Catálogo de publicaciones

Carrica, M. C. (2008). Caracterización estructural y funcional del factor de virulencia IivA de Brucella abortus (Tesis de Doctorado). Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentina

Tesis (Grado Doctor en Ciencias Biológicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Lugar de Trabajo: Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales-CONICET-Universidad Nacional de Córdoba: 2015 - 325 h. + CD. ils. col.; grafs.; tabls.; figuras. Contiene Referencia Bibliográfica y Publicaciones Derivadas de la Tesis. Abstract en español e inglés.

En el territorio argentino persisten aún poblaciones autóctonas y/o locales de ovinos, caprinos y llamas denominadas genéricamente como “criollas” y que son básicamente productoras de fibra. Existen evidencias de que dichos recursos genéticos conservan una gran variabilidad de sus características etnozootécnicas y por tanto gran primariedad o arcaísmo con un potencial textil importante de la fibra. Se realizó una caracterización etnozootécnica de dichas poblaciones en diferentes cuencas del territorio nacional. La misma implicó, en primer lugar, la descripción de sus atributos; para ello se calcularon frecuencias poblacionales de los caracteres etnozootécnicos relevados y se analizaron sus interrelaciones. En segundo lugar, implicó realizar la cuantificación de su estado de primariedad mediante la confección y evaluación de diferentes índices basados en marcadores fenotípicos. Finalmente, determinar el potencial textil de la fibra, para lo cual se la clasificó y tipificó en base a criterios de calidad y analizando los posibles usos y destinos textiles de los diferentes tipos de fibra que surgieron. Se realizó un estudio demográfico mediante la metodología de «estructura poblacional», realizando relevamientos de diferentes características etnozootécnicas de los animales incluida la obtención de muestras de vellón. Se relevaron, en la Provincia de Córdoba, 2 140 ovinos de un total de 4 868 pertenecientes a 66 majadas y 10 cuencas de producción. En el norte de la Provincia del Neuquén, se relevaron 2 396 caprinos de un total de 10 049 pertenecientes a 37 hatos y 6 cuencas de producción. En la Provincia de Jujuy, se relevaron 10 973 llamas de un total de 17 022 pertenecientes a 173 tropas y 9 cuencas de producción. Las características del diseño del estudio demográfico permitieron realizar una primera descripción de las poblaciones en estudio en base a estimaciones con buen nivel de confianza. Las distribuciones de frecuencia de los diferentes caracteres etnozootécnicos estudiados y las relaciones entre los mismos confirman la existencia de una gran variabilidad pero a la vez permiten afirmar la existencia de un biotipo productor de fibra en las tres especies. Ello se ve reflejado en la existencia de importantes frecuencias de variantes compatibles con la producción de fibra, tanto en los caracteres de cobertura, de morfología y de fenotipos de color como en las características propias de la fibra. También esto se ve reflejado en la existencia de marcadas relaciones entre algunos de dichos caracteres. Estas asociaciones determinan que existen tipos de animales predominantes y que no cualquier variante es producida por cualquier tipo de animal. Los índices de primariedad calculados en el presente estudio permitieron medir la variabilidad encontrada en las tres poblaciones estudiadas y determinar la situación etnozootécnica de las mismas. En ovinos, si bien se hallaron majadas que conservan aún un estado de primariedad, se observa un proceso de estandarización marcado y en forma generalizada por la introducción de biotipos más evolucionados. En caprinos, si bien se observaron diferencias de primariedad en cuanto a la ubicación geográfica y los biotipos encontrados, serían los surgidos de un proceso de adaptación a las condiciones climáticas y agroecológicas. En Camélidos, dentro del estado de primariedad generalizado, existe un incipiente proceso de estandarización en la cuenca de producción de Cieneguillas, dado por la selección de determinadas características. El producto zoógeno estudiado (fibra) también registró una importante variabilidad, encontrándose diferencias en las proporciones de las categorías de todos los criterios de clasificación y gran cantidad de tipos de fibras. A su vez, tales diferencias dependen del área geográfica de la cual proviene la fibra. La determinación de las categorías de finura de fibra de la mano del diámetro medio de la misma permite identificar y establecer diferentes usos y destinos del producto. En ovinos, a pesar de que la mayoría de los lotes a obtener no serían finos, reúne requisitos para su uso potencial en tapicería. En tanto en caprinos y Camélidos, donde se encontrarían mayoritariamente lotes finos, la fibra reúne los requisitos para su uso en la confección de prendas de vestir de calidad. La gran heterogeneidad de la fibra requiere de su correspondiente clasificación a los fines de obtener lotes comerciales homogéneos, permitiendo predecir el destino y el precio de los lotes a obtener y la confección de mezclas.

El ácido γ-aminobutírico (GABA) es el principal neurotransmisor inhibitorio del sistema nervioso central de vertebrados y hasta el momento se han caracterizado tres tipos de receptores de GABA, según sus propiedades farmacológicas: GABAa, GABAb y GABAc. Los receptores de GABAa (GABAaR) y GABAc (GABAcR) comparten además su mecanismo de señalización, ambos son receptores ionotrópicos con una alta permeabilidad a iones cloruro. Los receptores de GABAb son metabotrópicos, generalmente acopladas a proteínas G. En esta tesis se presenta una extensa caracterización de las propiedades farmacológicas y biofísicas de los receptores de GABA, con especial énfasis en los GABAcR Este subtipo de receptores de GABA fue el último en ser identificado y se caracteriza por su insensibilidad al antagonista clásico GABAérgico, bicuculina y por el lento curso temporal de sus respuestas. Este trabajo se realizó expresando los receptores en ovocitos de Xenopus laevis y estudiando sus propiedades con dos diferentes técnicas electrofisiológicas: fijación de voltaje con dos electrodos (FVDE) y patchclamp en la configuración outside out. Los receptores ionotrópicos de GABA (GABA-R) son modulables por una diversidad de compuestos de diferente naturaleza química. Entre ellos se encuentran los flavonoides (F), una familia de compuestos aislados de plantas vasculares que presentan una gran variedad de acciones neurofarmacológicas. Algunos son ansiolíticos y sedantes, y se ha propuesto que su mecanismo de acción sería a través de los GABAaR. En este trabajo, evaluamos la acción de un grupo de F sobre las respuestas mediadas por GABA-R. Los F utilizados en este trabajo fueron: quercetina, crísina, apígenina, morina, flavona y α-naftoflavona. Contra lo esperado, los F evaludados tuvieron un efecto inhibitorio general tanto sobre los GABAaR como los GABAcR. Quercetina fue el más potente para ambos receptores con un IC50 de aproximadamente 4 µM en cada caso. También se evaluó la acción de quercetina en otros receptores ionotrópicos de neurotransmisores, como los colinérgicos nicotínicos, serotonina y kainato. En todos ellos se observaron efectos inhibitorios con distinta potencia. Tanto los GABAaR como los GABAcR son sensibles al alcaloide picrotoxina. Se han propuesto distintos mecanismos para su acción sobre los GABAaR incluyendo efectos no-competitivos y mixtos. Sin embargo, aún no se ha esclarecido suficientemente el mecanismo de acción en los GABAcR. Picrotoxina produjo una inhibición reversible con un IC50 = 0.6 ǂ 0.1 µM. La curva dosis-respuesta (D-R) para GABA en presencia del antagonista (1, 10 y 100 µM) sufrió un desplazamiento hacia la derecha y para las concentraciones más altas de esta toxina, una reducción en la respuesta máxima. Este resultado sugeriría un mecanismo de acción de tipo no-competitivo. No obstante, al igual que los antagonistas competitivos, las respuestas a concentraciones bajas de GABA fueron más sensibles a picrotoxina que las más altas. La inhibición por esta toxina fue también dependiente del uso, es decir, requirió la activación de los receptores para ejercer su efecto. La recuperación de la inhibición también fue facilitada por la acción de GABA. Además, picrotoxina produjo un aumento en la velocidad de de-activación de las respuestas al GABA, sugiriendo un mecanismo de tipo no-competitivo. En resumen, la inhibición de los GABAcR por picrotoxina tendría un mecanismo de acción no-competitivo o mixto, y dependiente del uso aunque menos que los GABAaR. Los GABAcR son sensibles a la modulación por iones trivalentes de la serie de los lantánidos (L) que producen un incremento en las respuestas a GABA. En un estudio previo se caracterizó la acción de uno de los elementos pertenecientes a los L, lantano (La³+); mientras que en este trabajo se analizaron los efectos de otro, lutecio (Lu³+). Ya en experimentos preliminares, se observó que la acción de Lu³+ sería más compleja ya que produjo un aumento rápido de la corriente, seguido de una atenuación durante la aplicación del ión sobre la respuesta a GABA. Lu³+ provocó una aumento en la afinidad aparente por GABA (0.4 ǂ 0.1 µM) y un incremento en la respuesta máxima a concentraciones saturantes de agonista. También se evaluó cómo afectaba la presencia de Lu³+ a la acción de ciertos antagonistas, como parámetro de la función de los GABAcR. El antagonista competitivo, TPMPA, inhibió las respuestas evocadas por GABA en presencia de Lu³+ con una potencia semejante a lo observado en ausencia de este ión. No obstante, no tuvo un efecto protector de la atenuación de la respuesta mediada por Lu³+, sugiriendo que este proceso sería operado por este ión independientemente de GABA. Las respuestas evocadas en presencia de Lu³+ también fueron sensibles a picrotoxina pero con caracteristicas diferentes a lo ya descripto. Se elaboró, además, un modelo de gating de los GABAcR y de la acción de Lu³+, donde se propone la existencia de dos estados abiertos, revelado por la presencia de este ión, que además mediaría un proceso de desensibilización independiente de GABA. Los estudios existentes sobre la cinética de los GABAcR fueron hechos con técnicas de pobre resolución temporal, y por esto decidimos realizar esta serie de experimentos en parches de membrana con la técnica de patch-clamp en la configuración outside out. Las respuestas al GABA obtenidas con esta metodología presentaron un curso temporal característico de los GABAcR: activación y de-activación lentas, de varios segundos de duración, con escasa desensibilización. La afinidad aparente por GABA calculada fue 4.0 ǂ 0.8 µM con un n de Hill = l.7 ǂ 0.5. La relación corriente-voltaje fue lineal, y el canal mostró una permeabilidad alta a cloruro. Se evaluó la sensiblidad de los GABAcR en parches de membrana a una serie de agonistas (TACA, β-alanina, glicina), antagonistas (TPMPA, picrotoxina, quercetina, zinc) y moduladores (La³+ y Lu³+) conocidos. Todos estos produjeron efectos similares al descripto previamente. Un estudio más profundo de la cinética de de-activación de las respuestas mostró que a concentraciones altas de agonista, la relajación era mejor descripta por ecuación de decaimiento exponencial de segundo orden; mientras a dosis cercanas al EC50,de primer orden. Esto sugeriría un modelo de gating con dos estados abiertos con distinta cantidad de moléculas de agonista unido, que fue evaluado realizando simulaciones numéricas de la actividad del receptor.

El locus multialélico Ahasl1 determina el nivel de resistencia/susceptibilidad a herbicidas inhibidores de la enzima acetohidroxiácido sintasa (AHAS) en girasol. Recientemente se ha encontrado un alelo que confiere resistencia cruzada a distintas familias químicas de inhibidores de AHAS: imidazolinonas (IMI), sulfonilureas (SU), triazolopirimidinas (TP) y pirimidiniltio (u oxi) benzoatos (POB), denominado Ahasl1-4, que se corresponde con la sustitución Trp574Leu. La evaluación en las etapas de germinación y la caracterización bioquímica de Ahasl1-4, así como las relaciones de dominancia con otros alelos del locus Ahasl1 no se han realizado hasta el momento. Los objetivos de este trabajo fueron caracterizar el crecimiento de plántulas y la actividad enzimática AHAS en respuesta a los herbicidas imazapir y metsulfurón metil de genotipos de girasol que portan diferentes combinaciones de los alelos Ahasl1-1, Ahasl1-4 y ahasl1 y determinar las relaciones de dominancia entre los alelos mencionados en respuesta a diferentes concentraciones de imazapir y metsulfurón metil. Dentro de los ensayos de germinación, en presencia del herbicida imazapir, los genotipos Ahasl1-4/Ahasl1-4 y Ahasl1-1/Ahasl1-4 presentaron los mayores valores de GR50 para las variables longitud de raíz principal (LP), longitud de raíz principal con raíces laterales mayores a 5 mm (LPb), longitud de raíz lateral más larga (LL), área foliar total (AF) y longitud promedio del primer par de hojas (LF), hasta 6000 veces superior al genotipo susceptible ahasl1/ahasl1 y hasta 15 veces superior al genotipo Ahasl1-1/Ahasl1-1 que confiere resistencia sólo a IMI. Al realizar la comparación dentro de cada variable y entre los genotipos evaluados se encontraron diferencias significativas excepto al comparar los genotipos Ahasl1-4/Ahasl1-4 y Ahasl1-1/Ahasl1-4. Con el herbicida metsulfurón metil se observó que los genotipos que portaban al menos un alelo Ahasl1-4 presentaron los mayores GR50 dentro de las variables radicales evaluadas. Sin embargo, dentro de las variables foliares el genotipo Ahasl1-4/Ahasl1-4 mostró un GR50 seis veces superior para área foliar total y cuatro veces superior para longitud promedio del primer par de hojas respecto al genotipo Ahasl1-1/Ahasl1-4. A nivel de actividad enzimática, con ambos herbicidas, el genotipo Ahasl1-4/Ahasl1-4 presentó el mayor valor de I50 y en la comparación con el resto de los genotipos las diferencias fueron significativas. Respecto a las relaciones de dominancia, tomando dos alelos, tanto para resistencia a imazapir como a metsulfurón metil, las mismas varían desde sobredominancia a recesividad dentro de cada variable evaluada y concentración de herbicida aplicada. En base 2 a los resultados obtenidos se concluye que el alelo Ahasl1-4 confiere resistencia al herbicida metsulfurón metil y resistencia superior a la conferida por el alelo Ahasl1-1 al herbicida imazapir y que la relación de dominancia entre dos alelos puede variar dependiendo del tipo de herbicida presente, de la concentración de herbicida y de la variable evaluada.

El tizón común (TC) es una enfermedad foliar del cultivo del maíz causada por el patógeno fúngico hemibiótrofo Exserohilum turcicum, que puede provocar pérdidas de rendimiento de más del 50 por ciento, disminución en la calidad del grano y una mayor predisposición a pudriciones de tallo. Disponer de información sobre fuentes genéticas de resistencia al TC en materiales públicos adaptados a la región productiva de nuestro país sería de gran valor para el mejoramiento de la resistencia a la enfermedad. El objetivo de este proyecto fue caracterizar la variabilidad fenotípica y genética para el comportamiento frente al TC de un panel diverso de 216 líneas endocriadas desarrolladas por el programa de Mejoramiento de Maíz Templado de la EEA INTA Pergamino. Las líneas fueron genotipadas con 56.110 SPPs y su respuesta frente al TC (RTC) fue evaluada con una escala de 1 (muy resitente) a 9 (muy susceptible) en ensayos a campo, bajo inoculación artificial con el patógeno, en cuatro ambientes durante los ciclos agrícolas 2014/15 y 2015/16. La aplicación de diversas técnicas multivariadas en base a la información genotípica permitió identificar dos niveles de estructura poblacional en el panel estudiado: un nivel de estructura primaria de tres subgrupos, del que deriva un segundo nivel con nueve subgrupos. La caída del desequilibrio de ligamentos fue de 1.397.492 pb, sugiriendo buena potencia para estudios de mapeo por asociación (MA) utilizando esta información genotípica. El rango de la variación en los valores de RTC observados indican que la presión del patógeno en todas ellas fue discriminante y que la variabilidad fenotípica para el carácter en el panel de líneas estudiado fue alta. Los coeficientes de correlación de Pearson para la RTC entre pares de ambientes presentaron valores altos (>0,8) y fueron estadísticamente significativos en todos los casos (p<0,001), señalando consistencia en la RTC de las líneas evaluadas a través de los ambientes. La heredabilidad en sentido amplio para la RTC a través de los ambientes calculada a partir de las variancias resultantes de la implementación de un modelo lineal mixto fue de 0,96. Las variancias resultantes del modelo fueron 75,5 % 0,5 %, 3,9 % y 19,9 % del total de la variación observada para los efectos de genotipos, ambiente, interacción genotipo por ambiente y error experimental, respectivamente. El efecto de la interacción genotipo por ambiente fue estadísticamente significativo (p<0,001). La media ajustada para la RTC (RTCaj) a través de ambientes, calculada a partir de los BLUPs resultantes del modelo, presentó una distribución continua y osciló entre 1,25 y 7,34, demostrando una extensa variabilidad genética para el carácter en el panel de líneas estudiado. Treinta dos líneas mostraron un excelente comportamiento frente a la enfermedad, con RTCaj por debajo de 3. Las diferencias en la RTCaj a través de ambientes entre los subgrupos establecidos mediante el análisis de estructura poblacional fueron estadísticamente significativas (p<0.001). Mediante el análisis de MA se identificaron 91 SNPs a lo largo de los 10 cromosomas que presentaron asociaciones significativas (p<0,001) con la RTCaj a través de ambientes, para un ambiente individual o simultáneamente con dos o más de estas variables. Estos 91 SNPs fueron agrupados en 59 QTL, de los cuales 16 fueron identificados como estables por ser detectados para la RTCaj través de ambientes y para dos o más ambientes. Los valores de efecto de sustitución alélica absoluto para estos 16 QTL fueron de 0,85 a 2,01. Doce de estos 16 QTL se ubican en posiciones que se superponen con regiones cromosómicas reportadas para QTL y genes mayores identificados en estudios previos de mapeo por ligamiento o MA para la RTC, mientras que las regiones cromosómicas asociadas a los QTL que hemos denominado qTC 7.02.1, qTC 8.03.3, qTC 8.03.5 y qTC 10.04.1 estarían siendo reportadas por primera vez en el presente trabajo. Un estudio más exhaustivo será necesario para determinar los genes candidatos asociados a estos QTL. Al analizar los estados alélicos para los 16 QTL mencionados anteriormente, hemos observado que las líneas evaluadas fueron un mosaico de loci de susceptibiliad y resitencia. La implemetación de técnicas como la selección asistida por marcadores o la retrocruza asistida por marcadores para la selección indirecta de estos QTL en poblaciones segregantes o durante introgresión a materiales elite en retrocruzas presenta un gran potencial en la mejora de la resistencia al TC en el germoplasma de la República Argentina, ya sea perteneciente al sector público o privado.

Helicoverpa gelotopoeon (D.) (Lepidoptera: Noctuidae) es una plaga polífaga de la subfamilia Heliothinae que ocasiona daños a los cultivos de soja, garbanzo, algodón y alfalfa, entre otros. Algunas especies de este complejo han desarrollado resistencia a cultivos genéticamente modificados e insecticidas, lo cual ha llevado a incrementar el interés sobre la biología, diversidad genética y estructuración poblacional de H. gelotopoeon. El objetivo de este trabajo fue determinar la existencia de estructura genética de poblaciones de H. gelotopoeon en función de distintas plantas hospederas y regiones de la Argentina en base a características biológicas y moleculares. Los parámetros biológicos evaluados fueron: duración de los estados de huevo, larva y pupa, número de estadios larvales, masa pupal y longevidad de adultos. Los parámetros reproductivos evaluados fueron: número de espermatóforos, período de pre, ovi y postoviposición, fecundidad y fertilidad. Para los ensayos de compatibilidad reproductiva se realizaron cuatro tipos de cruzas: parentales, híbridas, retrocruzas y cruzas entre híbridos. Para la caracterización molecular se utilizaron marcadores nucleares (microsatélites) y mitocondriales (de las regiones Citocromo oxidasa I y Citocromo b), ya que se consideró que ambos marcadores podían proveer información complementaria y más precisa para entender la estructura poblacional de esta especie. A partir de los resultados obtenidos en esta investigación, se observó que H. gelotopoeon completa su ciclo aproximadamente en 45 días en condiciones de laboratorio, observándose la mayor mortalidad en el estado de huevo y los primeros estadios larvales. Las poblaciones pertenecientes a distintos cultivos y regiones mostraron parámetros biológicos y reproductivos similares. A su vez, las cruzas intra e interpoblacionales no mostraron signos de incompatibilidad reproductiva, sugiriendo un flujo génico sustancial entre las poblaciones. Los marcadores nucleares microsatélites mostraron que las poblaciones de H. gelotopoeon no están estructuradas y hay flujo génico entre ellas, correlacionándose este resultado con lo observado a nivel biológico. Sin embargo, los marcadores mitocondriales mostraron que en general existiría cierta estructuración genética entre las poblaciones de H. gelotopoeon. Se consideran diversas causas que podrían haber contribuido a esta estructuración, como ser: región geográfica, planta hospedera, año de recolección, influencia de plantas silvestres, distintos sistemas de manejo, etc. Se destaca también la necesidad de realizar más estudios, abarcando una escala geográfica mayor, así como otros cultivos y posibles hospederos silvestres a lo largo de varias campañas. Todo esto ayudará a comprender mejor el grado de flujo génico y la repercusión del comportamiento migratorio de H. gelotopoeon en las distintas campañas. Este trabajo de tesis constituye el primer estudio de caracterización biológica y genética de H. gelotopoeon, información que servirá para desarrollar estrategias de manejo de esta plaga en Argentina, sobre todo haciendo énfasis en el retraso del desarrollo de resistencia a insecticidas y cultivos Bt.

Estado del tema. La importancia del estudio del fruto del árbol algarrobo se basa en que la República Argentina constituye el mayor centro de diversificación del género Prosopis spp. con la mayor cantidad de especies endémicas. Otro factor interesante que avala la promoción de estas especies es que las mismas poseen elevada resistencia a la sequía, temperaturas extremas y alta salinidad, a la vez que contribuyen a la mejora de suelos por medio de la fijación de nitrógeno, lo que le confiere gran valor en sistemas agro-forestales. Los bosques naturales de Prosopis spp. de nuestro país han sido diezmados, especialmente en los últimos años, debido a las actividades antropogénicas. Consecuentemente, la reforestación con especies de algarrobo para la producción del fruto con fines alimentarios, fomentaría el desarrollo de las comunidades regionales como también la disminución del daño ambiental causado por la deforestación. Además, las comunidades regionales del noroeste argentino asocian al fruto de algarrobo y sus productos con sus orígenes e identidad. Por lo expuesto, las investigaciones sobre las propiedades fisicoquímicas, nutricionales y funcionales de vainas y harinas derivadas del fruto de diferentes especies de Prosopis spp. nativas de Argentina permitirán contar con el conocimiento necesario para revalorizar este fruto como ingrediente alimentario. Los objetivos de este trabajo fueron: a) analizar la composición química y nutricional de vainas, harinas y semillas del fruto de algarrobo blanco (Prosopis alba) y algarrobo negro (Prosopis nigra) b) utilizar la harina obtenida de Prosopis alba en la elaboración y caracterización funcional de dos productos horneados, por un lado bocaditos dulces a base de semillas andinas (amaranto, quinua y chía) con azúcar, miel y harina de algarroba como aglutinantes de la formulación; y por otro la obtención de panificados dulces libres de gluten tipo muffins a base de una mezcla de harinas de algarroba, maíz y arroz c) obtener a escala de laboratorio a partir de vainas enteras de Prosopis alba la bebida fermentada llamada aloja, típica del noroeste argentino, para estudiar la cinética de fermentación y caracterizar la microflora de la misma durante todo el proceso hasta llegar al producto final; como también determinar parámetros fisicoquímicos de la bebida como pH, acidez y contenido alcohólico, entre otros. Materiales y Métodos. Se realizó una caracterización morfológica de vainas y semillas de P. alba y P. nigra. Se caracterizaron las vainas secas y las harinas provenientes de dichas vainas luego de pasar a través de tamices de 1000 y 500 µm. Se determinó la composición de las muestras a través de distintos ensayos: cenizas, minerales, lípidos, perfil de ácidos grasos, contenido de proteínas y naturaleza de las mismas por SDS-PAGE, perfil aminoacídico por HPLC, ensayo de presencia de prolaminas con anticuerpos policlonales y actividad antitríptica. Se determinó fibra dietaria total e insoluble por método gravimétrico-enzimático, azúcares solubles por HPLC, perfil de galactomananos por GC, contenido de polifenoles y actividad antioxidante. Se analizó el color de las harinas como también la actividad acuosa y las isotermas de adsorción a diferentes temperaturas (10°-20°-40ºC) que se ajustaron con diferentes modelos matemáticos. Con la harina de P. alba se prepararon bocaditos dulces a base de semillas de amaranto, quinua y chía en proporción constante (51,8%). Las semillas guardaron la relación: 22% amaranto, 22% de quinua y 7,8% de chía. El aglutinante (48,2%) estuvo formulado con azúcar, miel y harina de algarroba en proporción variable según un diseño de mezclas de 3 componentes con restricción (la de no tener una formulación con solamente harina de algarroba). El diseño arrojó 5 formulaciones distintas. A los cinco productos se les analizó color, humedad, actividad acuosa, perfil de textura y test de aceptabilidad con 55 panelistas mediante 2 paneles diferentes: uno de ordenamiento por preferencia con las 5 formulaciones y otro de aceptabilidad de atributos mediante escala hedónica de 9 puntos con los 2 mejor seleccionados en el panel anterior. Con la misma harina se elaboraron panificados dulces tipo muffins con mezcla de harinas de algarroba, maíz y arroz, cuya proporción se determinó mediante un diseño experimental de mezclas tricomponentes con replicado del punto central. Se mantuvo constante la proporción del resto de las materias primas utilizadas: leche descremada, huevo entero líquido, margarina vegetal, emulsificante, hidrocoloide, leudante químico y levadura en polvo. No se agregó agua a la formulación. Se fermentó la mezcla 40 min a 30ºC y se horneó 25 min a 180ºC. A los panificados se les midió diferentes parámetros de calidad: volumen, altura, color, humedad, alveolado y textura de la miga. Se realizó un análisis sensorial de escala hedónica de 9 puntos con 76 panelistas no entrenados, con 4 de las formulaciones que contenían harina de algarroba. Los datos se analizaron mediante ANOVA de acuerdo al modelo general lineal. Se analizaron las diferencias significativas entre medias mediante el test de Fisher (LSD) (p < 0.05). Se preparó la bebida fermentada llamada aloja que se caracterizó a través de la cinética de fermentación, determinándose el tipo de flora bacteriana mediante crecimiento en diferentes medios de cultivos. Las colonias obtenidas se identificaron mediante ensayos moleculares. Se hizo el seguimiento a diferentes tiempos de fermentación midiéndose el pH, acidez, azúcares, grado alcohólico, entre otros ensayos. Resultados y Conclusiones. La especie Prosopis alba presentó un contenido significativamente mayor de sacarosa que P. nigra, razón por la cual sumada a la mayor abundancia y disponibilidad de vainas de P. alba, se ha seleccionado esta especie como materia prima para los diferentes productos elaborados a partir de vaina y harina de algarrobo. La harina de P. alba con la que se elaboraron dichos productos presentó menor contenido de proteínas, lípidos, fibra dietaria total y polifenoles, aunque mayor contenido de azúcares solubles (> 50% sacarosa). P. alba presentó mayor contenido de K, Mg y Fe pero menor contenido de Ca, Zn y Mn que P. nigra. Los lípidos de harinas de Prosopis spp. tienen principalmente ácidos palmítico, oleico y linoleico pero también contienen ácidos esteárico, araquídico, α-linolénico y araquidónico. Muchos de los componentes nutricionalmente importantes de un fruto del tipo leguminosa se encuentran en la semilla; la semilla de P. alba presentó mayor contenido de calcio y magnesio que la de P. nigra. La fracción goma (un galactomanano) de P. alba presentó una relación molar Man/Gal de 1,56. Los ácidos grasos predominantes fueron el linoleico, seguido del ácido oleico y palmítico. El contenido de proteínas resultó mayor para P. nigra, aunque con una proporción aminoacídica semejante en ambas especies. Las proteínas de ambas especies de Prosopis spp. no fueron deficientes en lisina ni en aminoácidos azufrados, como ocurre con otras proteínas vegetales, lo que las convierte en un buen complemento nutricional. Asimismo, los altos contenidos de ácidos aspártico y glutámico y de arginina hacen de estas proteínas, y por ende del germen de las semillas de algarrobo, un ingrediente adecuado para alimentos para deportistas ya que estos aminoácidos cumplen un rol importante en el incremento de la masa muscular, la síntesis de colágeno y la producción de glicógeno. Estas proteínas no presentaron actividad antitríptica y el análisis mediante anticuerpos policlonales dio como resultado ausencia de prolaminas lo que significa que estas harinas son ingredientes aptos para productos libres de gluten destinados a personas con enfermedad celíaca. El contenido de polifenoles de P. nigra resultó el doble que el de P. alba, tanto en semilla entera como en cada parte de la misma, encontrándose el mayor valor en la capa externa o testa. La actividad antioxidante siguió el mismo comportamiento que el contenido de polifenoles, sin embargo resultó significativamente mayor en semillas de P. nigra. El análisis comparativo de una harina de vaina entera (con semillas) y otra de pulpa (sin semillas) demuestra que se puede utilizar la semilla para la obtención de proteínas o goma (fibra soluble) y la fracción remanente ser utilizada en productos panificados sin mayores variaciones en el perfil nutricional de los mismos. Entre las propiedades físicas a evaluar en harinas, una de las más importantes es la actividad acuosa, relacionada con la estabilidad frente al almacenamiento. La actividad acuosa para la harina de P. alba fue de 0,351 y para P. nigra de 0,138, en tanto que para la misma actividad acuosa (aw 0,7), la harina de P. nigra tolera una mayor humedad de almacenamiento que la harina de P. alba. Las curvas de humedad vs aw fueron del tipo “J” o tipo III en la clasificación de BET. Las buenas propiedades fisicoquímicas y nutricionales de la harina de algarroba, hacen que la misma constituya un ingrediente ideal para la elaboración de diferentes productos horneados dulces saludables, como los estudiados en este trabajo de tesis con la harina de P. alba: bocaditos dulces a base de semillas y panificados libres de gluten tipo muffin. Los bocaditos con sólo azúcar o azúcar aportada por la harina de algarroba, presentaron a los 30 min de cocción una mayor variación de color, mientras que la de menor producción de color resultó la formulación con cantidades equivalentes de los tres aglutinantes (harina algarroba, miel, azúcar). La dureza y masticabilidad resultó mayor en las formulaciones con mayor contenido de harina de algarroba, mientras que los bocaditos más blandos fueron los que no contenían esta harina. Se prefirieron por igual el bocadito que contiene solamente azúcar y el de proporciones equivalentes de aglutinantes; ambos presentaron igual aceptabilidad global. Se puede concluir que la harina de algarroba resulta adecuada para el desarrollo de color pero, en niveles del 66% en la mezcla de aglutinantes endurece los bocaditos y no son preferidos por los consumidores. Sin embargo, en una proporción equivalente con miel y azúcar, esta formulación fue elegida por su mejor apariencia, con igual percepción de aroma y dulzor que el bocadito formulado con azúcar. Los panificados libres de gluten resultaron de mejor calidad que los preparados solamente con harina de maíz o de arroz, tanto desde el punto de vista de su aspecto (color y volumen), como de propiedades de textura y sensoriales. La muestra con mayor contenido de harina de algarroba fue la que presentó menor dureza y consistencia, menor masticabilidad, mayor adhesividad y resultó ser menos resiliente y elástica. Estas propiedades texturales se relacionaron con una miga más aireada, es decir con mayor porcentaje de área ocupada por alvéolos. Este panificado resultó ser de color amarronado, por lo que la harina de algarroba podría constituir un sustituto ideal del chocolate en productos panificados. La aloja es una bebida fermentada típica de la región del noroeste argentino elaborada con vainas enteras de algarrobo blanco. Debido a que no se ha encontrado hasta el momento información científica sobre la elaboración y caracterización fisicoquímica y microbiana de esta bebida, es que el desafío del último capítulo estuvo centrado en el estudio de la misma. Los protocolos para preparar aloja se han ido transmitiendo en forma oral de generación en generación, ya que es una práctica artesanal casera, que depende del productor y de la región en donde se la elabora. La fermentación es posible debido a que las vainas tienen una microbiota epifítica variable. El crecimiento microbiano de no más de 3 días y el consumo de azúcares fermentables, demostraron que el proceso de fermentación es relativamente corto y puede dividirse en dos etapas: una primera hasta las 18-24 h caracterizada por una intensa fermentación láctica que disminuye el pH del medio de 6,4-6,6 inicial a 4,5, lo cual impide el desarrollo de microorganismos patógenos, llegando a una acidez de alrededor de 0,7 % p/v (expresada como ácido láctico), conservando la bebida un ligero sabor dulce. En la segunda etapa se intensifica la fermentación alcohólica asociada al crecimiento de levaduras en la cual los azúcares se agotan y el nivel de alcohol llega a 6,5 – 7,5 % v/v; a las 60 h la bebida es agria y alcohólica. Mediante el aislamiento en medios selectivos se siguió la evolución de la población microbiana observándose dos tipos de colonias de levaduras y dos tipos de bacteria láctica que se identificaron mediante métodos moleculares. Las especies resultaron ser Lactobacillus plantarum y Enterococcus faecium, presentes en fermentados vegetales que poseen potencial acción probiótica, y las levaduras identificadas fueron Wickerhamomyces anomalus y Saccharomyces cereviceae. Es posible que en las propiedades del producto final influyan varios factores como tiempo y temperatura de conservación de las vainas hasta su utilización, año de cosecha, condiciones de clima, forma de recolección y transporte del fruto, el agua empleada en el proceso, el tipo de molienda, entre otros. A pesar del gran número de variables involucradas, se ha observado en el transcurso de 2 años de ensayos bajo las mismas condiciones de fermentación en el laboratorio con vainas cosechadas en distintos lugares, años y tiempos de almacenamiento (entre una semana y varios meses), que el proceso fermentativo en líneas generales sigue la misma cinética y que la bebida evoluciona dentro de cierto rango de valores de acidez, contenido de azúcares y alcohol, entre otros, que le son característicos. En base a los resultados obtenidos en este trabajo de tesis, resulta evidente la versatilidad del fruto del algarrobo por sus múltiples usos en alimentos de diversa naturaleza. A su aplicación en la preparación de productos regionales tradicionales se suma su potencial como materia prima para la elaboración de productos para necesidades específicas como los destinados a personas celíacas y productos saludables para consumidores en general.

Los tensioactivos derivados de aminoácidos son de gran interés en el campo de la investigación y desarrollo de nuevos surfactantes, principalmente debido a su carácter ecoamigable. El presente trabajo de Tesis se centra en la síntesis biocatalítica, purificación y caracterización, tanto fisicoquímica como biológica, de aminoacil alquilamidas de diferente longitud de cadena hidrocarbonada. De los biocatalizadores ensayados, papaína reveló una mayor eficiencia, mostrando conversiones superiores al 90% en todos los casos. El uso de solventes amigables con el medio ambiente en la purificación de las alquilamidas derivadas de arginina (Bz-Arg-NHCn), así como sus prometedoras propiedades fisicoquímicas (solubilidad acuosa y actividad tensioactiva), fueron factores determinantes en la selección de estos productos para la caracterización de sus propiedades biológicas, con la finalidad de la evaluación de su potencial aplicación en la formulación de productos farmacéuticos y/o cosméticos. A través de diferentes ensayos se puso en evidencia el efecto antimicrobiano de Bz-Arg-NHCn contra un amplio espectro bacterias y hongos, revelando incluso propiedades bactericida y fungicida. Los estudios preliminares acerca del mecanismo antifúngico de Bz-Arg-NHCn sugirieron que los monómeros de estos compuestos, al intercalarse en la bicapa lipídica, inducirían la formación transitoria de poros, permitiendo la traslocación de moléculas del tensioactivo al citoplasma, donde interactuarían con los componentes intracelulares provocando la inducción de estrés oxidativo. Por otro lado, los ensayos de toxicidad in vitro permitieron comparar el perfil citotóxico de los tensioactivos con el de Cetrimide, un surfactante catiónico comercial con propiedades antisépticas empleado comúnmente en formulaciones dermatológicas. Los resultados revelaron no solo una menor actividad hemolítica para los tensioactivos derivados de arginina, sino una menor irritabilidad ocular, dérmica y hepática. Asimismo, el estudio de interacción de Bz-Arg-NHCn con membranas de glóbulos rojos humanos reveló que los monómeros no serían las especies responsables del efecto hemolítico observado. En este caso, el mecanismo involucrado depende de la concentración del tensioactivo en el medio: la liberación de microvesículas resultó ser el principal mecanismo involucrado en la solubilización de la membrana para las concentraciones más bajas de Bz-Arg-NHCn, mientras que para las mayores concentraciones prevalece la extracción de los componentes de membrana (lípidos y proteínas) favorecida por colisiones con las micelas de tensioactivo. Finalmente, el estudio del efecto protector de Bz-Arg-NHC12 contra la lisis hipotónica tanto de glóbulos rojos humanos (GRH) como de carnero (GRC) evidenció un comportamiento bifásico para este tensioactivo, mostrando efectividad en un amplio rango de concentraciones y una dependencia del mecanismo involucrado con la composición de la membrana lipídica. Para esto último se llevaron los cálculos teóricos de la expansión del volumen celular, comprobándose un mayor volumen hemolítico crítico sólo en el caso de los GRC. La evidencia experimental explica la ausencia de este fenómeno en GRH debido la prevalencia de la solubilización de los componentes de la membrana, ya sea a través de colisiones con los agregados de los surfactantes, y/o la liberación de microvesículas. En general la evidencia experimental señala a Bz-Arg-NHCn como una alternativa promisoria a los tensioactivos catiónicos comerciales, con propiedades biológicas que los convierten en prometedores candidatos como aditivos en formulaciones de aplicación tópica.

En este trabajo de tesis se utilizó el sistema P. vulgaris-R. etli como modelo para investigar la afinidad entre porotos pertenecientes a los centros de diversificación de Mesoamérica y de la región Andina sureña y los rizobios de esas regiones. Teniendo en cuenta los eventos que se desarrollan desde el inicio del diálogo molecular hasta la formación del nódulo fijador de nitrógeno, el presente trabajo de tesis pretende contribuir al conocimiento de la interacción entre genotipos de poroto y rizobios que coevolucionaron en el mismo centro geográfico.