Catálogo de publicaciones

En este trabajo de tesis se estudio la decoloración y degradación de colorantes modelos ya sea en forma individual como sus mezclas. Para ello se utilizaron diferentes técnicas analíticas como la espectrofotometría, cromatografía liquida y espectrofluorometría, entre otras. Los datos obtenidos fueron analizados utilizando las herramientas matemáticas MCR-ALS y PARAFAC.

El objetivo de esta tesis de maestría fue evaluar y desarrollar metodologías de eliminación de Microcistina-LR (MC-LR) mediante el uso de métodos químicos como el cloro y el ácido peracético. Se ensayaron diferentes técnicas de detección y cuantificación de MC. La técnica de HPLC presento un límite de detección en el orden de los mg.L-1 y requiriendo pasos previos de pre-concentración de las muestras a efectos de ser detectados con dichos límites. Un método con alta sensibilidad fue el de inhibición de la Protein fosfatasa 1 (PP1) con el cual fue posible detectar MC en el orden de los µg.L-1 sin pasos previos de pre-concentración y fue usado para la detección y cuantificación de MC en los ensayos de remoción con los oxidantes ensayados. El efecto del cloro sobre la cinética de remoción de MC-LR se evaluó exponiendo soluciones acuosas con concentraciones de 10, 20 y 50µg.L-1 de MC-LR (extraída de un cultivo de Microcystis aeruginosa cepa CAAT2005) a diversas concentraciones de cloro 1,0, 2,0 y 5,0 mg.L-1 y a tres pH: 6, 7 y 8. La concentración de MC remanente se determinó mediante ensayo de inhibición de fosfatasa. El modelo exponencial decreciente fue la manera más apropiada para representar los resultados obtenidos para la degradación de MC-LR mediante el uso de Cloro. El parámetro de ajuste seleccionado fue el tiempo de vida medio, el cual representa el tiempo al cual se reduce a la mitad la concentración inicial de MC. Se calculó el valor de la concentración de ácido sin disociar (ácido hipocloroso) (UAC) a efectos de evaluar su dependencia con la K0 (constante de degradación de cloro). Otros parámetros cinéticos evaluados en este trabajo fueron: la velocidad de la reacción, la constante de velocidad, la constante de la reacción y el orden de las reacciones. Se pudo deducir que la reacción fue de segundo orden para el total de la reacción y de primer orden para cada uno de los reactivos (MC-LR y cloro). A su vez se determinó el C.t, el cual representa la concentración de cloro durante el tiempo de contacto necesario para lograr una determinada degradación de MC-LR. Los resultados de degradación de cloro y MC-LR permitieron inferir que el ácido hipocloroso resultó se la especie oxidante más importante en este modelo de remoción de toxina. La remoción de MC-LR, fue mayor a pH 6. Los valores más bajos de C.t para la degradación de 50, 90 y 95% de MC-LR se logran a pH 6. La aplicación de la solución de ácido peracético entre 1-15mg.L-1 altero los parámetros del cultivo, disminuyo la turbidez (densidad óptica) por la acción oxidante sobre los pigmentos en especial la clorofila-a. Al observar los recuentos al microscopio se evidencio cambios en la morfología celular (birrefringencia) al interior de las células, disminución de la clorofila-a por el efecto oxidante del APA, y desnaturalización de las proteínas totales. Sin embargo en este rango de concentración de APA no se evidenció eficacia en la remoción de MC-LR evaluadas mediante la técnica de HPLC en cultivo de Microcystis aeruginosa. En los ensayos de remoción de MC con APA en comparación con cloro en soluciones acuosas, el tiempo de degradación media (t1/2) mostró que a pH 6 las tres concentraciones de cloro y la de ácido peracético se comportan de manera diferente aun siendo este un pH donde se encuentra la mayor concentración de ácido sin disociar de cloro y donde el APA mostró t1/2 menores. Comparando el tiempo de vida media del APA y el cloro a los diferentes pH propuestos, se observó que el APA es menos dependiente a las variaciones del pH con respecto al cloro. Sin embargo si se compara el efecto del oxidante al final de cada tratamiento, el cloro permite obtener concentraciones finales de MC-LR menores que las alcanzadas por el APA. Para completar el estudio del uso y efecto del APA en un proceso de potabilización de agua, es necesario comprobar su efecto bactericida sobre un indicador de contaminación fecal como la E.coli. Se observó que si se aumenta la concentración de APA la viabilidad de E. coli disminuye, lo que evidencia la acción bactericida del APA. Si se compara dicha acción con un oxidante convencional en el tratamiento de agua como el cloro, podemos dilucidar que el APA es apto para ser usado en un sistema de potabilización de agua. A una dosis de APA de 1mg.L-1 se observa inhibición en los recuentos de E. coli a partir de 20 minutos de tiempo de contacto. Con este dato se logró concluir entonces que la concentración inhibitoria mínima (CIM) para E. coli en solución salina fisiológica 0.9% fue de 1mg.L-1. Si se comparan los resultados de APA con los de cloro a una misma concentración inicial de los dos oxidantes (1mg.L-1), se puede observar que el tiempo para degradar el 99,999% de E. coli del APA es menor que los del cloro.

En la presente tesis se desarrollaron y validaron nuevas metodologías analíticas mediante la combinación de instrumentación sencilla y algoritmos quimiométricos adecuados. Los métodos propuestos permitieron la determinación de distintos compuestos presentes en muestras de composición compleja como aditivos en muestras alimenticias, y fármacos en materiales biológicos y en muestras ambientales. La implementación satisfactoria de dichos métodos hizo posible que se abordaran problemas relacionados con la separación incompleta de componentes en una mezcla, la presencia de especies no modeladas y/o efecto matriz. Los sistemas analizados involucraron el uso de datos de segundo orden, dentro de los que se modelaron datos no trilineales y otros con pérdida de bilinealidad. Los algoritmos aplicados a lo largo de la tesis fueron MCR-ALS, PARAFAC, U-PLS/RBL y U-PCA/RBL. Además, se desarrolló un nuevo algoritmo que modela datos no bilineales denominado cuadrados mínimos parciales con modelado residual de datos no bilineales (U-PLS/RMNB). La selección de las metodologías analíticas se basó en la mejora de la exactitud, precisión, sensibilidad y/o selectividad usando diferentes estrategias. También se tuvo en cuenta el impacto ambiental, la simplicidad, la factibilidad del análisis en simultáneo, el menor tiempo de análisis y la disminución de los volúmenes de solventes utilizados, que lleva a una disminución de los costos.

Tesis (Maestría en Dirección de Negocios) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Económicas; Argentina, 2016.

Fil:Labat, Jorge. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

El objetivo de trabajo consistió en describir los efectos inmunomodulatorios de una infusión intramamaria de Panax ginseng como MRB analizando parámetros de la inmunidad innata en glándula mamaria bovina al final de la lactancia. Ocho cuartos mamarios fueron inoculados con 10 ml de extracto de Panax ginseng (EPg), 8 con 10 ml de placebo y 8 fueron mantenidos libres de inoculación. La proliferación celular, expresión de citoquinas (TNF-[alfa], IL-1[alfa], IL-6) y cuantificación de monocitos-macrófagos en tejido mamario fueron evaluadas por Inmunohistoquímica (IHQ). Muestras de leche fueron colectadas a distintos tiempos para la detección de ARNm de citoquinas mediante técnicas de RT-PCR. No se encontraron diferencias significativas en el porcentaje de proliferación de las células epiteliales y estromales mamarias entre los grupos evaluados. El área inmunomarcada para TNF-[alfa] y el número de monocitos-macrófagos fue significativamente mayor en cuartos tratados con el EPg El análisis inmunohistoquímico para IL-1[alfa] e IL-6, no mostró diferencias significativas entre los diferentes tratamientos. Se detectaron ácidos ARNm de IL-1[alfa], IL-1[beta], IL-8 y TNF-[alfa] en leche de cuartos tratados con EPg y placebo, en contraste, no se detectaron los ARNm de IL-2, IL-4, IL-6 e INF-γ. Se observó un incremento significativo en la expresión de ARNm de IL-1[alfa], IL-1[beta] y TNF-[alfa] en cuartos tratados con EPg a las 48 hs PI. Se concluye que Panax ginseng puede ejercer efectos inmunomodulatorios en glándula mamaria bovina y podría jugar un papel importante en la activación de las defensas intramamarias para el control de mastitis al momento del secado.

En el marco del desarrollo de mi plan de tesis doctoral se ha trabajado en la producción y aplicación de pectinasas a diferentes procesos industriales que involucran la producción frutihortícola del Alto Valle de Río Negro. En principio, se pusieron a punto los cultivos alimentados como estrategia para mejorar la producción de la poligalaturonasa PGI recombinante de A. kawachii clonada en S. cerevisiae. La condición de la alimentación en dos etapas con una inducción a 8,8 ml/h para la segunda etapa resultó ser la condición de mayor producción de enzima obteniéndose una actividad final de 77 U/ml y una productividad de 2,40 U/mlh. Además, considerando que una de las fuentes de carbono que usa el medio sintético de cultivo utilizado para expresar a PGI sufrió un fuerte incremento en el precio, la galactosa, se ha trabajado a fin de optimizar los costos de la producción de dicha enzima. Para ello se realizó en el medio de cultivo el reemplazo de galactosa comercial por galactosa obtenida a partir de la hidrólisis enzimática de lactosa. Los productos de reacción obtenidos fueron aproximadamente de un 50% de glucosa, un 45% de galactosa y un 5% de oligosacáridos (calculado por diferencia). La reacción se completó en promedio en un 96%. Al realizar el sistema de lote alimentado con el reemplazo de la galactosa obtenida mediante la hidrólisis de la lactosa, se obtuvo un óptimo crecimiento de S. cerevisiae y producción enzimática a un menor costo. También se estudió la posibilidad de reutilizar los grandes volúmenes de subproductos que generan las industrias frutícolas del Alto Valle de Río Negro para una posterior extracción de pectina con el objetivo de ampliar la gama de productos de alto valor agregado a la oferta local. Considerando que si bien existían datos bibliográficos respecto del contenido de pectina de diversos frutos, pero no estudios referentes a la evaluación del contenido de pectina de los frutos de producción local, el estudio consistió inicialmente en evaluar, mediante extracción química, el contenido de pectina en distintas variedades de manzanas (Gala, Red Delicious, Granny Smith y Pink Lady), peras (Williams, Red D'anjou y Winter Bartlett) y membrillo (Smyrna) de producción en el Alto Valle de Río Negro. Los porcentajes de pectina obtenidos para estos frutos están dentro de los rangos reportados para otros cultivares en otras partes del mundo y pusieron de manifiesto que los frutos podrían ser un buen sustrato para la extracción de pectina con distintos fines. Se analizó la extracción enzimática de pectina por las enzimas de A. kawachii, de G. klebahnii y de A. sojae sobre manzanas y peras regionales. Para evaluar el rendimiento del proceso, se compararon los rendimientos obtenidos con las enzimas en estudio con los obtenidos por tres pectinasas comerciales y con el obtenido por medio de la extracción química. Las enzimas estudiadas se comportaron de igual o mejor forma que las comerciales y se observó que PGI posee mejor capacidad para la extracción de pectina, extrayendo en manzanas un 25%, un 40% y un 60% más que la extracción química, PPasaSE y PGzyme, respectivamente. Y en peras extrajo un 80% más que en la extracción química y que con ambas enzimas. Por último, se caracterizó parcialmente la pectina extraída; mostrando un GE > 50% (pectinas de HM). En cuanto al contenido de ácidos urónicos (principalmente AGA) en el MIE sólo pudo determinarse en el caso de la enzima PGI resultando en aproximadamente 70 y 50% en manzanas y peras, respectivamente. Por otra parte, se realizaron ensayos de maceración por enzimas de G. klebahnii y A. sojae sobre tejidos de zapallo y manzana de la región. En primera instancia, se evaluó el efecto de la concentración enzimática sobre el proceso, encontrándose como actividad final óptima 40 U en la mezcla de reacción tanto para PPasaSE como para PGzyme. Estas enzimas se comportaron de igual o mejor forma que las enzimas comerciales, alcanzándose con ambas un rendimiento en el proceso de ~ 35% y 20% en la fracción de tejido macerado (TM) para los zapallos y manzanas, respectivamente. Debido al creciente interés sobre los compuestos fitoquímicos, que presentan beneficios directos sobre la salud, se decidió determinar la composición y actividad antioxidante de los productos obtenidos en el TM y en el sobrenadante (S). Los resultados mostraron un mayor contenido de azúcares reductores y ácidos urónicos (sustancias pécticas) en el S en todos los casos. El TM de zapallo mostró una actividad antioxidante y un contenido en fenoles totales mayor en el S, demostrando tener una mayor proporción de células dañadas. La actividad antioxidante y el contenido en fenoles totales en las fracciones de TM y S para manzana resultaron similares. Esto indicaría que una fracción alta de células mantuvo su estructura intacta. A partir de estos resultados, puede concluirse que la manzana es mejor sustrato para utilizarlo en la maceración enzimática otorgando un producto de buena calidad nutricional. Se comprobó que las maceraciones mecánicas produjeron con ambos vegetales, productos de baja calidad nutricional, dejando en evidencia las bondades de los procesos enzimáticos. Para el proceso de clarificación de jugo de manzana para la elaboración de sidra mediante el uso de las enzimas PPasaSE y PGzyme, se evaluaron diferentes condiciones de temperatura, concentración de enzima y tiempo mediante el diseño estadístico Doehlert. PPasaSE no presentó una buena capacidad de clarificación, por lo tanto, los cálculos se realizaron con los resultados obtenidos por PGzyme. Las condiciones óptimas resultaron: 20 °C, Enz. 2.2 U/ml y 4.5 hs. Se realizó un análisis comparativo bajo esas condiciones de los rendimientos obtenidos con las enzimas en estudio y con los obtenidos a partir de la aplicación de las enzimas comerciales. Los resultados obtenidos para la clarificación enzimática en porcentaje de clarificación (%C) fueron 56.5 con PPasaSE, 99.4 con PGzyme, 96.5 con BA, 97.6 con J1 y 98.6 con J2. También se comparó la capacidad de clarificación de PGzyme con el proceso tradicional de clarificación de sidras que utiliza bentonita enológica como agente clarificante. Para la clarificación con bentonita el %C fue 76.1 a los 15 días y 99.6 a las 4.5 hs con Bentonita + Enzima (PGzyme). PGzyme demostró excelentes condiciones para su aplicación en procesos de clarificación de jugos, demostrando ser igual o mejor que las enzimas comerciales y mejor que los procesos tradicionales con bentonita, otorgando mejores resultados en menores tiempos. Además, se analizaron los °Brix y pHs de los jugos previamente a la clarificación y posteriormente. La medición de estos parámetros no mostró ningún cambio significativo en el jugo al aplicar el proceso. De esta manera queda demostrado que las pectinasas de producción nacional provistas por el Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales (CINDEFI), Poligalacturonasa (PGI) de A. kawachii, PPasa-SE de G. klebahniiy PGzyme de A. sojae, presentan un amplio potencial de aplicación a diferentes procesos industriales y de particular interés a aquellos que involucran la producción frutihortícola de la región del Alto Valle de Río Negro tales como extracción de pectina, maceración de tejidos, clarificación de jugos y sidra.

El acceso a bibliotecas de compuestos con propiedades biomoleculares interesantes es una etapa limitante en el proceso de descubrimiento de drogas. Los productos naturales (PNs) han sido muy valiosos como plataformas validadas biológicamente por contener esqueletos moleculares que presentan dichas cualidades. En una serie de artículos de revisión, Newman, Craig y colegas, han analizado las fuentes de drogas demostrando la valiosa y continua contribución de las plataformas naturales como fuente de compuestos líderes que han servido de inspiración para la síntesis de nuevas drogas. De los nuevos medicamentos aprobados por la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA, del inglés Food and Drug Administration) entre 1981-2010, el 34 % estaban basados en moléculas pequeñas de PNs o derivados directos de los mismos, incluyendo las estatinas, diferentes medicamentos contra el cáncer y algunos inmunosupresores. La preparación de extractos modificados (EMs) a través de diversificación química dirigida representa una forma alternativa e interesante de usar esqueletos naturales conocidos y desconocidos como material de partida para la generación de bibliotecas semisintéticas de compuestos con propiedades biológicas de interés. La clave para lograr la alteración de una proporción significativa de los componentes de una mezcla compleja yace en la selección de potenciales grupos reactivos que puedan ser encontrados en la mayoría de las pequeñas moléculas presentes en PNs e introducir nuevas funcionalidades potencialmente activas en propiedades de reconocimiento molecular. La hipótesis postulada en mi trabajo de tesis plantea la utilización de secuencias de reacciones dirigidas a transformar grupos funcionales de alta presencia en compuestos de plantas medicinales lo cual permitiría incorporar nuevos fragmentos relevantes como farmacóforos y diversificar las propiedades biomoleculares de sus componentes. Las modificaciones químicas en PNs están dirigidas al desarrollo de funcionalidades atípicamente encontradas en derivados de origen natural a través de reacciones destinadas a transformar grupos funcionales (GF) de alta presencia en PNs tales como dobles enlaces, anillos aromáticos, carbonilos, aminas y alcoholes. La incorporación de átomos de halógeno es una estrategia común para modificar moléculas con el objeto de alterar sus bioactividades y especificidades. Diferentes estudios demuestran que la proporción de halógenos en drogas es significativamente mayor que en productos naturales. Dentro de los metabolitos secundarios halogenados, aquellos que contienen bromo se encuentran en el segundo lugar en abundancia, luego de los clorados. Estos metabolitos son mayoritariamente producidos por organismos marinos (algas, esponjas, corales, moluscos, etc.), a partir de los cuales se han aislado varios metabolitos con actividad antibacteriana, antitumoral, antiviral y antifúngica. En contraste, las plantas terrestres raramente contienen compuestos bromados por lo que consideramos interesante realizar la bromación de esqueletos naturales presentes en extractos de plantas no marinas y analizar el efecto de este proceso sobre las propiedades biomoleculares de las mezclas. El contenido de azufre de los productos naturales extraídos de plantas es inferior al contenido observado en otras de fuentes de origen natural. De los 6.629 compuestos de origen vegetal reportados en la Base de Datos de Productos Naturales Bioactivos (BDPNB), sólo un 2,1 % incorporan azufre en sus estructuras. Los GF azufrados presentes en productos naturales son variados. Entre ellos se encuentran tioles, sulfuros, disulfuros, tiosulfonatos, tiosulfinatos, sulfóxidos, sulfonas, isotiocianatos, polisulfuros, ácidos sulfínicos y sulfénicos. La baja cantidad de compuestos azufrados encontrados en plantas, la relativamente baja diversidad de GF encontrados dentro de ellos y las importantes actividades biológicas que muestran, hacen interesante la introducción de este elemento en productos naturales de origen vegetal. Si bien los grupos nitrogenados se encuentran presentes en una buena cantidad de productos naturales, su abundancia es inferior a la observada en poblaciones de moléculas empleadas como drogas. Dentro de los grupos nitrogenados presentes en productos naturales, aquellos que contienen dos átomos de nitrógeno adyacentes representan una porción minoritaria. Específicamente, las moléculas que contienen hidracinas, hidrazidas o hidrazonas sólo representan, de acuerdo a un análisis estadístico, el 0,7% del total de metabolitos secundarios. Todo esto convierte al grupo N-N en un fragmento interesante a ser introducido en esqueletos de productos naturales. La modificación de grupos C=O, presentes en más del 70% de los PNs, ofrece el acceso óptimo para la incorporación de N a través del empleo de hidracina. La alta diversidad química de las moléculas presentes en extractos de PNs vegetales y el hecho de desconocer las composiciones químicas de estas mezclas sumado al cambio estructural que se produce al modificarlas, hace que el análisis de los extractos de partida y modificados resulte un desafío. Por este motivo, tanto el seguimiento de las reacciones como el monitoreo de su efecto sobre las propiedades de las mezclas se efectúa por comparación de sus (1) perfiles químicos y (2) perfiles de bioactividad. 1) Los perfiles químicos tienen como objeto intentar estimar el éxito de la reacción y su impacto en la composición. Con “éxito de la reacción” nos referimos a observar cambios en propiedades relacionadas a los GF de alta presencia o a GF que se desean introducir en la mezcla. Con “impacto en la composición” nos referimos al grado en que la composición química es alterada por la reacción. Dentro de las técnicas analíticas útiles para establecer perfiles y analizar la composición de mezclas complejas como son los extractos vegetales, pueden considerarse a las cromatográficas, espectrométricas y a sus combinaciones como las más relevantes. Dentro de las técnicas cromatográficas, la cromatografía líquida asociada a espectrometría de masa (CL-EM) es una técnica muy usada para el análisis de mezclas complejas de origen natural que se ha impuesto como una combinación robusta que permite la identificación de cientos de metabolitos en mezcla. El acoplamiento de técnicas de separación cromatográfica como CL a analizadores de masa permite una correcta deconvolución de los picos de mezclas complejas debido a la alta velocidad de escaneo que presentan estos instrumentos. El impacto en la composición de los extractos fue estudiado utilizando CL-EM además de cromatografía en capa delgada (CCD) aplicando diferentes reveladores, entre ellos 2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH). 2) La comparación de perfiles de bioactividad entre extractos de partida y EMs se realizó a través de ensayos autográficos. Dado que los métodos autográficos combinan la capacidad separativa de la cromatografía en capa delgada con la determinación in situ de la actividad biológica de los componentes de una mezcla, en conjunto permiten pre-asignar de manera cualitativa bioactividad sobre uno o más componentes de la misma. Se utilizaron ensayos autográficos previamente desarrollados y descriptos por nuestro grupo para detectar inhibidores de acetilcolinesterasa, xantina oxidasa, β-glucosidasa y tirosinasa. Además, con el objeto de analizar el efecto de la modificación química frente a nuevas propiedades biomoleculares, se aplicó el ensayo que permite detectar inhibidores del Bromodominio Funcional 3 de Trypanosoma cruzi (TcBDF3), el cual juega un papel muy importante como potencial blanco terapéutico contra la enfermedad de Chagas. Este último estudio se hizo en colaboración con el grupo del Dr. Esteban Serra. En principio se prepararon extractos provenientes de plantas medicinales (Cynara scolymus, Peumus boldus, Arctium lappa y Silybum marianum) utilizando dos metodologías: extracción por calentamiento a reflujo y maceración. Los dos tipos de extracciones se realizaron con el fin de observar si se producía alguna diferencia en la composición química de los extractos obtenidos a partir de la aplicación de cada una de las mencionadas técnicas extractivas. En particular, sobre el material utilizado de la especie S. marianum se aplicó previamente extracción por Soxhlet utilizando hexano como solvente, debido a que la droga vegetal posee un alto contenido de grasas. Una vez preparados todos los extractos, se analizaron cualitativamente sus composiciones químicas. Para ello, se utilizaron CCD y CL-EM. Los extractos de C. scolymus y S. marianum obtenidos por maceración y por reflujo mostraron perfiles cromatográficos diferentes, por lo cual todos los extractos provenientes de estas dos especies fueron seleccionados para modificación química. En cambio, los de A. lappa y P. boldus obtenidos por maceración y calentamiento a reflujo mostraron perfiles cromatográficos muy similares y por ello sólo los extractos macerados fueron seleccionados para su posterior modificación química. En paralelo, se modificaron 7 extractos nativos (de C. scolymus obtenidos por maceración y calentamiento a reflujo; de S. marianum obtenidos por Sohxlet, maceración y calentamiento a reflujo; de P. boldus y A. lappa obtenidos por maceración), aplicando reacciones de bromación, sulfonilación o hidracinólisis, utilizando como reactivos bromo, cloruro de p-toluen sulfonilo o hidracina monohidrato (N2H4.H2O), respectivamente. Se obtuvieron en total 42 extractos modificados a partir de los 7 extractos de partida. El éxito de las reacciones de modificación se estudió utilizando CCD y CL-EM, a través de cambios detectados en extractos modificados vs. extractos de partida. El impacto de la modificación química sobre la composición de los extractos fue evaluado inicialmente por CCD utilizando diversos reveladores. Interesantemente, tras la reacción de hidracinólisis, se observó la presencia de nuevos compuestos captadores de radicales DPPH en el cromatograma de los extractos modificados de A. lappa, P. boldus, C. scolymus y S. marianum. Este resultado nos llevó a sugerir que la reacción de modificación con hidracina daba lugar a la formación de nuevos compuestos los cuales podrían contener en su estructura porciones provenientes de N2H4.H2O. Por otro lado, el efecto de la modificación química de los extractos sobre las propiedades biomoleculares fue evaluado por medio de cuatro ensayos bioautográficos que permiten detectar inhibidores de las enzimas β-glucosidasa, acetilcolinesterasa, xantina oxidasa y tirosinasa. La falta de actividad inhibitoria de todas las mezclas (naturales y semisintéticas) frente a las tres primeras enzimas nos permitió concluir que para este grupo de extractos sus propiedades biomoleculares no cambian tras las reacciones aplicadas o bien los cambios no son detectables bajo las condiciones experimentales empleadas. Sin embargo, los resultados frente a tirosinasa mostraron cambios de bioactividad en los extractos de C. scolymus modificados con N2H4.H2O, no resultando así para el conjunto los demás extractos. La comparación de perfiles de CL-EM de los extractos de C. scolymus, de partida y modificados con N2H4.H2O, permitió visualizar cambios significativos en la composición. Uno de los cambios definidos fue la desaparición del pico correspondiente a un compuesto en particular, ácido clorogénico, presente en el extracto de partida y ausente en el extracto modificado de C. scolymus. Dada la actividad frente a tirosinasa hallada en los extractos de esta especie modificados con N2H4.H2O, planteamos como probabilidad que la misma podría surgir de la generación de compuestos provenientes de la modificación del ácido clorogénico (mono-cafeoilquínico) con N2H4.H2O. Este metabolito se encuentra descripto en la droga vegetal de la especie y puro resultó inactivo frente a tirosinasa al igual que los extractos de partida de C. scolymus. La purificación por cromatografía en columna (CC) del extracto modificado y el posterior análisis de los espectros de RMN y EM de las fracciones purificadas activas, permitieron detectar la presencia de una tentativa pirazolidinona producto de la reacción entre el ácido clorogénico e N2H4.H2O. Se modificó químicamente ácido clorogénico puro con N2H4.H2O siguiendo las mismas condiciones de reacción aplicadas en los extractos, las cuales fueron luego optimizadas. La optimización muestra que la cantidad de N2H4.H2O utilizada durante la reacción de modificación es clave para la generación de los productos modificados que resultan activos frente a tirosinasa. Paralelamente, se modificó cafeoato de metilo (contiene la porción cafeoil presente en el ácido clorogénico) con N2H4.H2O y el producto obtenido mostró el mismo perfil de actividad tirosinasa que el encontrado para los productos del clorogénico modificado con N2H4.H2O. Con experimentos de CLAE-EM se detectaron masas coincidentes con las correspondientes a cafeoilpirazolidinona y cafeoilhidrazida potencialmente resultantes de la hidracinólisis del cafeoato de metilo. Se escaló la reacción de modificación de cafeoato de metilo con N2H4.H2O y se obtuvo una mezcla de compuestos activos que al intentar ser purificada y sus fracciones caracterizadas por RMN y CLAE-EM, nuevamente mostraron la posible pirazolidinona y la acilhidrazida anteriormente mencionadas en mezcla. Se planificaron y realizaron sucesivas purificaciones mediante CC en fase normal y también por CLAE preparativo en fase reversa con previa optimización del método por CLAE analítico. Aun así, no se lograron separar totalmente los compuestos propuestos. A partir de los resultados alcanzados se plantearon posibles mecanismos de reacción de la porción cafeoil del ácido clorogénico con N2H4.H2O que podrían dar lugar a los potenciales productos de reacción antes descriptos. Se modificaron además con N2H4.H2O otros componentes de C. scolymus como rutina y luteolina. No se detectó actividad frente a la enzima tirosinasa luego del lavado de la reacción y sin mayor grado de purificación. Se halló un compuesto ubicuo, el cual se genera a partir de la reacción entre acetato de etilo (AcOEt) e N2H4.H2O durante el lavado de la reacción, motivo por el cual se modificó el protocolo de la reacción de hidracinólisis obviando lavados con AcOEt. En relación a este compuesto ubicuo se caracterizó haciendo experimentos de RMN de 1H, 13C, 15N, EM y espectroscopía IR. Todo esto condujo a que dicho compuesto es la diacetil hidrazida. La misma resultó activa frente a la enzima tirosinasa y no tiene citotoxicidad reportada. Diacetil hidrazida presentó una concentración que inhibe el 50% de la actividad enzimática (CI50) en 7.59 ± 0.75 μM, siendo 1,56 veces más activo que el inhibidor de referencia ácido kójico (CI50 = 11.97 ± 0.75 μM). Se evaluó además su citotoxicidad empleando líneas celulares VERO encontrando que hasta 200 μM no es citotóxico. Este experimento fue realizado en colaboración con el grupo del Dr. Esteban Serra.Con el objeto de analizar el efecto de la modificación química de los extractos sobre otras propiedades biomoleculares se aplicó un nuevo ensayo que permite detectar inhibidores del bromodominio TcBDF3. En cuanto a este ensayo biológico se halló actividad sobre el extracto de S. marianum bromado. Una de las subfracciones obtenidas, luego de realizar purificación por CC, recupera la actividad del extracto total. Se trabajó luego, con los componentes mayoritarios reportados para dicho extracto, que son el grupo de las silimarinas y taxifolina. Ambos se modificaron con bromo, resultando activa una fracción de purificación proveniente del grupo de las silimarinas bromadas, con una actividad del orden de la del inhibidor de bromodominios iBET-151. El ensayo de inhibición con proporciones en que el grupo de las silimarinas y taxifolina se hallan en el extracto (20:1, respectivamente), utilizando silimarina y taxifolina modificadas con bromo, indicó que la mezcla (20:1) es activa, pero en menor proporción que iBET-151. Esto sugiere que el grupo de las silimarinas bromadas sería responsable de la actividad.

La deshidratación osmótica (DO) se produce mediante el contacto del alimento con una solución acuosa concentrada de azúcares, sales o alcoholes. Como consecuencia, se produce una salida de agua y de sustancias propias del alimento hacia la solución, mientras que los solutos de la misma son incorporados al alimento. Un problema que se observa en la DO de ciertas frutas y vegetales, es la incorporación de grandes cantidades de soluto, impartiéndoles características sensoriales que no siempre son deseables para el consumidor. Con este fin, uno de los más novedosos desarrollos, es la aplicación de recubrimientos comestibles actuando como barrera al ingreso de solutos. En la actualidad, existen pocos trabajos sobre esta temática, por lo tanto, los resultados obtenidos en este trabajo de tesis generarían un importante aporte para la industria de los alimentos. El objetivo del presente trabajo comprende el estudio de la aplicación de recubrimientos comestibles de alginato de sodio y de pectina de bajo metoxilo en productos frutihortícolas tales como peras y frutillas, en particular peras variedad Packham's Triumph y frutillas variedad Fragaria Ananassa, con el fin de evaluar la capacidad de barrera para impedir o reducir la incorporación de solutos durante el proceso de inmersión. En una primera instancia, se buscó caracterizar los hidrogeles comestibles (HC) por resistencia mecánica y ensayos de DO como sistema único (40 y 60 ºBrix a 40ºC). En segunda instancia, cubos de peras fueron sometidos a DO en soluciones hipertónicas de diferentes agentes osmóticos (sacarosa, glucosa y maltodextrina) bajo diferentes concentraciones (40 y 60 ºBrix) y temperaturas (20 y 40ºC). En una tercera instancia, se buscó extrapolar los mejores resultados obtenidos en pera a frutillas. El análisis de los resultados se realizó en términos de la pérdida de peso (WR), pérdida de agua (WL), sólidos solubles (SS) y ganancia de sólidos (SG). Por último, se realizaron ensayos de determinación de textura, cambios de color (ΔE), microestructura, nutricionales y sensoriales. Los resultados sobre la caracterización de los hidrogeles comestibles (HC) mostraron una fácil y rápida formación de los mismos. Se pudo establecer que las combinaciones de Pectina de bajo metoxilo (PBM) al 3%-Lactato de calcio (LC) al 5% (Combinación denominada Pec) y Alginato de sodio (AS) al 2%-LC al 5% (Combinación denominada Alg), presentaron la mayor resistencia mecánica basada en la firmeza. El empleo de estas concentraciones generó hidrogeles que permitieron sustentabilidad durante la deshidratación osmótica (DO). Los resultados obtenidos en las cinéticas de pérdida de agua (WL) y ganancia de sólidos (SG) para los HC deshidratados osmóticamente, mostraron que la Pec proporciona mayores tasas de WL en comparación a Alg. Además, para las condiciones ensayadas, se observó que ambos hidrogeles generaron un rápido estancamiento en la captación de soluto, lo cual se atribuye al efecto barrera proporcionado por los mismos. La aplicación de los recubrimientos en cubos de pera mostró, un apreciable grado de deshidratación, que con el incremento de la concentración de las soluciones, no sólo mejoró la WL, sino que también aumentó el factor de eficiencia de la deshidratación (ED) y el efecto barrera de los recubrimientos sobre el ingreso de los sólidos solubles. De todas las condiciones de procesamiento estudiadas, el efecto barrera de los recubrimientos fue significativo con la mayor concentración de los agentes osmodeshidratantes (60 ºBx), independientemente de la temperatura utilizada. Cuando se utilizó jarabe de glucosa como agente osmodeshidratante se obtuvieron altos valores de WL y bajos valores de SG en comparación a sacarosa. Para el caso de maltodextrina cuando se aumentó la temperatura se generó un aumento importante en la WL, siendo las muestras de Alg quienes presentaron mayores valores. En los análisis de textura, en general, la conservación de la firmeza se atribuyó principalmente a la distribución de los azúcares dentro del producto y a la presencia de iones calcio. Estos últimos, forma complejos con la pared celular y la pectina de la laminilla media, mejorando la integridad estructural y promoviendo una mayor firmeza en el tejido de las frutas osmodeshidratadas. Estos resultados demuestran que la aplicación de recubrimientos comestibles permitiría disminuir el daño de los tejidos vegetales por DO y aumentar la firmeza de las muestras por la presencia de iones calcio contrarrestando el efecto de ablandamiento generado por la DO con las soluciones utilizadas. En cuanto al cambio de color (ΔE), las muestras de peras sin y con recubrimiento, mostraron que la implementación de los recubrimientos permitió una buena conservación del color cuando se aplicó el tratamiento osmótico. En el análisis microestructural, se pudo constatar la presencia del revestimiento de Alg y de Pec sobre los cubos deshidratados y se observó la presencia de grietas de mayor tamaño y mayor colapso estructural para Pec luego de la DO. Los cambios a nivel nutricional generados por los tratamientos aplicados, presentaron una reducción significativa del contenido de polifenoles, pudiendo estar asociado a la lixiviación de sustancias propias del alimento producida en la DO. Las muestras revestidas con Alg presentaron la mayor conservación de polifenoles respecto a Pec. Las proporciones en el contenido de polifenoles se asociaron a su capacidad antioxidante, demostrando que los polifenoles no son alterados por el tratamiento, solo disminuyen en su cantidad. Del análisis sensorial, se encontró que la aceptabilidad general para las muestras recubiertas fue superior a un 70%, demostrando que los recubrimientos podrían ser aplicados sin generar problemas de rechazo en los consumidores. Las mejores condiciones que se encontraron en frutilla fueron DO 60 ºBx y 40ºC utilizando el recubrimiento Alg. En cuanto al procesamiento de esta fruta, la aplicación del recubrimiento de Alg no tuvo efecto positivo en cuanto a la reducción de la SG. Estos resultados permiten suponer que la aplicación de recubrimiento es dependiente de la matriz a deshidratar. Finalmente, se observa que la aplicación de Pec y Alg como recubrimientos tiene ventajas considerables en la DO y en la conservación de parámetros texturales, de calidad, nutricionales y sensoriales de peras procesadas osmóticamente.

El objetivo de esta Tesis fue estudiar aspectos básicos y aplicados del desarrollo de películas y recubrimientos a base de concentrado de proteínas del suero (WPC). Se obtuvieron películas a base de WPC con el agregado de cera de abejas (BW) a 5 y 25 ºC y también se aplicaron recubrimientos de la misma composición a frutillas, mediante impregnación al vacío y secado a 5 y 25 ºC. Las películas se sometieron a congelación lenta y las frutas a congelación lenta y rápida. En las películas, la disminución de la temperatura de secado aumentó la proporción de BW en la superficie en contacto con el aire durante el secado, disminuyendo la permeabilidad al vapor de agua (WVP) y afectando la solubilidad en agua, la capacidad de adsorción de humedad y la respuesta frente a la tracción de las películas, dependiendo el efecto observado de la formulación. El agregado de BW ocasionó la disminución de la WVP, la solubilidad, el contenido de humedad de equilibrio y los parámetros obtenidos en los ensayos mecánicos de las películas a ambas temperaturas de secado. La congelación no produjo fracturas ni perforaciones en las películas que conservaron sus propiedades fisicoquímicas. En las frutillas, la aplicación de los recubrimientos ni el aumento de la velocidad de congelación lograron prevenir la pérdida de peso ni de firmeza de las frutillas luego de la descongelación. Sin embargo, se observó una menor alteración del tamaño y la forma de las células cuando se aumentó la velocidad de congelación.