen un efecto sinérgico que mejora sus cualidades.
Ya que en los estándares del IASC (Tabla 4) se regula el pH del gel, es en esta
fase en donde se puede controlarlo, variando la cantidad de ácidos agregados.
86
Para poder concluir acerca de esta fase se prepararon seis muestras de gel de pH
4.42 a las cuales se les adicionaron los ácidos variando sus relaciones tal como se
muestra en la tabla 9, con el fin de poder determinar la proporción en la cual se
obtenía un mejor comportamiento:
Tabla 9. Concentraciones de los ácidos para la estabilización.
Muestra Ácido cítrico (%p/v) Ácido ascórbico
Testigo 0,000 0,000
1 0,500 0,000
2 0,375 0,125
3 0,250 0,250
4 0,125 0,375
5 0,000 0,500
Estas muestras se sometieron a calentamiento a 40°C para acelerar el cambio de
color sin afectar las demás propiedades del gel y se realizó periódicamente una
evaluación de esta degradación junto con mediciones de pH tal como se ilustra en
la figura 16.
Figura 16. Procedimiento para evaluar la estabilidad del gel
87
Para el mantenimiento de la emulsión se utilizaron gomas del tipo Xantan y Guar
a diferentes concentraciones (1000, 1250, 1500 y 2000 ppm), acelerando el
proceso de sedimentación mediante centrifugación a 500 rpm durante 1 minuto.
Estas gomas fueron escogidas por ser las más comunes en el mercado y las
concentraciones evaluadas fueron recomendadas por el distribuidor.
2.2.10 Elaboración de la bebida
2.2.10.1 Obtención de pulpas edulcoradas
Para hacer más agradable la bebida y conservar las características naturales del
producto, se decidió que la mejor alternativa era agregarle pulpa de frutas (mango,
maracuyá y mora), las cuales, además de darle su sabor característico
proporcionan color y olor.
La preparación de estas pulpas se realizó con base en procesos ya
estandarizados, sin embargo para mantener las propiedades del gel acerca de la
diabetes [26] se sustituyó la sacarosa por fructuosa.
Los procedimientos utilizados a nivel de laboratorio para la obtención de las pulpas
se ilustran en el anexo A.
2.2.10.2 Formulación de la bebida
Con el fin de obtener un producto organolépticamente agradable, se requiere
efectuar una formulación que permita obtener un balance entre la estabilidad del
gel, sus características sensoriales y su tiempo de vida útil.
La formulación se realizó utilizando esencias naturales de mandarina y limón y
pulpas edulcoradas de mora, maracuyá y mango de 50 º Brix. Se consideraron
88
diferentes porcentajes de pulpa de fruta, de forma que su concentración de sólidos
solubles fuese de 12, 15 y 18 °Brix cumpliendo con los parámetros dados en la
legislación para néctares de frutas (Anexo B). La evaluación de estas alternativas
se realizó organolépticamente a través de una evaluación sensorial de escala
hedónica, llevada a cabo por treinta y ocho jueces no entrenados.
Las esencias naturales concentradas adquiridas a IFF fueron utilizadas en un
amplio rango, de 0.1% a 2 % en peso de acuerdo a lo recomendado por el
proveedor.
Como complemento a la determinación de aloína hecha con el espectrofotómetro,
se implementó una técnica cromatográfica que permitiera medirla directamente en
el producto final, para ello se utilizó una columna Nova-pack C18 Waters, un
detector UV 486 Waters configurado a 360nm, utilizando como fase móvil una
mezcla metanol-agua 1:1 a un flujo de 0.7ml/min (Figura 17) y con la cual se
busca confirmar los datos obtenidos previamente. [16]
Figura 17. Procedimiento para la evaluación de aloína por HPLC
89
2.2.11 Envasado Para poder llevar la bebida al consumidor final es necesario brindarle un empaque
que permita mantener las propiedades del gel a lo largo de su vida útil, y que
refleje la calidad del producto.
Debido a que no se cuenta con el ambiente estéril requerido para empacar el
producto luego de su pasteurización, es necesario realizar el tratamiento térmico
con el producto ya empacado, por tanto el empaque debe estar elaborado con un
material que resista las condiciones del proceso. El material seleccionado para el
empaque fue el vidrio ya que este soporta las condiciones del tratamiento térmico
y presenta ventajas en su manejo medioambiental y en su disposición como
residuo.
2.2.12 Pasteurización Una vez más es importante que la temperatura del producto no supere los 80°C y
por tanto se llevaron a cabo pruebas a 75°C en donde se determinó el tiempo que
tarda en llegar el punto central del producto a la temperatura final, esta medición
se realizó por medio de una termocupla ubicada en el lugar de interés, además se
evaluaron diferentes tiempos de pasteurización seleccionados por comparación
con procesos en frutas, para encontrar la mejor alternativa, la cual fue
seleccionada con base en los recuentos microbiológicos de coliformes totales,
hongos y levaduras en la bebida (figura 18).
90
Figura 18. Procedimiento para determinar las condiciones de pasteurización
Estas muestras fueron analizadas en el Laboratorio de Microbiología del ICTA en
donde se cuantificaron coliformes totales, hongos y levaduras. El equipo utilizado fue una marmita con chaqueta de calentamiento para vapor y
fue realizado con muestras a pH de 3.4.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1 ELECCIÓN DE LA BEBIDA A FORMULAR Tomando en cuenta la extensa bibliografía [10][15][26] que existe acerca de las
propiedades y beneficios que otorga el uso del Aloe vera, se ha decido ubicar el
producto obtenido dentro del grupo de los alimentos funcionales, ya que como
éstos, sus ingredientes cumplen funciones específicas en el organismo.
La dificultad de encontrar información de mercado sectorizada respecto a este tipo
de productos, hace que sea imposible realizar una selección de una forma
diferente a la antes mencionada. Sin embargo, esta decisión no afecta el tipo de
mercado hacia el cual está enfocado y por tanto las cifras que se presentan en la
fase del estudio del análisis de mercado (anexo G) acerca de la realidad de la
comercialización de productos de Aloe vera son pertinentes.
3.2 ETAPA EXPERIMENTAL 3.2.1 Caracterización taxonómica de la planta Para el desarrollo del estudio se realizó una caracterización del material vegetal
utilizado en el proceso, mediante una identificación taxonómica llevada a cabo por
el Herbario Nacional Colombiano dando como resultado plantas de Aloe del tipo
vera (L.) Burn. f. de la familia Asphodelaceae que según la literatura corresponde
a la especie propuesta (Aloe barbadensis miller). [11]
92
Se realizó una identificación de la estructura de la planta por medio de
microscopía diferencial de barrido y microscopia óptica utilizando técnicas de
contraste de fase, transiluminación y polarización.
La cutícula es una sustancia grasa que se ubica sobre la superficie exterior de las
células de la epidermis y limita la transpiración de la planta. En las figuraS 19 y 20
se puede observar su localización ya que presenta una coloración morada gracias
a la reacción con el colorante azul de toluidina usado para poder identificarla.
Figura 19. Corte trasversal de la corteza Figura 20. Corte transversal del extremo de la hoja
tomado con microscopio óptico tomado con microscopio óptico
La epidermis es un grupo de células que forman una capa continua sobre la
superficie de la planta y junto con la cutícula son las encargadas de ofrecer la
resistencia mecánica y limitar los procesos de transpiración y aireación de las
hojas. En las figuras 21 y 22 se puede observar la superficie de la hoja así como
su distribución celular.
93
Figura 21. Corteza de la hoja tomada con Figura 22. Corteza de la hoja tomada con
microscopio óptico. microscopio electrónico de barrido.
Los estomas son aberturas en la epidermis a través de las cuales se produce el
intercambio gaseoso de la planta con el medio. Están rodeados por dos células
oclusivas las cuales se encargan de controlar su grado de apertura dependiendo
de las condiciones del medio. En la figura 23 se observa el corte transversal de
una de estas estructuras y en la figura 24 se pueden identificar las células
oclusivas desde una vista superior. Figura 23. Corte transversal de un estoma Figura 24. Estoma de la hoja tomado con
tomado con microscopio óptico. microscopio electrónico de barrido.
94
El parénquima constituye el tejido fundamental de la planta, ya que es en esta
zona donde se desarrollan los procesos de fotosíntesis, almacenamiento de
sustancias, cicatrización y regeneración de las heridas. Las células
parenquimáticas conforman las estructuras encargadas del flujo y distribución de
los fluidos dentro de la hoja (xilema y floema). En la figura 25 se identifica todo el
parénquima fotosintetizador por su coloración verde y se puede apreciar que
constituye una capa intermedia entre la epidermis y la médula (filete) de la hoja, en
la figura 26 se observan los cloroplastos, organelos directamente relacionados con
la clorofila. Figura 25. Corte trasversal de la hoja tomado Figura 26. Corte transversal del parénquima
con microscopio óptico. tomado con microscopio óptico.
Los haces vasculares constituyen una parte de gran importancia del parénquima
ya que estos son los encargados de distribuir los nutrientes a lo largo de la planta
(xilema y floema). La forma en que estos haces se encuentran distribuidos es
característica del tipo de planta al que pertenecen. En la figura 27 se observa que
la región en el cual se encuentran ubicados estos conductos es la interfase entre
el parénquima fotosintético y el parénquima de reserva, en la figura 28 es posible
diferenciar el xilema (cavidades grandes) y el floema (cavidades pequeñas),
95
además de su distribución (el floema rodea el xilema) la cual es propia de plantas
monocotiledóneas.
Figura 27. Corte transversal de la zona donde se Figura 28. Corte transversal del xilema y
ubican los haces vasculares tomado con floema tomado con microscopio
microscopio óptico. electrónico de barrido.
En esta región se encuentra la mayor concentración de glicósidos antraquinónicos
como la aloína, aunque ésta se encuentra presente en todas las células tanto del
parénquima fotosintético como de reserva.
El parénquima de reserva, mejor conocido como filete o cristal, constituye la región
en la cual se ubican las reservas de nutrientes de la planta, es allí donde se
encuentra en altas concentraciones polisacáridos como el acemanano y diferentes
minerales. Estas células son de mayor tamaño que las del parénquima
fotosintetizador, carecen de cloroplastos y no poseen una alta resistencia
mecánica. En la figuras 29 y 30 se observan células con distintas coloraciones
debido al tipo de colorante utilizado (azul de toluidina y Lugol respectivamente)
donde se alcanzan a diferenciar los núcleos de las células.
96
Figura 29. Corte transversal del filete coloreado Figura 30. Corte transversal del filete coloreado
con azul de toluidina y tomado con microscopio con lugol y tomado con microscopio óptico.
óptico.
Ya que las plantas depositan en sus tejidos la mayoría del material inorgánico, es
posible encontrar con frecuencia sales de calcio y anhídridos silícicos. Una de las
sales de calcio más frecuentes es el oxalato de calcio, que puede presentarse
tanto en forma de sales de dos o tres moléculas como en formas cristalinas
(octaedros y hexaedros). Estos cristales son denominados arena cristalina y
pueden aparecer unidos formando estructuras compuestas. En las figuras 31 y 32
se observa una de éstas llamadas ráfides, que se caracteriza por ser cristales
alargados que se encuentran agrupados en haces.
Figura 31. Cristales de oxalato de calcio tomados Figura 32. Cristales de oxalato de calcio
con microscopio de óptico polarización tomados con microscopio electrónico de barrido.
97
Este estudio es el primero que se realiza en cuanto a la caracterización estructural
a nivel microscópico de la planta de sábila colombiana.
Con ayuda del microscopio electrónico de barrido se determinó la presencia de
metales en las diferentes partes de la hoja obteniéndose como resultado los datos
reportados en la tabla 10.
Tabla 10. Porcentajes en peso en base húmeda de los principales minerales del
Aloe vera
% Mg % K % Ca
Corteza 0,03 0,74 0,32
Interfase 0,61 3,31 2,30
Gel 0,29 0,46 0,43
Se observa que la mayor concentración de minerales se encuentra en la interfase
del parénquima de fotosíntesis y el parénquima de reserva, zona en la cual se
encuentran ubicados los haces vasculares, que como se mencionó con
anterioridad conducen los nutrientes de la planta, por tanto este resultado esta de
acuerdo con lo esperado, dando a esta zona una importancia particular para su
aprovechamiento dentro de la formulación de la bebida
Finalmente se llevó a cabo un análisis proximal al gel del cual se obtuvieron los
datos reportados en la tabla 11.
98
Tabla 11. Análisis proximal del gel en base seca
%
Grasa 2,26
Proteína 1,50
Fibra 3,01
Carbohidratos 81,77
Cenizas 11,46
3.2.2 Selección de la materia prima En esta etapa se determinó que las plantas deben tener aproximadamente dos
años edad y haber sido cultivadas en suelos con buena humedad para que sus
hojas sean aptas para el proceso y su gel no tenga un sabor amargo, entre sus
características se debe tener en cuenta que tengan entre 40 y 60 cm de largo, de
2 a 4 cm de espesor, no deben tener hongos, ni presentar magulladuras o lesiones
ya que en estos puntos se degrada el gel con mayor facilidad.
Para llevar a cabo esta etapa se realizó una caracterización preliminar de la hoja
de sábila en la cual se pretendió establecer las cantidades aproximadas de cada
una de sus partes principales como se muestra en la tabla 12 donde se reporta el
porcentaje en peso de la corteza, gel y savia.
Tabla 12. Caracterización de la hoja de Aloe vera
Parte de la hoja %p/p
Corteza 40,68
Gel 56,50
Savia 2,91
99
De mediciones adicionales se pudo determinar que la cantidad de savia que logra
ser drenada de la hoja por gravedad equivale al 2.26% del total dentro de la hoja.
3.2.3 Despencado Mediante una caracterización hecha sobre el total de la planta se determinaron los
porcentajes promedios de hojas aptas, hojas no aptas y raíz, según las
condiciones con que se encuentran en el comercio, los resultados se muestran en
la tabla 13.
Tabla 13. Caracterización de la planta de Aloe vera
Parte de la planta %p/p
Hojas aptas 85,21
Hojas no aptas 12,78
Raíz 2,01
En esta etapa se compararon tres formas de corte longitudinal entre las cuales se
hizo variar el número de incisiones hechas en la parte blanca de la hoja, también
se realizaron tres cortes transversales, entre los cuales se modificó la distancia
desde el final de la coloración verde de la hoja.
Se determinó, como se muestra en la tabla 14, que la forma más adecuada para
retirar las hojas de la mata es realizar un corte longitudinal en la parte blanca con
el fin de poder retirar la hoja del resto de la planta, seguido de un corte transversal
a 2 cm, permitiendo que gran parte de la savia amarilla sea drenada.
100
Tabla 14. Volumen de savia drenada dependiendo de la forma del corte
Corte Característica Resultado (ml savia/kg hoja)
1 corte 0,15
2 cortes 0,22 Longitudinal
3 cortes 0,29
1 cm Cristal expuesto
2 cm 0,66 Transversal
3 cm 0,37
3.2.4 Lavado
En la etapa de lavado se compararon varias alternativas que fueron remojo,
cepillado y aspersión. La tabla 15 muestra los resultados para cada técnica de
lavado.
Tabla 15. Comparación de técnicas de lavado
Técnica de lavado
Agua de lavado
utilizada (l/kg hojas)
Suciedad removida (g suciedad/kg
hojas)
Tiempo de operación
(min/kg hoja)
Efectividad (g suciedad
retirada/l min)
Remojo 1,15 22 40 0,48
Remojo con agitación 1,15 41 25 1,43
Cepillado 1,15 153 8 16,63
Aspersión 3,06 74 0,5 48,37
Se puede observar que la mejor opción es la aspersión, sin embargo se decidió
trabajar con el cepillado ya que el número de hojas a procesar era bajo y además
existe una capa de suciedad sobre la corteza que no es posible quitarla sin
someterla a fricción, esta técnica permite retirar gran cantidad de impurezas
101
usando el mismo volumen de agua de los métodos anteriores, lo que mejora las
condiciones sanitarias de la hoja y hace que en la etapa de desinfección, sea
posible usar bajas concentraciones de desinfectante y finalmente obtener un
recuento microbiológico más bajo.
3.2.5 Desinfección Los resultados de las pruebas microbiológicas son reportados en la tabla 16.
Tabla 16. Recuentos microbiológicos en el proceso de desinfección
Producto Concentración Recuento de mohos y
levaduras (ufc/cm2) Recuento de
bacterias (ufc/cm2)
Hoja sin lavado - 34000 25000
Hoja lavada - 6200 400
Hojas desinfectadas
150 ppm 72 23
200 ppm 8 12 TIMSEN
300 ppm 26 2
100 ppm 0 0
200 ppm 0 17 Hipoclorito de sodio
400 ppm 0 0
Del análisis de los resultados se puede determinar que la mejor opción de
desinfección es el hipoclorito de sodio a 100 ppm ya que presenta los menores
recuentos microbiológicos y es el más económico.
3.2.6 Escaldado De las pruebas realizadas en esta etapa se obtuvieron los resultados que se
muestran en la tabla 17.
102
Tabla 17. Resultados obtenidos en la etapa de escaldado
Método de escaldado Condiciones de operación Degradación del color
- Ambiente 2 Semanas
Vapor P = 20 psi t = 6 min 2 Semanas
En agua sin corte Tagua = 80°C t = 5 min 6 Semanas
En agua con corte Tagua = 80°C t = 5 min 3 Semanas
Se determinó que la cantidad de aloínas presentes en el agua de escaldado
representa el 0.1% del total presente en la hoja, por tanto no influye de manera
significativa en el proceso.
A partir de estos datos es posible concluir que los mejores resultados se
obtuvieron al escaldar en agua sin cortar la hoja.
3.2.7 Procesos de extracción del gel de Aloe vera
Para la extracción del gel se planteó un método de extracción por rodillos que no
requiere el retiro de los bordes de la hoja buscando aprovechar el material ubicado
cerca a los haces vasculares, en esta etapa solo se realizaron cortes a lo largo de
la hoja buscando que el gel pudiera salir fácilmente al pasar por el equipo de
rodillos, el cual permitió extraer casi la totalidad del gel como se evidencia en la
tabla 18, sobrepasando la cantidad obtenida por el fileteado a mano y en un
tiempo aproximadamente diez veces inferior, ya que por este método manual solo
se logra extraer el 71.2 % del total de gel en la hoja en un tiempo cercano a 70
minutos. El equipo utilizado para este procedimiento fue un intercambiador de
calor provisto de rodillos para deshidratación, el cual fue adaptado para que fuese
aplicable al proceso.
103
Tabla 18. Rendimientos del proceso de extracción
% Gel extraido Velocidad Revoluciones (rpm)
Apertura 1,1 mm Apertura 1,4 mm Apertura 1,7 mm
2 3,16 97,03 96,62 93,56
4 8,57 96,8 96,41 93,54
6 12,00 96,2 96,51 93,45
8 17,14 97,01 96,64 93,6
Rendimiento (kg gel extraido/min) Velocidad Revoluciones (rpm)
Apertura 1,1 mm Apertura 1,4 mm Apertura 1,7 mm
2 3,16 0,077 0,110 0,108
4 8,57 0,072 0,108 0,103
6 12,00 0,070 0,105 0,080
8 17,14 0,070 0,101 0,063
Tiempo de operación (min/kg hoja) Velocidad Revoluciones (rpm)
Apertura 1,1 mm Apertura 1,4 mm Apertura 1,7 mm
2 3,16 12,56 8,78 8,7
4 8,57 13,41 8,96 9,12
6 12,00 13,84 9,17 11,72
8 17,14 13,92 9,53 14,84
Los ensayos realizados permitieron identificar, como indican las gráficas 1 y 2,
que las mejores condiciones para llevar a cabo el proceso de extracción son
usando el equipo de rodillos con una apertura de 1.4 mm y una velocidad de 3.16
rpm correspondiente a la velocidad número dos de éste.
104
Gráfica 1. Rendimiento de extracción del gel
Rendimiento contra velocidad
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
3 5 7 9 11 13 15 17
rpm
kg g
el e
xtra
ido/
min
Apertura 1,1mmApertura 1,4mmApertura 1,7mm
Gráfica 2. Velocidad de extracción del gel
Velocidad contra tiempo de operación
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3 5 7 9 11 13 15 17
rpm
min
/kg
hoja
Apertura 1,1mmApertura 1,4mmApertura 1,7mm
Se encontró que en estas condiciones se tienen los menores tiempos de
operación y por tanto una mayor productividad. Los resultados evidencian que con
pequeñas aperturas es muy difícil desarrollar el proceso ya que las hojas no son
capaces de pasar con facilidad y requieren ser presionadas para efectuar la
105
operación, con mayor separación en los rodillos se presentan dificultades para
extraer el gel y separarlo de la hoja.
Debido al diseño propio de este equipo donde solo se cuenta con superficies lisas
se generan dificultades para operar con velocidades altas, ya que se presenta un
deslizamiento entre la corteza y la superficie del equipo, impidiendo atrapar las
hojas.
3.2.8 Homogenización
De los ensayos realizados con centrifugación se determinó según la tabla 19 que
las cantidades de sólidos precipitados en cada una de las muestras es
aproximadamente la misma, por lo que se estableció que el tamaño de partícula
no es un factor decisivo en este caso; también se llevaron a cabo pruebas
similares en las que no se aplicó ningún tipo de fuerza, como resultado no se
obtuvieron precipitados por lo que se concluye que el gel mismo es capaz de
mantener la suspensión.
Tabla 19. Sólidos precipitados por centrifugación con diferentes tamaños de
partícula
Malla Sólidos precipitados (g/kg de hoja)
35 12,36
120 11,57
170 11,06
El tamaño de partícula en el gel se controló por filtración con una malla 120 de
0.125 mm de abertura con el fin de dar las características necesarias para su uso
en la formulación de la bebida y para facilitar su manejo en etapas posteriores.
106
3.2.9 Estabilización
3.2.9.1 Proceso de extracción de aloína
Debido a que el método de extracción con etanol no permite que el gel pueda ser
aprovechado con los fines requeridos por generar la precipitación de los
polisacáridos, se optó por la utilización de carbón activado con el fin remover la
aloína presentes hasta el límite determinado por las normas internacionales. Para
esto se adicionó el material poroso en diferentes proporciones y velocidades de
agitación determinando su efectividad en la remoción.
Ya que en Colombia no se ha desarrollado ningún tipo técnica que permita
detectar y cuantificar el contenido de aloína, se procedió a construir una curva de
calibración en el espectrofotómetro usando un patrón de Aloína SIGMA de 97% de
pureza, con la cual se prepararon soluciones de distinta concentración con etanol
al 75% (Gráfica 3).
Gráfica 3. Curva de calibración del espectrofotómetro a 360 nm
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Absorbancia (nm)
Con
cent
raci
ón (p
pm)
107
Para este estudio se utilizó gel extraído por el método de rodillos y de fileteado a
mano, las muestras que serían usadas para la determinación fueron tratadas
inicialmente con etanol al 96% en relación de 1:3 en volumen según condiciones
establecidas en trabajos previos [12], a continuación se centrifugaron con el fin de
obtener un sobrenadante libre de polisacáridos, esta fase fue nuevamente diluida
en etanol al 75% hasta que la concentración pudiese ser leída dentro del rango de
la curva previamente construida; a continuación se calculaba la relación de
diluciones con el fin de poder conocer el valor real de la concentración; estos
datos se reportan en la tabla 20.
Adicionalmente a esta medición se aplicó un procedimiento similar a una muestra
de savia drenada, con el fin de tener certeza de la alta concentración de aloínas
en ella, como se muestra en la tabla 20. De este estudio se demostró que es muy
importante evitar la migración de este líquido hacia el gel ya que de lo contrario se
requiere un tratamiento más agresivo para su eliminación. Aunque la diferencia de
concentración por los dos métodos no es muy grande comparada con la de la
savia, se logra identificar una disminución en la muestra extraída por fileteado
manual gracias al descarte de diferentes partes del cristal de sábila.
Tabla 20. Concentración de aloínas en el gel y la savia amarilla
Sustancia Aloína (ppm)
Gel (rodillos) 347,76
Gel (fileteado) 246,50
Savia amarilla 19230,00
De los ensayos de desaloinización se obtuvieron los resultados de la tabla 21
108
Tabla 21. Resultados de los ensayos de desaloinización
Concentración de aloínas (ppm) a 2 minCarbón activado (g/kg gel)
1500 rpm 1800 rpm 2200 rpm
40 107 94 78
60 89 79 53
80 71 62 41
100 42 35 22
Concentración de aloínas (ppm) a 4 minCarbón activado (g/kg gel)
1500 rpm 1800 rpm 2200 rpm
40 63 48 42
60 51 30 35
80 22 23 19
100 13 12 9
Concentración de aloínas (ppm) a 6 minCarbón activado (g/kg gel)
1500 rpm 1800 rpm 2200 rpm
40 46 35 26
60 21 15 14
80 8 2 1,8
100 4 1,5 1,4
109
Se identificó que la mejor alternativa para retirar las aloínas del gel corresponde a
una adición del 8% de carbón activado y agitación durante 6 minutos a 1800 rpm
ya que se encuentra por debajo del nivel máximo requerido para el consumo
humano, con un margen de seguridad (8.2 ppm) y en un tiempo moderado.
3.2.9.2 Estabilización química del gel
La dificultad para obtener información acerca de las técnicas de estabilización
utilizadas en la industria actualmente, obligaron a la realización de una propuesta
que permitiera prolongar el tiempo de vida del producto.
Para las pruebas de estabilización del gel se prepararon seis muestras con
diferentes concentraciones de ácido ascórbico y cítrico, las cuales fueron
sometidas a un proceso de degradación acelerada en un horno a 40°C como se
muestra en la tabla 22 y en la gráfica 4; a éstas se les hizo seguimiento tanto al pH
como al color a través del tiempo obteniéndose los siguientes resultados.
Tabla 22. Resultados obtenidos en la etapa de estabilización
Muestra Ácido cítrico (%p/v)
Ácido ascórbico
(%p/v) pH (t = 0h) pH (t = 20h) pH (t = 40h) pH (t = 80h)
Testigo 0 0 3,98 4,42 4,71 4,9
1 0,5 0 3,42 3,47 3,52 3,55
2 0,375 0,125 3,52 3,65 3,69 3,72
3 0,25 0,25 3,59 3,67 3,71 3,75
4 0,125 0,375 3,85 3,95 3,99 4,08
5 0 0,5 3,85 3,98 4,11 4,23
110
Gráfica 4. Curvas de pH contra tiempo para las muestras acidificadas
3,5
3,7
3,9
4,1
4,3
4,5
4,7
4,9
0 20 40 60 80Tiempo (h)
pH
Testigo12345
Simultáneamente se llevó un control del color de cada una de las muestras de las
cuales se obtuvo el resultado ilustrado en la figura 33.
Figura 33. Ensayos de control del color
111
De la evaluación de estos ensayos es posible determinar que la mejor relación de
ácidos es la número 2 (Ác. cítrico 75%, Ác. ascórbico 25%), ya que con ésta se
alcanzan valores más bajos de pH a un mínimo costo (el precio del ácido
ascórbico es aproximadamente 10 veces el del ácido cítrico) y se logra mantener
el color del gel.
3.2.10 Elaboración de la bebida
3.2.10.1 Obtención de las pulpas edulcoradas
Como se mencionó en el segundo capítulo, ésta operación se realizó con base en
procesos ya estandarizados, mediante los cuales se obtuvieron las pulpas de
mora, mango y maracuyá a 50°Brix; éstas posteriormente fueron mezcladas con el
gel estabilizado para conferirle las características organolépticas propias de cada
una de ellas.
3.2.10.2 Formulación de la bebida
Para el desarrollo de esta fase se elaboraron cinco distintos tipos de bebida
teniendo en cuenta la Resolución 7992 de 1991del Ministerio de Salud (anexo B)
la cual reglamenta acerca de este tipo de productos. Las cinco muestras
preparadas corresponden a mora (12 y 14°Brix), mango (12.5 y 14°Brix) y
maracuyá (12°Brix). La decisión de elaborar únicamente una concentración de
maracuyá responde a la alta intensidad de su sabor ácido, en comparación con la
mora y el mango, por tanto su capacidad para enmascarar otros menos deseables
presentes en el gel, es más fuerte.
De la prueba de evaluación sensorial realizada por 38 jueces no entrenados, la
cual se basó en una escala hedónica de cinco niveles, donde se obtuvieron los
resultados presentados en las gráficas 5, 6, 7 y 8.
112
Gráfica 5. Apariencia general del producto
Me
agra
da m
ucho
Me
agra
da
Me
es in
dife
rent
e
Me
desa
grad
a
Me
desa
grad
a m
ucho
0
10
20
30
40
50
60
70
80
% de juecesMora 1Mora 2Mango 1Mango 2Maracuyá
Gráfica 6. Color del producto
Me
agra
da m
ucho
Me
agra
da
Me
es in
dife
rent
e
Me
desa
grad
a
Me
desa
grad
a m
ucho
01020304050607080
90
% de juecesMora 1Mora 2Mango 1Mango 2Maracuyá
113
Gráfica 7. Aroma del producto
Me
agra
da m
ucho
Me
agra
da
Me
es in
dife
rent
e
Me
desa
grad
a
Me
desa
grad
a m
ucho
0
10
20
30
40
50
60
% de juecesMora 1Mora 2Mango 1Mango 2Maracuyá
Gráfica 8. Sabor del producto
Me
agra
da m
ucho
Me
agra
da
Me
es in
dife
rent
e
Me
desa
grad
a
Me
desa
grad
a m
ucho
05
101520253035404550
% de juecesMora 1Mora 2Mango 1Mango 2Maracuyá
114
De acuerdo con las gráficas 5, 6, 7 y 8 se determinó que en cuanto a la apariencia
general y color, los productos con mora obtuvieron las mejores calificaciones
aunque las demás opciones no se encuentran muy alejadas de estos valores, lo
cual demuestra que se cumplió con el objetivo de suministrarle a la bebida las
características organolépticas propias de la fruta; sin embargo respecto al aroma y
sabor se evidencia que los mejores puntajes fueron alcanzados por el producto de
maracuyá. Siendo este último el parámetro de decisión de mayor relevancia,
debido a la dificultad tenida a lo largo del proyecto para poder enmascarar el sabor
amargo de la sábila, se determinó que por su fuerte sabor ácido la mejor
alternativa es el maracuyá.
3.2.11 Envasado Para la etapa de envasado se decidió utilizar empaques de vidrio, ya que permite
la aplicación de tratamientos térmicos sin sufrir deformaciones o algún otro cambio
en sus características físicas o químicas, además, la tendencia mundial hacia el
uso de empaques biodegradables o reciclables como una alternativa
ambientalmente amigable, puede representar una ventaja para el producto en el
mercado.
La presentación seleccionada fue de 250ml, se optó por ésta con el fin de reducir
el uso de agentes conservantes como los son los benzoatos y sorbatos ya que
esta cantidad es consumible por una sola persona en corto tiempo sin necesidad
de tener que almacenar el producto ya abierto.
3.2.12 Pasterización Para llevar a cabo este proceso, se estimó la temperatura teórica necesaria para
el mismo, a partir de datos reportados en la literatura en 75°C [14][21], además, se
115
determinó el tiempo necesario para que el centro del envase alcance la
temperatura del tratamiento el cual fue de nueve minutos a las condiciones dadas
en el ensayo. Una vez se llegó a la temperatura deseada se mantuvo durante dos
y cinco minutos para evaluar la efectividad del procedimiento por análisis
microbiológicos, como se muestra en la tabla 23, dando como resultado que el
mantenimiento de las condiciones por dos minutos es suficiente para alcanzar los
requerimientos de inocuidad de la legislación actual.
Tabla 23. Recuentos microbiológicos de los ensayos de pasteurización
t= 2 min t= 5min
Coliformes Totales (ufc/ml) <3 <3
Coliformes Fecales (ufc/ml) <3 <3
Mesófilos Aerobios (ufc/ml) <10 <10
Mohos y levaduras (ufc/ml) <10 <10
Los balances de materia correspondientes a las diferentes etapas del proceso se
ilustran en el anexo C y la muestra de cálculo para la obtención de éstos, se
encuentra en el anexo D.
3.2.13 Análisis bromatológico A la bebida que mejores resultados obtuvo en la prueba de panel sensorial
(maracuyá) se le realizó un análisis proximal (tabla 24) con el fin de poder conocer
la información nutricional del producto y finalmente poder obtener la etiqueta
según la norma técnica.
116
Tabla 24. Análisis proximal de la bebida de maracuyá en base seca
% p/p
Grasa 3,76
Proteína 25,56
Fibra 16,54
Carbohidratos 41,06
Cenizas 13,08
La determinación del tiempo de vida de las bebidas se realizó de forma teórica
teniendo como parámetros el pH (3.4) y el análisis microbiológico. Según el
Capitulo IV, Articulo 18 de la Resolución 7992 de 1991 del Ministerio de Salud, los
productos que poseen estas características pueden durar más de 30 días.
3.2.14 Determinación de aloína
Para la determinación de la aloína en bebidas se desarrolló una técnica por
cromatografía en fase líquida (HPLC), construyendo una curva de calibración del
equipo para lo cual se efectuaron corridas con aloína patrón a diferentes
concentraciones para permitir la medición de la concentración en las muestras.
Se inyectaron muestras de la bebida, obteniéndose el cromatograma que se
presenta en la figura 33, con una concentración final de 5.114 ppm de aloína
cumpliendo con los límites de seguridad para su consumo.
117
Figura 34. Cromatograma de la bebida de maracuyá
4. CONCLUSIONES
Mediante la caracterización microscópica de la hoja fue posible identificar algunas
variables que influyen en el proceso y por tanto las técnicas utilizadas se
adaptaron para trabajar con la estructura medular de células parenquimáticas de
reserva que contienen el gel y que están rodeadas de los tejidos de conducción de
la planta.
En el proceso de selección de la materia prima, es de vital importancia que la
edad de la planta no supere los dos años, dado que en esta época el gel comienza
a adquirir un sabor amargo bastante fuerte dando un carácter desagradable a la
bebida que no puede ser retirado en ninguna etapa del proceso.
Durante el lavado se obtiene mayor eficiencia en la remoción de impurezas de la
hoja mediante el cepillado manual pero para un proceso a nivel industrial es
recomendable utilizar métodos como la aspersión donde se puede tratar gran
cantidad de materia prima en corto tiempo.
Ya que la carga microbiológica sobre la corteza es bastante alta (mohos y
levaduras 6200 ufc/cm2 y bacterias 400 ufc/cm2), es necesario realizar la etapa de
desinfección para evitar que durante la extracción el gel sea contaminado al
contacto con éstas.
La etapa de escaldado logró aumentar el tiempo de conservación del color del gel
en cuatro semanas facilitando su manejo a lo largo del proceso.
La extracción del gel por el método propuesto, permite retirar el 96.64% del total,
sin comprometer las características del mismo, además de disminuir la
120
manipulación de las hojas evitando así los riesgos de contaminación.
Mediante la utilización de un patrón de aloína comercial de alta pureza (97%) fue
posible generar curvas de calibración para la detección y cuantificación de este
compuesto, permitiendo su uso en técnicas de análisis instrumental tales como la
espectrofotometría y cromatografía en fase líquida (HPLC).
Se logró retirar el 99.94% de la aloína presente mediante el proceso propuesto
asegurando una baja concentración en el gel, confirmada mediante mediciones
realizadas utilizando las técnicas de espectrofotometría y cromatografía en fase
líquida (HPLC) controlando así los niveles de toxicidad de este compuesto y
permitiendo el consumo del gel obtenido.
Fue posible prolongar el tiempo de vida útil del producto con la utilización de
estabilizantes químicos en diferentes proporciones logrando una formulación que
permite mantener un bajo pH y conservar las características organolépticas del
producto gracias a su activad sinérgica como antioxidante y quelante.
Se formuló una serie de bebidas de diferentes sabores utilizando pulpa de frutas
edulcoradas con fructosa como saborizante, colorante y endulzante, logrando dar
al gel una apariencia más agradable para el consumidor con la utilización de una
baja concentración de fruta, evitando la pérdida de los beneficios propios del Aloe
vera. De las formulaciones analizadas se encontró que la de mayor aceptación
entre los consumidores fue la de maracuyá a 12.5 °Brix ya que su fuerte sabor
ácido logra enmascarar el del gel.
El material de envasado seleccionado fue el vidrio ya que permitió realizar el
tratamiento térmico sin dejar sabores residuales en el producto.
Se determinó que el mantenimiento de una temperatura de 75 °C durante dos
121
minutos es suficiente para asegurar la inocuidad del alimento, además su bajo pH
evita la proliferación de microorganismos.
Con base en los resultados obtenidos experimentalmente se propuso una línea de
proceso que permite obtener un producto con buenas características manteniendo
un alto rendimiento.
5. RECOMENDACIONES
Llevar a cabo un estudio mas profundo para la determinación del tiempo de vida
del producto.
Determinar las principales reacciones de degradación y las cinéticas de las
mismas con el fin de poder llevar a cabo un proceso de optimización.
Evaluar la aplicación de otros desinfectantes y profundizar en el estudios de los ya
propuestas en otros rangos de concentración que permitan disminuir los costos.
Evaluar otras formas de saborización que permitan mejorar las características
organolépticas del producto.
Desarrollar el diseño de un equipo que permita la extracción del gel y separación
de las cortezas de una forma eficiente.
Profundizar en el fenómeno de adsorción de la aloína sobre el carbón activado y
evaluar otras formas de remoción.
Evaluar la aplicación de otro tipo de aditivos para la estabilización del gel, tales
como el tocoferol y el ácido rosmarínico.
Ahondar en el estudio de los factores que inciden el la formación de sabores
amargos en el gel.
Realizar un estudio económico que permita evaluar la posibilidad de desarrollar
esta industria en Colombia.
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Disponible en Internet: http://www.geocities.com/collegepark/lab/2960/Biblioteca.htm
33. www.conaloe.com Disponible en Internet.
ANEXO A. PROCESOS DE OBTENCIÓN DE PULPAS
Figura A1. Proceso de obtención de Figura A1. Proceso de obtención de
pulpa de mora pulpa de mango
Figura A3. Proceso de obtención de pulpa de maracuyá
��
�$QH[R�1R�������
0O1O67(5,2�'(�6$/8'�
5(62/8&,21�180(52����� '( ������GH����GH�-XOLR�GH�������
�Por la cual se reglamenta parcialmente el Titulo V de la Ley O9 de 1979 en lo relacionado con la elaboración, conservación y comercialización de Jugos. Concentrados, Néctares, Pulpas, Pulpas Azucaradas y Refrescos
de Frutas.
(/�0,1,67(5,2�'(�6$/8'�
�en uso de sus facultades que le confiere la Ley 09 de 1979 en desarrollo del Decreto 2333 de 1982 y de la
Resolución 14712 de 1984.
5(68(/9(��
�&$3,78/2�,� $57,&8/2����Ámbito de aplicación.
Los Jugos, Concentrados, Néctares, Pulpas, pulpas azucaradas y refrescos de frutas que se produzcan, Importen, Exporten, Transporten, envasen y comercialicen en el territorio nacional deberán cumplir con las reglamentaciones de la presente resolución y las disposiciones complementarias que en desarrollo de la misma o con fundamento en la Ley dicte el ministerio de Salud.
3$5$*5$)2�� Cuando el país al cual se exporten estos productos exija requisitos adicionales a los de la presente reglamentación, estos se ajustarán a los requeridos por el importador.
$57,&8/2��. Definiciones.
Para los efectos de la presente resolución adóptense las siguientes definiciones:
- CONCENTRACION DE FRUTAS
Es el producto elaborado mediante la extracción parcial del agua de constitución al jugo o a la pulpa de frutas. - JUGO DE FRUTAS
Es el liquido obtenido al exprimir algunas clases de frutas frescas, maduras y limpias, sin diluir, concentrar o fermentar.
También se considera Jugos los productos obtenidos a partir de Jugos concentrados, clarificados, congelados o deshidratados a los cuales se les ha agregado solamente agua. en cantidad tal que restituya la eliminada en su proceso
- NECTAR DE FRUTAS
Producto elaborado con Jugo, pulpa o concentrado de frutas adicionado de agua, aditivos e ingredientes permitidos en la presente resolución.
- PULPA AZUCARADA DE FRUTAS:
ANEXO B. RESOLUCIÓN 7992 DE 1991
Es el producto elaborado con pulpas o concentrados de frutas con un contenido mínimo de 60% de fruta Y adicionado de azúcar
- PULPA DE FRUTAS
Es el producto pastoso, no diluido, ni concentrado, ni fermentado, obtenido por la desintegración y tamizado de la fracción comestible de frutas frescas, sanas, maduras y limpias.
- REFRESCO DE FRUTAS
Es el producto elaborado con jugos o pulpas de frutas frescas o con concentrados de frutas reconstituidos, adicionado con agua, saborizantes y colorantes permitidos en la presente resolución. $57,&8/2��. De las convenciones en materia de requisitos microbiológicos.
Para efectos de Identificación de los índices microbiológicos permisibles para los diferentes productos objeto de esta reglamentación, se adoptan las siguientes convenciones. n = Numero de muestras a examinar m = Índice máximo permisible para Identificar nivel de buena calidad M = Índice máximo permisible para identificar nivel aceptable de calidad c =
Numero máximo de muestras permisibles con resultado entre m y M
< = Léase menor de > =
Léase mayor de
&$3,78/2�,,� '(�/26�-8*26�<�38/3$6�'(�)587$6�
$57,&8/2���– Condiciones para su elaboración.
Los Jugos y pulpas de frutas deben elaborarse en condiciones sanitarias aprobadas, con frutas frescas sanas y limpias.
Los Jugos pueden prepararse con concentrados de frutas siempre que reúnan las condiciones antes mencionadas. Para su conservación los Jugos y pulpas de frutas pueden ser sometidos a tratamiento físico.
$57,&8/2��. De las características de los jugos y pulpas de frutas.
Los Jugos y pulpas de frutas deben presentar las siguientes características:
A. ORGANOLEPTICAS.
- Los jugos y pulpas de frutas deben estar libres de materias extrañas, admitiéndose una separación en fases y la presencia mínima de trozos, partículas oscuras propias de la fruta utilizada
- libre de sabores extraños.
Color y olor semejante al de la fruta de la cual se ha extraído. El producto puede presentar un ligero cambio de color, pero no un color extraño debido a la alteración o elaboración defectuosa.
- Debe contener el elemento histológico de la fruta correspondiente.
B. FISICO-QUIMICAS.
Las características físico-químicas de los jugos y pulpas de frutas son las Siguientes. 7$%/$�1R����� &$5$&7(5,67O&$6�),6,&2�48,0,&$6�'(�/26�-8*26�<�38/3$6�'(�)587$6�FRUTAS Acidez titulable expresada como ácido cítrico
anhidro % m/m (Mínimo)
Porcentaje mínimo de sólidos disueltos, por lectura refractométrica a 20.C (Brix)
Limón 4.5 6.0
Mandarina 0.5 9.0
Maracuyá 1.8 12.0
Naranja 0.5 9.0
Piña 0.3 10
Toronja 0.7 8
Uva 1.0 12.0 7$%/$�1R�����&$5$&7(5,67O&$6�),6,&2�48,0,&$6�'(�/$6�38/3$6�'(�)587$6�
��3$5$*5$)2���. Se pueden obtener Jugos naturales clarificados a partir de concentrados o pulpas siempre \�cuando cumplan con los Brix naturales de la fruta.
3$5$*5$)2��. Cuando el producto se elabora con dos o mas Jugos o pulpas de frutas, los sólidos solubles de fruta en el producto están determinados por el promedio de la suma de los sólidos solubles aportados por las frutas constituyentes. La fruta predominante será la que más sólidos solubles aporte a la formulación
c. 0,&52%,2/2*,&$6���Las características microbiológicas de los jugos y pulpas de frutas congeladas son: Q� P� 0�
Las características microbiológicas de los Jugos \�pulpas de frutas pasteurizados son las siguientes: N M M c Recuento de microorganismos mesofilos/g 3 20.000 3.000 1 NMP coliformes totales/g 3 9 - 0 NMP coliformes fecales 3 <3 - 0 Recuento esporas clostridium sulfito reductor/gi 3 <10 - 0 Recuento de hongos y levaduras/g 3 100 200 1 ��3$5$*$$)2��. Los jugos y pulpas que sean sometidos a proceso de esterilidad comercial, deben cumplir con la prueba de esterilidad así: Incubar en sus envases originales, dos (2) muestras a 32oC y dos (2) muestras a 55'C, durante diez (10) días, al cabo de los cuales no deben presentar crecimiento microbiano. En estos productos no se permite la adición de sustancias conservantes. $57,&8/2��. De los ingredientes y aditivos que pueden emplearse en los jugos: En la elaboración de jugos se pueden utilizar los siguientes ingredientes y aditivos.
1. Edulcorantes naturales tales corno sacarosa, dextrosa, Jarabe de glucosa y fructuosa en cantidad máxima del 5% 2 ADITIVOS
a. Antioxidantes. - Ácido ascórbico limitado por Buenas Prácticas de Manufactura (BPM).
Cuando se declare como vitamina C en el producto, se debe adicionar mínimo el 60% de la recomendación fijada en la Resolución No 11488 de 1984.
b. Colorantes Naturales.
Los colorantes naturales deberán estar de conformidad con las condiciones y requisitos previstos en la Resolución No 0593 de 1985
c. Conservantes.
- Ácido benzoico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000 mg/kg expresado como ácido benzoico.
Recuento de microorganismos mesofilicos/g 3 20.000 50.000
NMP coliformes totales/g 3 9 29
NMP colifomes fecales/g 3 < 3 -
Recuento esporas clostridium-sulfito reductor/g 3 < 10 -
Recuento de hongos y levaduras/g 3 1.000 3.000
- Ácido sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000 mg/kg expresado como ácido sórbico.
- Cuando se empleen mezclas de ellos, su suma no deberá exceder de 1.250 mg/kg. - Anhídrido sulfuroso, en cantidad máxima de 60 mg/kg, en productos elaborados a partir de concentrados. d. Acídulantes. - Ácido cítrico - Ácido málico - Ácido tartárico - Ácido fumarico
Limitados por Buenas Practicas de Manufacturas (BPM)
e. Edulcorantes Artificiales.
Conforme a lo establecido en la Resolución No 01618 de febrero 15 de 1991
f. Enzimas grado alimenticio.
De acuerdo con las permitidas en el codex Alimentarius.
$57,&8/2��. En la elaboración de pulpas se pueden utilizar los siguientes aditivos. a. Antioxidantes
- Ácido ascórbico limitado por Buenas Prácticas de Manufactura (BPM).
Cuando se declare como vitamina C en el producto, se debe adicionar mínimo el 60% de la recomendación fijada en la resolución No 11488 de 1984. b. Conservantes
Se permite la adición de conservantes solo en pulpas no congeladas.
- Ácido benzoico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000 mg/kg expresado como ácido benzoico.
- Ácido sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000mg/kg expresado como ácido sórbico.
Cuando se empleen mezclas de ellos, su suma no deberá exceder de 1250 mg/kg
- Anhídrido sulfuroso, en cantidad máxima de 60 mg/kg en productos elaborados a partir de concentrados
c. Enzimas Grado Alimenticio.
De acuerdo con las permitidas en el Codex Alimentarius. $57,&8/2��. En los Jugos y pulpas de frutas no se permiten la adición de sustancias y aditivos diferentes de los indicados en los artículos anteriores $57,&8/2����Limite de defectos.
En los jugos y pulpas de frutas se admite un máximo de diez (10) defectos visuales, no mayores de 2 mm en 10 g de muestra analizada En 100 g de producto no se admite presencia de insectos o sus fragmentos.
�$57,&8/2�����Contenido máximo de metales pesados.
METALES MAXIMO mg/kg
Cobre como Cu 5
Plomo como Pb 0.3
Arsénico como As 0.1
Estaño como Sn 150
$57,&8/2������Denominación.
Los Jugos y pulpas de frutas se designaran con la palabra jugo o pulpa más el nombre de la fruta utilizada en la elaboración. 3$5$*5$)2��R��En el producto elaborado con dos o más jugos o pulpas de frutas se debe indicar en el rótulo de los mismos los nombres de las frutas utilizadas.
3$5$*5$)2� �R�� El jugo y la pulpa de frutas podrán llevar en el rótulo la frase 100% natural, solamente cuando al producto no se le agreguen aditivos. con la excepción del ácido ascórbico
�&$3,78/2�,,,�'(�O26�&21&(175$'26�'(�)587$6�
$57,&8/2�����De las características de los concentrados de frutas.
Los concentrados de frutas deben presentar las siguientes características:
a FISICOQUIMICAS
Para que se puedan considerar como concentrados, los jugos o pulpas deberán someterse a evaporación o cualquier otro procedimiento térmico que permita obtener un 50% por encima del Bríx natural' de la fruta, conforme se indica en la tabla siguiente
�7$%/$�1R��� &217(1,'2�'(�62/O'26�62/8%/(6�'(�&21&(175$'26�'(�)587$6�
Concentrado Porcentaje mínimo de sólidos solubles por refractrometria a 20.C (Brix)
Banano 27.0 Curaba 12.0 Durazno 17.25 Fresa 10.50 Guanábana 19.50 Guayaba 12.0 Limón 9.0 Lulo 9.0 Mamey 19.50 Mandarina 13.50 Mango 18.75 Manzana 15.0 Maracuya 18.0 Mora 9.75 Naranja 10.50 Papaya 15.0 Pera 15.0 Piña 15.0 Tamarindo 27.0 Tómate de Árbol
15.0
Toronja 12.0 Uva 18.0
3$5$*5$)2��R��Cuando el producto se elabore con dos o más concentrados de fruta, los sólidos solubles de la fruta en el producto están determinados por el promedio de los sólidos solubles aportados por las frutas constituyentes.
E�0,&52%,2/2*,&$6���� Q� P� 0� F�5HFXHQWR�GH�PLFURRUJDQLVPRV�PHVRILORV�J� �� ���� ���� ���103�FROLIRUPHV�WRWDOHV��� �� ��� �� ��103�FROLIRUPHV�IHFDOHV�J� �� ��� �� ��5HFXHQWR�GH�HVSRUDV�FORVWULGLXP�VXOILWR�UHGXFWRU�J�� �� ���� �� ��5HFXHQWR�GH�KRQJRV�\�OHYDGXUDV�J� �� ���� ���� ��� �
3$5$*5$)2����. Los concentrados de frutas que sean sometidos a proceso de esterilidad comercial, deben cumplir con la prueba de esterilidad: Incubar en sus envases originales dos (2) muestras a 3~ y dos (2) muestras a 55'C durante diez (10) días, al cabo de los cuales no deben presentar crecimiento microbiano No se permite la adición de conservantes en este tipo de productos.
�$57,&8/2����� De los aditivos
a. CONSERVANTES
Solamente se permite la adición de los siguientes conservantes en los concentrados no congelados de fruta. - Ácido benzoico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000mg/Kg expresado como ácido benzoico
- Ácido sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000mg/'Kg expresado como ácido sórbico.
Cuando se empleen mezclas de ellos, su suma no deberá exceder de 1.250 mg/'Kg
b. ANTIOXIDANTES
- Ácido ascórbico, de acuerdo con Buenas Prácticas de Manufactura (BPM)
Cuando se declare como vitamina C se debe adicionar mínimo el 60% de la recomendación fijada en la Resolución No 11488 de 1004.
$57,&8/2���. Sustancias no permitidas
En los concentrados de fruta no se permite la adición de sustancias y aditivos diferentes de los indicados en el articulo anterior. �3$5$*5$)2����� En los concentrados no se permite la adición de los esteres naturales para recuperar los aromas naturales de la fruta.
�3$5$*5$)2� ��� Sólo en los concentrados de naranja, mandarina y toronja se permite la adición de edulcorantes naturales, en niveles tales que al reconstituirlos con jugos, contengan un máximo del 5% de azúcar
�$57,&8/2������ Límite de defectos
En los concentrados de frutas se admite un máximo de 10 defectos visuales no mayores a 2 mm en 10g de muestra analizada.
�3$5$*5$)2��En los concentrados de fruta que tengan semilla blanda (fresa, banano o frutas que tengan semillas similares), se permitirá la presencia de dichas semillas.
$57,&8/2������Contenido máximo de metales pesados
0(7$/ 0$;,02
Cobre como Cu 10
Plomo como Pb 2
Arsénico como As 0.1
Estaño como Sn 150
��$57,&8/2���.- Denominación
Los concentrados de fruta se designarán con la palabra 'Concentrado de "seguido del nombre de la fruta utilizada en su elaboración.
3$5$*5$)2� ���� En el producto elaborado con dos o más concentrados de frutas se debe Indicar en los rótulos los nombres de las frutas utilizadas.
3$5$*5$)2��.- El concentrado de fruta podrá llevar en el rótulo la frase 100% natural solamente cuando al producto no se le agreguen aditivos, con excepción del ácido ascórbico. ��&$3,78/2�,9�'(�/26�1(&7$5(6�'(�)587$6�
$57,&8/2������De las características de los néctares de frutas.
Los néctares de frutas deben presentar las siguientes características a. ORGANOLEPTICAS
- Los néctares de frutas son líquidos libres de materias y sabores extraños - Deben poseer color uniforme y olor semejante al de la fruta.
b. FISICO-QUIMICAS 0tQLPR��
Sólidos solubles por lectura refractometrica a 20C (Brix) en % m/m.
10
Ph a 20 C
20.5
Acidez titulable expresa como ácido anhidro en % 0.2
c. MICROBIOLOGICAS
Las características microbiológicas de los néctares de frutas higienizados, con duración máxima de 30 días, son las siguientes:
n n M c Recuento de microorganismos Mesofilos/cm3 3 1.000 800 1 NMP coniformes totales/cm3 3 9 - 0 NMP coniformes fecales/cm3 3 <3 - 0 Recuento de esporas clostridium sulfito reductor/cm3 3 <10 - 0 Recuento de hongos y levaduras/g/cm3 3 100 200 1 Las características microbiológicas de los néctares de frutas higienizadas, con duración mayor de 30 días, son las siguientes: n n M c Recuento de microorganismos Mesofilos/cm3 3 1.000 300 1 NMP coniformes totales/cm3 3 <3 - 0 NMP coniformes fecales/cm3 3 <3 - 0 Recuento de esporas clostridium sulfito reductor/cm3 3 <10 - 1 Recuento de hongos y levaduras/g/cm3 3 100 100 1 �3$5$*5$)2��Los néctares de frutas que sean sometidos a procesos de esterilidad comercial, deben cumplir con la prueba de esterilidad siguiente: Incubar en sus envases originales dos (2) muestras a 32'C y dos (2) muestras a 35'C durante diez (10) días, al cabo de los cuales no deben presentar crecimiento microbiano. A estos néctares no se permite agregarles sustancias conservantes. Sólo si han sido fabricados con jugos, pulpas o concentrados conservados previamente, se permite la presencia de sorbato o benzoato en una cantidad máxima de 250 Mg. y de anhídrido sulfuroso en cantidad máxima de 60 mg/1.
�$57,&8/2���� De los ingredientes
El porcentaje mínimo de sólidos solubles de fruta para la preparación de los diferentes néctares, refrescos al Brix natural de la fruta, será el indicado en la siguiente tabla:
�7$%/$�1R��� 325&(17$-(�'(�)587$�(1�/26�1(&7$5(6�'(�)587$6
)587$� Porcentaje (%) mínimo de pulpa o jugo de fruta presente en el néctar masa/masas
Porcentaje (%) mínimo de sólidos solubles aportados por la fruta o la formulación del néctar
Albaricoque 18 1.44 Curaba 18 1.44 Durazno 18 2.07 Fresa 25 1.75 guayaba 18 2.34 Guanábana 18 1.44 Limón 10 0.6 Lulo 18 1.08 Mandarina 40 3.6 Mango 18 2.25 Manzana 18 1.8 Maracuya 15 1.8 Mora 18 1.17 Naranja 40 3.6
Papaya 25 1.75 Pera 18 1.8 Piña 30 3.0 Tamarindo 10 1.8 Toronja 30 2.4 Uva 20 2.4
3$5$*5$)2��Para el producto elaborado con dos o mas frutas, el porcentaje (%) de sólidos solubles de fruta en el producto final estará determinado por el promedio de los sólidos solubles aportados por las frutas constituyentes. La fruta predominante será laque mas sólidos solubles aporte a la formulación.
$57,&8/2����� De los aditivos
Se permite utilizar los siguientes aditivos:
a. CONSERVANTES
- Ácido benzoico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1000 mg/kg expresado como ácido benzoico.
- Ácido sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000 mg/kg expresado como ácido sórbico.
Cuando se emplean mezclas de ellos su suma no deberá exceder de 1.250 mglkg.
b. ESTABILlZANTES
- Alginatos de amonio, calcio, potasio y propilenglicol. - Carboximetil celulosa de sodio - Carragenina - Goma xantan - Pectina
Solo o en mezcla en cantidad máxima de 15 g/Kg.
c. COLORANTES
Se pueden utilizar los colorantes naturales de acuerdo con lo establecido en la Resolución No 10593 de 1985.
Únicamente para los néctares de guayaba y fresa se permite la adición de los colorantes artificiales establecidos en la resolución No 10593185, en cantidades no superiores a 15 m¡¡/I del producto listo para el consumo.
d ACIDULANTES.
- Ácido cítrico - Ácido tartárico - Ácido málico - Ácido tumárico
Limitados por Buenas Prácticas de Manufactura (BPM)
e ANTIOXIDANTES
- Ácido ascórbico limitado por Buenas Prácticas de Manufactura (BPM)
Cuando se declare como vitamina C en el producto, se debe adicionar mínimo el 60% de la recomendación fijada en la Resolución No 11488/84.���$57,&8/2������Sustancias No Permitidas
En los néctares de frutas no se permite la adición de:
- Aromatizantes artificiales - Almidón �3$5$*5$)2�� Se permite la adición de ésteres naturales cuando se fabncan a partir de concentrados de frutas. �$57,&8/2�����Limite de defectos.
En los néctares de fruta se admite un máximo de GLH]�defectos visuales no mayores de 2 mm en 10 Cm3�de la muestra analizada. En 100 cm3 del producto no se admiten la presencia de insectos o sus fragmentos.��$57,&8/2������El contenido máximo de metales pesados es
0(7$/� � PJ�.J�&REUH�FRPR� &X� ���3ORPR��FRPR� 3E� ��$UVpQLFR�FRPR� $V� ����(VWDxR�FRPR� 6Q� �����$57,&8/2�������Denominación
Los néctares de frutas se designarán con la palabra "Néctar de..." seguido del nombre de la fruta utilizada.
En el producto elaborado con dos o más frutas debe aparecer en el rótulo el nombre de las frutas utilizadas. Se permite la utilización de nombre de fantasía siempre y cuando aparezca en el rótulo la denominación anterior bien legible. Los néctares de frutas podrán llevar en el rótulo la frase 100% natural, solamente cuando al producto no se le agreguen aditivos, con la excepción del ácido ascórbico.
&$3,78/2�,9�'(�/26�5()5(6&26�'(�)587$6��$57,&8/2�����Condiciones para su elaboración.
Los refrescos de frutas deben elaborarse en condiciones sanitarias apropiadas, con frutas frescas, sanas y limpias.
�
$57,&8/2�������De las características de los refrescos de frutas.
Los refrescos de frutas deben presentar las siguientes características: a. ORGANOLEPTICAS:
- Los refrescos de frutas deben ser líquidos y deben estar libres de materias y sabores extraños - Deben poseer color y olor semejante al de la fruta. -
A estos refrescos no se les puede agregar conservantes en su elaboración, pero si han sido fabricados con Jugos, pulpas o concentrados previamente conservados, se acepta presencia de sorbato de potasio y benzoato de sodio en cantidad no mayor de 250 mg/kg Y anhídrido sulfuroso 60 mglkg.
�$57,&8/2������De los ingredientes:
El porcentaje mínimo de fruta agregado para la preparación de los refrescos, referido al Brix natural de la fruta, será el Indicado en la siguiente tabla:
TABLA No. 5 PORCENTAJE DE FRUTA EN LOS REFRESCOS DE FRUTAS
)587$� Porcentaje (%) mínimo de fruta masa/masas
Porcentaje (%) mínimo de sólidos solubles aportados por la fruta o la formulación del refresco
Albaricoque 8 0.64 Curaba 8 0.64 Durazno 8 0.92 Fresa 8 0.56 Guayaba 8 0.64 Guanábana 8 1.04 Limón 8 0.18 Lulo 8 0.48 Mandarina 8 0.56 Mango 8 1.0 Manzana 8 0.8 Maracuya 8 0.96 Mora 8 0.52 Naranja 8 0.72 Pera 8 0.80 Piña 8 0.80 Toronja 8 0.64 Uva 8 0.96
��3$5$*5$)2��Para el producto elaborado con dos o más frutas, el porcentaje (%) de sólidos solubles de frutas en el producto estará determina por el promedio de los sólidos solubles aportados por las frutas constituyentes. La fruta predominante será la que más sólidos solubles aporte a la formulación.
b. FISICOQUIMICOS.
��������������0,1,02� 0$;,02� � �� � �
- Sólidos solubles por lectura retractométrica a 2O"C (Brix) % m/m
10
- PH a 2O"C
4.0
- Acidez titulable expresada como ácido cítrico en %
0.1
c MICROBIOLOGICAS
Las características microbiológicas de los refrescos de frutas higienizados, con duración máxima de 30 días, son los siguientes.
n m M c
Recuento de microorganismos mesofilicos/Cm3
3 1.000 3.000 1
NMP coliformes totales/cm3 3 9 29 1
NMP coliformes fecales/cm
3
3 <3 - 0
Recuento esporas clostridium Sulfito reductor/cm3 3 <10 - 0
Recuento de hongos y levaduras/cm3 3 100 200 1
Las características microbiológicas de los refrescos de frutas higienizadas, con duración mayor de 30 días, son las siguientes:
n m M c
Recuento de microorganismos mesofilicos/Cm3
3 100 300 1
NMP coliformes totales/cm3 3 <3 - 1
NMP coliformes fecales/cm3 3 <3 - 0
Recuento esporas clostridium Sulfito reductor/cm3 3 <10 - 0
Recuento de hongos y levaduras/cm3 3 10 100 1
3$5$*5$)2�� los refrescos de frutas que sean sometidos a proceso de esterilidad comercial deben cumplir con la prueba de esterilidad comercial deben cumplir con la prueba de esterilidad así Incubar en sus envases originales dos (2) muestras a 32"C y dos (2) muestras a 55'C, durante diez (10) días, al cabo de los cuales no deben presentar crecimiento microbiano.
$57,&8/2����� De los aditivos:
Se permiten los siguientes:
a CONSERVANTES:
- Ácido benzoico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1.000 mg/kg expresada como ácido benzoico.
- Ácido sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1000 mg/kg expresada corno ácido sórbico.
Cuando se empleen mezclas de ellos su suma no deberá exceder de 1250 mg/kg b ANTIOXIDANTES.
- Ácido ascórbico limitado por Buenas Prácticas de Manufactura (BPM)
Cuando se declare como vitamina C en el producto, Se debe adicionar mínimo el 60% de la recomendación fijada en la Resolución No 11488/84.
c ESTABILlZANTES
- Alginatos de amonio, calcio, potasio y propílenglicol
- Carboximetil celulosa de sodio
- Carragenina
- Goma xantan
- Pectina
Solos en mezclas en cantidad máxima de 2 g/l
d. SABORIZANTES
Saborizantes natural artificiales.
e. COLORANTES
Se permite la adición de los colorantes artificiales establecidos en la Resolución No 10593/85en una cantidad no mayor de 30 mg/l.
f. ACIDULANTES
- Ácido cítrico - Ácido tartarico - Ácido málico - Ácido fumárico
Limitados por Buenas Prácticas de Manufactura (BPM)
$57,&8/2���.- Aditivos no permitidos
En los refrescos de frutas no se permite la adición de sustancias diferentes de las indicadas en el artículo anterior.
$57,&8/2�����. Limite máximo de defectos.
En los, refrescos de frutas se admite un máximo de diez defectos visuales no mayores de 2 mm en 20 cm3 de muestra analizada En 100 cm3 del producto no se admite la presencia de insectos o sus fragmentos. �$57,&8/2���. Contenido máximo de metales pesados. 0(7$/� � 0J�NJ�Cobre como Cu 5 Plomo como Pb 0.3 Arsénico como As 0.1 Estaño como Sn 150
$57,&8/2���. Denominación:
Los refrescos de frutas se designarán con la palabra "Refresco de.., seguida del nombre de la fruta utilizada. En el producto elaborado con dos o más frutas se debe indicar en el rótulo el nombre de las frutas utilizadas. �3$5$*5$)2��En el rótulo y la publicidad de los refrescos de frutas no pueden incluirse los términos natural o 100% natural.
&$3,78/2�9��'(�/$6�38/3$6�$=8&$5$'$6�'(�)587$6
��$57,&8/2���. Condiciones para su elaboración.
Las pulpas azucaradas de frutas deben elaborarse en cordicKJneS sanitarias apropiadas, a partir de pulpas o concentrados de frutas
�$57,&8/2���. De las características de las pulpas azucaradas de frutas:
a. ORGANOLEPTICAS
- Las pulpas azucaradas de frutas deben estar libres de materias y sabores extraños
- Deben poseer color uniforme y olor semejante al de la fruta
b. FISICO-QUIMICAS
MINIMO MAXIMO
sólidos solubles por lectura refracfométnca a 20 C (Bríx) en % m/m. 40
Contenido de fruta a su Bnx natural 60
Limite máximo de azúcar adicionado 40
pH a 2O"C 4.0
ANEXO C. BALANCE DE MATERIA
ANEXO D. MUESTRA DE CÁLCULOS
Para el procesamiento de 10kg de matas se tiene que:
gPlantagaptasHojas 85218521.010000 =×=
gPlantagaptasnoHojas 12781278.010000 =×=
gPlantagRaíz 2010201.010000 =×=
Una vez separadas las hojas aptas de planta se procede a permitir el drenado de
la savia amarilla.
mlkgHojasmldrenadaAloína
aptas6.566.0 ==
Estas hojas son pasadas a continuación la etapa de lavado en donde se retiran las
impurezas propias del cultivo y almacenaje.
ltkghojaagualtkgHojalavadodeAgua 79.915.1521.8 =×=
gkgHoja
purezasgkgHojasretiradaspurezas 30.1Im153521.8Im =×=
gpuerzasgaptasgHojaslavadasHojas 69.8519Im304.18521 =−=
A continuación se lleva a cabo el proceso de desinfección con el fin de poder
eliminar los microorganismos que aun se encuentran en la corteza.
ltkghojasoluciónltkgHojatefecdeSolución 79.915.1521.8tansin =×=
Ya que el hipoclorito de sodio comercial tiene una concentración de 5.25% se
debe llevar a cabo la dilución respectiva hasta 100ppm.
ltsoluciónlt
ohipocloritltsoluciónlt
ohipocloritltsoluciónltsodiodeoHipoclorit 018.0
0525.0
0001.0797.9=
×=
ltltltAgua 77.9018.079.9 =−=
Una vez se ha cumplido el tiempo en la etapa de desinfección se procede a
someterlas a una etapa de escaldado con el fin de poder inactivar las enzimas que
aceleran la degradación del gel.
ltkgHojaagualtkgHojaAguaescaldado 72.51071.6521.8 =×=
A continuación se lleva a cabo el proceso de extracción del gel mediante la
utilización de un deshidratador de rodillos a las condiciones seleccionadas
ggGel
gGelgHojagGelgHojaGel Aloínaextraido
Aloínaextraido 92.465096.056.08521 =××= ++
ggGelgHojagelCorteza Aloínaextraido 76.3868925.46508521 =−=+ +
Para asegurar que el tamaño de partícula sea uniforme y evitar taponamientos
posteriores en el proceso se homogeiniza la muestra y luego es pasada a través
de un tamiz que retiene parte del material que no cumple con las condiciones.
ggTortagGelGel aloínaextraidoaloínaextraido 28.395363.69792.4650 =−= ++
Luego se procede a la adición de carbón activado con el fin de eliminar la aloína
del gel
ggGel
activadogCarbóngGelactivadoCarbón aloínasextraido 26.31608.028.3953 =×= +
Luego se procede a separar el carbón del gel mediante filtración
gretiradogCarbóngCarbóngGelcarbónGel filtrado 66.375188.517)26.31628.3953(´ =−+=+
Para retirar los finos de carbón que no es posible retirar por filtración se agregan
tierras diatomáceas y se vuelve a filtrar.
ggGel
gTierrascarbóngGelsdiatomáceaTierras filtrado 51.3701.066.3751 =×+=
ggTierrasgTierrasgGelGel carbónconfiltradoadodesaloiniz 34.374584.43)51.3766.3751( =−+=
Con base en los ensayos realizados se adicionan los ácidos en las proporciones
seleccionadas con el fin de estabilizar químicamente el gel y bajar el pH.
ggGel
gAcidogGelAscórbicoAcido 71.40125.034.3745 =×=
ggGel
gAcidogGelCitricoAcido 12.140375.034.3745 =×=
gCitricogAcAscórbicogAcgGelGel doestabiliza 16.3764.12.14.71.434.3745 =++=
ltltkg
kgGel doestabiliza 27.3835/98146.0
76.3==
Para la preparación de una bebida de maracuyá que contenga 18% de pulpa y
14°Brix se debe tener en cuenta:
ggBebida
gGelgGelBebida 442.4590
)18.01(
164.3764=
−=
ggGelgBebidaedulcoradaPulpa 006.1195)164.3764442.4590 =−=
La pulpa edulcorada requerida se prepara con base en pulpa de 8°Brix con adición
de fructosa.
ANEXO E. FORMATO DE LA PRUEBA HEDONICA
PRUEBA DE PANEL SENSORIAL BEBIDAS A PARTIR DE GEL ESTABILIZADO DE ALOE VERA
SEPTIEMBRE 7 DE 2004
Nombre: __________________________________________________________ 1. Apariencia general de la bebida
259 347Me agrada mucho Me agrada Me es indiferente Me desagrada Me desagrada mucho
2. Color
259 347Me agrada mucho Me agrada Me es indiferente Me desagrada Me desagrada mucho
3. Aroma 259 347Me agrada mucho Me agrada Me es indiferente Me desagrada Me desagrada mucho
Considera que el aroma del producto corresponde a:
259 347Sábila Fruta Ns/ Nr
3. Sabor 259 347Me agrada mucho Me agrada Me es indiferente Me desagrada Me desagrada mucho
Considera que el sabor de la bebida es:
259 347Dulce Acido Característico de la fruta Amargo
Observaciones: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Muchas Gracias por su colaboración
ANEXO F. ILUSTRACIONES DE PROCESO
Despencado Figura F1. Despencado planta de Aloe vera
Lavado y desinfección Figura F2. Lavado manual Figura F3. Lavado por aspersión
Escaldado Figura F4. Escaldado de las hojas
Extracción Figura F5. Abertura de la hoja Figura F6. Extracción por compresión
Homogenización Figura F7. Molino de martillos Figura F8. Homogenizador
Estabilización y Formulación Figura F9. Degradación del color del gel, Arriba gel sin estabilizar, abajo gel estabilizado Figura F10. Espectrofotómetro
ANEXO G . ANALISIS PRELIMINAR DEL MERCADO
ANTECEDENTES DEL PROYECTO
Actualmente, las bebidas con base en Aloe vera se comercializan en tiendas
naturistas y en forma personalizada, como una bebida medicinal y nutritiva. A
estas bebidas se le atribuyen otras propiedades como la de regular el
funcionamiento de sistema digestivo e inmunológico, además de ofrecer las
vitaminas, minerales y aminoácidos, necesarios para la realización de una
actividad física. Por esta razón este mercado potencial es en el cual se enfocan
las labores de mercadeo y publicidad.
La empresa pensada para la realización de este proyecto en Bogotá, se encargará
de producir bebidas con base en gel estabilizado de Aloe Vera (barbadensis
miller), las cuales serán distribuidas en presentaciones de 250 ml a un costo
inferior a las que se encuentran actualmente en el mercado. Se busca que el
producto sea adquirido por personas con buen nivel de ingresos, motivados por la
importancia de ingerir alimentos que ayuden a la regulación del organismo.
Además es posible suministrar el gel a las grandes empresas que actualmente lo
importan.
Los beneficios del Aloe vera son conocidos desde hace mucho tiempo y solo en
los últimos años se ha venido explotando a gran escala y han adquirido
reconocimiento por parte del público en general.
No se tienen conocimientos de plantas que contengan aminoácidos, vitaminas y
minerales en la misma proporción de la sábila, lo que implica que se deben tomar
cada uno individualmente para poder alcanzar todas sus propiedades.
DESCRIPCIÓN DEL NEGOCIO
Definición del negocio La empresa se encargará de la producción y comercialización de bebidas de
diferentes sabores fabricadas a partir de gel estabilizado de Aloe vera
(barbadensis miller), brindándole al cliente la posibilidad de tener acceso a todas
sus propiedades medicinales y terapéuticas de una forma rápida y económica,
aprovechando la actual y muy marcada tendencia de los consumidores a preferir
los productos naturales que mejoren su calidad de vida.
Ventajas Competitivas Menor precio: El producto puede ser elaborado con materias primas procedentes
de regiones aledañas a la capital, lo cual permitirá que tenga un costo inferior en
comparación con productos similares que actualmente están siendo importados.
Apoyo gubernamental: Al utilizar plantaciones de Aloe vera ubicadas en
municipios de Cundinamarca, Antioquia o la cuenca del río Magdalena como
fuente de materia prima, donde la gobernación está interesada en promover este
tipo de proyectos de desarrollo de alto valor agregado.
El mercado actual en el país está prefiriendo los productos naturales, por esto el
auge de los alimentos orgánicos, cultivados sin utilizar ningún tipo de agroquímico,
en esta misma tendencia se enmarca nuestro producto y sus características.
Know how: La estabilización del gel de Aloe vera no tiene un desarrollo en
Colombia y quienes han estudiado sus fundamentos a nivel mundial, no los dan a
conocer completamente, por lo que no es fácil realizarlo sin un conocimiento
profundo del tema, lo que requiere un largo tiempo e inversión.
Cadena de Valor Ya que en Colombia no existe un proceso organizado para la fabricación de este
tipo de productos se debe implementar la cadena de valor, partiendo por la
adquisición de las plantas de sábila a productores que se encuentren cerca de la
empresa, la cual se encargará de la obtención del gel, su estabilización y
tratamiento requerido para dar las características finales; a continuación se tendrá
que llevar a cabo la comercialización del producto mediante distribuidores tales
como tiendas naturistas, supermercados, almacenes de cadena, etc.
ASPECTOS DE MERCADO
Resumen de la investigación
Para la determinación de mercado que es posible abordar se procedió inicialmente
a realizar una extensa investigación en los grandes centros de información tales
como el DANE, Proexport e Internet, a continuación se visitaron los puntos de
venta de empresas que comercializan productos similares con el fin de conocer la
forma en que se comercializan, los volúmenes de ventas y el perfil de los clientes
que adquieren este tipo de productos.
Grupo objetivo del estudio Se visitó Forever Living Products Colombia ya que es la más grande en la
actualidad y a través de ella es posible conocer más a fondo el giro del negocio y
las condiciones del mercado nacional.
Resultados de la investigación
Exportaciones desde Colombia hacia el mundo.
De la investigación preliminar se obtuvo que hasta el año 2000 la fabricación
nacional de productos con base en aloe es nula según información del banco de
datos del DANE. A nivel nacional solo existe una pequeña compañía productora
de gel de aloe vera, pero puede asumirse que el consumo total proviene
únicamente de las importaciones de empresas multinacionales.
Según datos de la biblioteca de Proexport, la clasificación del Aloe vera y sus
productos se encuentra entre los demás jugos y extractos vegetales (ejemplo:
aloe, ginseng).
Las exportaciones de Aloe vera y sus derivados no parece ser significativa para la
economía nacional, ya que, para el año 2002, se registra un total de exportaciones
de los demás (partida arancelaria No.1302199000) por un valor de USD$28.992
(aproximadamente $82`000.000 colombianos) (figura G1) entre los que se
encuentra los productos del Aloe. Sin embargo, esta información no permite
determinar la cantidad real de productos de Aloe que son exportados.
Los reportes encontrados en la Comunidad Andina indican que en el año 2001
Colombia exportó USD$18.000 (aproximadamente $51`000.000 colombianos)
(tabla G1). Aunque la importancia de estos productos no es significativa, existen
pequeños productores que están comercializando el producto; de ahí la necesidad
de tecnificar los procesos de producción, ya que estos productos tienen gran
demanda mundial y Colombia puede incursionar en este mercado.
Gráfica G1. Exportaciones de jugos y extractos vegetales de Colombia hacia el
mundo
05000
1000015000200002500030000
Valo
r en
$USD
1997 1999 2001
Año
Tabla G1. Exportaciones mundiales de extractos vegetales desde Colombia hacia
el mundo.
Valores en $USD
1997 1998 1999 2000 2001 2002
Mundo 7000 1000 9000 2000 18000 28922 *
* Valor reportado por Proexport
En el mercado nacional se encuentran empresas distribuidoras de productos de
grandes multinacionales, como Forever Living Products (Colombia
www.forevercolombia.com) y Omnilife de Colombia, quienes comercializan el gel
de Aloe vera, entre otros.
Importaciones Colombianas desde el mundo.
La demanda de Colombia en el ámbito internacional tiende a la alza. De 1998 a
2001, se paso de importar 51 toneladas a 90 toneladas (figura G2), es decir en
cuatro años se aumentó la demanda en casi un 80%, esto es un dato importante,
porque se puede genera un proyecto de inversión de sustitución de importaciones.
Estados Unidos es el principal proveedor de este tipo de productos para
Colombia, el volumen tiende a ser constante (20 toneladas), pero en porcentaje de
las importaciones totales, se observa una disminución de 40% a 22% de 1998 a
2001 (Figura G2). Empresas como PROCAPS S.A. y COLGATE PALMOLIVE
importan gel de aloe desde Estados Unidos para la elaboración de sus productos.
El segundo proveedor para Colombia es Alemania, ha experimentado un
descenso bastante notable en sus exportaciones hacia Colombia, ya que en 1997
era el primer proveedor con 21 toneladas (23% de las importaciones totales) y en
el 2001 aparece con 11 toneladas (12%), MERCK COLOMBIA S.A. y JOHNSON
& JOHNSON DE COLOMBIA S A son empresas importadoras de este tipo de
productos desde Alemania.
Gráfica G2. Importaciones de extractos vegetales
0
50000
100000
kg
1997 1998 1999 2000 2001Año
Alemania
EstadosUnidosMundo
Tabla G2. Importaciones de extractos vegetales
1997 1998 1999 2000 2001
Mundo 89000 51000 60000 62000 90000
Estados Unidos 20000 20000 27000 20000 20000
Alemania 21000 16000 15000 11000 11000
La disminución de la participación en el mercado de Estados Unidos y Alemania
se debe al aumento en la participación de países Europeos como España, Italia y
Francia (figura G3) y de países suramericanos como Argentina, Chile y Brasil
(figura G4), quienes han aumentado su intervención en el mercado, dejando ver
que la tecnología para estos productos está a nuestro alcance.
Tabla G3. Importaciones de extractos vegetales de algunos países europeos
(valores en kg)
1997 1998 1999 2000 2001
España 3000 2000 2000 4000 9000
Francia 1000 2000 1000 3000 6000
Italia 24000 1000 2000 8000 8000
Total 28000 5000 5000 15000 23000
Gráfica G3. Importaciones de extractos vegetales de algunos países Europeos
0
5000
10000
15000
20000
kg
1997 1998 1999 2000 2001
AñoEspaña Francia Italia
Gráfica G4. Importaciones de extractos vegetales de algunos países
suramericanos
02000400060008000
1000012000140001600018000
kg
1997 1998 1999 2000 2001
AñoArgentina Brasil Tabla G4. Importaciones de extractos vegetales de algunos países suramericanos
(valores en kg)
1997 1998 1999 2000 2001
Argentina 4000 5000 7000 4000 9000
Brasil 12000 0 3000 6000 18000
Países como México y Suiza, tienen una pequeña participación; sin embargo no
es significativa.
DEFINICIÓN DEL MERCADO Los clientes inicialmente pueden ser personas, que vivan en las grandes ciudades,
de nivel socio-económico alto ya que en estos sectores existe la tendencia a
invertir en la prevención de enfermedades y mejora de la calidad de vida. También
se puede desarrollar la distribución con empresas que comercialicen productos
naturales y en almacenes de cadena.
Los productos serán distribuidos también como insumos para empresas que
involucren el Aloe vera en sus procesos.
Mercado Total Se estima que las personas que encajan en el perfil definido para los compradores
es aproximadamente el 7% de la población nacional estimada en el 2002 en
41’008.000 personas lo cual abre las posibilidades de abarcar un mercado
bastante grande.
Algunas empresas fueron identificadas como posibles clientes ya que incorporan
en sus líneas de producción insumos relacionados con el Aloe vera, a
continuación se relacionan algunas de estas:
Gillete de Palmolive.
Helena rubenstein.
Unilever Andino SA.
Laboratorio Inalin.
Laboratorio Recamier Ltda.
Laboratorio Basic Farm.
Fiamme SA.
Laboratorio Inali
Tendencias del mercado
El mercado muestra un fuerte aumento en el consumo de este tipo de productos,
evidenciándose un crecimiento cercano al 80% en las importaciones, en los
últimos años.
Definición de los segmentos
La segmentación del mercado será por regiones de esta forma se deberá trabajar
con líneas de producción para que se adapten a los distintos hábitos de consumo.
También se podrá producir para empresas según las especificaciones técnicas
requeridas por las mismas.
Nicho de Mercado
Actualmente existe un marcado interés en adquirir productos de esta naturaleza
pero los altos precios que se encuentran en el mercado han reducido en gran
medida el número de compradores. El bajo costo de este producto pretende
recuperar este sector del mercado y abrir la puerta a nuevos clientes.
Análisis del Consumidor o Cliente
Algunos elementos que inciden en la compra
El aumento en el consumo de productos orgánicos debido a la creciente
preocupación en la sociedad por la salud y el bienestar en cuanto a la
alimentación diaria.
La facilidad de adquisición del producto por precio y por puntos de distribución.
Análisis consumidor o cliente primario Como se mencionó con anterioridad se espera que los clientes sean personas que
vivan en las grandes ciudades y de nivel socio-económico alto por su marcada
tendencia a invertir en la prevención de enfermedades y mejora de la calidad de
vida.
Análisis DOFA del proyecto Debilidades
Tecnología en desarrollo.
No se poseen Certificaciones Internacionales de Calidad.
No se posee una gran variedad de productos.
Materia prima costosa.
Fortalezas
Productos de bajo costo comparados con otros encontrados en el mercado.
Las bebidas contienen el 100% del gel de Aloe vera.
Bajos costos de transporte.
Producto orgánico.
No se requiere una alta tecnología para obtener un producto de calidad.
Amplia experiencia en el manejo del proceso, a través de investigaciones
realizadas en los últimos años.
Amenazas
No existe un gran mercado establecido.
Sur América es un mercado que por el deterioro social y económico es
muy difícil penetrar o mantenerse en movimiento con precios por encina
de los que ofrecen otras compañías.
Cultivos poco tecnificados.
No existe conciencia de obtención de productos libres de agroquímicos
entre los cultivadores.
Oportunidades
Los otros productos en el mercado tienen un alto costo para el consumidor
final.
La posición geográfica de los competidores aumenta el valor del producto
por el transporte, con relación a una empresa que se encuentre en
Colombia.
Una marcada tendencia por parte del consumidor de adquirir productos con
características ecológicas y orgánicas.
Otros productos en el mercado diluyen el gel disminuyendo sus
propiedades y beneficios.
Suelos ricos en nutrientes y variedad de climas.
Facilidad para cubrir nuevos mercados por medio del Acuerdo de Libre
Comercio para las Américas.
Estrategias
Producir a bajo costo para que el producto terminado sea más accesible
para el consumidor.
Capacitar a los cultivadores para que las pencas de sábila sean óptimas
para el proceso.
Desarrollar los productos a partir de cultivos orgánicos.
Ampliar el mercado establecido incentivando a los consumidores
(publicidad).
Aumentar la línea de productos para ofrecer al cliente una mayor variedad.
Trabajar con estándares de calidad óptimos con el fin de poder competir en
el mercado internacional
Análisis de la Competencia
Principales competidores Entre los principales competidores se encuentran Biosabila y Forever Living
Products ya que son los que operan con mayor fuerza en el territorio nacional, sin
embargo hay que tener en cuenta las otras empresas ya que la mayoría se
encuentran en América, lo cual las hace potenciales competidores.
Bio sabila
Empresa: Bio Sábila EAT. Ubicación: Vereda Canoas, Guarne, Colombia
En la actualidad cuenta con 5 empleos directos y 80 indirectos, además tiene
proyectos en cuanto a la siembra de penca sábila con el Municipio de Guarne.
Bio Sábila en asocio con el Municipio de Guarne, viene ejecutando un proyecto
con comunidades campesinas que consiste en cultivar en el Oriente Antioqueño,
especialmente Guarne, parcelas de 100 a 1000 plantas por cada familia. La
empresa tiene en el mercado nacional 11 productos, entre ellos el Jugo de la
Penca Sábila. Sus ventas mensuales son de 10’000.000 de pesos en el mercado
nacional, los productos están ubicados en: Montería, Barranquilla, Tulúa,
Cartagena, Medellín, Bogota y Pereira.
Forever Living Products
Productos: Aloe Vera Gel, Aloe Berry Nectar (jugo de arandano y manzana dulce),
Aloe Bits n’ Peaches (bebida de sábila con sabor a durazno, contiene trocitos de
sábila). Presentación (¼ y 1 litro).
Posee plantaciones de Aloe en Harlingen-Texas, Filipinas y en algunas islas del
Caribe. Tiene camiones especiales para el transporte de la hoja desde los
campos de Harlingen hasta la empresa ubicada en Misión, TX. La planta posee
capacidad para procesar 24000 litros de Aloe a la vez, el producto es envasado en
una planta ubicada en Dallas; cuya capacidad y producción asciende a 65000
frascos y 40000 botellas por turno. Posee una gran red de distribuidores en los 5
continentes. La compañía fue clasificada por la revista INC como la sexta
compañía del país en cuanto al ritmo de crecimiento y por la Revista Venture en el
lugar 28 entre las 100 compañías del mundo con mayor crecimiento durante los
últimos diez años. Sus ventas totales durante el año 1995 ascendieron a
1.115.000.000.000 dólares. (1.115 billones de dólares) “, según el Neil Stevens en
el libro ALOE VERA, 1997.
Aloe Vera Jaumave
Ubicada en Jaumave, Tamaulipas, México y se encuentra en el mercado desde
1989, Miembro del Internacional Aloe Science Council, Inc., Aloe Vera de
Jaumave, cuenta con la certificación internacional que esta organización confiere
como garantía de calidad en sus productos.
Venaole
Ubicada en Venezuela. Es una empresa que elabora materias primas naturales
para la industria farmacéutica, cosméticos, alimento é insumos agrícolas. La
producción se destina al mercado industrial tanto al nivel nacional como la
exportación, no realiza ventas directas al consumidor, solo comercializa sus
productos en grandes cantidades para otras empresas.
Aloe Vera Canarias Fundada en 1997, posee plantaciones en Fuerte ventura, Tenerife y Las Palmas
de Gran Canaria, Posee una de las más modernas y seguras fábricas de producto
Aloe vera, situada muy próxima a las plantaciones, para garantizar la seguridad y
frescura en los procesos de fabricación. Surte de producto a granel y envasado
para las empresas Aloelixir (Islas Canarias) y Area Task Force (España península
y Portugal
Aloe vera del Mayab Ubicada en Mérida, Yucatán, Municipio Mérida-México, Empresa comercializadora
y productora de hoja de penca sábila en sus diferentes presentaciones con cero
agroquímicos. Además, posee una agroindustria de transformación de la hoja de
penca sábila con algunos productos en el mercado llamada Aloe Sol.
TÁCTICAS DE GESTIÓN
Distribución
Se realizó una investigación con el fin de determinar las características de los
distribuidores de este tipo de productos, de la cual se determinó que el 90% de
estos establecimientos compran mercancía al detal o en unidades de empaque
con plazos hasta de 60 días con descuentos de 20% a 30%; existe un 10% de
tiendas naturistas.
Ventas
Existen principalmente dos estrategias de comercialización de estos productos:
Venta directa: Se lleva a cabo por medio de vendedores que reciben una
capacitación acerca de las bondades del producto con el fin de brindarle al cliente
el mejor servicio posible al cliente.
Venta en tiendas y almacenes: Los productos son distribuidos en almacenes de
cadena y tiendas naturistas para facilitar al cliente el acceso al producto.
PERFIL ECONÓMICO – FINANCIERO Plan Estimado de inversiones iniciales y futuras
Tabla G5. Plan de inversiones iniciales
INVERSION INICIAL
EQUIPO CAPACIDAD REQUERIDA COSTO
TANQUE LAVADOR 1,5 TON/DIA $ 2.145.000 CEPILLADORA 1.5TON/DIA $ 34.320.000
MESA DE INSPECCION 1,5TON/DIA $ 4.290.000 FILETEADORA 1,5TON/DIA $ 24.310.000
FILTRO DE PULPA 1,5TON/DIA $ 35.750.000 HOMOGENIZADOR 1,5TON/DIA $ 4.290.000
FILTRO DE CARBON ACTIVADO 1,5TON/DIA $ 24.310.000
ENVASADORA DE GEL 1,5TON/DIA $ 5.000.000 COSTO TOTAL EQUIPOS $ 134.415.000 INSTALACIONES $ 400.000.000 TOTAL INV INICIAL $ 534.415.000
La inversión de equipamiento tecnológico e instalaciones deberá hacerse al
comienzo del proyecto, ya que es fundamental para el desarrollo de la operación.
La capacidad de producción será de 1.5 toneladas diarias de gel.
Flujo de Caja Para la proyección de los flujos de caja se asume que en el año cero se realizará
la inversión inicial y en los años siguientes se aumentará la producción
gradualmente en un cinco por ciento anual hasta llegar a un 30% de la capacidad
instalada en el año cinco.
Grafica G5. Flujo de caja
-534
834
1762
2690
-94
-1100
-100
900
1900
2900
3900
0 1 2 3 4
AÑO
FLU
JO (M
ILLO
NE
S D
E P
ESO
S)
Como se observa en la gráfica anterior, en las condiciones establecidas para el
incremento de la producción la inversión se recupera en el año 2.
Tasa Interna de Retorno (TIR) y Valor Presente Neto (VPN). Tabla G6. Valor presente neto y tasa interna de retorno del proyecto
VPN (30%) 2604,8770VPN (50%) 1303,2481
TIR % 64 La tasa interna de retorno obtenida muestra que en primera instancia se puede
configurar una buena oportunidad de negocio, aunque un estudio más profundo
arrojaría una disminución de la misma, teniendo en cuenta que en este análisis
solo se han abordado costos en cuanto al proceso de producción.
ANEXO H. IDENTIFICACIÓN TAXONÓMICA
ANEXO I. CROMATOGRÁMA DE LA BEBIDA
