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Instituto Tecnológico Superior del Sur del Estado de Yucatán
Taller de Investigación II
ALOE VERA: AGENTE ANTIMICROBIANO
Presenta: Mónica Nacira Carrillo Buenfil
Asesores: David Orlando Cetz Paz Miriam Burgos Jiménez
Oxkutzcab, Yucatán a junio de 2011
Índice
Resumen……………………………………………………………………..1
Introducción…………………………………………………………………..2
Antecedentes………………………………………………………………...4
Justificación…………………………………………………………………10
Objetivos…………………………………………………………………….11
Materiales y Métodos……………………………………………………...12
Resultados y Discusiones…………………………………………………14
Conclusiones……………………………………………………………….16
Referencias…………………………………………………………………17
1
Resumen
Las plantas producen compuestos con propiedades antimicrobianas que pueden ser
empleadas en el control de diferentes enfermedades del hombre así como también en
productos hortícolas. Una de estas especies potenciales es el Aloe vera (Aloe barbadensis
Miller), el cual, crece de manera silvestre en casi toda la República Mexicana. Es una
planta que goza de gran prestigio en muchos lugares del planeta por sus conocidas
propiedades medicinales y estéticas. Pertenece a la familia de las liliáceas y crece
prácticamente en todo terreno. La planta de Aloe vera tiene aplicaciones tanto externas
como internas, así como propiedades regeneradoras de la piel, pues sirve para tratar
quemaduras por ácidos, el calor, exposiciones prolongadas al sol, etc.
Se han realizado distintas investigaciones a cerca de las propiedades que posee el Aloe vera
para el tratamiento de infecciones bactericidas. Se ha trabajado con hongos, levaduras,
bacterias, etc., para la búsqueda de su inhibición con el Aloe vera, gran parte de estas
investigaciones han dado resultados positivos, siendo esto de gran ayuda para el ser
humano.
En el presente trabajo se estudió la actividad antimicrobiana de un extracto acuoso del gel
de Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) en cinco concentraciones (10, 30, 50 y 70 mg/mL, y
etanol al 50%), mediante el sistema de ensayo de difusión de discos, con una mínima
cantidad de cepas del hongo Aspergillus niger en el medio de cultivo agar Sabouraud con la
intención de que este extracto inhiba el crecimiento del hongo. Los resultados indican que
sólo frente al etanol al 50% se obtiene una ligera actividad inhibitoria, al compararla con las
otras concentraciones estudiadas en donde la respuesta fue negativa. Estos resultados
permiten desestimar el uso del extracto acuoso del gel de Aloe vera como agente inhibitorio
sobre el hongo Aspergillus niger, pero no se descarta su actividad antimicrobiana para otros
organismos, de tal forma que se sugiere explorar más a fondo las propiedades de esta planta
teniendo como base diferentes especies de organismos y verificar en ellos sus efectos.
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Introducción
De alrededor de 400 especies de Aloe, se ha demostrado científicamente que son cuatro
tipos los que presentan mayores propiedades medicinales: Aloe barbadensis Miller, Aloe
perryi Baker, Aloe ferox y Aloe arborescens. No obstante, el Aloe barbadensis Miller es
considerada como la más utilizada en la medicina curativa y la más popular en el mundo
entero llamada comúnmente Aloe vera (Atherton, 1998).
El Aloe vera, conocido popularmente como sábila pertenece a la familia de las liliáceas,
originaria del norte de África e introducida en las Antillas y América tropical donde crece
en forma natural y se cultiva comercialmente (Esteva, 1981). Contiene más de 75 nutrientes
y 200 compuestos activos, incluyendo 20 minerales, 18 aminoácidos y 12 vitaminas
(Vander et al., 1986).
Físicamente se trata de una hierba carnosa de 50 a 70 cm de altura; las hojas agrupadas
hacia el extremo, de tallos con 30 a 40 cm de longitud, poseen el borde espinoso-dentado;
las flores son tubulares, colgantes, reunidas en espigas y sus frutos son capsulares.
Aproximadamente es a los tres años de edad cuando la planta ya es adulta y le sale una
espiga recta de mayor tamaño y terminado en una vistosa flor amarilla. (Roig, 1988).
Químicamente se caracteriza por la presencia de constituyentes fenólicos que son
generalmente clasificados en 2 principales grupos, Cromonas, como la aloesina, y
antraquinonas (libres y en forma de glicósidos), como la barbaloína, la isobarbaloina y la
aloemodína de la capa interna de las células epidermiales. Así como la presencia de
polisacáridos, glicoproteínas y aminoácidos en el gel incoloro e insípido de las células
parenquimales de las hojas de esta planta. Es una de las pocas especies que contiene
vitamina B12, además de A, B1, B2, B6, y C. (Roig, 1988).
La Sábila es una especie de gran importancia en la medicina natural e industrial; de sus
hojas se extrae una sustancia denominada aloína la cual es el principal componente de una
sustancia amarilla que la planta secreta como defensa para alejar a posibles depredadores
por su olor y sabor desagradables. También parece intervenir en el proceso de control de la
evotranspiración en condiciones de elevada insolación y sequía. Esta antraquinona es un
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veneno, laxante y abortivo, que se utiliza en preparados farmacéuticos. Se caracteriza por
ser una de las mayores regeneradoras de células que ha dado la naturaleza (Roig, 1988).
Lo más utilizado de esta planta son las hojas, donde se extrae la parte carnosa, mucílagos
incoloros e inodoros, conocidos vulgarmente por el nombre de cristal. Esta estructura
presenta acción cicatrizante, antiinflamatoria, protectora de la piel, además presenta
propiedades bactericidas, laxantes y agentes desintoxicantes. Por lo que esta planta ostenta
una amplia diversidad de aplicaciones terapéuticas. (Roig, 1988). Se ha confirmado que
estos cristales contienen vitaminas A, B1, B2, B6, C, E y ácido fólico. Además contiene
minerales, aminoácidos esenciales y polisacáridos que estimulan el crecimiento de los
tejidos y la regeneración celular. (Roig, 1988).
Para su cultivo, lo ideal es plantarla en la tierra. La Sábila, se reproduce por esquejes (hijos)
que salen en abundancia alrededor de la base de la planta adulta.
Los mohos del género Aspergillus causan el deterioro de muchos productos alimenticios, es
en especial el hongo Aspergillus niger el que se caracteriza por deformar y cambiar el
color de los cultivos afectados, dañando así la economía de las industrias que se dedican a
la venta de ciertos productos alimenticios. Basándonos en estos datos en el presente trabajo
se trabajara con un extracto acuoso de Aloe vera para tratar de inhibir el crecimiento de
dicho hongo y generar de esta forma una mayor calidad de vida al producto sin que este se
infecte.
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Antecedentes
Aloe vera
Su nombre genérico Aloe proviene del término árabe alloeh que significa “sustancia
brillante y amarga”, se le denomina también con el nombre de Sábila; ésta y otras variantes
se debe a la deformación del vocablo árabe Çabila que significa “planta espinosa”
(Martínez et al., 1996)
Clasificación botánica
El Aloe vera pertenece al reino Plantae; División: Magnoliophyta; Clase: Liliopsida;
Orden: Liliales; Familia: Liliaceaes; Género: Aloe; Especie: Aloe barbadensis Miller;
nombre común: Aloe vera (Castro, 2004).
Existen más de 400 especies (algunos autores indican que existen hasta 600 especies,
incluyendo a los híbridos), de las cuales una de las más beneficiosas para el ser humano es
el Aloe vera, también llamado Aloe barbadensis Miller.
Es una planta de hojas alongadas, carnosas y ricas en agua, alcanza una altura de 50 a 70
cm; las hojas están agrupadas hacia el extremo, con tallos de 30 a 40 cm de longitud,
poseen el borde espinoso dentado; Aproximadamente es a los tres años de edad cuando la
planta ya es adulta y le sale una espiga recta de mayor tamaño y terminado en una vistosa
flor amarilla (Martínez et al., 1996). Esta planta es xerófila, o sea, se adapta a vivir en áreas
de poca disponibilidad de agua y se caracteriza por poseer tejidos para el almacenamiento
de agua (Denius et al, 1972; Kluge et al, 1979).
Los sinónimos de mayor uso son: Zabira ( del árabe cabira), zábila, zadiba y pita zábila. En
portugués se ha encontrado que posee sinonimias como aloé y sábila (Denius et al., 1972).
Su origen se sitúa en el alto Nilo, Región del Sudan (Kluge et al., 1979).
La especie de Aloe vera es originaria del norte de África e introducida en las Antillas y
América tropical donde crece en forma natural y se cultiva comercialmente (Esteva, 1981).
En Asia se encuentran más de doscientas especies, en laderas soleadas y pedregosas. Son
particularmente abundantes en el Cabo de Buena Esperanza, en algunas provincias del
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litoral de la península Ibérica, en el sur de Estados Unidos de América, así como en el norte
de México, Centro América, Bahamas y en otras islas del Caribe (Atherton et al., 1998).
El Aloe vera posee una substancia liquida, amarga y amarillenta, llamada acíbar o aloína,
que se obtiene por escurrimiento del corte transversal de sus hojas, que la planta secreta
como defensa para alejar a posibles depredadores por su olor y sabor desagradables,
también parece intervenir en el proceso de control de la evotranspiración en condiciones de
elevada insolación y sequía. Esta antraquinona es un veneno, laxante y abortivo, que se
utiliza en preparados farmacéuticos. El acíbar se diferencia del gel, porque se extrae de la
pulpa de las hojas, y porque es cristalino y no tiene sabor. (Atherton et al., 1998)
Composición química
El gel de Aloe vera contiene alrededor de 98,5% de agua, es rico en mucílagos. Los
mucílagos se caracterizan por estar formados por ácidos galacturónicos, glucorónicos y
unidos a azúcares como glucosa, galactosa y arabinosa. También están presentes otros
polisacáridos con alto contenido en ácidos urónicos, fructosa y otros azúcares hidrolizables.
Químicamente se caracteriza por la presencia de compuestos fenólicos de gran poder
antioxidante, que son generalmente clasificados en dos grupos principales: las cromonas y
las antroquinonas.
Las cromonas son componentes bioactivos en fuentes naturales, se utilizan como
antiinflamatorios y antibióticos. Dentro de ellos podemos encontrar a Aloesin, también
denominada Aloeresin B (Dagne et al, 2000) y el Aloeresin A (Van et al, 1995).
Las antraquinonas son compuestos aromáticos polihidroxilados, que constituyen el
numeroso grupo de sustancias polifenólicas que conforman la base y la fuente de una
importante cantidad de colorantes. Las antroquinonas pueden encontrarse en la corteza y la
raíz de diversos géneros y especies de las familias: Leguminosas, Rubiáceas, Liliáceas.
Dentro de las antraquinonas se encuentran la Aloína llamada también Barbaloína
(Tschaplinsk et al, 2000); la Isobarbaloína y la Aloemodina (Rivero et al, 2002).
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Principales Componentes químicos del Aloe vera
Aloemitina: previene y controla la propagación de ciertas formas cancerígenas
Aloemodina: regula el funcionamiento de la mucosa intestinal
Aloeoleína: mejora úlceras duodenales y estomacales. Disminuye la acidez
Aloetina: neutraliza el efecto de las toxinas microbianas
Aminoácidos: interviene en la formación de proteínas
Carricina: refuerza el sistema inmune y aumentaría las defensas
Creatinina: resulta fundamental en las reacciones de almacenaje y transmisión de la
energía
Emolina, emodina, barbaloina: generan ácido salicílico de efecto analgésico y antifebril
Fosfato de manosa: agente de crecimiento de los tejidos con efecto cicatrizante
Minerales: calcio, magnesio, fósforo, potasio, zinc, cobre
Mucílago: actividad emoliente sobre la piel
Saponinas: antiséptico
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Propiedades medicinales
Se utiliza mucho en medicina tradicional como laxante, antiulceroso, antituberculoso,
analgésico y antiinflamatorio, entre otros usos.
Los estudios farmacológicos han confirmado sus efectos como cicatrizante de heridas y
quemaduras, laxante, antiulceroso, antiinflamatorio, analgésico y hepatoprotector (Waller et
al., 1978).
Además, se ha reportado la actividad antimicrobiana del jugo de las hoja fresca frente a
Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogens y Corynebacterium xerosis, y el jugo de la
planta seca es efectivo ante Pseudomonas aeruginosa y Proteusvulgaris. (Waller et al.,
1978).
Se han realizado ensayos clínicos exitosos con el Aloe vera como cicatrizante, fungicida,
antiinflamatorio y analgésico en uso externo (Waller et al., 1978).
Propiedades nutricionales y funcionales del Aloe vera
El Aloe vera contiene algunas vitaminas hidrosolubles como: tiamina (B1), riboflavina
(B2), niacina (B3), ácido fólico y ácido ascórbico (C); y entre las liposolubles las vitaminas
A y E (Lawless et al., 2000; Atherton, 1998). Algunas investigaciones sugieren que
también presenta trazas de vitamina B12, la cual es normalmente extraída de fuente animal.
La vitamina B1, ayuda al cuerpo a convertir los alimentos en energía
La vitamina B2, funciona en conjunto con otras vitaminas del complejo B y es importante
en el crecimiento corporal, la producción de glóbulos rojos y en la liberación de energía de
los carbohidratos.
La vitamina B3 convierte los alimentos en energía y la deficiencia de ella se traduce en la
enfermedad conocida como pelagra
El ácido fólico en la actualidad es de mucha importancia, pues se ha demostrado que la
ingesta de éste ácido previene las malformaciones congénitas del Sistema Nervioso Central
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La vitamina C ayuda al desarrollo de dientes y encías sanos, a la adsorción del hierro y al
mantenimiento del tejido conectivo normal, así como también a la cicatrización de heridas.
La vitamina E actúa como antioxidante natural, también desempeña una función
fisicoquímica en el ordenamiento de las membranas lipídicas, estabilizando las estructuras
de membranas (Pita, 1997).
La vitamina A ayuda a proteger la piel para que no se produzca erupciones cutáneas, acné y
psoriasis.
En cuanto a la presencia de minerales en Aloe vera, han sido identificados: calcio, fósforo,
potasio, hierro, sodio, magnesio, manganeso, cobre, cromo, cinc.
El Aloe contiene alrededor de 17 aminoácidos, los cuales fueron detectados cuando el
extracto de Aloe vera a estudiar se encontraba en estado fresco, donde el aminoácido
principal es Arginina representando un 20% del total de los aminoácidos (Waller et al,
1978).
Además presenta enzimas como la oxidasa, catalasa y amilasa (Rowe, 1941). La catalasa
integra parte del sistema antioxidante y es importante ya que su función es destruir el H2O2
generado durante el metabolismo celular (Céspedes et al, 1996).
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Propiedades antimicrobianas
Muchas de las actividades biológicas, incluyendo antiviral, antibacterial, han sido
atribuidas al Aloe vera, en particular a los polisacáridos presentes en él (Ni et al, 2004;
García et al., 2001). Las antraquinonas como la Aloemodina en general actúan sobre los
virus, lo que trae como resultado la prevención de la adsorción del virus y
consecuentemente impedir su replicación (Vander et al, 1986).
El acemanano es una sustancia producida por nuestro organismo hasta antes de la pubertad,
posterior a esta etapa del crecimiento, solo es absorbida a través de los alimentos. Su
presencia aumenta la resistencia inmunológica de nuestro organismo contra parásitos, virus
y bacterias causantes de enfermedades.
En Cuba se ha confirmado su efecto hepatoprotector y antiulceroso en modelos
experimentales de hepatitis3 y úlceras gástricas (Martínez 1996). Tanto el uso tradicional
de esta planta como algunos estudios farmacológicos y ensayos clínicos indican la posible
utilización de ésta como agente antimicrobiano.
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Justificación La pérdida de la calidad que algunas veces se produce en las frutas durante el tiempo que
media entre la cosecha y el consumo, puede deberse a cambios físicos, químicos,
enzimáticos o microbiológicos. Las consecuencias de la pérdida de calidad por acción de
los microorganismos suponen un riesgo para el consumidor debido a la posible presencia de
toxinas o microorganismos patógenos, además de las pérdidas económicas causadas por la
alteración. Es por eso que en este proyecto se trabajará con el hongo Aspergillus niger el
cual es uno de los principales causantes del deterioro de cultivos que median entre la
cosecha y el consumo, dañando gravemente a la economía. Se buscará inhibir el
crecimiento de este hongo con un extracto acuoso de Aloe vera de tal modo que de esta
forma se podrán salvar los cultivos y habrá menos pérdidas económicas. De igual manera
se buscará minimizará el uso de productos químicos y mejorará la calidad del producto para
nuestro consumo.
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Objetivos
Objetivo general
Evaluar las propiedades antimicrobianas del Aloe vera en el hongo Aspergillus niger
Objetivos específicos
Inhibir el crecimiento del hongo Aspergillus niger a partir del extracto acuoso del
Aloe vera
De haber inhibición, aplicar el extracto en plantaciones donde se presenta el hongo
y esperar resultados positivos.
.
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Materiales y métodos
Material vegetal
Las hojas de las plantas se recolectaron en el mes de Abril de 2011 en la ciudad de Tekax
Yucatán y fueron llevadas al laboratorio de Química General del Instituto Tecnológico
Superior del Sur del Estado de Yucatán.
En las hojas del Aloe vera, identificadas como tales, se efectuaron cortes transversales
dejando una distancia de una pulgada entre cada incisión; luego, se recolecto el gel que
rezumó de cada corte y se deposito en un frasco oscuro estéril de 50 mL a temperatura
ambiente. Las muestras fueron lavadas cuatro veces con agua purificada y de llave antes de
ser utilizadas.
Posteriormente se licuó el gel obtenido con la intención de dejarlo únicamente acuoso, de
tal forma se hiso una filtración utilizando un soporte universal junto con una pinza de dos
dedos y un embudo de cristal, se utilizó también papel filtro como y un vaso de
precipitados de 100 mL. en donde se deposito el extracto ya filtrado, de ahí se depositó la
muestra en un frasco ámbar previamente esterilizado y se mantuvo a una temperatura de
4°C.
Medios de cultivo
Se empleó un medio de cultivo enriquecido que garantizan el crecimiento vigoroso del
microorganismo: medio Sabouraud. Para este medio se empleo peptona de gelatina 2.5gr,
peptona de carne 2.5 gr, dextrosa 5gr, extracto de malta 5gr y agar- agar 7.5, la preparación
consistió en pesar las muestras en una balanza analítica y se fueron mezclando
cuidadosamente las sustancias con ayuda de una placa de calentamiento y un agitador
magnético dentro de un vaso de precipitados de 250 mL.
Se esterilizó el medio en autoclave a 121°C y una atmósfera durante 20 min.
Posteriormente, en medio estéril preparado con dos mecheros Fisher y limpiando la zona a
trabajar con etanol al 70%, se vació el medio Sabouraud en 12 cajas petri que
posteriormente se dejó a enfriar y fue metida a refrigeración.
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Resiembra
Las cepas del hongo Aspergillus niger utilizadas en el ensayo de actividad antimicrobiana
fueron facilitadas por el laboratorio de Química General del Instituto Tecnológico Superior
del Sur del Estado de Yucatán.
Para la resiembra se utilizó un asa de platino, y el trabajo se realizó en un área estéril con
ayuda de dos mecheros Fisher. Con el asa de platino se removió las cepas de la muestra y
se hizo un piquete en el centro del medio.
Se dejó en la incubadora por 72 h y se fue siguiendo su crecimiento.
Luego de verificar el crecimiento se hizo una nueva siembra en 5 de las cajas petri con el
agar Sabouraud.
Solución
Con el extracto así obtenido se procedió a preparar una solución. Para ello se emplearon
1000 mg de gel a los que se les agrego 10 mL. de etanol al 50% (antes preparado) para que
el gel se diluyera y se obtuviera una concentración de 100 mg/mL.
Discos con soluciones
Los discos de papel filtros se impregnaron con las diferentes concentraciones con 10, 30, 50
y 70 μL de la solución de Aloe vera y una solución de 20 microlitros del etanol al 50%. En
forma progresiva con ayuda de una micropipeta y puntas estériles. Una vez impregnados,
se colocaron en una caja petri sellada a temperatura ambiente, y se dejó secar en área
estéril.
Posteriormente y de igual forma en área esteril, con ayuda de una pinza de disección se
insertaron los discos de las diferentes concentraciones en las diferentes cajas petri y se
dejaron en la incubdora para esperar resultados.
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Resultados y Discusiones
Resultados
Trascurrido el tiempo indicado se procedió a efectuar la medición del diámetro de los halos
formados alrededor de cada disco, los resultados se pueden observar en la tabla de abajo.
Resultados
10 mg/mL Halos con un diámetro entre 4 y 6 mm de
crecimiento
30 mg/mL Sin inhibición en su crecimiento (< 6mm)
50 mg/mL Sin inhibición en su crecimiento (< 6mm)
70 mg/mL Sin inhibición en su crecimiento (< 6mm)
Etanol al 50% Halos con un diametro entre 6 y 8 mm
Los resultados obtenidos indican que el compuesto liofilizado de Aloe vera, en las
concentraciones utilizadas, no tiene efecto inhibitorio alguno sobre la mayor parte de las
soluciones presentadas, ya que no se evidenció halo inhibitorio frente a tres de las
soluciones (30 mg/mL, 50 mg/mL y 70 mg/mL). Frente al etanol al 50% y a la solución de
10 mg/mL se pudo apreciar una discreta actividad inhibitoria en la concentración. Sin
embargo esto se puede deber a que el etanol es antiséptico e inhibe el crecimiento.
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Discusiones
Los resultados obtenidos con el método utilizado no solo dependió de la actividad
intrínseca antimicrobiana del gel del Aloe vera sino también de otras variantes. Entre estas
destaca el coeficiente de difusión de los componentes de dicho gel en el medio, es decir que
los datos pueden variar.
En estudios posteriores se he asegurado que el gel tiene propiedades antibacterianas, tales
como los efectuados por Northway (1975) y Crew (1979). Gottshall (1975) estudio 28
especies de Aloe vera para demostrar la actividad de los derivados del gel contra
Mycobacterium tuberculosis y llegó a la conclusión de que solo las especies Aloe chinensis
y Aloe succotrina manifestaron esas propiedades inhibitorias.
Bruce (1975) encontró que el jugo pericíclico de un número de especies de Aloe, tenia
actividad antibacteriana particularmente contra bacterias Gram positivo y contra el bacilo
de la tuberculosis humana. Estos resultados fueron contrarios a los referidos por Gottshall
(1975)
Heggers et al (1979), examinaron dos productos comerciales preparados con gel de Aloe
vera, a diferentes concentraciones, para estudiar su acción antibacteriana contra diez
microorganismos y determinar la concentración inhibitoria para cada caso. Concluyendo
que uno de los productos demostró un marcado efecto bactericida cuando estaba constituido
en un 60% por gel de Aloe vera mientras que el otro producto resulto activo cuando tenía
entre el 80% y el 90% de gel de Aloe vera. Robson et al (1982), continuaron con estos
ensayos y usaron el más efectivo de los productos estudiados. Aplicándolos en pruebas in
vitro sobre 12 especies para determinar las concentraciones inhibitorias mínimas (CIM).
Ellos encontraron que en concentraciones del 5% menos del 60% y del 70 % tuvieron
efectos bactericidas para nueve especies investigadas (principalmente gran positivo).
Bacillus subtilis resulto presente a las concentraciones al 100% del gel.
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Conclusiones
El Aloe vera no inhibe el crecimiento del hongo Aspergillus niger.
En este caso los datos obtenidos no fueron positivos en relación a otros estudios. Pero es
la primera vez que se hace este tipo de pruebas empleando el Aloe vera en el Aspergillus
niger, de modo que no se descarta su actividad antimicrobiana en otros organismos.
Se recomiendan estudiar otros extractos de Aloe vera con el objetivo de determinar si las
diferentes formas farmacéuticas que se preparan por nuestra industria, a partir de diferentes
extractos, pudieran ser utilizadas como antimicrobianos.
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