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MS – AA – 98 La piña que cura; la bromelina para prevenir enfermedades


Categoría: Medio Superior (Preparatoria)
Área de participación: Ciencias Agropecuarias y de Alimentos

Equipo: La piña que cura; la bromelina para prevenir enfermedades.

Miembros del equipo:
Gabriela Eugenia Álvarez Reynoso
Regina Legorreta Garnica
Michelle Salazar Rodríguez

Asesor: Raquel Chávez Lagarda

Escuela: Colegio Baden Powell

Resumen

Este proyecto busca procurar la salud de las personas previniendo problemas digestivos, debido a que las propiedades contenidas en la enzima bromelina de la piña, contribuyen a la ingesta de nutrientes en alimentos, así como minimizan el dolor en articulaciones. Las propiedades de la bromelina sobre las proteínas permiten identificar la enzima como una buena opción para prevenir problemas digestivos y algunas enfermedades causadas por el exceso de colesterol que derivan en problemas coronarios. Se hicieron pruebas del efecto de la bromelina sobre proteínas como el huevo, la leche y proteínas animales, lo que permitió corroborar el efecto en el sistema digestivo. A través de estas primeras indagaciones se encontró que la bromelina es una enzima que puede tener diversas aplicaciones y es de fácil acceso. Una forma sencilla de ingerir la bromelina esta propuesta en este trabajo a través del consumo de gomitas, ya que la grenetina es el medio para poder tener a la mano la enzima sin necesidad de buscar un conservador o tener siempre el jugo de la piña a la mano.

 

Pregunta de Investigación

¿Qué hace que la bromelina sea considerada una sustancia útil para la salud? ¿Qué usos se le dan a la piña, además del alimento?

Planteamiento del Problema

México se enfrenta actualmente a  problemas de salud pública derivados de la mala alimentación, el ritmo de vida y los malos hábitos de manera general.

Los porcentajes de mexicanos que padecen sobrepeso y obesidad, así como diabetes, aumentaron entre cuatro y un punto porcentual de 2012 a 2018, al pasar de 71.3% a 75.2% en el caso de adultos de 20 años y más con sobrepeso y obesidad, y de 9.2% a 10.3% en diabetes, lo que significa 8.6 millones de personas enfermas, de acuerdo con la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (Ensanut) 2018.

Antecedentes

Expertos en materia de salud alertaron que este es un problema serio para el país, pues el número de personas con obesidad y con enfermedades crónicas ha ido creciendo, lo que puede llegar a afectar, incluso, el desarrollo y la economía; además, de que es una de las principales causas de mortalidad en México.

Las frutas contienen niveles significativos de componentes biológicamente activos que son beneficiosos para la salud, por ello una dieta rica en frutas, puede contribuir para la prevención de enfermedades.

La piña es uno de los alimentos tropicales más populares a nivel mundial. Se trata de una fruta que posee un gran potencial nutricional y posee grandes propiedades que pueden aplicarse como parte de procesos terapéuticos.

En un estudio realizado en el Colegio de Odontología de Manipal (2013), se observó que la bromelina ayuda a prevenir la placa y gingivitis en pacientes sometidos a una terapia de ortodoncia fija.

Otro problema en México es la obesidad como en niños tanto en adultos y  la bromelina se ha estudiado en función de su capacidad para inhibir la lipogénesis, que es importante para prevenir la obesidad.

PROPIEDADES DE LA PIÑA

La piña cuyo nombre se deriva de su parecido con los frutos de los pinos, tiene el nombre científico de Ananas comosus, donde Ananas proviene del tupí nanas, que significa “fruta excelente”, y comosus significa “copetudo”, esto es por la disposición de las hojas alrededor de tallo.

Es una de las frutas más típicas de las regiones tropicales, y la principal especie comestible de la familia de las bromeliáceas.

PROPIEDADES DE LA BROMELINA 

Las propiedades correspondientes a la bromelina, residen únicamente en la piña, en mayor proporción en los tallos y el núcleo de la fruta.  La pulpa, también la contiene, pero en menos cantidad. Su consumo nunca debe superar el límite establecido, la cantidad máxima recomendada entre 500 y 800 miligramos distribuidos en tres tomas diarias, aunque la dosis varía en función de la enfermedad sobre la que se centre el tratamiento. No se debe tomar este tipo de sustancias con el estómago vacío, a no ser que se intente mejorar la salud del sistema digestivo.

 

Objetivo

  • Objetivo GENERAL ODS

Objetivo 3: Garantizar una vida sana y promover el bienestar en todas las edades es esencial para el desarrollo sostenible.

 

  • Objetivo específico

Analizar las propiedades de la bromelina como enzima para desnaturalizar diferentes tipos de proteínas y su aplicación en temas de conservación de la salud. Investigando qué tipo de proteínas son desnaturalizadas por la bromelina y si hay alguna relación directa con la concentración de bromelina y la desnaturalización de la proteína.

Justificación

Hoy en día hay muchas enfermedades y muchas personas que no le toman la importancia que necesita y tampoco saben que la piña tiene una enzima que ayuda a muchos problemas como las inflamaciones, es importante para la elaboración de medicinas que previenen enfermedades coronarias o digestivas, y para la preservación de ciertos alimentos, también mejora la función inmunológica, la cicatrización de heridas, ayuda al flujo sanguíneo entre otros.

Hipótesis

Al hacer pública la información acerca de las propiedades de la Bromelina, esta puede ser utilizada para una mejor digestión de proteínas, segura y natural. 

Método (materiales y procedimiento)

Extracción de la bromelina 

Materiales 

  • Piña en maduración
  • Alcohol farmacéutico (97%)
  • Cuchillo
  • Licuadora 
  • Agua 
  • Etanol 70% (Se prepara diluyendo 74 ml de etanol farmacéutico al 96% con 26 ml de agua pura)
  • Colador o tela de algodón 

Procedimiento

  1. Quitar la corona de la piña.
  2. Desinfectar la piña a previa maduración con el etanol 70%
  3. Lavar los excesos del etanol en la piña con agua. 
  4. Quitar la cáscara. 
  5. Separar cáscara, pulpa y corazón. 
  6. Con una licuadora obtener el jugo únicamente de la pulpa de la piña y si no se tiene el extractor se puede licuar la pulpa de la piña y filtrar con una tela de algodon o un colador. (se tiene que tener mínimo 150 ml de jugo)
  7. Al jugo (150ml) añadir 225 ml de alcohol farmacéutico (97%)
  8. Colocar en frascos estériles y almacenar durante 8 días en el congelador.
  9. Descongelar y centrifugar a 3000 RPM durante 15 minutos (los tubos para centrifugar tiene que tener la misma cantidad)
  10. Quitar el líquido sobrante para solo tener la bromelina.
  11. Bromelina obtenida

Gomitas

Materiales

  • 60.9% de agua
  • 21.9% de gelatina  
  • 4.8% de grenetina
  • 12.4% de bromelina

Procedimiento

  1. Hervir el 60.9% de agua 
  2. Disolver el 4.8% de grenetina
  3. Agregar el 21.9% de gelatina 
  4. Revolver y esperar a que baje la temperatura a 70ºC
  5. Agregar la bromelina 

Consideraciones

La gelatina es muy sensible a la acción de la temperatura y debe evitarse que durante el proceso sufra un prolongado calentamiento. Para lograr una buena disolución la gelatina debe ser remojada en agua con anterioridad, de 1 parte de gelatina a 2 partes de agua y colocada en baños maría hasta disolución completa

La mayor parte de los agentes gelatinizantes son sensibles al calor,por lo que se debe agregar al final, para evitar que por hidrólisis o destrucción por el calor pierda su poder gelatinizante. En todos los casos hay que evitar el fuego directo por la tendencia de estos productos a adherirse a las paredes del recipiente de cocción y quemarse o al menos caramelizar.

Galería Método

Resultados

Con un kilo de piña se obtuvieron 150 mililitros de jugo de piña, de los que se obtuvieron 50 mililitros de bromelina pura. Por lo tanto el rendimiento fue de  5% 

Galería Resultados

Discusión

El método utilizado para la extracción de bromelina utilizando alcohol etílico comercial y centrifugación permitió optimizar la cantidad de bromelina pura obtenida, pudiendo separar , la misma a través de filtración, la concentración de bromelina, fue utilizada para estudiar el efecto de desnaturalización en proteínas vegetales y animales, logrando observar su eficiencia con respecto al tiempo , encontrando mayor velocidad de reacción en 2 horas lo que indica que el efecto enzimático es visiblemente efectivo. La proteína que se desnaturaliza con más eficiencia fue las leches mientras que la muestra de carne de res que contiene proteína de origen animal  de tipo estructural por lo que es una proteína cuaternaria, tuvo menor desnaturalización. La velocidad de la mayoría de las reacciones químicas aumenta con el incremento de la temperatura. En el caso de las reacciones en que intervienen enzimas, el incremento esperado de la velocidad puede ser anulado por el aumento de la velocidad de desnaturalización.

Se encontró en la literatura referencial que la mayor capacidad calórica para la hidrólisis de sustratos complejos, como proteínas, durante 30 minutos de reacción enzima-sustrato, se logra a 40°C y a medida que la temperatura aumenta se incrementa la pérdida de la actividad. Estas diferencias encontradas para una misma enzima pueden estar relacionadas con el grado de pureza del preparado enzimático, la concentración de enzima y el tiempo, entre otros factores. Los tiempos de reacción de la desnaturalización (hidrolizarían) podrían mejorarse tomando en cuenta la temperatura, no tanto la concentración propuesta en la hipótesis inicial. La temperatura ideal para conservar la bromelina es a -2ºC, y su periodo de descomposición fue de una semana. La bromelina sufrió una degradación de sus propiedades provocada por el grado de purificación y el tiempo en el que estuvo afuera de su origen, ya que aún había algunos monosacáridos en las muestras lo que provocó la fermentación. El pH de la bromelina fue de 7 con lo que se logró una desnaturalización experimental. El pH de la bromelina fue cambiando con respecto al tiempo y la temperatura, por lo que el pH cercano a 7 demuestra una mayor eficiencia en la reacción. 

La elaboración de gomitas con bromelina se logró buscando el medio para poder tener una dosis concentrada de bromelina y que está fuera amigable para el consumidor. Las pruebas de consistencia y sabor, sugirieron esta presentación como ideal. 

Una encuesta realizada a 193 personas arrojó  que el 77.7% de personas desconocen las propiedades de la piña, desde la fruta hasta las propiedades curativas de la misma. Además, se obtuvo que el 90.1% de personas estarían dispuestas a probar los efectos de la bromelina en gomitas y reportar algunos cambios en la digestión y variables específicas de acuerdo a los padecimientos de salud que tengan.

Conclusiones

La piña es una fruta tropical que contiene propiedades que coadyuvan a la conservación de la buena salud, unida a los buenos hábitos alimenticios. 

Las enzimas impulsan las reacciones químicas del organismo sin consumirse en el proceso, pero en el caso de la bromelina su función recae en hacer a la mayoría de las proteínas que consumimos como tipo primaria para la mejora de la absorción de los monómeros de las proteínas a través de su acción proteolítica. Esto significa que ejecuta su tarea principal tanto en ambientes ácidos como alcalinos. 

La bromelina descompone todos los nutrientes de la proteína, favoreciendo y mejorando así los mecanismos digestivos que habitan en nuestro cuerpo ya que nosotros tenemos enzimas, naturalmente los jugos gástricos de nuestro estómago pero estas son específicas y al consumir de manera natural otra enzima mejora a la digestión. Las propiedades de la bromelina de manera concentrada ayudarían a tener el hábito del consumo de la enzima sobre todo cuando se va a hacer consumo de proteínas tipo cuaternarias como la carne que son  difíciles de digerir, ayudando así prevenir la obesidad y algunos otros trastornos de salud.  Una manera de consumo de la bromelina es a partir de la ingesta de gomitas, muchas de las propiedades de estas golosinas las aporta la gelatina, un alimento que, cuando está puro, resulta maravilloso para la salud porque es rico en colágeno y no contiene grasa ni colesterol. La gelatina es colágeno puro, una proteína que resulta necesaria para todo el cuerpo en general. 

Desde el punto de vista de sustentabilidad la literatura reporta que la bromelina se puede extraer en mayor cantidad en piñas que ya están maduras, lo que podría representar una oportunidad económica de obtenerla, para hacer gomitas, antes de que la piña vaya a la basura y además que se fermente. Es importante dar a conocer estas propiedades y seguir estudiando para darle aplicaciones que sean de utilidad para la humanidad. Cabe mencionar que la bromelina no es un medicamento, es una sustancia que de manera económica se puede consumir.

Bibliografía

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  • Bromelina: Sus beneficios y aplicaciones. (2019). Retrieved 12 September 2019, from https://articulos.mercola.com/vitaminas-suplementos/bromelina.aspx
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  • Cómo hacer Píldoras, Cápsulas y Pastillas Medicinales. (s.f.). Recuperado de https://www.remedios-naturales.org/como-hacer-pildoras-capsulas-y-pastillas-medicinales/
  • Errasti, M., 2020. Estudio De Posibles Aplicaciones Farmacológicas De Extractos De Especies De Bromeliáceas Y Su Comparación Con Bromelina. [ebook] LIProVe, pp.16-39. Available at: <http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/31727/Documento_completo__.Errasti.pdf?sequence=1> [Accessed 12 October 2019].



MS – AA – 98 La piña que cura; la bromelina para prevenir enfermedades

Summary

This project search to ensure the health of people preventing coronary or digestive diseases, because the properties contained in the enzyme bromelain of pineapple, contribute to the intake of nutrients in food, as well as minimize joint pain. The properties of bromelain on proteins allow identifying the enzyme as a good option to prevent digestive problems and some diseases caused by excess cholesterol that lead to coronary problems. Through these first inquiries it was found that bromelain is an enzyme that can have various applications and is easily accessible. A simple way to ingest this proposal in this work through the intake of gummies, since grenetina is the means to be able to have the enzyme at hand without looking for a preservative or always have pineapple juice at hand.

Research Question

What makes bromelain considered a useful substance for health? What uses are given to pineapple, besides food?

Problem approach

Mexico is currently facing public health problems arising from poor diet, pace of life and bad habits in a general way.

The percentages of Mexicans suffering from overweight and obesity, as well as diabetes, increased between four and one percentage point from 2012 to 2018, from 71.3% to 75.2% in the case of adults 20 years of age and overweight and obese, and from 9.2% to 10.3% in diabetes, which means 8.6 million sick people, according to the National Survey of Health and Nutrition (Ensanut) 2018.

Background

Health experts warned that this is a serious problem for the country, as the number of people with obesity and chronic diseases has been growing, which may even affect development and the economy; In addition, it is one of the main causes of mortality in Mexico.

Fruits contain significant levels of biologically active components that are beneficial to health, so a diet rich in fruits can contribute to disease prevention.

Pineapple is one of the most popular tropical foods worldwide. It is a fruit that has great nutritional potential and has great properties that can be applied as part of therapeutic processes.

In a study conducted at the Manipal College of Dentistry (2013), it was observed that bromelain helps prevent plaque and gingivitis in patients undergoing fixed orthodontic therapy.

Another problem in Mexico is obesity as in children both in adults and bromelain has been studied based on its ability to inhibit lipogenesis, which is important to prevent obesity.

PROPERTIES OF PINEAPPLE

The pineapple whose name derives from its resemblance to the fruits of the pines, has the scientific name of Ananas comosus, where Ananas comes from the tupí nanas, which means “excellent fruit”, and comosus means “tufted”, this is by arrangement of the leaves around the stem.

It is one of the most typical fruits of tropical regions, and the main edible species of the bromeliad family.

BROMELIN PROPERTIES

The properties corresponding to bromelain reside only in pineapple, in greater proportion in the stems and the core of the fruit. The pulp also contains it, but in less quantity. Its consumption should never exceed the established limit, the maximum recommended amount between 500 and 800 milligrams distributed in three daily doses, although the dose varies depending on the disease on which the treatment is centered. Do not take this type of substance on an empty stomach, unless you try to improve the health of the digestive system.

 

Objective

  • ODS GENERAL Objective

Goal 3: Ensuring healthy lives and promoting well-being at all ages is essential for sustainable development.

  • Specific objective 

Analyze the properties of bromelain as an enzyme to denature different types of proteins and their application in health conservation issues. Investigating what type of proteins are denatured by bromelain and if there is any direct relationship with bromelain concentration and protein denaturation.

Justification

Today there are many diseases and many people who do not take the importance you need and do not know that pineapple has an enzyme that helps many problems such as inflammation, it is important for the development of medicines that prevent coronary or digestive diseases, and For the preservation of certain foods, it also improves immune function, wound healing, helps blood flow among others.

Hypothesis

By making public information about the properties of Bromelain, it can be used for better protein digestion, safe and natural.

Method (materials and procedure)

Bromelain extraction

Materials

  • Ripening pineapple
  • Pharmaceutical Alcohol (97%)
  • Knife
  • Blender
  • Water
  • 70% Ethanol (Prepared by diluting 74 ml of 96% pharmaceutical ethanol with 26 ml of pure water)
  • Strainer or cotton cloth

Procedure

  1. Remove the crown of the pineapple.
  2. Disinfect the pineapple after ripening with 70% ethanol
  3. Wash the excess ethanol in the pineapple with water.
  4. Remove the peel.
  5. Separate shell, pulp and heart.
  6. With a blender obtain the juice only from the pulp of the pineapple and if you do not have the extractor you can liquefy the pulp of the pineapple and filter with a cotton cloth or a strainer. (you have to have at least 150 ml of juice)
  7. To the juice (150ml) add 225 ml of pharmaceutical alcohol (97%)
  8. Place in sterile jars and store for 8 days in the freezer.
  9. Defrost and centrifuge at 3000 RPM for 15 minutes (the centrifuge tubes must have the same amount)
  10. Remove excess liquid to only have bromelain.
  11. Bromelain obtained

Gummies

Materials

  • 60.9% water
  • 21.9% gelatin
  • 4.8% of grenetina
  • 12.4% bromelain

Procedure

  1. Boil 60.9% water
  2. Dissolve 4.8% of grenetina
  3. Add 21.9% gelatin
  4. Stir and wait for the temperature to drop to 70 ° C
  5. Add bromelain

Considerations

The gelatin is very sensitive to the action of temperature and should avoid that during the process undergoes a prolonged heating. To achieve a good dissolution, the gelatin must be soaked in water beforehand, from 1 part of gelatin to 2 parts of water and placed in water baths until complete dissolution

Most of the gelatinizing agents are sensitive to heat, so it must be added at the end, to prevent hydrolysis or destruction by heat from losing its gelatinizing power. In all cases, direct fire must be avoided due to the tendency of these products to adhere to the walls of the cooking vessel and burn or at least caramelize.

Results

With one kilo of pineapple 150 milliliters of pineapple juice were obtained, of which 50 milliliters of pure bromelain were obtained. Therefore the yield was 5%

Discussion

The method used for the extraction of bromelain using commercial ethyl alcohol and centrifugation allowed to optimize the amount of pure bromelain obtained, being able to separate, the same through filtration, the concentration of bromelain, was used to study the effect of denaturation in vegetable proteins and animals, managing to observe their efficiency with respect to time, finding a faster reaction rate in 2 hours, which indicates that the enzymatic effect is visibly effective. The protein that denatures most efficiently was the milks, while the beef sample containing protein of animal origin of the structural type, making it a quaternary protein, had less denaturation. The speed of most chemical reactions increases with increasing temperature. In the case of reactions involving enzymes, the expected increase in velocity can be canceled out by the increase in the rate of denaturation.

It was found in the reference literature that the greater caloric capacity for the hydrolysis of complex substrates, such as proteins, during 30 minutes of enzyme-substrate reaction, is achieved at 40 ° C and as the temperature increases the loss of activity increases. These differences found for the same enzyme may be related to the degree of purity of the enzyme preparation, the enzyme concentration and time, among other factors. (Hernández, Carbajal. Tropical Crops, 2004). Denaturation reaction times (hydrolyze) could be improved by taking into account the temperature, not so much the concentration proposed in the initial hypothesis. The ideal temperature for preserving bromelain is at -2ºC, and its decomposition period was one week.

Bromelain suffered a degradation of its properties caused by the degree of purification and the time it was outside its origin, since there were still some monosaccharides in the samples which caused the fermentation. The pH of the bromelain was 7, which led to experimental denaturation. The pH of the bromelain was changing with respect to time and temperature, so the pH close to 7 demonstrates greater efficiency in the reaction.

The production of gummies with bromelain was achieved by looking for the means to be able to have a concentrated dose of bromelain and that it was consumer friendly. Consistency and taste tests suggested this presentation as ideal.

A survey of 193 people showed that 77.7% of people are unaware of the properties of pineapple, from the fruit to its healing properties. In addition, it was obtained that 90.1% of people who would be willing to test the effects of bromelain on gummies and report some changes in digestion and specific variables according to the health conditions they have.

Conclusions

Pineapple is a tropical fruit that contains properties that contribute to the preservation of good health, together with good eating habits.

Enzymes boost the chemical reactions of the organism without being consumed in the process, but in the case of bromelain its function lies in making the majority of the proteins we consume as a primary type for the improvement of the absorption of the monomers of proteins to through its proteolytic action. This means that it executes its main task in both acidic and alkaline environments.

Bromelain breaks down all the nutrients in the protein, thus favoring and improving the digestive mechanisms that inhabit our body since we have enzymes, naturally the gastric juices of our stomach but these are specific and by naturally consuming another enzyme improves the digestion. The properties of bromelain in a concentrated way would help to have the habit of consuming the enzyme especially when you are going to consume quaternary proteins such as meat that are difficult to digest, thus helping to prevent obesity and some other health disorders . One way to consume bromelain is from the intake of gummies, many of the properties of these sweets are provided by gelatin, a food that, when pure, is wonderful for health because it is rich in collagen and does not contain fat No cholesterol Gelatin is pure collagen, a protein that is necessary for the whole body in general.

From the point of view of sustainability, the literature reports that bromelain can be extracted in greater quantity in pineapples that are already ripe, which could represent an economic opportunity to obtain it, to make gummies, before the pineapple goes to waste and also to be fermented. It is important to publicize these properties and continue studying to give applications that are useful for humanity. It is worth mentioning that bromelain is not a medicine, it is a substance that can be consumed economically. 

Bibliography

  • Beneficios de la bromelina. (s.f.). Recuperado 30 septiembre, 2019, de https://es.luckyvitamin.com/blog/food-supplements/supplements/3-health-benefits-from-bromelain/
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  • Ciencia, N. de la. (2015, June 23). Nueva metodología para la extracción de la bromelina de la piña, un tesoro medicinal. Retrieved October 21, 2019, from https://noticiasdelaciencia.com/art/14775/nueva-metodologia-para-la-extraccion-de-la-bromelina-de-la-pina-un-tesoro-medicinal.
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  • Errasti, M., 2020. Estudio De Posibles Aplicaciones Farmacológicas De Extractos De Especies De Bromeliáceas Y Su Comparación Con Bromelina. [ebook] LIProVe, pp.16-39. Available at: <http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/31727/Documento_completo__.Errasti.pdf?sequence=1> [Accessed 12 October 2019].