Catálogo de publicaciones

Las transformaciones realizadas por el ser humano alteran la composición y estructura del ecosistema para dirigir la energía fijada a la obtención de bienes con valor de mercado. Sin embargo, dichas alteraciones en el ambiente también reducen la provisión de servicios ecosistémicos. En esta tesis se analiza el impacto de las transformaciones agrícolas sobre la provisión de servicios ecosistémicos a nivel regional (Región Pampeana), en particular el carbono orgánico del suelo (COS)y las emisiones de N2O. Para ello se evalúa, en la principal zona agrícola del país, la dinámica temporal de las rotaciones agrícola-ganaderas y la importancia relativa de distintos tipos de labranza. La aproximación metodológica incluyó el uso de técnicas de teledetección, ensayos a campo y modelos de simulación. Los resultados obtenidos señalan que en la Pampa Ondulada, la agricultura continua fue el uso dominante y se encontró que un 28 por ciento de la superficie bajo este uso es monocultivo de soja. En cuanto a los sistemas de labranza la siembra directa representa el 70 por ciento del área bajo cultivos de verano. Mediante un modelo de simulación se determinó que de las secuencias de cultivos relevadas en la región la soja1ra/maíz bajo labranza convencional y sin fertilización fue la de mayor pérdida de COS para un período de 60 años (37 por ciento). Por el contrario, rotaciones de soja/trigo-soja2da (6 años)pastura (4 años)bajo siembra directa y altos niveles de fertilización presentaron un aumento del 10 por ciento en el mismo período. La información espacial muestra menores pérdidas de COS hacia el este y mayores hacia el oeste de la zona de estudio. En la pampa interior se comparó la emisión de N2O entre un cultivo de soja, solo y en doble cultivo, con el pastizal. Los resultados no mostraron diferencias significativas entre las diferentes coberturas

El preesente trabajo tuvo por objeto la síntesis de espiro(4,5)-4,8-dimetlil-2,6-diceto-7-deceno y la determinación de su estereoquímica, ya que se estima que este compuesto constituye un excelente precursor de sesquiterpenos del tipo de los acoranos. Además, se intentó la síntesis de 2-(o,o'-dimetoxi-p-tolil)-6-metil-5-hepteno, ya que este compuesto fue usado previamente, como precursor sintético de un sesquiterpeno p-quinoide, la perezona. En él se describen: a) Los acoranos aislados de la naturaleza. b) Los métodos de síntesis utilizado previamente para la obtención del sistema 4,5espiránico de los acoranos. c) Los antecedentes químicos de la Perezona y sus derivados, los pipitzoles. d) Los métodos de síntesis previos a la perezona. e) La discusión de los resultados obtenidos, indicando como se planificó y se desarrolló la síntesis del compuesto espiránico y del precursor de la perezona. La primera de ellas se llevó a cabo reduciendo catalíticamente el doble enlace 3,4 de la 4,7-dimetilcumarina y posterior apertura del anillo lactónico con sulfato de dimetilo en medio básico. El ácido 3-(o-metoxi-p-tolil)butanoico así obtenido se lo redujo con hidruro de aluminio y litio al alcohol correspondiente y este último se lo sometió a la secuencia de halogenación, cianuración e hidrólisis, obteniéndose el ácido 4-(o-metoxi-p-tolil)pentanoico con un rendimiento global del 65%. Por reducción de este último con litio en amoníaco líquido y posterior ciclación con ácido polifosfórico, se obtiene el espiro (4,5)-4,8-dimetil-2,6-diceto-7-deceno. Se discute, además, en detalle la estereoquímica de este útlimo compuesto en base al mecanismo postulado de ciclación y el análisis de su espectro de R.M.P. La síntesis de 2-(o,o'-dimetoxi-p-tolil)-6-metil-5-hepteno se intentó llevar a cabo una secuencia similar. Sin embargo, no se logró una reducción adecuada del 4-(o,o'-dimetoxi-p-tolil)pentanonitrilo. Además se presenta la discusión de los espectros de masa y de R.M.P. de las sustancias obtenidas. f) La parte experimental, en la que se detallan las técnicas empleadas para la síntesis, aislamiento y caracterización de todas las sustancias obtenidas.

En la Argentina 40 millones de habitantes tienen acceso al agua potable por red pública (la cobertura de agua es del 87%) según el último censo 2010. El abastecimiento de agua para consumo humano está definido como un servicio que suministra agua en cantidad y calidad para el desarrollo de la vida de los individuos en un ámbito saludable, ambos aspectos deben estar plenamente garantizados. Por todo esto, el acceso a agua potable es la clave para la protección de la salud, por lo que se ha convertido en una necesidad de las sociedades modernas. En particular, las elevadas concentraciones de contaminantes, específicamente fluoruro y arsénico en aguas naturales son un problema en muchos lugares. En el año 2000 se estimaba que más de dos millones de personas en Argentina estaban potencialmente expuestas a la ingestión de aguas con más de 1 mg.L-1 (1ppm) de arsénico. En relación con la cantidad de fluoruro ingerido, la consecuencia más a las altas concentraciones de fluoruro producen fluorosis esquelética, dañan los sistemas gastrointestinal, renal, hepático e inmunológico. No existe actualmente una parte del tratamiento dedicada a la eliminación de fluoruros o arsénico en solución según los niveles que indica el Código alimentario argentino, por lo tanto, el desarrollo de este tipo de tratamientos a gran escala, sigue siendo de vital importancia para nuestro país, señalando la necesidad de unificar y controlar criterios que mejoren la calidad del agua de consumo, para toda la población argentina. Para la remoción de fluoruros en aguas de consumo humano, se han propuesto en los últimos tiempos métodos altamente eficientes, que tienen la desventaja de ser muy costosos como la ósmosis inversa y la electrodiálisis, pero entre las diferentes tecnologías que existen hoy en día, se destacan la adsorción y la destilación por membrana por su fácil aplicación y bajo costo. Después de llevar a cabo la adsorción, los adsorbentes suelen ser difíciles de separar de la solución o dejan residuos, lo que requiere un tratamiento adicional para alcanzar la calidad deseada. Por este motivo en los últimos años surgieron adsorbentes magnéticos que pueden separarse fácilmente del agua tratada mediante la aplicación de un campo magnético externo que puede ser generado por diferentes fuentes, como por ejemplo imanes de Neodimio. En este trabajo, y con el fin de abaratar costos y/o mejorar los tratamientos actuales de aguas contaminadas, se proponen dos estrategias: - El empleo de la técnica de destilación de membrana para la remoción de fluoruro, arsénico y ácidos húmicos, como así también corrientes con una mezcla de estos contaminantes. - El empleo de nanomateriales magnéticos como adsorbentes de fluoruro, As (III) y As (V) y como fotocatalizadores para la oxidación de As (III) a As (V). - Emplear un equipo por destilación de membrana de fabricación íntegramente casera y que funciona actualmente en la Universidad de Aalborg, Dinamarca para la remoción de fluoruros y arsénico. Esta metodología requiere menos energía para la destilación (por lo tanto menor costo para su funcionamiento), entregando agua de alta calidad y apta para consumo. - Comparar la técnica de destilación por membrana con la nanofiltración, utilizada actualmente para el tratamiento de aguas, también en la Universidad de Aalborg. - Sintetizar y caracterizar nanopartículas de óxidos de hierro recubiertas con hidróxido de aluminio para facilitar la adsorción química de fluoruros. - Evaluar la eficiencia de los materiales sintetizados como nanoadsorbentes de fluoruro. - Investigar la capacidad de reciclado de los nanomateriales magnéticos usados en la adsorción de fluoruro y comprobar su toxicidad en células hepáticas humanas, como modelo in vitro para evaluar el metabolismo xenobiótico humano. - Investigar el empleo de los nanomateriales magnéticos sintetizados en esta tesis y nanocompositos de Fe-Cu como fotocatalizadores de la oxidación de As (III) a As (V).

Durante el desarrollo de este trabajo de tesis experimental se evaluaron diferentes aplicaciones con interés ambiental y nanotecnológico de residuos orgánicos domiciliarios, como son el caso de las sustancias tipo húmicas obtenidos a partir de la digestión anaerobia denominados SBO, de la Yerba Mate y de la Cascara de Naranja. Se investigó sobre la fotoestabilidad de los SBO previo a su uso como fotosensibilizadores y agentes complejantes de Fe para la degradación de contaminantes en sistemas acuosos. De igual forma se utilizaron los SBO como plantilla para la síntesis de nanopartículas de Hidroxiapatita dopadas con Óxidos de Hierro que propiedad magnética para la adsorción de Cu+2 y Pb+2 en sistemas acuosas. El extracto hidrosoluble de la Yerba Mate fue utilizado como agente auxiliar de síntesis para la obtención de nanopartículas de Plata y Magnetita. En el caso de estas últimas se evaluó el efecto de la concentración de extracto utilizado en la síntesis sobre las propiedades magnéticas del material obtenido, en la eficiencia de adsorción y degradación catalizada de azul de metileno por parte de estos materiales. Por otro lado, el residuo sólido obtenido luego de la preparación del extracto hidrosoluble de la Yerba Mate se utilizó como materia prima para la obtención de nanopartículas de Carbono y de Dióxido de Silicio mediante la pirolisis térmica a diferentes temperaturas de acuerdo a la partícula deseada. De manera paralela se sintetizaron partículas de Carbono utilizando cascara de naranja mediante vías piroliticas térmicas y por microondas. A manera comparativa se realizaron estudios fotoquímicos de las diferentes nanopartículas de Carbono obtenidas.

Residuos de la industria agroalimentariaLa industria agroalimentaria combina el proceso productivo agrícola con elindustrial para generar alimentos o materias primas semi-elaboradas destinadasal mercado. La tendencia mundial es el notable crecimiento en la generación deresiduos por esta industria derivada del incremento en la generación deproductos comercializables y el procesamiento de nuevos alimentos. Estos desechosno son de fácil disposición, ya que poseen elevada carga orgánica y requierenun costo adicional para su tratamiento. Sin embargo, podrían ser susceptiblesde aprovechamiento o transformación para generar otro producto con valoreconómico, de interés comercial y/o social. Para lograr el aprovechamiento de sus residuos, necesitamos desarrollar unaclara conciencia ambiental, así como aumentar nuestro conocimiento y capacidadtecnológica para darles un destino final. En nuestro análisis para elaprovechamiento de los desechos locales, utilizamos los siguientes criterios: quepuedan tener un mercado demandante o ser utilizados dentro de la cadena de otroproceso productivo; que estén disponibles localmente y en las cantidades necesariaspara asegurar la fabricación del producto de interés. Han sido objeto denuestro estudio en la presente tesis el suero de leche, el orujo de uva y lacascarilla de soja.                                                                                                 Utilización de proteínas de suero de leche para lareducción de la astringencia de vino tintoEl suero de leche contiene aproximadamente el 50% de los sólidos totalesde leche, incluyendo aproximadamente el 20% de la proteína total. Por eso elmismo representa una alternativa para la obtención de proteínas con potencialesaplicaciones industriales. Un proceso en el que pueden encontrar aplicación esel de clarificación o reducción de astringencia de bebidas fermentadas. Alterminar la vinificación en la producción del vino, el excesode taninos puede causar algunas propiedades indeseables, como la astringencia.Esta sensación áspera está asociada con las interacciones taninos-proteínas dela saliva. El tratamiento del vino con proteínas puede mejorar la claridad, lascaracterísticas sensoriales y la capacidad de envejecimiento de los vinos. Labetalactoglobulina (BLG), la proteína de suero de leche más ubicua,  tiene algunas ventajas tecnológicas para suaplicación como agente clarificante; es un material económico, alimenticio, notóxico, capaz de solubilizar y proteger moléculas hidrófobas biológicamenteactivas en medios acuosos. En nuestro estudio, se aplicó a la reducción de la astringencia del vinotinto. Realizamos una comparación entre la efectividad de lagelatina, de conformación desplegada, y la BLG, globular, como agentesclarificantes. Las dos proteínas mostraron una selectividad similar para distintostipos de polifenoles del vino tinto. Además, la BLG se demostró que la BLG fueeliminada del vino tratado, después de su utilidad, descartando la potencial alergenicidaddel tratamiento. Finalmente, se obtuvo una mejor comprensión de lasinteracciones proteína-tanino mediante calorimetría de titulación isotérmica.En general, este estudio demuestra que las proteínas de suero de leche tienenel potencial de reducir la astringencia en el vino tinto y pueden encontrar un nichopara su uso en enología. Recuperación de fenólicos extraíbles y no extraíblesdel orujo de uva por optimización de su extracción sólido-líquido Se ha estudiado y propuesto una amplia gama de polifenoles de plantas,antioxidantes naturales por excelencia. Una potencial fuente de estos compuestoses el orujo de uva. Se preparó extractos mediante extracción sólido-líquido deorujo de uva Syrah, mediante un diseño experimental, incluyendo los factorestemperatura, tiempo y solvente; midiendo las respuestas de fenólicos totales yactividad antioxidante. Un solvente ?tradicional?,una mezcla hidroalcohólica, fue idónea para recuperar los ?fenólicos extraíbles?. Cuando se utilizó EtOH:H2O (1:1)como solvente, el contenido fenólico total fue de entre 2,2 y 4,4 g deequivalentes de ácido gálico/100 g de orujo en las distintas condicionesplanteadas. Los compuestos no recuperados en dicho solvente, son aquellos quepresentan baja afinidad por el mismo, así como los ?fenólicos unidos o no extraíbles?, que obtuvimos mediante NaOH 2M. Estosfenólicos, descriptos como la "cara oculta" de los fenólicos alimentariostienen escasos estudios en comparación con los extraíbles. Se obtuvieroncontenidos de equivalentes de ácido gálico entre 4,4 y 10,3 g/100 g de orujo. Tantoen unos como en otros extractos, las actividades antioxidantes fueronproporcionales al contenido fenólico detectado. Finalmente, se preparó una función deseabilidad para encontrar óptimos ponderandovarios criterios que combinan minimizar tiempo y temperatura, maximizando elcontenido de fenólicos con actividad antioxidante. Dichos extractos fueroncaracterizados utilizando cromatografía líquida de alta eficiencia, combinandodetección por arreglo de diodos, y espectrometría de masas. Se encontró que losextractos alcalinos contienen una concentración mucho más alta de ácido gálicoy (+)-catequina. Además, entre se detectaron en ambos distintos ácidosfenólicos, antocianinas y estilbenos, e isoflavonas, asociados con su alta actividadantioxidante.  Optimización de la extracción de polifenoles conactividad antioxidante de cascarilla de soja mediante hidrólisis alcalinaLas cáscaras de los vegetales contienen compuestos con actividadantioxidante. Las capas externas suelen contener una mayor cantidad decompuestos fenólicos, como se espera de su función protectora en las plantas. Lospolifenoles de la soja son bien conocidos por su efecto protector de la saludhacia los consumidores, sin embargo, el nuestro es el primer estudio sobrepolifenoles asociados específicamente a la cascarilla de esta planta.  Estudiamos el efecto de la concentración de NaOH acuoso, y otrosfactores de importancia como tiempo, temperatura, asistencia de ultrasonido ytamaño, sobre la extracción de polifenoles de dicho residuo. Dicho solventepuede reaccionar con fenólicos poliméricos, hidrolizar taninos y fragmentos depolisacáridos. De esa forma, se liberaron fenólicos, con un contenido total entre0,206 y 0,929 g de equivalentes de ácido gálico/100 g de cascarilla, medidiospor Folin-Ciocalteu, y la actividad antioxidante de los extractos, medida porequivalentes de Trolox (ET), osciló entre 0,362 y 2,372 mmoles/100 g decascarilla. El perfil fenólico de extractos extraíbles y no extraíblesoptimizados se caracterizó por cromatografía líquida con arreglo de diodos, detectandoácido gálico y (+)-catequina, que se utilizaron como respuesta en el diseño deexperimentos. Además, para poder determinar la presencia de otros polifenoles,se analizó dichos extractos por CL-EM, detectándose ocho compuestos, entre ácidosfenólicos, antocianinas, estilbenos e isoflavonas.  Extracción de polifenoles de cascarilla de sojamediante tratamientos fúngicos y enzimáticosSe prepararon cultivos de A. oryzae utilizando cascarilla de soja como sustrato, adicionandosolamente las mínimas sales necesarias. Se tomaron muestras en distintostiempos y, a los cinco días, la actividad antioxidante de los extractospreparados fue muy alta. El tratamiento fúngico permitió obtener 2,19 mmolTrolox/100 g, resultó equivalente. Sin embargo, dado que el contenido fenólico fuerelativamente mucho menor, el origen de la actividad antioxidante podría, enparte, no deberse a compuestos fenólicos.De lostratamientos enzimáticos, la enzima α-amilasa es laúnica que produce una extracción 48% superior al control. Las demás no justifican su utilización. Además, unamezcla enzimática no mejoró la extracción respeto a la α-amilasa sola. El tratamiento enzimático es unaalternativa mucho más rápida al hongo pero los rendimientos en las respuestasestudiadas son menores. Ambos tratamientos, fúngicos y enzimáticos representan una opción parala recuperación de polifenoles de cascarilla de soja que evitan por completo elempleo de químicos. Se destaca que la metodología requiere bajo consumo deenergía, recicla un material recalcitrante de la región y, más aún, A. oryzae es un hongo consideradogeneralmente seguro.

Tesis (Magister en Ciencia y Tecnología de los Alimentos) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2015