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Ingeniería Química – UNSA

30/12/2013

COMPORTAMIENTO DEL ALOE VERA COMO FILTRO SOLAR

Chávez Mayta Christian; Mena Mogollón Milene; Prieto Parisaca Alberto; Salhua Flores Igor; Sucari Carpio, José; Velásquez Ponce, Víctor Rodrigo. Facultad De Ingeniería De Procesos, Escuela De Ingeniería Química, Universidad Nacional De San Agustín, Arequipa- Perú.

RESUMEN Validar de manera experimental la capacidad fotoprotectora del aloe vera y comprobar el tipo de filtro solar presente en este gel. En la siguiente investigación se presentan las técnicas de extracción, espectrofotometría y colorimetría que se utilizaron para demostrar las propiedades fotoprotectoras del gel de aloe vera. Como resultado a partir de la Shinoda (Reacción de la cianidina)

[1]

muestra a prueba tuvo un viraje de

prueba de coloración de

es que se demostró la presencia de flavonoides ya que la color

rojo cereza característica de la presencia de

flavonoles. La prueba espectrofotométrica dio una buena capacidad absorbente en los rangos de longitud de onda de 320 a 400 nm teniendo una absorbancia de 1.74 a una longitud de onda de 395 nm.

Palabras clave: filtro solar, fotoproteccion, espectrofotometría, flavonoides, flavonoles, colorimetría, absorbancia.

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1. Introducción En la planta de Aloe vera se pueden encontrar diversos componentes como agua, enzimas, vitaminas, minerales, aminoácidos, y azúcares todos estos componentes juntos tienen una actividad antioxidante. Esta misma se debe a los polifenoles en este caso los llamados flavonoides.

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Las cuales no están comprobadas científicamente, debido a que existe discrepancia y continuas contradicciones en investigaciones del gel de aloe vera como filtro solar. [2] Es esta la razón por la cual se propone realizar diferentes pruebas demostrando el comportamiento de este gel como filtro. 1.2 Hipótesis

Es por estos flavonoides que el aloe vera puede ser considerado como un filtro biológico porque elimina los radicales libres de la dermis generados por la radiación solar, y químicos por la capacidad de absorber dicha radiación solar y cambiar su estructura molecular para evitar el daño en la piel. Para poder demostrar la presencia de flavonoides se utilizó una prueba colorimétrica llamada prueba de Shinoda, y para poder demostrar la absorbancia de este gel se utilizó una prueba fotométrica en la cual se realizara una barrido espectral y se determinara la longitud de onda a la se tendrá la máxima absorbancia entre los rangos del ultravioleta A (320 a 400 nm).

1.1 Problema: En la región de Arequipa se encuentra una cantidad considerable de cultivos de sábila, siendo esta la principal fuente del gel de aloe vera el cual es conocido por sus diferentes propiedades en la medicina natural; este gel posee características fotoprotectoras.

El gel de aloe vera deberá presentar una característica fotoprotectora ya que presenta en su composición química polifenoles en los porcentajes del 0.1 al 0.3 % [3] y estos a su vez presentan flavonoides que sirven como antioxidantes que tienen el efecto de eliminar los radicales libres que son generados por la radiación solar[4] . Los extractos deben tener las características de filtro solar, es decir, han de presentar una absorción de la radiación UV-A que oscile en el rango 320-400 nm[5] , han de ser estables y presentar buena absorbancia en las condiciones normales de uso y fabricación de cosméticos siendo compatibles con los excipientes y el material de acondicionamiento de los productos utilizados en las líneas solares. Además el principio activo de los flavonoides actuara frente a la incidencia de los rayos UV [6] generando una capa protectora que podrá ser degradada por nuestro organismo en forma de un compuesto atoxico para la melanina componente de la piel.

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2.2 Determinación de la absorbancia del aloe vera

2. Métodos y experimentación  Equipo y Materiales  Espectrofotómetro S54t-UV  Balanza analítica  Material de vidrio  Fiola de 100ml  2 Vasos de precipitados  Matraz Aforados  Jeringas de 5 ml  Cubetas de cuarzo  Guantes quirúrgicos  Insumos y reactivos  Agua Destilada  Gel de Aloe vera  Alcohol Isopropilico  Virutas de magnesio  HCl cc

2.1 Extracción de aloe vera 

Hacer un Tratamiento previo de las hojas de sábila mínimo 8 horas, con el fin de eliminar el exceso de iodo, una vez eliminado completamente se hará la extracción  Con cuidado cortar la sábila sacando la primera capa de la hoja y proceder a la extracción manual  Con ayuda de una cuchara sacar la parte cristalina  Licuar de tal manera que se destruyan todos los trozos de aloe. Almacenar el gel extraído en frascos ámbar con el fin de que la luz no dañe las propiedades del gel.

a) Calibración del espectrofotómetro  Introducir en el espectrofotómetro una celda de cuarzo con agua destilada para calibrar el blanco el cual marcara en el espectrofotómetro una absorbancia de cero. b) Preparación de soluciones a diferentes concentraciones 

Preparar 6 soluciones de 100 300 500, 1000, 3000, 5000 ppm Introducir en la celda de cuarzo las diferentes soluciones y medir la absorbancia dentro del la longitud De los rayos UV-A l.



2.3 Método de identificación de flavonoides por el ensayo de Shinoda (análisis cualitativo colorimetrico).     

En un matraz Erlenmeyer poner una disolución de aloe vera 10 ml. Introducir virutas de magnesio Añadir unas gotas de HCl concentrado aproximadamente 1 ml. Se procede a una breve agitación. Observar el cambio de color a un rojo cereza, indicando la presencia de flavonoides.

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3. Resultados

3.1 Determinación de flavonoides presentes en una muestra del gel de aloe vera Utilizamos un método cualitativo de viraje de la muestra hacia un color rojizo

Figura N°1 viraje de color; demuestra que existen flavonoides en la muestra en este caso flavonoles.

3.2 Barrido espectral a diferentes concentraciones de muestras de aloe vera

Tabla Nº 1: niveles de absorbancia a diferentes concentraciones de muestras de aloe vera. Longitud de onda nm 320

Muestras 100 ppm 0.37607259

300 ppm 0.68797213

325

0.36319512

0.57882489

330

0.36656104

335

0.35875131

340

0.35712098

345

0.35400455

350 355

500 ppm 1.56241914

1000 ppm 0.82705397

3000 ppm 1.59925851

5000 ppm 1.719577147

1.5476123

0.82269654

1.59270196

1.662981312

0.56438191

1.4787767

0.81623203

1.49148457

1.684100182

0.54665241

1.39874593

0.80812932

1.44814171

1.647695233

0.52543806

1.2688655

0.79842057

1.47574504

1.611290285

0.50397025

1.17785578

0.78690275

1.40752637

1.574885336

0.34971874

0.47782558

1.04476433

0.77369299

1.38149833

1.538480388

0.33600893

0.45285411

0.9564578

0.75468036

1.30312154

1.502075439

360

0.33287004

0.42269051

0.84564332

0.73799673

1.27923059

1.465670491

365

0.31503101

0.39624995

0.73422132

0.72189179

1.21967607

1.429265542

370

0.31000781

0.3711759

0.6244557

0.70179292

1.16458559

1.392860594

375

0.2894908

0.34577798

0.5998889

0.68302892

1.09265734

0.835564525**

380

0.2829073

0.32440293

0.5987777

0.66541778

1.0476915

1.320050697

385

0.27127516

0.30484336

0.52344466

0.64820013

0.98832687

1.283645748

390

0.25429766

0.29062471

0.52555667

0.63028713

0.94994774

1.2472408

395

0.24073733

0.2778818

0.5123454

0.61742489

0.88831296

1.735851341*

400

0.22121686

0.26728141

0.51233445

0.60396387

0.85617847

0.944430903

*Punto de alta absorbancia ** Punto de menos absorbancia .

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En la tabla Nº 1 se muestra los diferentes niveles de absorción en función a la concentración, donde el mayor pico de absorción es una longitud de onda de 395 nm.

Grafica n°2: barrido espectral a diferentes concentraciones de muestras de aloe vera.

λ = 395 nm A = 1.74

λ = 395 nm A = 1.74

Grafico n°2 : espectrograma 1; curvas formados a través de la tabla N°1 del resultado expresados por el espectrofotómetro S54t UV-VIS; el cual nos muestra gráficamente el pico más alto en la curva 6 que tiene la mayor concentración

4. Discusión de Resultados 4.1 Comparación entre los resultados y las teorías Identificación de Flavonoides Se determinó mediante un ensayo analítico colorimétrico la presencia de flavonas y flavonoides, por el viraje a rojo de la muestra por el método de Shinoda. Donde nos indica la presencia de antioxidantes presentes en el gel de aloe vera. Absorbancia del gel dentro de la longitud de onda de la radiación UV-A. Se observa comportamientos extraños en la curva 4 y 6 debido a las características del gel. En la curva 4 se presenta una severa anomalía donde la absorbancia disminuye a pesar que es una concentración alta a causa de la falta de homogeneización de la muestra

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Grafico N° 3. Curva 4 a concentración de 1000 ppm, absorbancia vs. Longitud de onda

En la curva 6 sepresenta el máximo pico de absorbancia el cual es 1.740 en una longitud de onda de 318 nm. Esto nos indica la longitud de onda a que trabaja el flavonoide propio del aloe vera, y a la cual la muestra absorbe la radiación UV-A. Indicando así su mayor capacidad de absorción.

Grafico N° 4. Curva 6 a concentración de 5000 ppm, absorbancia vs. Longitud de onda.

La curva de concentración de 5000 ppm presenta un declive el cual puede ser ocasionado por la presencia de otros componentes, que empiezan a afectar el carácter absorbente del gel de aloe vera. A mayores concentraciones se puede observar mejor comportamiento del aloe vera como filtro químico.

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El aumento de concentración en las muestras trae consigo el aumento de sólidos en suspensión, los cuales interfieren en el rayo de incidencia que atraviesa la celda de cuarzo, por lo tanto da como resultado una transmitancia menor, y aumenta la turbidez

Grafico N° 5. Representación grafica de la celda dentro del espectofotometro.

La concentración de las muestras de las curvas 1, 2 y 3 son tan diluidas que presentan una muy baja absorción por lo tanto no protege de la radiación a dichas concentraciones.

4.2 Contradicciones en los resultados y su explicación    

El gel de sábila a extraer deberá provenir de una planta madura (1año). Utilizar celdas de cuarzo debido a que las celdas de otros materiales pueden absorber radiación UV. Dificultando la lectura de absorbancia y alterando los resultados. Esperar que Caliente la lámpara de deuterio del espectrofotómetro Eliminar cantidades importantes de aloína

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5. Conclusiones y Recomendaciones

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

5.1 Conclusiones 









Se logró demostrar experimentalmente mediante una prueba de barrido espectrofotométrico, que el gel de aloe vera absorbe radiación UV-A (320-400 nm) a concentraciones mayores de 1000 ppm Se observó en el espectrograma la máxima absorbancia de 1.735 en la curva de 5000 ppm en una longitud de onda de 395 nm, dando un resultado muy favorable del gel de aloe vera para futuros usos como filtros químicos. Mediante el ensayo de Shinoda, se logró identificar la presencia de flavonoides los cuales actúan como antioxidantes. Se comprobó que el gel de aloe vera cumple como filtro biológico y químico, biológico debido a que captura radicales libres y químico porque absorbe los rayos ultravioleta Se pudo confirmar que las teóricas que describen al aloe vera como filtro químico y biológico son ciertas, desmintiendo a las teóricas q decían lo contrario.

5.2 Observaciones 





Al realizar el extracto del gel de aloe vera se debe hacer un debida homogeneización en la práctica espectrofotométrica se recomienda el uso de celdas cuarzo debido a que las celdas de plástico y las de vidrio tiene la propiedad de absorber radiación , pudiendo alterar el resultado de nuestra lectura provocando lecturas erróneas El gel de sábila a extraer deberá provenir de una planta madura.

 

Utilizar celdas de cuarzo debido a que las celdas de otros materiales pueden absorber radiación UV-A. Dificultando la lectura de absorbancia y alterando los resultados. Esperar que Caliente la lámpara de tungsteno del espectrofotómetro. Eliminar cantidades importantes de aloína

5.3 Recomendación 





Se recomienda buscar técnicas de extracción de flavonoides para poder hacer una lectura más directa de absorbancia del compuesto en el espectrofotómetro. Identificar la presencia de flavonoides por espectrofotometría infrarroja por determinación de estructuras químicas (grupos funcionales) Hacer un método de cuantificación de flavonoides para saber su concentración total en el extracto natural.

6. Referencias [1] Dra. Carla Delporte V Guía de prácticas de farmacognosia 2010 Departamento De Química Farmacológica Y Toxicológica de la Universidad de Chile. https://www.ucursos.cl/faciqyf/2010/1/FBQI4109/3/m . [ Consultado el 17/12/2013]. [2] David Eisenberg, MD Director, Osher Institute Division for Research and Education in Complementary & Integrative Medicine Harvard Medical School http://www.naturalstandard.com/ [Consultado el 10/12/2013]. [3] G. M. Ferraro - Revisión de la aloe vera (barbadensis miller) en la dermatología actual. - Universidad de Buenos Aires http://www.scielo.org.ar/pdf/rad/v90n 4/v90n4a04.pdf [Consultado el 15/12/2013].

Ingeniería Química – UNSA [4]

[5]

[6]

S. Martínez-Flórez, J. González Gallego, J. M. Culebras – Los flavonoides: Propiedades y acciones antioxidantes. – Departamento de Fisiología, Universidad de León , España. http://www.nutricionhospitalaria.com/ pdf/3338.pdf [Consultado el 28/11/2013]. Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos (EPA) – EL SOL LA ULTRAVIOLETA Y USTED. http://www.epa.gov/sunwise1/doc/sun uvu_spanish.pdf [Consultado el 12/11/2013]. Ana Rugna *, Rafael Ricco, Alberto Gurni & Marcelo Wagner – Efectos de la radiación solar sobre la producción de polifenoles en ejemplares femeninos de Smilax Campestri Gribse – catedra de Fármaco Botánica, Departamento de Farmacología, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires . http://www.latamjpharm.org/trabajos/ 26/3/LAJOP_26_3_2_6_35N4VEQK 7W.pdf [Consultado el 1/11/2013].

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7. Anexos 

Análisis cualitativo de flavonoides - reaccion de la rutina

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