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ARTÍCULO DE REVISIÓN
Potencial industrial del Aloe vera
Industrial potentialities of Aloe vera
María José Bonilla Bonilla, Luis Guillermo Jiménez Herrera
Facultad de Farmacia. Universidad de Costa Rica.
RESUMEN
El Aloe vera y los productos, como el gel, derivados de esta planta, tienen gran aplicación en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica; debido a la gran variedad de propiedades nutricionales y farmacológicas demostradas de esta planta, entre ellas se mencionan la inmunomoduladora, la cicatrizante, la gastroprotectora, la antimicrobiana y la antioxidante. El mercado mundial de los productos conteniendo Aloe se incrementa y se prevé un mayor crecimiento en los años siguientes; se puede asegurar la rentabilidad de los productos con este origen que se ajusten a las necesidades, exigencias y tendencias del consumidor actual. Se realizó una búsqueda automatizada de artículos científicos, utilizando las palabras clave, en las bases de datos (Proquest, Science Direct, Springer, EBSCO y otras) del Sistema de Bibliotecas e Información de la Universidad de Costa Rica. Se seleccionaron aquellos artículos más adecuados para clasificar la información que contiene este trabajo. Es importante conocer el proceso más adecuado del procesamiento del Aloe o un derivado de este, en una planta industrial que permita lograr el mejor aprovechamiento de este recurso natural y a la vez, el ofrecimiento de un producto final de calidad.
Palabras clave: Aloe vera; usos terapéuticos; procesamiento.
ABSTRACT
Aloe vera and the products derived from this plant like gel, have wide application in the food, cosmetics and pharmaceutical industries, due to the wide variety of proven nutritional and pharmacological properties such as immunomodulatory, scarring, gastro-protective, antimicrobial and antioxidant ones. The global market for products with Aloe is growing and further development is expected for the following years; so one can assure the profitability of products from this source that meet the needs, requirements and current consumer trends. A search for scientific articles was conducted using the keywords in the databases (Proquest, Science Direct, Springer, EBSCO and others) of the System of Libraries and Information at the University of Costa Rica. The most appropriate articles were selected to classify the information contained in this paper. It is important to know the right process of the Aloe processing or derivatives thereof, in an industrial plant that would achieve the best use of this natural resource and at the same time, a quality end product.
Keywords: Aloe vera; therapeutic uses; processing.
INTRODUCCIÓN
Desde 1935, cuando se publica, la que parece ser la primera publicación acerca de un uso medicinal de Aloe vera, en la que se evaluó su eficacia como tratamiento de la dermatitis causada por rayos Roentgen o rayos X.1,2,3 Actualmente continuan las investigaciones de las distintas propiedades farmacológicas que se le atribuyen al Aloe, las que incluyen acciones como antinflamatoria, cicatrizante y antimicrobiana, entre otras reconocidas como la de protector gástrico, antineoplásico, hipoglicemiante, hepatoprotector.4
En este trabajo se realiza la descripción botánica, de las propiedades fisicoquímicas y farmacológicas del Aloe vera. Se mencionan las generalidades sobre el procesamiento de la planta a nivel industrial con el propósito de proveer de información que puede servir de base acerca de las posibles ventajas y precauciones requeridas a la hora de fabricar un producto a base de Aloe vera. Se describen además sus propiedades farmacológicas las antinflamatorias, antibacterianas y cicatrizantes, entre otras, con el fin de orientar de manera integral el desarrollo de nuevas formulaciones a base de este producto.
MÉTODOS
Se realizó una búsqueda automatizada de artículos científicos, para ello se utilizaron las palabras clave y se buscaron artículos científicos en las bases de datos (Proquest, Science Direct, Springer, EBSCO y otras) del Sistema de Bibliotecas e Información de la Universidad de Costa Rica. Se seleccionaron aquellos artículos que se consideraron más adecuados para clasificar la información contenida en los sucesivos apartados.
DESARROLLO
DESCRIPCIÓN BOTÁNICA
El Aloe vera L. o Aloe barbadensis miller es una planta suculenta tipo cactus que pertenece a la familia Liliaceae y que crece comúnmente en climas tropicales,5 tiene un tallo corto y una altura promedio que va desde los 50 cm hasta los 70 cm cuando alcanza su madurez en cuatro o cinco años.6-8 Sus hojas suculentas dispuestas en roseta están compuestas por tres capas (figura 1), la externa, compuesta por la corteza o exocarpio que representa del 20 al 30 % del peso de toda la planta y es de color verde o verde azulado; la central llamada parénquima, también conocida como filete, pulpa o gel, la cual es transparente y tiene una matriz gelatinosa y fibrosa y representa del 65 al 80 % del peso total de la planta; y entre el exocarpio y el parénquima, ocupando toda la superficie interna de la hoja, se encuentran los conductos de aloína que son un grupo de canales orientados de manera longitudinal por donde circula el acíbar también llamado látex.9-13
COMPOSICIÓN
El gel está compuesto de agua, mucilagos y una variedad de compuestos.13-16 Entre esos compuestos se encuentran fenoles, como la aloína y la aloemodina; sacáridos (manosa, glucosa, fructosa, celulosa, glucomanano, acemanano, entre otros); vitaminas A, C y E y del complejo B; enzimas como la amilasa y la catalasa; minerales entre los que se encuentran el calcio, hierro y zinc; aminoácidos como la lisina, la cisteína y la glicina y ácidos grasos, entre otros.17-21
PROPIEDADES
Se atribuyen las propiedades del Aloe vera a la presencia de diversos azúcares contenidos en el gel de las hojas,8,15,22 entre las que se destacan la fructosa, el aloérido, la celulosa, los glucomananos neutros, los galactogalacturonanos, los glucogalactomananos, la arabinosa, principalmente, y también a la presencia de compuestos fenólicos como la aloína, el aloe emodina, la 4-hidroxialoína, el 5-hidroxialoína, los alanósidos A y B, las aloesinas A y B, las aloeresinas A y B y el 8-C-glucosil-7-o-metil-(s)aloesil.19,23,24
La mayor parte de las propiedades son producto de la sinergia de varios de esos componentes fenólicos y carbohidratos.5,23 Estas propiedades incluyen fomentar la cicatrización y proliferación celular, la actividad antifúngica, la antibacteriana y la antiviral, el efecto antinflamatorio y analgésico, el anticanceroso, el inmunomodulador, gastroprotector y otros.15,24-32
Estudios in vivo demuestran su capacidad de inhibir la inflamación, con un efecto dosis-dependiente; inclusive en la artritis inducida y muestran también una mejora en el proceso de cicatrización, lo que sugiere no tener acción relacionada con un mecanismo esteroidal.15,33-36
En cuanto a la acción antibacteriana, en el estudio de Martínez, Betancourt y Alonso se desestimó el potencial de acción antibacteriana del extracto acuoso liofilizado de Aloe vera en concentraciones entre 10 y 50 mg/mL mediante un ensayo de difusión de agar con una cantidad muy reducida de sepas: Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli y Pseudonomas aeruginosa y una sola levadura la Candida albicans. Se obtuvieron resultados solamente frente a Staphylococcus aureus y este fue una ligera actividad inhibitoria, para el resto de microorganismos no se encontró ningún tipo de respuesta.25,37,38
Sin embargo, se le podría otorgar importancia en el área de la dermatología y odontología ya su acción contra otros microorganismos como L. acidophilus y S. mutans, responsables del desarrollo de caries dental y enfermedad periodontal y de A. aggregatibacter, P. gingivalis y B. fragilis, causantes de la enfermedad periodontal, ya se ha probado.39
MECANISMOS DE ACCIÓN
Se ha comprobado que el Aloe vera debe su acción antinflamatoria a la inhibición de la cascada del ácido araquidónico; lo que se ha demostrado mediante el modelo de edema plantar inducido en ratas por carragenina, que los extractos acuosos de A. vera pueden inhibir la acción de la ciclooxigenasa y con esto la producción de prostaglandina E2.8,40-42
También es patente la estimulación de la actividad de los fibroblastos y de la proliferación de colágeno, lo que favorece la cicatrización y angiogénesis tras la aplicación tópica del gel de sábila.27,43
Por otra parte se ha demostrado que las antraquinonas naturales y los demás compuestos similares contenidos en la aloína tienen efectos antivirales en el herpes simplex tipos 1 y 2, varicela e influenza H1V-1. Asimismo en varios estudios se reconoce a las antraquinonas como los principales compuestos químicos que combaten directamente los virus y esto lo logran impidiendo la adsorción y la consecuente replicación del virus.13
El efecto antioxidante que se le confiere a la planta, se ha justificado por su alto aporte de micronutrientes esenciales, la comparación de la concentración de micronutrientes presentes en el extracto acuoso de Aloe vera y la naranja, la cual es conocida por el aporte que hace de los mismos se detalla en la tabla.
Estos componentes y otros como el ácido ascórbico o vitamina C, la vitamina E y diversos compuestos fenólicos, tienen la capacidad de reducir los radicales libres44 que desencadenan las reacciones de oxidación ligadas a una gran variedad de enfermedades y diversos padecimientos como el envejecimiento, enfermedades cardiovasculares debidas a la disfunción endotelial producida por estrés celular o estrés oxidativo, la diabetes mellitus y también la carcinogénesis.45
El efecto inmunomodulador del Aloe vera, se le confiere sobre todo a la presencia de acemanano, uno de los polisacáridos presentes en el gel de Aloe; sin embargo, un estudio demostró que se necesitan concentraciones muy elevadas de este para lograr la activación de los macrófagos, mecanismo de acción que se le confiere a esta propiedad farmacológica atribuida al Aloe, lo que sugiere la presencia de otro componente que a pesar de presentarse en pequeñas cantidades, puede ser el responsable de la activación de los macrófagos que lleva a generar óxido nítrico, secretar citoquinas como el Factor de Necrosis Tumoral-α, Interleuquina-6 e Interferón-γ.15,46-48
ESTUDIOS IN VIVO
La acción cicatrizante del Aloe vera fue evaluada en un doble estudio controlado, en el que un grupo de ratones icr los recibió en el agua de consumo normal (a una dosis de 100 mg/kg/día) y el otro grupo lo recibió de manera tópica al 25 %, ambos controlados contra un grupo que recibió, en el caso de la administración oral, el agua sin medicación y en el caso de la administración tópica, la crema también sin medicación. De modo que se concluyó que el Aloe vera es un agente cicatrizante efectivo por cualquiera de las dos vías de administración empleadas, pues en el primer grupo causó una reducción promedio de 62,5 % en el diámetro de la lesión y en el caso de la vía tópica, la reducción también fue significativa, de un 50,8 %.49
Su acción cicatrizante además fue comparada con la de algunos agentes antitromboxanos (una loxodamida y un lazaroide) en la cicatrización de quemaduras. Con el Aloe vera se obtuvieron resultados equiparables a los de estos agentes mencionados, de un 82 a 85 % de tejido sobreviviente, comparado contra el control.50
POSIBLES APLICACIONES
Según las propiedades antinflamatoria y cicatrizante del Aloe que se han evaluado, podría emplearse en dermatología en patologías como dermatitis y herpes zóster,51 como alternativa de tratamiento eficaz en la soriasis52 y podría emplearse también en odontología, por su posible trabajo de afecciones gingivales o postoperatorias.4 Debido al alivio que proporciona durante las crisis hemorroidales, podría dársele un uso en el área de proctología.53,54
Otros efectos que se podrían explotar, incluyen el aumento o la mejora de la absorción intestinal, su efecto inmunomodulador y antioxidante, entre otros;55-57 así como también otras aplicaciones descubiertas recientemente como es el uso del gel de Aloe vera en polvo como excipiente para formas farmacéuticas de liberación controlada.13,15
PROCESAMIENTO A NIVEL INDUSTRIAL
El mercado de productos derivados del Aloe vera se incrementó en los últimos años y se prevé que seguirá en aumento. Actualmente se estima un mercado global de veintisiete mil millones de dólares anuales, esto se debe en parte a la influencia del valor de productos cosméticos que contienen Aloe y que generan incrementos sustanciales en el valor de mercado de los productos finales vendidos; pero en general, en el mercado mundial hay una alta demanda de los productos de Aloe vera en todas sus presentaciones, solamente el comercio de materias primas de Aloe se estima en unos 180 millones de dólares. Aunque los números son imprecisos todavía, debido a que el Aloe no posee una clasificación arancelaria propia y cuenta con una en la que se incluyen saborizantes y extractos de varias plantas, por lo que no puede determinarse en forma fehaciente su valor de transacción.58
EL uso de productos derivados del Aloe implica, con frecuencia, el tratamiento del material proveniente de la planta por medio de calefacción, deshidratación o molienda. Esos procesos pueden afectar de manera irreversible los componentes bioactivos, entre ellos polisacáridos y compuestos antioxidantes, lo que puede provocar cambios en las propiedades bioquímicas de los productos.59
Como se ilustra en el diagrama (figura 2), el proceso común que lleva la producción de gel de Aloe se da comúnmente de la siguiente manera:13,60,61
1. Se inicia con el lavado de las hojas recibidas en la planta con agua y con soluciones bactericidas.
2. Posteriormente se remueve el gel y se separa de la corteza por medio del fileteado. El método más utilizado es la separación manual que consiste en realizar cortes manuales a la hoja fileteando el gel con un cuchillo a partir de 2,5 cm sobre la base y abarcando todo el extremo superior y las partes laterales, el gel se licua con aspas de acero. A pesar de necesitar mayor mano de obra, es el método que ofrece mejores resultados y por esto se le da mayor uso.
3. Seguido de esto se da la molienda en la que los filetes del gel se homogenizan por medio de un triturador comercial de alta velocidad, esto se hace a temperatura ambiente (25 ºC), por lo que se recomienda moler por un periodo de 10 a 20 minutos, ya que entre más largo es este proceso, mayor es el oscurecimiento del gel debido al pardeamiento enzimático.
4. Por medio de la adición de enzimas pectolíticas se realiza la estabilización para conservar los compuestos con actividad biológica, como los polisacáridos que cuentan con una mayor presencia e importancia. Esta estabilización se puede lograr con la adición de estas enzimas a 50 ºC por periodos de veinte minutos.
5. Una vez realizada la estabilización, se lleva a cabo la filtración. Este proceso influye también en la estabilidad del gel y en este se logra además separar partículas del producto por medio de la sedimentación de ellas.
6. Después de esto, se adiciona vitamina C o ácido ascórbico con el fin de evitar el pardeamiento y mejorar el sabor del jugo. Se realiza un ajuste del pH hasta 3,0 o 3,5 mediante la adición de ácido cítrico.
7. Se realiza en vacío una desaeración del gel líquido, para eliminar el oxígeno atrapado en forma de burbujas y evitar la oxidación del ácido ascórbico, asimismo se mejora la vida útil del gel.
8. La pasteurización se puede realizar según el proceso HTST a 85-95 ºC evitando el mal sabor y la pérdida de actividad biológica.
9. Posterior a esto se enfría de manera súbita hasta 5 ºC durante diez a quince segundos, esta etapa es fundamental para garantizar la actividad biológica del gel.
10. Por último se procede a envasar en vidrio o plástico el gel de Aloe.
CONCLUSIONES
Los resultados que derivan de las investigaciones con Aloe vera, en sus diferentes aplicaciones, pueden emanar en el desarrollo de productos a base de esta planta como una alternativa farmacológica para enfermedades que involucren procesos inflamatorios, infecciosos o de pérdida de tejidos de la piel y las mucosas.
El incremento en los últimos años en el mercado del gel y otros productos derivados del Aloe vera, hacen de esta planta una materia prima atractiva tanto para la industria cosmética como farmacéutica y es por esto que es necesario conocer tanto el manejo que debe dársele a la planta o a su gel en una planta industrial, como las actividades biológicas de esta para poder orientar cualquier tipo de formulación o diseño de un nuevo producto.
En la actualidad hay conocimientos que permiten garantizar la calidad de los productos derivados del Aloe, aun así se deben hacer más investigaciones con el fin de aumentar la eficiencia de los procesos que garanticen la calidad de los productos intermedios y finales.
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean agradecer al Posgrado de Farmacia por el espacio en el curso PF-5221: Técnicas de Investigación, de la Maestría en Análisis y Control de Calidad de Medicamentos de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Costa Rica, que permitió el desarrollo de este artículo de revisión bibliográfica.
DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran que no existe ningún conflicto de interés que pueda afectar la credibilidad del presente artículo de revisión bibliográfica. Además que no se contó con financiamiento por parte de terceros durante la realización del presente artículo de revisión bibliográfica.
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Recibido: 5 de agosto de 2015
Aprobado: 20 de septiembre de 2015
Luis Guillermo Jiménez Herrera. Facultad
de Farmacia de la Universidad de Costa Rica.
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