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En la búsqueda de productos alimenticios novedosos, que proporcionen valor agregado a la cadena de producción y que sean nutritivos y saludables, se planteó como objetivo del trabajo desarrollar un producto deshidratado tipo snack dulce con pulpa de fruta de rosa mosqueta, rico en ácido ascórbico (vitamina C). Esta Tesis Doctoral reúne el trabajo realizado, abarcando las etapas de formulación, procesamiento y almacenamiento del producto. El Capítulo I comprende el estudio de la composición y características fisicoquímicas más relevantes de la pulpa de rosa mosqueta, destacando su potencial como materia prima para la obtención de geles de pectina con alto contenido de ácido ascórbico. El Capítulo II se refiere a la etapa de desarrollo y optimización de las formulaciones, incluyendo la descripción de los ingredientes seleccionados para combinar con la pulpa de rosa mosqueta, los ensayos sensoriales y la caracterización de las dos formulaciones obtenidas. La diferencia fundamental entre ambas es la composición mayoritaria de sus sólidos solubles, sacarosa en un caso y polidextrosa en el otro, lo cual posibilita la obtención de un producto tipo snack dulce y su variante dietética. En el Capítulo III se aborda el estudio de las interacciones agua-soluto en las formulaciones. El tema se desarrolla desde un punto de vista aplicado, por su utilidad en las etapas de proceso y almacenamiento, aunque sustentado en principios teóricos, ajustando modelos matemáticos y analizando los efectos de la composición y la temperatura sobre las isotermas y las curvas de transición vítrea. Ya en la etapa de procesamiento, el Capítulo IV describe las tecnologías de convección, vacío y microondas y los equipos de secado utilizados en este trabajo, considerando el modo en que pueden influir sobre las características del producto. Combinando las tecnologías mencionadas, se diseñaron ocho procesos de secado que se describen y comparan en el Capítulo V, evaluando los tiempos totales de proceso y las historias térmicas de los productos. Además se estudió la calidad organoléptica y nutricional de los geles deshidratados en relación a la formulación y al proceso aplicado. Finalmente se seleccionó el proceso de secado al vacío porque permitió, en un tiempo aceptable, obtener productos con la mayor retención de ácido ascórbico. En el Capítulo VI se profundizó en el estudio del proceso seleccionado. Se deshidrataron al vacío ambas formulaciones, aplicando distintas temperaturas de bandeja en el rango de 40 a 70 °C, y se modelaron y compararon las cinéticas de secado, las historias térmicas y las cinéticas de degradación de ácido ascórbico. Se observó una compensación de los efectos tiempo – temperatura, de modo que la mayor temperatura resultó en productos de mejor calidad en un tiempo de proceso menor. Para concluir el estudio, se realizó un ensayo de almacenamiento de los geles deshidratados obtenidos por secado al vacío a 70 °C, a partir de las dos formulaciones mencionadas. Se comparó el comportamiento de ambas matrices durante un período prolongado, observando la evolución de varios parámetros indicadores de estabilidad física y de calidad organoléptica y nutricional. Los resultados muestran que el producto snack podría ser incorporado a la cadena de distribución de alimentos deshidratados, dado que mantiene parámetros de inocuidad y calidad suficientes durante un período prolongado.

Lograr dosis terapéuticas con drogas de elevada toxicidad y/o importantes efectos secundarios, sigue siendo un desafío para la tecnología farmacéutica. Los métodos de liberación controlada y sostenida de moléculas constituyen una nueva estrategia de desarrollo en la industria farmacéutica que permite reducir dosis, frecuencias de administración y toxicidad de fármacos con el consecuente impacto social y económico. A tal fin, el objetivo del presente trabajo de tesis es desarrollar vehículos más eficientes para el transporte y liberación de moléculas, que si bien pueden ser de interés biológico y de utilidad en el tratamiento de patologías agudas y crónicas, su toxicidad limita el uso terapéutico. Se postula desarrollar partículas que mejoren la administración de drogas anticancerosas encapsuladas con una alta eficacia y baja incidencia en sus efectos secundarios. Se propone el empleo de biopolímeros naturales para su utilización como matrices transportadoras y el desarrollo de tecnología de producción de micropartículas nanoestructuradas a escala de laboratorio, con la finalidad de una potencial aplicación en el ámbito farmacéutico. En forma preliminar, se trabajará con una molécula modelo, rojo congo como análogo de fármacos, con la finalidad de explorar, determinar y optimizar condiciones experimentales de síntesis de biogeles y sus propiedades. En una segunda etapa se realizarán estudios con un fármaco seleccionado, Doxorubicina, anticancerígeno perteneciente a la familia de las antraciclinas con elevada toxicidad, y de amplio uso en tratamientos oncológicos, para desarrollo de nuevos sistemas de administración de fármacos. Se trabajará sobre diferentes matrices biológicas naturales, empleando polímeros de origen vegetal: alginatos (producidos por algas), pectinas y gomas; y a su vez se empleará un polímero de origen microbiano (EPS y Emulsano) cuya producción y purificación será incluida en el presente proyecto. Se explorará el desarrollo de microesferas generadas a partir de diferentes estrategias con biopolímeros simples, mezclas biopoliméricas, recubrimientos biopoliméricos, y/o sistemas híbridos (inorgánicos-biopoliméricos), mediante el empleo de diferentes polímeros tanto de origen vegetal como sintetizados en nuestro laboratorio, con diferentes estrategias metodológicas: técnicas de gelación iónica, síntesis química por copricipitación coloidal y fluidos supercríticos. Se caracterizarán y evaluarán sistemas seleccionados, empleándose técnicas de microscopía, espectroscopía vibracional (FTIR y RAMAN) y de dispersión de luz (light scattering, AFM, etc), análisis reológicos y modelamiento cinético. Se analizarán las capacidades de almacenamiento y condiciones de entrecruzamiento, estabilidades en medios simulados al fluido gástrico e intestinal y las cinéticas de liberación, así como toxicidad en sistemas in vitro.

En la actualidad, existe una tendencia creciente de utilizar polímeros naturales por las características de ser renovables, biocompatibles, biodegradables y en muchos casos económicamente viables en aplicaciones varias. En particular los almidones provenientes de diferentes fuentes han sido empleados para elaborar recubrimientos para alimentos. Sin embargo requieren de la adición de plastificantes para reducir la rigidez y tendencia al agrietado. Una práctica común es la incorporación de glicerol, alcohol polivinílico (PVA) o combinaciones de ellos. La plastificación por glicerol es temporaria y puede migrar hacia el alimento. El PVA, por su parte, es un polímero de amplio uso en la industria por ser no-tóxico, soluble en agua, biocompatible y biodegradable, con resistencia química y alta flexibilidad, así como buenas propiedades de barrera para el oxígeno y los aromas. Sin embargo, la plastificación empleando PVA como único plastificante requiere de la incorporación de cantidades importantes, que supera en algunos casos el 50 % p/p. La incorporación de agentes específicos a la formulación de un recubrimiento o envase modifica la funcionalidad transformándolo en película activa o en envase activo, ampliando su condición de “extender la vida útil del producto” a “mejorar la seguridad y propiedades sensoriales del producto manteniendo su calidad”. Por otra parte, la compleja composición de los quesos y las condiciones ambientales durante el procesamiento y almacenamiento, promueven el desarrollo de mohos y bacterias en la superficie, reduciendo considerablemente la alidad de los mismos, y conformando un riesgo para la salud por la potencial generación de toxinas que pueden migrar a la masa del queso. En este trabajo de investigación se propuso el reemplazo de parte del PVA por un poliuretano de muy baja temperatura de transición vítrea, de tal manera que pudiera actuar como plastificante en pequeñas cantidades o proporciones, logrando películas conteniendo como mínimo 70 % p/p de almidón. Posteriormente las formulaciones fueron adicionadas con antioxidantes y antimicrobianos y se evaluaron las propiedades físico-químicas, mecánicas y de superficie de las películas comparadas con películas sin aditivar. En particular se evaluó la actividad antimicrobiana en placa frente a cultivos específicos aislados de la superficie de quesos en salas de maduración y se realizaron ensayos del desempeño en sistemas reales. Las películas conteniendo poliuretano presentaron una mejora en sus propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de agua, y cuando se les adicionó natamicina como agente antifúngico resultaron eficientes para proteger la superficie de quesos frente a la contaminación externa durante la etapa de maduración.

La enfermedad celíaca (EC) es una enteropatía crónica mediada por mecanismos inmunológicos, que se desencadena en individuos genéticamente susceptibles por la ingestión de un grupo de proteínas (llamadas prolaminas) presentes en trigo, cebada, centeno y avena (aunque se debate sobre la toxicidad de esta última). La activación del sistema inmune genera alteraciones histológicas típicas (atrofia vellositaria, hiperplasia de criptas) y funcionales en la mucosa intestinal, produciendo un síndrome de malabsorción con sintomatología gastrointestinal sólo en la mitad de los casos. En la cronicidad se pueden observar alteraciones hematológicas, endócrinas, óseas, dermatológicas y neurológicas, entre otras. La eliminación de las proteínas nocivas de la dieta (Dieta Libre de Gluten, DLG) revierte las alteraciones en la mucosa intestinal y evita las complicaciones a largo plazo, siendo el único tratamiento efectivo hasta el presente.

En el presente trabajo de tesis doctoral, se analiza la anatomía de los denominados ungulados nativos de América del Sur y Antártida, particularmente de la morfología postcraneal de los ungulados del Paleógeno, con énfasis en la fauna de Paso del Sapo, provincia del Chubut, Argentina. Esta fauna está compuesta por fósiles provenientes de dos localidades del Eoceno temprano de Patagonia, La Barda y Laguna Fría. Los ungulados nativos conforman un diverso conjunto de mamíferos euterios del Cenozoico de América del Sur y el Eoceno de Antártida. Comprenden a los Notoungulata, Litopterna, Astrapotheria, Pyrotheria y Xenungulata, agrupados tradicionalmente como Meridiungulata, y al menos dos grupos endémicos de ungulados arcaicos, los Kollpaniinae y los Didolodontidae. El origen y las relaciones filogenéticas de estos ungulados todavía constituyen temas de debate. Existe un uso casi exclusivo de caracteres dentales y craneanos en las descripciones y análisis de ungulados nativos basales, en detrimento de aquellos postcraneanos. Esto implica un desconocimiento de caracteres potencialmente importantes para la comprensión de estos ungulados. Entre los Eutheria, diversos grupos se encuentran sustentados por sinapomorfías de su postcráneo (e.g. Cetartiodactyla). Entre los ungulados nativos basales del lapso Paleoceno-Eoceno, los restos de esqueletos más o menos completos son escasos y poco representativos. Sin embargo, en las colecciones existe un gran número de restos postcraneales aislados sin estudiar, que pueden poseer información significativa para incorporar a estudios paleoecológicos y filogenéticos de estos ungulados. Se han realizado previamente varios estudios de asociaciones de restos aislados del Paleoceno y Eoceno a especies definidas a partir de elementos dentarios. En todos los casos, las asociaciones están basadas en métodos no reproducibles, ya sea por falta de fundamentación o por falta de datos claves sobre el método utilizado. En aquellos trabajos que utilizaron modelos matemáticos, no se presentó un marco probabilístico a la hora de determinar si las asociaciones entre elementos postcraneanos y medidas dentales son aceptables. Durante el trabajo de esta tesis se generaron nuevos modelos de asociación mediante el estudio osteométrico de mamíferos actuales y fósiles, y se analizaron mediante pruebas estadísticas, aportando un margen de error a los modelos. Los modelos fueron aplicados a restos aislados de las localidades del Eoceno temprano de Paso del Sapo, provincia del Chubut. Estos restos fueron previamente agrupados en morfotipos, con el objetivo de confeccionar una parataxonomía que permitiera la comparación de los materiales aislados. Se dedicó un capítulo de los resultados a cada tipo de elemento del esqueleto apendicular estudiado (capítulos III.2 a III.14). En cada capítulo se describieron los morfotipos y se detallaron los errores presentados por estos al ser asociados a otros elementos ya fueran dentales o del postcráneo para cada modelo estadístico utilizado. En el capítulo III.15, la asociación de morfotipos y la comparación de estos con esqueletos más completos permitió la identificación de probables restos de los notoungulados Isotemnus y Notostylops, así también como de otros notoungulados de la familia Oldfieldthomasiidae, y del litopterna? Asmithwoodwardia. La asociación propuesta para Notostylops contribuye a ampliar el conocimiento de la anatomía de este género, así como a respaldar las asociaciones de astrágalos propuestas previamente para este taxón. En los capítulos IV.1.1, IV.1.2 y IV.1.3, se discutió críticamente los alcances de estos modelos estadísticos así como las asociaciones anteriormente propuestas por otros autores, y la importancia del estudio del postcráneo en la compresión de las relaciones filogenéticas y ecológicas de los ungulados basales. En el capítulo IV.1.3, se cuestionó además el criterio utilizado por estudios previos de abundancia relativa, al observarse que en el caso particular de la localidad de La Barda los dientes y el postcráneo no se recuperaron en cantidades proporcionales para los distintos grupos. En los capítulos IV.2.A y IV.2.B, se analizó el postcráneo que fuera asociado por otros autores a Didolodontidae, Sparnotheriodontidae y Protolipternidae. Las asociaciones propuestas para Asmithwoodwardia, los morfotipos de Litopterna indeterminados, y el estudio de la anatomía de los notoungulados y astrapoterios llevan a cuestionar asociaciones previas realizadas a didolodóntidos y sparnoteriodóntidos, los cuales probablemente tuvieran un postcráneo litopternoide. Finalmente en el capítulo IV.2.C, se discutió el estado actual del conocimiento del postcráneo en los distintos órdenes de ungulados nativos sudamericanos y su importancia para establecer relaciones filogenéticas y ecológicas. Se realizaron inferencias sobre el postcráneo de los más tempranos Notoungulata, Litopterna y Astrapotheria, y de los escasos restos de las especies basales de los órdenes Pyrotheria y Xenungulata. En síntesis, el estudio de restos postcraneales aislados es una herramienta valiosa para el conocimiento de los ecosistemas paleontológicos, aportando datos novedosos sobre la anatomía, ecología, y relaciones de los taxones fósiles. Una parataxonomía dedicada al análisis de los elementos aislados permitirá evitar la pérdida de información clave que puede brindar el postcráneo a la hora de describir e interpretar las faunas fósiles, y abrirá la posibilidad de realizar nuevos estudios. Los resultados de este trabajo de tesis permitirán obtener un mayor conocimiento de la anatomía apendicular de los ungulados nativos basales, una mejor caracterización de la fauna de Paso del Sapo, y el surgimiento de nuevas preguntas e hipótesis acerca de la evolución de los ungulados nativos.

Las nanopartículas de silicio del tamaño de 1 a 5 nm nanómetros presentan fotoluminiscencia intensa debido a un mecanismo de confinamiento cuántico. Su funcionalización resulta en una menor sensibilidad de la luminiscencia a las interacciones físicas superficiales, hecho que se ha atribuido al aumento de la barrera de energía para la recombinación no radiativa de los transportadores de carga. Debido a su fotoestabilidad, pequeño tamaño, la intensa luminiscencia, el amplio espectro de excitación, la baja toxicidad, sumado a la relativa facilidad de funcionalización de su superficie con diversidad de ligandos que le otorgan afinidad con blancos biológicos específicos, las convierte en candidatos prometedores como marcadores biológicos luminiscentes y herramientas diagnósticas tempranas, como por ejemplo en cáncer. Por otro lado, la capacidad de diversos nanomateriales de generar especies reactivas del oxígeno (ROS) por excitación UV-visible y con irradiación ionizante, les confiere potencial como agentes terapéuticos en terapias fotodinámicas (PDT) y en radioterapia. El oxígeno singulete es el agente citotóxico producido en PDT y su eficiencia de producción depende fuertemente de la eficacia del fotosensibilizador, intensidad y longitud de onda de la luz, y concentración de oxígeno molecular. La PDT ha sido aplicable a tumores de piel y esófago, puesto que los cromóforos que componen los tejidos (ácidos grasos, melanina, deoxihemoglobina, etc.) absorben a las longitudes de onda en que es necesario excitar a los fotosensibilizadores. El empleo de la radiación ionizante permite llegar a sitios más profundos. Sin embargo, la producción de oxígeno singulete en este caso requiere de sensibilizadores con características especiales puesto que los mecanismos fotofísicos y fotoquímicos involucrados son muy diferentes.

El objetivo general de las tareas de investigación propuestas fue el desarrollo de nuevas metodologías de síntesis de derivados de hidratos de carbono con potencial actividad biológica, utilizando glicales como precursores sintéticos. En particular, se propuso sintetizar glicósidos con enlaces C-N y C-O-N sustituidos en diferentes posiciones. Los objetivos específicos de la tesis se enumeran a continuación: • Sintetizar y caracterizar estructuralmente endo-glicales derivados de la D-glucosa y D-galactosa con grupos protectores acetilos y bencilos. Estudiar la preparación de endo-glicales con un sustituyente nitro (-NO2) en el carbono 2. • Emplear reactivos nucleofílicos para la obtención de glicósidos mediante reacciones de adición nucleofílica conjugada a 2-nitroglicales. Estudiar estas reacciones en cuanto a rendimientos y regio- y estereoselectividad. Investigar la aplicación de nuevos catalizadores heterogéneos para las reacciones de adición. • Emplear reactivos nucleofílicos para la obtención de glicósidos -O-N- sustituidos a partir de glicales y sus posibles transformaciones, mediante reacciones de hidracinólisis y condensación, en compuestos bioactivos. • Determinar las estructuras de los nuevos compuestos preparados empleando espectroscopía de RMN y difracción de Rayos X.

El objetivo general de las tareas de investigación realizadas en esta tesis es la síntesis de derivados de hidratos de carbono, con potencial actividad biológica, mediante metodologías que procuren ser simples, eficientes, selectivas y benignas con el medio ambiente. En particular se buscó estudiar el uso de líquidos iónicos (ILs) como solventes y/o promotores de reacción. Objetivos específicos: • Sintetizar y caracterizar estructuralmente líquidos iónicos de estructuras y características fisicoquímicas variadas. • Emplear líquidos iónicos en la obtención de O- y C-glicósidos mediante métodos limpios y efectivos de síntesis. • Sintetizar y caracterizar estructuralmente nuevos derivados de hidratos de carbono con potencial actividad biológica.

La posibilidad de desarrollar productos deshidratados a partir de peras variedad Packham’s Triumph radica no sólo en sus propiedades fisicoquímicas y organolépticas, sino también en que es la variedad de más larga conservación en frío, lo que permite que su industrialización pueda llevarse a cabo prácticamente todo el año. La deshidratación se presenta como una alternativa interesante para aprovechar los descartes de los galpones de empaque y desarrollar tecnologías innovadoras para la obtención de productos diferenciados en base a estas frutas. La técnica de infusión con azúcares constituye una manera sencilla de provocar una deshidratación parcial por ósmosis, pudiendo utilizarse como operación previa a procesos tradicionales de conservación. El objetivo principal de este trabajo fue la aplicación de procesos de secado convectivo con pretratamientos de infusión con azúcares y/o escaldado para obtener uno/varios productos de pera terminados de alta calidad y larga vida útil. Los pretratamientos fueron: escaldado (E), infusiones secas con sacarosa (ISs) y glucosa (ISg) a distintas actividades de agua (ISs1 = 0,83 y ISs2 = 0,94) y tratamientos combinados (E+IS). Se estudió la cinética de secado de las peras frescas y pretratadas y se abordaron aspectos de la transformación fisicoquímica y sensorial de modo de obtener productos terminados con la mejor calidad posible. Se estudiaron los cambios composicionales, estructurales, mecánicos y de color y se realizaron estudios sensoriales con consumidores. Se analizaron además las interacciones agua-estructura a través del análisis de las isotermas de sorción de agua, las transiciones vítreas, la movilidad molecular y la capacidad de rehidratación. Los pretratamientos de infusión permitieron reducir la capacidad de sorción de agua, así como también la movilidad molecular, sobre todo en muestras con escaldado previo, sugiriendo que estos productos serían bastante resistentes a los cambios químicos y físicos deteriorativos si no permanecen por tiempos prolongados fuera de su envase. La aplicación de pretratamientos E+ISs2 condujo a productos de mayor aceptabilidad sensorial en cuanto a preferencia global, textura y sabor con un color aceptable, sugiriendo que este pretratamiento se presenta como una alternativa potencialmente aplicable para el desarrollo de productos deshidratados de características organolépticas más cercanas a las de las peras frescas de partida. Las peras con pretratamiento E+ISs1 resultaron apropiadas para el desarrollo de un producto más azucarado destinado a la población infantil como un mix de cereales y frutas, dado que mostraron una baja capacidad de rehidratación a tiempos cortos, sugiriendo que, si se mezclan con un líquido podrán conservar las características de textura en el tiempo esperado de consumo de este producto. Los estudios realizados permitieron definir la tecnología más adecuada para obtener peras deshidratadas que pueden ser consumidas en forma directa como snacks o ser utilizados en la elaboración de alimentos compuestos.

Objetivos generales de la investigación: - Desarrollo de ensayos diagnósticos de fiebre hemorrágica argentina basados en antígenos recombinantes. - Evaluación de proteínas virales como candidatos vacunales mediante la fusión genética a adyuvantes naturales. Objetivos particulares de la investigación: - Clonado, expresión y purificación de antígenos recombinantes. - Desarrollo y validación de un método ELISA basado en antígenos recombinantes. - Caracterización de anticuerpos monoclonales contra N de arenavirus. - Evaluación de la eficacia de anticuerpos monoclonales para el diagnóstico de fiebres hemorrágicas producidas por arenavirus. - Clonación, expresión y purificación de proteínas virales fusionadas a la subunidad B de la toxina colérica y evaluación como candidatos vacunales.