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Libro de resumenes / Book of abstracts / Livro de resumos
INCORPORA:
LIBRO DE RESÚMENES
BOOK OF ABSTRACTS
LIVRO DE RESUMOS
SALAMANCA
Del 5 al 8 de junio de 2016
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CARTA DE LA PRESIDENTA DEL COMITÉ ORGANIZADOR
Queridos amigos, colegas y compañeros en el quehacer diario del desarrollo de la Ciencia:
Como Presidenta del Comité Organizador, os doy la más calurosa y afectiva Bienvenida al Primer
Congreso Iberoamericano de Biotecnología.
Está claro que la Ciencia en general, intenta imitar y descubrir la Naturaleza, a través de una
serie de etapas con el fin de que conociendo esta y sus mecanismos, poder mejorar las
condiciones de vida de los seres vivos.
En estas etapas el paso primero es el Conocimiento, en el sentido de saber, para después y a
través de unas aplicaciones técnicas, revertir en hechos concretos que se plasman en la vida
diaria. En esto consiste la I+D. Dentro de este marco, la Biotecnología es la rama de la Ciencia
que expresa de forma más paradigmática la idea anterior, al abarcar saberes de procedencia
diversa que se aplican para la solución de un único problema o que inciden directamente en la
forma de vivir de los Humanos.
La idea de este Congreso es aglutinar experiencias de todos aquellos que nos dedicamos a este
apasionante campo de la Biotecnología, y que partimos de raíces comunes, como es el mundo de
Iberoamérica. Este entorno iberoamericano engloba no solo acervo cultural sino un Conocimiento
en el mundo de la Ciencia, que es importante y desgraciadamente, no siempre reconocido; o al
menos en la medida en que nosotros quisiéramos.
De este Congreso se espera un intercambio no solo en sentido vertical de especialidades sino en
sentido horizontal, de forma que entre los países Iberoamericanos se cree un Holismo conceptual
que genere finalidades y resuelva problemas concretos.
La estructura de este congreso, está basada en siete conferencias plenarias, más de cuarenta
"Key notes", más de doscientas comunicaciones orales y trescientas en poster.
Todo ello tendrá lugar los días del 5 al 8 de Junio del año 2016 en Salamanca (España), ciudad
patrimonio de la Humanidad, con una Universidad ocho veces centenaria, lo que hace que sea
una de las Universidades más antiguas de Europa y por ende del mundo. Precisamente entre los
acontecimientos y fastos de ese octavo centenario se encuentra incluido este Congreso.
Salamanca, ciudad de encuentro de Artes y Saberes y de la que dice Cervantes de forma algo
irónica en su "Licenciado Vidriera": "Salamanca que hechiza la voluntad de volver a ella a todos
los que de la apacibilidad de su vivienda han gustado".
En esta ciudad, al lado del literario río Tormes, nadie se siente forastero y donde acogeremos a
todos aquellos que quieran venir, con la hospitalidad de estas tierras. De forma que este
Congreso sea una referencia y un agradable recuerdo durante toda vuestra vida, de forma que la
voluntad de volver sea algo que os acompañe.
Prof. Eva M. Martín del Valle
Presidenta del Comité Organizador. BIOIberoamérica 2016
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CARTA DE LOS PRESIDENTES DE LAS SOCIEDADES DE ESPAÑA Y PORTUGAL DE
BIOTECNOLOGÍA
La promoción de la Biotecnología requiere la colaboración entre los distintos sectores
industriales, sociales y académicos. En particular el desarrollo del conocimiento precisa de la
interacción entre diferentes investigadores de diferentes ámbitos, lo que requiere acciones de
aproximación, e intercambio de información. A todo ello pretenden contribuir las Sociedades de
Biotecnología Española y Portuguesa, que junto con otras Sociedades Iberoamericanas nos hemos
propuesto promover la celebración de Congresos Iberoamericanos conjuntos.
En esta ocasión, la propuesta inicial es Bio.Iberoamérica 2016 (Biotecnología integrando
continentes) que se celebra en Salamanca entre el 5 y el 8 de junio de 2016. El Comité
Organizador Local esta presidido por la Profesora Eva Martin del Valle a quien se agradece su
dedicación, y contará con el apoyo de todos nosotros y de nuestras sociedades.
La Biotecnología se ha configurado como una disciplina con sus propios desarrollos internos, así
como con una enorme capacidad para transformar y hacer avanzar otras áreas de conocimiento.
En Bio.Iberomerica 2016 hemos querido organizar las presentaciones de las investigaciones en 8
Simposia que abarcan desde las Áreas básicas y las Tecnologías, hasta las diversas aplicaciones a
los campos de producción biológica primaria, al campo alimentario, al campo biomédico y al
campo industrial/energético, así como al campo ambiental y finalmente tratando los bioéticos y
sociales.
Las personas del mundo Ibérico e iberoamericano de la biotecnología nos reunimos en Salamanca
en junio de 2016!
Prof. Mario Díaz
Presidente Sociedad Española de Biotecnología
Prof. José Teixeira
Presidente Sociedade Portuguesa de Biotecnología
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INDICE
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S1: Bioenergía y Bioproductos:………………………………………………………. Pag 6
S2: Biomedicina, medicina regenerativa y Biomateriales:………….. Pag 115
S3: Alimentación: nuevos procesos alimentarios y calidad……...… Pag 180
S4: Biotecnología agrícola, forestal, marina y animal……………..…… Pag 244
S5: Soluciones mediambientales: tratamiento y biorremediación. Pag 312
S6: Ingeniería Bioquímica:………………………………………………………………… Pag 373
S7: Bioingeniería molecular e Ingeniería Metabólica:……………………. Pag 475
S8: Sociedad, Bioética y Sostenibilidad:…………………………………………. Pag 532
Resumen del Congreso: Plenary, Key-notes, Mesas redondas….…. Pag 545
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SIMPOSIO 1: BIOENERGÍA Y BIOPRODUCTOS. INGENIERÍA DE
PRODUCTOS BIOTECNOLÓGICOS
Tipo de Comunicación:
Comunicación Oral – KN Seleccionada
Simposio:
BIOENERGÍA Y BIOPRODUCTOS
Título:
Conduction-convection and microwave heating for autohydrolysis pretreatment for 2nd
biorefinery processing
Autores:
Ruiz Héctor A., Lara-Flores Anely A, Velazquez-Lucio Jesus, Zanuso Elisa, Aguilar Daniela L,
Rodríguez-Jasso Rosa M. , Aguilar Cristóbal N.
Centro de Trabajo:
Biorefinery Group, Autonomous University of Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefinery; Pretreatment; Biofuels; Biomass; Bioethanol;
Comunicación:
The pretreatments are generally performed by conventional heating, however the development
of new technologies such as microwave heating brings a new interest in the biorefineries of
second generation. The objective of this study was the comparison between two pretreatments:
conduction-convection and microwave heating under different conditions of time and
temperature in order to produce high added-value compounds as oligomers from hemicelulose
and pretreated solids for bioethanol production using corn residues as raw material. The
autohydrolysis processing was optimized for both processes (conventional and microwave heating)
regarding the production of oligomers from hemicellulose. The optimal conditions were 168°C/34
min for conventional heating and 175°C/38 min for microwave heating. Under these conditions,
pretreated solids were obtained with high cellulose content: 51 and 56 g/ 100 g of raw material
for conventional and microwave heating, respectively. The oligomers production under optimal
conditions were 16.96 and 18.98 g /100 g of raw material for conventional and microwave
heating, respectively. As a conclusion it is observed that both of the pretreatments are effective
to be considered in the concept of biorefinery.
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Simposio:
Título:
Renewable biomaterials from date pits: extraction, characterization and environmental
application
Autores:
Maâloul N., Rendueles M., Ben Arfi R., Ghorbal A., Ben Brahim A., Diaz M.
Centro de Trabajo:
Chemical Engineering and Environmental Technology, University of Oviedo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biomaterials; cellulose nanocrystals; date pits; heavy metal ions; biosorbent
Comunicación:
The use of plants in green nanotechnology and nanobiotechnology is developing rapidly having
functional applications in numerous disciplines such as health care, food and feed, cosmetics,
biomedical science, energy science, environmental health, biosorption [1].
In this context, the goal of the present work is the extraction of cellulose nanocrystal (CNC) and
cellulose nano-fibers (CNF) from Tunisian palm tree “Bou Hattam” date pits for biosorbent heavy
metal ions from aqueous solutions. Cellulose nanocrystal was isolated by acid hydrolyzed of
bleached cellulose and then followed by TEMPO/NaClO/NaBr mediated oxidation. The CNCs
precipitates obtained by centrifugation is re-suspended in water and subjected to dialysis in
ultra-pure water using a Membra-Cel MD 34. A biosorbent hydrogel for heavy metal ions
adsorption has been prepared with a mixture of CNC-Agar at 90 °C. Then, it has been cast in a
mold and cooled at ambient temperature for 1h. The freeze dried biomaterials was characterized
using attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR-ATR), X-ray
diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA/DTG). The morphology of biomaterials was
investigated by transmission electron microscopy and scanning electron microcopy. The solutions
concentrations of adsorbent-desorption process were determined by Inductively Coupled Plasma
Mass Spectrometry (ICP-MS).
Chemical analysis of the raw materials revealed interesting levels of Holocellulose (71.8 wt%) and
lignin content (22.49 wt%). The thermogravimetric measurement showed a high thermal stability
of CNC and CNF. Transmission electron microscopy showed that sulfuric acid hydrolysis and
TEMPO-mediated oxidation effectively isolate cellulose nanocrystals at the nanometer scale. The
extracted bio-nanoparticles showed an apparent crystallite size about 5 nm. The removal of Cu
(II) and Zn (II) using the hydrogels biosorbent was respectively about 80% and 83%, at pH 5 and
over 5 hours contact time. The regeneration capacity of biosorbent demonstrated a 34-44%
decrease of the recovery of Cu (II) and Zn (II) ions at the end of the third adsorption-desorption
cycle.
References:
[1] Altenor. S, Gaspard. S; Biomass for Water Treatment: Biosorbent, Coagulants and Flocculants;
Royal Society of Chemistry; (2014); (Chapter 1).
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Simposio:
Título:
Simultaneous saccharification and fermentation for poly(3-hydroxybutyrate) production from
cereal mash
Autores:
Lu-Chau T.A., García-Torreiro M, López-Abelairas M, Lema J.M.
Centro de Trabajo:
Department of Chemical Engineering, Institute of Technology, University of Santiago de
Compostela
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biorefinery; polyhydroxyalkanoates; starch; saccharification
Comunicación:
From the large amount of plastic that it is been manufactured in Europe (57 Mt in 2012), the 44%
ended up in the waste upstream. Nevertheless only 62% of the total plastic waste was recovered
through recycling or used for energy production. A recent study estimates that 250 kt of plastic
are floating adrift in the oceans. Besides, some researchers claim that synthetic polymers in the
ocean should be consider as hazardous waste due to their buoyancy, durability and ability to
sorption of pollutants while travelling. Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) is one of the most studied
thermoplastics produced and intracellularly stored by some microorganisms. Despite their
attractive advantages such as biodegradability and biocompatibility, the PHB production costs
cannot yet compete with petroleum based plastics production, mainly due to the downstream
process and the carbon source costs. Cereal crops are extensively used in bioethanol industry due
to their high sugar content and their competitive cost. The production of the biodegradable
polymer, PHB, by the halophilic bacteria Halomonas boliviensis using cereal mash as carbon
source was carried out in this study. H. boliviensis was chosen due to its capacity to accumulate
PHB in high amounts; moreover, its high salt requirements for growth will allow to reduce the
sterilization conditions and, concomitantly, to reduce the material costs for the bioreactor
construction. Simultaneous saccharification and fermentation (SSF) methodology commonly used
in first generation (1G) biorefineries was applied in order to evaluate the integration of PHB
production into a bioethanol plant. The separate hydrolysis and fermentation (SHF) and the SSF
process were compared based on results of overall mass balance and productivities. The highest
PHB production (26 g l-1) was obtained applying the SSF configuration, which was 60% higher than
the value reached with the SHF mode. Moreover, the application of the SSF mode permitted to
reduce 47% the overall processing time. This study demonstrates for the first time the feasibility
of the application of an SSF process for producing PHB from a real cereal mash and its integration
into a 1G ethanol biorefinery.
Acknowledgments
CDTI (Project CEN-20091040)
Galician Competitive Research Group GRC 2013-032
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Comunicación Oral: OC_BB_01
Simposio:
Título:
Biomethane Potential (BMP) of Different Waste Materials and suitable energetic crop grown in
Portugal climate
Autores:
Di Berardino Santino, , Di Berardino Santino
Centro de Trabajo:
LNEG-National Laboratory for Energy and Geology
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biogas; Bioenergy; Energetic crop; codigestion
Comunicación:
A strong proportion of nitrogen and excessive spreading on agricultural soil led to surface waters
pollution and is the cause for eutrophication and GHG emissions. Farmer’s process effluent
before using it as a fertilizer: the current solution is provided with storage systems, where C and
N are eliminated by its natural cycles, provoking, consequently, and high level of CH4, CO2 and
ammonia emissions. Energetic valorization by anaerobic digestion (AD) is not used at single small
scale farm. The biological nitrification/denitrification process, alone or after an AD step, are
costly, unsustainable and uses valuable fuel in waste collection and treatment.
Manure and energetic crops are complementary. Anaerobic digestion convert organics into biogas
and its effluent has good composition of nutrient and fertilizing potential, stimulating suitable
crops for food and/or energy purposes.
Efficient and friendly technology can be achieved by coupling plant culture with AD wastewater
treatment, capable to ensure efficient removal of the nutrients contained in the effluent and
exhibiting high growth rate and biomass yield. The plants can be grown as seasonal crop and
harvested periodically, to be used as feedstock for AD and produce more biogas. This
combination avoid investment in nitrogen removal processes after digestion and can stimulate a
proper bio economy. It can make cost-effective AD at single farm, avoiding GHG emissions and
promoting full nutrient recycle.
During the last 20 years in our laboratory a considerable analytical work concerning biomethane
Potential (BMP) determination has been carried-out. Biogas production from different sources:
livestock manures (cattle, pig, chicken and horse), food wastes and also energy crops suggested
for Portugal climate (sweet sorghum, grass, barley, yellow lupine and oilseed radish etc.) were
investigated, obtaining interesting results in terms of Biogas production yield, usually at
mesophilic range of temperature, at 35 ºC, and digestate composition. These data, resumed in
this paper, allows foreseeing examples of efficient and well-integrated agricultural crops and AD
systems in Portugal.
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Simposio:
Título:
Polyhydroxyalkanoate production from whey by Caulobacter segnis
Autores:
Bustamante DA, Segarra S, Rojas A, del Cerro C, Prieto MA, Tortajada M, Ramón D
Centro de Trabajo:
Biopolis S.L.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
polyhydroxyalkanoates; Whey; Caulobacter; biopolymers
Comunicación:
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polyesters from microbial origin that can be synthesized by
bacteria from sugars or lipids. They are an attractive alternative to conventional plastics because
they are biodegradable and because they can be produced from renewable resources, such as the
surplus of whey from dairy companies. The utilization of industrial waste as alternative carbon
sources for polyhydroxyalcanoates production is considered an interesting strategy since it
implies harmful pollutants degradation concomitantly to the generation of added value products.
Whey is a cheese industry waste effluent with large concentrations of lactose, considered as
pollutant due to its high oxygen biological demand.
After an in silico screening searching for ß-galactosidase and PHA polymerase genes, several
bacteria were identified as potential PHA producers from whey (lactose as the carbon source).
Among them Caulobacter segnis DSM29236 was selected as one of the strains to develop the
process for whey surplus valorization. This microorganism accumulated 31.5% and 1.5 g/L of
polyhydroxybutyrate (PHB). This is the first time this species is described as PHA producer.
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Simposio:
Título:
Análisis del contenido de lípidos en biomasa de microalgas desecada bajo diferentes condiciones
Autores:
Barranco Montesinos D. A., Rodríguez Ramírez J., Fernández Linares L. C.
Centro de Trabajo:
Instituto Politécnico Nacional/Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo
Integral Regional Unidad Oaxaca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biocombustibles; Chlorella protothecoides; extracción de lípidos; microalgas; secado convectivo
Comunicación:
Los lípidos contenidos en las microalgas han sido objeto de estudio en investigaciones recientes
para ser utilizados como biocombustibles. El proceso de producción más común se puede dividir
en cuatro etapas: cultivo y producción de biomasa, cosecha y deshidratación de biomasa,
extracción de lípidos y transesterificación, y acondicionamiento de biodiesel. Sin embargo,
debido a las temperaturas utilizadas y los diferentes métodos de secado, algunos autores han
reportado la pérdida de componentes como proteínas, carbohidratos, pigmentos y lípidos. Para el
desarrollo de un proceso de producción de biocombustibles a partir de microalgas es importante
conocer si la cantidad de lípidos que se pierde durante el secado es considerable para la
producción y además conocer las temperaturas más adecuadas a fin de obtener la mayor cantidad
de lípidos necesarios para la producción de biocombustibles. Tomando en consideración lo
anterior, se realizó una investigación en la especie Chlorella protothecoides cultivada en raceway
de 1600 L y desecada en un secador convectivo a dos diferentes espesores de concentrado algal
(1.5 y 2.5 mm) y a dos temperaturas (40 y 60 °C). Se realizaron extracciones de lípidos en
biomasa de Chlorella protothecoides en cuatro etapas del secado y se compararon con los
diferentes tratamientos de secado. Se elaboraron curvas en donde se muestra que la rapidez de
secado es mayor a temperaturas más altas, mientras que el espesor afecta de forma diferente la
velocidad de secado para cada especie. La comparación de los resultados gravimétricos de los
extractos obtenidos de las microalgas secas muestran que la mayor pérdida de lípidos ocurrió en
el tratamiento que se realizó a 40°C y 1.5 mm de espesor, mientras que la mayor cantidad de
lípidos se obtuvo en el secado a 40°C y 2.5 mm., lo cual indica que el contenido de lípidos se
encuentra relacionado con los tiempos de secado y no precisamente con las temperaturas
utilizadas, pues a tiempos más prolongados, las microalgas conservan mayores cantidades de
lípidos.
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Simposio:
Título:
Potencialidad de los isoprenoides de microalgas como biocombustibles
Autores:
CAPA ROBLES W,
Centro de Trabajo:
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
microalgas; isoprenoides; mevalonato; biocombustibles
Comunicación:
El agotamiento de las reservas y la creciente demanda global de combustibles fósiles aunado a la
urgente necesidad de reducir la emisión de contaminantes y el efecto invernadero, han obligado
a muchos países a orientar sus esfuerzos a la investigación y producción de fuentes de energía
renovables limpias; sin embargo, varias de esta fuentes de energía presentan limitaciones
económicas, impacto ambiental desfavorable y una difícil gestión para su producción integral;
mientras que sucede lo contrario, con la biomasa convertible en combustible. Se pretende
aprovechar el almidón, celulosa y ácidos grasos de la biomasa vegetal y microbiana para
producción de bioetanol y biodiesel; no obstante, también presentan limitaciones relacionadas
con su baja eficiencia de conversión y menor densidad energética; por lo que, el interés
científico-tecnológico se ha redirigido al uso de isoprenoides (derivados del isopreno,
metilbutadieno), dado que se pueden aprovechar sus radicales metilo y estructuras cíclicas para
la obtención de un biocarburante con más alta densidad y mas bajo punto de congelación. Los
isoprenoides o terpenos, son abundantes y diversos en vegetales, aunque no resulta económico y
practico producirlos a gran escala, y tampoco se pueden producir en bacterias y levaduras dada
las limitaciones económicas y tecnológicas; en tanto, las microalgas podrían ser un sistema de
producción más eficiente, teniendo en cuenta su alta capacidad de bioconversión de compuestos
simples como CO2 y H2O en biomasa, crecimiento simple y gran abundancia de isoprenoides. Para
tener una tecnología eficiente para producción de isoprenoides de microalgas, se deberían
realizar investigaciones de las rutas metabólicas de formación de isoprenoides y su relación con
la nutrición algal a fin de aprovechar los nutrientes de bajo costo, tales como desechos orgánicos;
asimismo, seleccionar las mejores cepas algales sobreproductoras de isoprenoides, evaluar el uso
del agua de mar y el CO2 producido como contaminante para la preparación de medios de cultivo
y desarrollar estrategias de mejoramiento genético para optimizar la bioproducción de
isoprenoides. Finalmente, es importante reconocer que los isoprenoides de microalgas podrían
convertirse en una alternativa técnica y económica para la producción de biocombustibles.
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Simposio:
Título:
Jatropha curcas (tempate): una opción como biocombustible en Costa Rica
Autores:
Arnáez Serrano Elizabeth, Moreira González Ileana, Hernández López Jesús, Acuña Chinchilla
Alonso
Centro de Trabajo:
Instituto Tecnológico de Costa Rica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Jatropha curcas; piñon manso; tempate; bioenergía; domesticación
Comunicación:
Los biocombustibles como fuente de energía poseen grandes beneficios al compararla con los
combustibles fósiles tradicionales, pues pueden generar energía carbono-neutro. A nivel mundial,
los cultivos para biocombustibles consideran un amplio espectro de especies, pero presentan sus
diferencias en cuanto a productividad, calidad del aceite, adaptación al cambio climático y la
oferta de otros servicios ecosistémicos, por ejemplo la capacidad para el aumento y
mantenimiento del secuestro de carbono (C) fijado en la biomasa y en el suelo. Proyecciones para
Costa Rica anticipan que ante un escenario creciente de demanda energética, las fuentes
tradicionales de energías limpias del país no podrán crecer más a partir del 2032.
Esta especie ha despertado interés en muchos países, en donde se están tratando de establecer
siembras comerciales, por lo cual, en algunos de ellos específicamente en Latinoamérica se está
investigando para lograr su domesticación aprovechando que México es el centro de distribución
genética. En Costa Rica es una planta nativa, presente en ambas vertientes y conocida por
nuestros agricultores como tempate.
Dentro de los principales resultados obtenidos en las investigaciones realizadas en el país, está,
1. Ensayos de establecimiento de la especie en diferentes zonas geográficas y bioclimáticas del
país. 2. El establecimiento y caracterización genética de un banco de germoplasma con 52
accesiones de Jatropha de diferentes partes del mundo y de otras recolectadas en el país, el cual
se encuentra localizado en la estación Fabio Baudrith. 3. Estudios de citotoxicidad de extracto de
hojas de esta especie para posibles usos farmacológicos de los subproductos. En esto se está
iniciando un proyecto de mejoramiento genético que permitirá ofrecer plantas con mejores
características a los pequeños y medianos productores agrícolas de Costa Rica.
Senna reticulata
Uncaria tomentosa
Quassia amara
Phyllantus niruri
Órgano de la planta
utilizado
Hojas
Corteza de raíz
Corteza de tallo
Hojas
Bio-Producto elaborado
Crema de uso tópico
Extracto en gotas/ Confites
Extracto / confitería
Extracto en gotas
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Simposio:
Título:
Producción de biodiesel a partir de aceite de oliva reciclado, catalizada por una lipasa/esterol
esterasa fúngica inmovilizada sobre partículas magnéticas
Autores:
Prieto A, Molina M, Rodríguez L, Martínez MJ
Centro de Trabajo:
Centro de Investigaciones Biológicas, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodiesel; ésteres metílicos; reciclado; biocatálisis
Comunicación:
El biodiesel es un combustible producido a partir de la transformación de lípidos renovables,
como aceites vegetales o grasas de animales, en ésteres monoalquílicos de ácidos grasos de
cadena larga. Estos compuestos son biodegradables, no tóxicos, no inflamables y respetuosos con
el medio ambiente puesto que, a diferencia del diesel derivado del petróleo, no contienen azufre
ni aromáticos. La obtención de este biocombustible se realiza mediante la transesterificación de
los triglicéridos presentes en el material lipídico con alcoholes ligeros, preferiblemente metanol
o etanol, en presencia de un catalizador. Las ventajas de la biocatálisis frente a la catálisis
química son de sobra conocidas, y son aún mayores si el biocatalizador está inmovilizado y
muestra buena estabilidad operacional. En este trabajo describiremos en primer lugar la
inmovilización de un crudo enzimático producido en nuestro laboratorio, con actividad
mayoritaria esterol esterasa/lipasa sobre partículas magnéticas funcionalizadas. A continuación,
se presentarán los resultados del uso de este biocatalizador para la conversión de aceite de
fritura doméstico en ésteres metílicos de ácidos grasos, comparando su actividad con la de crudos
comerciales libres o inmovilizados. Los primeros resultados obtenidos, a temperaturas de entre
25-28 °C, demuestran que en las condiciones ensayadas el catalizador no resulta inhibido por
metanol y es posible sintetizar biodiesel en estas condiciones, con el crudo inmovilizado o no. La
actividad de síntesis se mantiene estable durante al menos cinco reutilizaciones consecutivas, lo
que sugiere una buena estabilidad operacional del biocatalizador en estas condiciones.
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Simposio:
Título:
Preparación de biodiesel a partir de aceites no comestibles
Autores:
Alegría Sánchez A, Cuéllar Antequera J
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodiesel; Ácido 4-dodecilbencenosulfónico; Transesterificación en una etapa; Aceites no
comestibles; Diseño factorial de experimentos
Comunicación:
La utilización de aceites comestibles como materia prima para la producción de biodiesel, hace
que el precio del biodiesel no sea competitivo con el del petrodiesel, ya que se estima que un 7080% del precio del biodiesel corresponde al coste de la materia prima. Por tanto, la preparación
de biodiesel a partir de aceites no comestibles o de bajo coste es la única forma de obtener un
combustible rentable y socialmente aceptable. Sin embargo, los aceites de bajo coste
habitualmente contienen ácidos grasos libres (AGL) y/o agua en proporciones considerables. La
única forma de poder obtener biodiesel a partir de aceites no comestibles, en una sola etapa, es
utilizando catalizadores ácidos. Son varios los tipos de catalizadores ácidos que se han probado, y
de entre todos ellos, el ácido 4-dodecilbencenosulfónico (DBSA) ha demostrado ser un excelente
catalizador en la transesterificación de triglicéridos.
Cuando el biodiesel se obtiene a partir de aceites no comestibles que contienen AGL o agua es
necesario optimizar la cantidad de metanol que se añade a la mezcla de reacción para maximizar
la conversión a biodiesel y minimizar la cantidad de AGL remanente en el producto final, ya que
de esta manera se consigue la máxima rentabilidad del proceso. Persiguiendo este objetivo, se
estudió, mediante un diseño factorial de experimentos, la influencia de las proporciones de AGL,
agua y metanol existentes en la mezcla de reacción inicial, sobre la cinética de la reacción de
transesterificación y sobre la acidez del producto final, utilizando el DBSA como catalizador. Los
modelos matemáticos calculados permiten la determinación de la cantidad de metanol que se ha
de añadir en la mezcla inicial de reacción para conseguir el objetivo buscado e indican que existe
un grado óptimo de la proporción de metanol a agregar en la mezcla de reacción inicial más allá
del cual no parece posible conseguir una menor acidez del producto final.
En la última etapa de este trabajo se comprobó además la validez del DBSA como catalizador
para la producción de biodiesel a partir de una materia prima no comestible real como es el
aceite de jatropha.
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Simposio:
Título:
Obtención de bioproductos derivados de plantas no maderables del bosque como una alternativa
para eliminar la presión sobre el recurso forestal de Costa Rica
Autores:
Moreira González Ileana, Arnáez Serrano Elizabeth, Navarro Hoyos Mirtha
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Senna reticulata; Uncaria tomentosa; Quassia amara; Phyllantus niruri
Comunicación:
Costa Rica es uno de los primeros países en hacer negociaciones de deuda por la naturaleza,
comprometiéndose a apoyar procesos innovadores que le permitan mantener las condiciones
ecológicas que le caracterizan. Los recursos genéticos de las especies forestales utilizadas en
diversos fines deben protegerse. Aunque existe un sistema nacional de áreas protegidas que
abarcan aproximadamente un 25 % del territorio nacional, lamentablemente la diversidad
genética del recurso forestal continúa disminuyendo. De ahí que es de vital importancia que se
disminuya la presión sobre los mismos de parte de los poblados que estén cerca de las áreas
protegidas. La injerencia de las universidades por su carácter científico y social ha permitido que
se establezcan proyectos de índole mixto donde se hacen estudios científicos sobre la
identificación de metabolitos en plantas que crecen dentro de los bosques y que se extraen para
la venta por sus propiedades medicinales.
Se realizan análisis para propósitos de elucidación científica de los metabolitos secundarios, se
evalúan los extractos obtenidos según el método de preparación tradicional, para su investigación
científica comparativa, se hace la debida cuantificación y se realizan estudios de citotoxicidad.
Con base en los resultados anteriores, se elaboran productos con contenido cuantificado de
principios activos, tales como cremas, ungüentos, geles, para uso tópico; se realiza su
transferencia a las comunidades beneficiarias, incluyendo una etapa agronómica, buenas
prácticas de cosecha y hasta pruebas de control de calidad para los extractos y productos
terminados.
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Simposio:
Título:
Hidrolisis microbiana con Aspergillus niger de almidón de la torta de extracción de aceite de
Ricinus communis L.
Autores:
Castillo-González Abraham, Sandoval-Salas Fabiola, Martínez-Hernández Sergio, Méndez-Carreto
Carlos, Andrade-Torres Antonio, Castro-Luna Alejandro Antonio
Centro de Trabajo:
Instituto de Biotecnología y Ecología Aplicada, Universidad Veracruzana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hidrólisis; torta residual; Ricinus communis; Aspergillus niger
Comunicación:
Las semillas de Ricinus communis L. (higuerilla) tienen alto potencial en la producción de
biodiesel debido a que contienen altas cantidades de aceite (alrededor del 50%; Barnes et al.,
2009; Meneghetti et al., 2006). y este aceite se considera de muy buena calidad, entre otras
cosas porque es soluble en alcohol a temperatura ambiente. Durante el proceso de extracción de
este componente se generan grandes cantidades de torta residual (TR), que representan un
problema ambiental potencial en procesos a gran escala. Debido a su alto contenido de proteínas
y almidón (48±53 %) es posible usarla en procesos de fermentación alcohólica (Melo et al., 2008).
Los materiales amiláceos requieren pre-tramiento de hidrólisis antes usarse como sustrato en la
fermentación.
En el presente trabajo se evaluó la hidrólisis de almidón con Aspergillus niger en cultivo
sumergido y se comparó con la hidrólisis ácida. Para la hidrólisis ácida se realizó un arreglo de
4x3 (15, 30, 45 y 60 min; 2, 4 y 6% de ácido sulfúrico) con tres réplicas y para la hidrólisis con A.
niger se evaluaron concentraciones de pasta de 20, 30 y 40 g/L de pasta. Los resultados muestran
que no hay diferencia significativa entre el rendimiento de azúcares de la hidrólisis ácida
(15.99±0.67 g/100 g de pasta de higuerilla) y la hidrólisis microbiana (17.36±2.78 g/100 de pasta
de higuerilla). Con base a estos resultados se pueden obtener rendimientos teóricos de etanol de
81.71±3.43 g / kg de pasta y 88.69± 14.17 para la hidrólisis ácida y enzimática respectivamente.
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Simposio:
Título:
Use of bacterial cellulose in degraded paper restoration. study of effect on optical properties of
printed paper.
Autores:
Santos de Dios S., Carbajo García J.M., Gómez Hernández N., Pasalodos D., Pereira P., Villar
Gutiérrez J.C.
Centro de Trabajo:
INIA-CIFOR
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
bacerial cellulose; paper restoration; lining; optical properties
Comunicación:
Introduction: The disappearance of bibliographic heritage is one of the biggest problems facing
libraries. One of the most common methods used to restore paper, lining, is to apply a
reinforcing layer to the document (Bansa and Ishii, 1997). The material used as reinforcement has
to consolidate the degraded old paper and not modify the optical properties of original paper,
such as brightness, opacity, colour coordinates and gloss. Japanese paper (JP) is the most
common material used for this purpose. However, the singular properties of bacterial cellulose
(BC) lead us to propose to reinforce paper with BC sheets (Santos et al., 2015). The aim of the
present study was to study the change of printed optical properties in lining commercial papers
with BC and JP. in order to compare both materials as reinforcement
Experimental: Four commercial printing papers were characterized in terms of resistance and
optical properties. Each paper sample was printed with cyan, magenta, yellow and black offset
inks at a print density of 1.30 ±0.05, the target value normally used in presses for four-colour
printing. After printing, the ink transferred was calculated (g·m-2) from variations in weight of
the printing disc before and after printing and from the size of the printed stain (IGT MethodW50). Print density, gloss and CIELab coordinates at each test pieces were measured 24 hours
after printing.
Printed test pieces were lined with BC sheets from Gluconacetobacter sucrofermentans and JP to
compare both materials. Lining was performed following the traditional japanese method using
wheat starch as adhesive. Finally, print density, CIELab coordinates and gloos were measured in
lined samples.
Results: For all papers studied the JP strongly affects to printed density and CIELab coordinates,
which reduces significantly the colour saturation, being this result especially meaningful for
papers printed with black ink. BC promotes lower decrements in colour intensity. Regardless of
the base paper used, the gloss values of each sample were determined by the applied reinforcing
material. The gloss in samples with BC always reaches values between 30 and 50 % while in
samples lined with JP are in the range of 4–6 %.
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Simposio:
Título:
Pretratamiento biologico del rastrojo de maiz: analisis del perfil de degradacíon de la
lignocelulosa y produccion de metabolitos de interes comercial
Autores:
MENDEZ HERNANDEZ J, IBARRA CAMPA A, LOERA CORRAL O, MENDEZ HERNANDEZ E, HERRERA
TORRES E, SOTO CRUZ N
Centro de Trabajo:
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Pretratamientos biológicos; lignocelulosa; hongos de pudrición blanca
Comunicación:
Introducción. Todos los residuos lignocelulósicos pueden ser potencialmente transformados en
bioenergía, sin embargo, esta transformación depende de la aplicación de un pretratamiento
efectivo que permita eliminar la lignina, pues de ello dependen la eficiencia y el costo de las
etapas subsecuentes. Si además, el pretratamiento se acompaña de la producción de metabolitos
comercializables los beneficios pueden multiplicarse. Objetivo. Estudiar el crecimiento de Fomes
sp. EUM1 como pretratamiento biológico del rastrojo de maíz (RM) analizando el perfil de
degradación de la lignocelulosa y la producción de lacasas y lignina polimérica precipitable con
ácido (LPPA) como productos de valor agregado. Metodología. El pretratamiento se realizó en
matraces con RM inoculado con Fomes sp. EUM1 incubados a 35 °C, 12 días. La eficiencia del
pretratamiento se determinó diariamente cuantificando la concentración residual de lignina,
celulosa y hemicelulosa (Van Soest et al 1991). La actividad lacasa y la proteína soluble se
cuantificaron de acuerdo con Buorbonnais et al (1997) y Bradford (1976), respectivamente. La
LPPA se obtuvo por extracción alcalina (NaOH, 0.1 M) (Pometto y Crawford 1986). Resultados. La
composición inicial del RM fue: lignina, 21±1.4%, celulosa, 27±9% y hemicelulosa, 31±0.5%. La
máxima degradación de lignina se obtuvo con un pretratamiento de 6 días; el contenido de
lignina disminuyó un 65±3.4% y se observó un enriquecimiento en el contenido de celulosa del
44.5±0.9%; la hemicelulosa no se modificó significativamente. Con el aumento en la degradación
de la lignina se observó un incremento en la producción de lacasas, lo que indicó la participación
primaria de estas enzimas en la degradación. La máxima producción de lacasas (4.21±0.03 UI/gss)
se registró a los 7 días, mientras que la máxima producción LPPA (45.6±3.1 g/Kgss) se obtuvo a
los 9 días, siendo superior a lo reportado en trabajos previos. Conclusión. La degradación
selectiva de la lignina mediada por el metabolismo del hongo constituye un pretratamiento viable
para el RM pues los carbohidratos liberados pueden posteriormente ser transformados en energía.
La elevada producción de LPPA y la eficiencia catalítica de las lacasas producidas también son
indicativo de la viabilidad del pretratamiento, ya que ambos poseen características atractivas
para su comercialización.
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Simposio:
Título:
Diseño, construcción y operación de un equipo piloto de biosecado para residuos agroindustriales
Autores:
Sandoval-Salas Fabiola, Solano-Rentería María Isabel, Sánchez-Pachuca Osbaldo, MartínezGonzález Juan Carlos, Méndez-Carreto Carlos, Torres-Monfil Ignacio, Cuevas-Suárez Carlos
Centro de Trabajo:
Instituto Tecnológico Superior de Perote
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biosecador; Diseño; Pulpa de café; Valorización energética
Comunicación:
En los procesos agroindustriales se genera una gran cantidad de residuos no aprovechados y que
se desechan en el suelo o se vierten en los cuerpos de agua provocando problemas severos de
contaminación. Los altos contenidos de humedad y el volumen de los mismos dificultan su
traslado y almacenamiento para poder aprovecharlos. El proceso de biosecado es una alternativa
para solucionar esta problemática, debido a que mediante la acción combinada del calor
generado en la fermentación aerobia de la materia biodegradable y un adecuado flujo de
aireación se logra la reducción del contenido de humedad, del volumen y del peso, facilitando el
manejo y aumentado el valor energético de los residuos lo que hace posible su valorización en
procesos termoquímicos.
En este trabajo se diseño un equipo piloto de biosecado de 1 m3 usando materiales reciclados
provenientes de la industria de la construcción (desechos de naves industriales). Las paredes del
bioreactor se armaron en estructura cúbica usando placas de aislante de espuma de vidrio
contenidas entre dos láminas de acero, para la tapa del equipo se utilizó madera de pino. El
sistema de aireación constó de un soplador de ¾ de HP, 127 V conectado a la zona inferior del
biosecador con tubería de PVC perforada (2 in). Para facilitar la circulación del aire en la base
del equipo se adapto una parrilla de birlos. Para separar los materiales secos y sacarlos por la
parte inferior se adapto una cuchilla que permite operar el equipo en forma continua.
La operación del equipo se probó usando como sustrato pulpa de café proveniente del beneficio
húmedo de café. Durante el proceso se midió la temperatura en seis zonas del biosecador con un
sistema de termopares tipo “K-JM-I102” (JM Industrial Technology) conectados en línea al
ordenador. Durante el proceso las temperaturas alcanzaron máximos de 55°C y la humedad de la
pulpa disminuyó de 75% a 20%, lo que indica la factibilidad técnica del proceso y de la operación
de equipo de biosecado.
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Simposio:
Título:
Comparison of the acid hydrolysis and ethanol–water delignification as a method for wheat straw
fractionation
Autores:
Villar Gutiérrez J.C., Vergara Alarcón P., Wojtusik M.J., Revilla González E., Ladero Galán M.,
García-Ochoa Soria F.
Centro de Trabajo:
INIA-CIFOR
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
wheat straw; fractionation; organosolv; acid hydrolysis; biorefinery
Comunicación:
Introduction: Valorization of agroforestry residues into chemicals and fuels is one alternative to
the fossil raw materials and one opportunity to add value to the agricultural and forestry sectors.
Cellulose is the most abundant and valuable component of lignocellulosic biomass but its
transformation into glucose by cellulolytic enzymes is inhibited by the hemicelluloses-lignin
matrix, which surrounds the cellulose microfibrils, and by the crystalline regions of the cellulose.
Therefore, a pretreatment is necessary to make the cellulose accessible to the enzymes that
transform it into glucose, further fermented to biofuels. Diluted acid hydrolysis and
delignification with solvent-water mixtures are among the most promising pretreatments of
lignocellulose. The aim of this work is to fractionate a lignocellulose residue: wheat straw, by
high-temperature ethanol-water liquor and compare the results with those obtained by diluted
acid hydrolysis.
Experimental:Wheat straw (100g) were fractionated with an ethanol-water mixture (2/1 v/v) or
alternatively, with a diluted sulphuric acid solution. The experiments were carried out in a 6 L
reactor provided with liquor recirculation, temperature control and sampling. The variables were
temperature and time at constant temperature. For ethanol-water fractionation, the effect of
adding a 1% of sulphuric acid was also tested. Liquid samples were taken at different time and
sugars analysed by HPLC (Hi-Plex-H column). Solid fraction were removed at the end of the
experiments, washed and weighed and enzymatic hydrolized with a mixture of commercial
cellulases. The sugars in the liquefied fraction was analysed by HPLC.
Results:The yield of the cellulosic fraction (solid) is mainly dependent on the fractionation
temperature and ranges from 46% (170ºC) to 75% (130 ºC). For a similar energy input, the
ethanol-water liquor is more selective to remove lignin and produce a solid residue of higher
carbohydrate content. In comparison with the acid hydrolysis, ethanol-water delignification
maintains the cellulose percentage a 3-5% higher and reduces the lignin in the same amount.
However, the acid hydrolysis dissolves most of the xylans, while ethanol-water treatments
preserves most of the them. Solid fractions from acid hydrolysis showed a slightly better ability
to be enzymatically hydrolysed.
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Simposio:
Título:
Amarantáceas in vitro: fuente sustentable de colorantes bioactivos
Autores:
GUADARRAMA FLORES BERENICE, GANDIA HERRERO FERNANDO, GARCIA CARMONA FRANCISCO
Centro de Trabajo:
Universidad de Murcia (UM). Laboratorio de Bioquímica y Biotecnología Enzimática. Departamento
de Bioquímica y Biología Molecular A
Email:
[email protected]; [email protected]
Palabras Clave:
Amaranthaceae; bioactivo; betalalaínas; aditivos alimentarios
Comunicación:
Los colorantes alimentarios se emplean desde hace más de 4000 años. Actualmente el color es la
primera característica que el consumidor evalúa al adquirir un producto. Los pigmentos sintéticos
han sido ampliamente utilizados sobre los naturales por su capacidad tintórea, estabilidad y bajo
costo de producción. Estas tinturas, provocan efectos adversos en la salud, como trastornos
gastrointestinales, hepáticos, alteraciones de conducta y aprendizaje. La FDA redujo de 700 a 7
los colorantes sintéticos autorizados y la EFSA sólo permite su uso cuando existe necesidad real
vinculada con la preservación, sabor o estabilidad de los alimentos. En la actualidad el 70 % de
los 1550 millones de dólares de ventas de aditivos coloridos, corresponde al consumo de tinturas
naturales. Las betalaínas pigmentos vegetales que contienen nitrógeno, han despertado gran
interés en la industria por ser compuestos hidrosolubles con tonalidades amarillas (betaxantinas)
y violetas (betacianinas), teniendo la ventaja de presentar estabilidad en medio ácido, a
diferencia de las antocianinas. Las betalaínas presentan actividad antioxidante, antiinflamatoria,
anticarcinogénica y neuroprotectora a muy bajas concentraciones, reconociéndoseles como
sustancias nutracéuticas, por lo que resulta factible su uso como pigmentos naturales bioactivos.
Las betalaínas proporcionan coloración brillante a frutas, flores, hojas y raíces de las plantas de
la familia Amaranthaceae, a la que pertenecen Amaranthus hypochondriacus y Celosia argentea.
El presente trabajo es el primer informe sobre el establecimiento de líneas celulares de callo y
suspensión de ambas amarantáceas, obtenidas en medio Murashige y Skoog suplementado con
BAP y 2,4-D. Las líneas celulares de estas especies produjeron betalaínas. Las células en
suspensión de ambas plantas mostraron mayor producción de betalaínas con respecto a las de
callo, caracterizándose betacianinas como betanina, betanidina, amarantina; y betaxantinas
como glutamina-betaxantina, dopa-betaxantina, dopamina-betaxantina, triptófano betaxantina;
y ácido betalámico. En celosía se logró también la producción de dopamina y la encapsulación
preliminar de todos los compuestos con maltodextrina, mediante secado por pulverización. De
esta manera se evidencia la capacidad celular de estos cultivos para convertirse en fuentes de
colorantes biactivos y valiosos fitoquímicos con alto potencial de aplicación en la industria
alimentaria, farmacéutica y cosmética.
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Simposio:
Título:
Identificacion de hongos filamentosos productores de pigmentos naturales
Autores:
Peñuela M, Gómez M, Palacio A, Areiza D, Atehortúa L, Zapata P
Centro de Trabajo:
Grupo de Biotecnología, Sede de Investigación Universitaria. Instituto de Biología, Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Pigmentos naturales; identificación molecular; hongos filamentosos; cultivo sumergido
Comunicación:
Actualmente se sabe que productos como alimentos y cosméticos poseen una gran variedad de
aditivos, dentro de estos se encuentran los colorantes que habitualmente han sido obtenidos
mediante síntesis química, sin embargo aunque muchos aun se comercializan incorporados a
distintas matrices se ha logrado demostrar que pueden ser perjudiciales al ser consumidos
regularmente. La industria se inclina hacia nuevos productos con aditivos de origen natural
debido al nuevo direccionamiento del mercado con la aceptación de extractos naturales y
consecuente demanda de bienestar generada a partir de lo consumido. Se ha comenzado a
implementar el uso de colorantes de origen animal y vegetal, no obstante existe una limitante en
la cadena productiva; este tipo de industrias son altamente dependientes de las condiciones
ambientales que no pueden ser controladas al trabajar en campo y los rendimientos obtenidos
pueden variar de lote a lote. Por lo anterior, se han explorado otras fuentes como bacterias,
hongos y microalgas, dentro de este grupo, se ha reportado a los hongos como los
microorganismos con mayores rendimientos mediante ensayos de fermentación en estado sólido y
sumergido. Se identificaron tres cepas productoras de pigmentos en cultivo sumergido y que por
sus características de color, productividad y bioactividad, eran potencialmente aplicables a la
industria alimenticia, cosmética y farmacéutica. Se realizó la secuenciación por el método de
Sanger/capilar, luego mediante el análisis por Blastn se obtuvo información para cada una de las
muestras, finalmente se procedió a construír los arboles filogenéticos. La primera secuencia fue
más cercana a Fusarium oxysporum, la segunda secuencia se ubicó como grupo hermano de
Fusarium graminearum y Fusarium asiaticum y la tercera secuencia se agrupó en un grupo con 5
especies diferentes de Eurotium, por lo tanto sólo fue posible clasificar hasta género. Con los
resultados obtenidos, y debido a que solo fue posible identificar completamente una especie, se
concluye que el marcador molecular ITS no tiene la suficiente resolución para identificar algunas
especies de diversos generos, por lo tanto, sólo es posible la identificación hasta género y se hace
necesario el uso de marcadores adicionales.
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Simposio:
Título:
Innovadora estrategia para la dosificación de precursores de la síntesis de aromas en cultivos en
medio sólido: El caso del acetato de isoamilo
Autores:
Sainz Mellado D, Méndez Hernández J, López Miranda J, Páez Lerma J, Aguilar González C, Soto
Cruz N, Mellado Diana Carolina
Centro de Trabajo:
Instituto Tecnológico de Durango
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Acetato de isoamilo; alcohol isoamílico; fermentación en medio sólido
Comunicación:
Introducción. El acetato de isoamilo (AI) es ampliamente utilizado en la industria farmacéutica,
cosmética y de alimentos debido a su aroma a plátano. La producción de AI por levaduras puede
mejorarse adicionando el precursor, alcohol isoamílico (AIOH), al medio de cultivo. Ya que este
compuesto inhibe el crecimiento, es necesario implementar estrategias para dosificarlo.
Objetivo. Estudiar la volatilización del AIOH como estrategia para suministrarlo en fase gaseosa a
cultivos en medio sólido (CS) de levaduras productoras de AI, analizar su biodisponibilidad y el
momento idóneo para iniciar la dosificación.
Metodología. Se caracterizó el crecimiento de Pichia fermentans ITD00165 en columnas
empacadas con espuma de poliuretano-melaza (EP-melaza). La oxigenación y humedad se
garantizaron conectando las columnas a burbujeadores con agua aireados constantemente. Para
dosificar el AIOH, éste se adicionó a los burbujeadores para así ser volatilizado y arrastrado con
el aire húmedo; su biodisponibilidad se evaluó midiendo la concentración de AIOH retenido en la
melaza de las columnas empacadas.La dosificación del AIOH se optimizó mediante un diseño
factorial completo de tres niveles (3^2) evaluando el efecto de la aireación (50, 100 y 150
mL/min) y la concentración inicial de AIOH (5, 10 y 15 g/L) sobre la volatilización (Vvo); los
resultados se ajustaron con un modelo exponencial (CA=CA0 e^-kt). La cuantificación de AIOH y
AI se realizó por CG-MS.
Resultados. La fase estacionaria de crecimiento (FEC) de la levadura inició a las 12 h alcanzando
una concentración de biomasa máxima de 37 g/L, la concentración de AI fue de 20.6 mg/L a las
18 h. Se demostró que el AIOH volatilizado puede retenerse en la EP-melaza (hasta 4.1 g/L) lo
que asegura su disponibilidad y posterior biotransformación a AI. Las condiciones óptimas para
obtener la máxima Vvo (0.663±0.016 g/Lh) fueron, AIOH: 15 g/L; aireación: 150 mL/min. Según el
perfil de crecimiento del microorganismo se propone iniciar la dosificación del AIOH a las 10 h, es
decir, antes del inicio de la FEC, momento en que inicia la producción de AI.
Conclusión. La volatilización del AIOH es una estrategia viable para su dosificación hacia CS de
levaduras productoras de AI.
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Simposio:
Título:
Characterization of bioactive compounds of Chrysactinia mexicana Gray
Autores:
Gómez-Macías Eloisa, Ascacio-Váldes Juan Alberto, Mellado-Bosque Miguel, Aguirre Arzola Víctor,
Martínez-Avíla Cristian, Aguilar Cristóbal Noé, Aguilera-Carbó Antonio
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Chrysactinia mexicana Gray; secondary metabolites; bioactive substances
Comunicación:
The purpose of this study was to characterize bioactive compounds in Chrysactinia mexicana Gray
(San Nicolas herb), a plant distributed in the central and northern Mexico, used in traditional
medicine for respiratory diseases, skin problems and as an analgesic. The aim of this study was
the extraction and characterization of secondary metabolites, as well as corroborate the
biological potential of these bioactive compounds. Leaves and stems of this medicinal plant were
used for aqueous extraction using 1:5 m/v at 60° C. The extracted material was filtered on
membranes No.1 and subsequently underwent separation using absorption columns in order to
obtain total polyphenols. Quantitative tests were used for determination of total hydrolysable
tannins, flavonoids, terpenes and alkaloids. Subsequently, metabolites were characterized using
HPLC-MS. The biological activity was evidenced by means of its antioxidant activity IC50
determined by the DPPH method. Antibacterial activity against S. aureus, E. coli, Klebsiella spp.
and Salmonella spp. was demonstrated by the technique agar diffusion Kirby-Bauer. Qualitative
tests showed the presence of alkaloids, but terpenes were absent. Concentration of hydrolysable
tannins was 18.17 mg / g, for flavonoids was 18.25 mg / g. The most important finding was the
characterization of bioactive compounds identified as flavonoids (cyannidin 3-O-rutinoside and
quercetin 3-O-glucoside), phenolic acids (caffeic-4-O-glucoside acid and 1-acid caffeoyl quinic),
and scopoletin. Compounds yield was 7.57 g / 200 g, which represented 3.78% of the sample.
Regarding its antioxidant activity against the DPPH radical, Chrysactinia mexicana showed an IC50
at 900 mg/kg against the DPPH radical. The bioactive compounds isolated from this plant had
antibacterial activity against the four bacteria tested, the inhibition capacity for S. aureus
ranged between 10.4 to 14 mm; for E. coli ranged from 9.8 to 17 mm, whereas for Klebsiella spp
and Salmonella spp the inhibition diameter ranged from 9.6 to 19.6 and 9 to18.4 mm,
respectively. These data indicate that Chrysactinia mexicana′s secondary metabolites could be
used to inhibit the proliferation of harmful microorganisms
very important for the food industry
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Simposio:
Título:
Productividad y caracterización química de diferentes cultivos de macroalgas Kappaphycus
alvarezii cultivadas en distintas épocas del año.
Autores:
Solorzano Chavez Eddyn Gabriel, Paz Cedeño Fernando Roberto, Masarin Fernando
Centro de Trabajo:
Faculdade de Ciências Farmacêuticas - UNESP
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Kappaphycus alvarezii; caracterización química; productividad
Comunicación:
Kappaphycus alvarezii es una macroalga marina utilizada como materia prima para la producción
industrial de carragenina, la cual es una clase de galactana extraída de diferentes especies de
algas. Es utilizada principalmente como un estabilizante y espesante en alimentos. El objetivo de
este trabajo fue evaluar la productividad y la tasa de crecimiento de cultivos de cepas roja,
marrón y verde de Kappaphycus alvarezii a lo largo de un año. Los cultivos con mayor
productividad fueron caracterizados químicamente (ceniza, aromáticos, carbohidratos totales y
proteína). Después de 30 días de cultivo las cepas en estudio fueron pesadas y determinada su
masa seca considerando una humedad de 35.0% (valor comercial). La velocidad de crecimiento
fue calculada según la ecuación: (% dia-1) = [(Wt/W0)1/t -1] x 100, donde: Wt= masa húmeda (g),
W0 = masa húmeda inicial (g) y t = tiempo de cultivo (30 días). La productividad fue calculada
según la ecuación: (g m2 dia-1) (p/p, base seca) = [(dwtf – dwti)/t*(dwt /wwt)]/A, donde: dwtf =
masa final seca (g); dwti = masa inicial seca (g); t = tiempo de cultivo (30 días); dwt = masa seca
total; wwt = masa húmeda total y A = área total del cultivo. Se escogieron las cepas más
productivas para continuar con la caracterización química. Se determinó el contenido de ceniza
en mufla con temperatura máxima de 575 ± 25 °C. Para determinar aromáticos y carbohidratos
totales se realizó hidrolisis ácida seguida de filtración y se continuó con el método Dubois. El
contenido de proteína fue determinado por el método Kjeldahl. Las cepas más productivas fueron
roja, marrón y verde, cultivadas en el periodo de septiembre a noviembre del 2013. El porcentaje
de ceniza de la cepa roja fue de 14,48%, marrón 15,22% y verde 14,82%. El contenido de
compuestos aromáticos representó 2,06% en la cepa roja, 3,48% en la marrón y 3,44% en la verde.
El porcentaje de carbohidratos totales en la cepa roja fue de 52,7%, en la marrón 53,4% y en la
verde 55,8%. Las proteínas representaron un 3,4% en la cepa roja, 3,8% en la marrón y 3,1% en la
verde.
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Simposio:
Título:
Macrocystis pyrifera sulfated fucans oligosaccharides by hydrothermal microwave process:
extraction and chemical and biological characterization
Autores:
Rodriguez Jasso R.M, Victorino Jasso G, Ruiz H.A., Aguilar C.N., Villamiel M.
Centro de Trabajo:
aBiorefinery Group, Food Research Department, School of Chemistry, Autonomous University of
Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Brown seaweed; Sulfated fucans oligosaccharides; hydrothermal microwave process
Comunicación:
Brown seaweeds are natural resource with relevance to be explored due to the high quantity of
added of high value compounds to be applied in food, cosmetic and pharmaceutical industries.
Sulfated fucans oligosaccharides (SFO) from brown algae are bioactive compounds with
antioxidant, anticoagulant, antimicrobial and prebiotic potential however the regular methods of
extraction are regularly long time consumption and or non-green technologies. The aims of this
work were the study the extraction of SFO of Mexican macroalgae Macrocystis pyrifera by
hydrothermal microwave extraction HMAE and to characterize the SFO by chromatographic,
antioxidant and prebiotic methods. HMAE experimental design were evaluated under three
variables: temperature (160, 180 and 200 °C), power (800, 1400 y 1600 W) and time extraction
time (1, 5.5 and 10 min), only under hydrothermal conditions. Chemical characterization of SFO
treatments were analyzed by spectrophotometric methods, gas chromatography and FT-IR. SFO
molecular weight was determined by size exclusion chromatography. The antioxidant activity was
evaluated by DPPH, ABTS and FRAP and the prebiotic potential of Lactobacillus and Streptococcus
strains. In this study, the results of the physicochemical characterization were similar to those
reported in the literature, with 23% and 34% of total sugars content and minerals, respectively.
The hydrothermal extraction MAE was optimized at 3.32 min, 171.9 °C and 1313.3 W as
extraction conditions with a SFO yield of 9.7% with 12.2 % of total sugars and 16.9 %. The
monomeric composition showed that fucose and galactose were sugars with highest
concentrations in most treatments. Molecular weights ranges between 0.3 to 47 kDa and the
range of 10 KDa showed the highest concentration of SFO with a maximum value of 18 mg/g SFO.
The prebiotic greater potential was presented with Lactobacillus acidophilus, while the maximum
DPPH inhibition was 69.29 in extract and 19.38 in precipitate. This work allows the valorization of
unexplored Mexican seaweed by the optimization of bioactive SFO extraction process by
hydrothermal green-technology and low time consumption. The Macrocystis pyrifera SFO showed
a high antioxidant and prebiotic potential.
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Simposio:
Título:
Diseño y escalamiento de un bioproducto líquido a base de rizobios cepas j01 y j96 y validación
de su eficacia en condiciones de campo
Autores:
GOMEZ ALVAREZ MARTHA ISABEL, ALARCON TORRES ERIKA ANDREA, MORENO CONN LINA
MARGARITA
Centro de Trabajo:
CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA (CORPOICA)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bradyrhizobium japonicum; INOCULANTE; SUSPENSIÓN ACUOSA; ESCALAMIENTO; RENDIMIENTO
Comunicación:
Corpoica diseñó una formulación cuyo sistema de entrega es una suspensión acuosa concentrada a
base de las cepas J01 y J96 de la bacteria Bradyrhizobium japonicum para la fijación de nitrógeno
en el cultivo de soya, con una concentración de células mínima de 1x109 UFC/ml, un pH de 6,5 y
un contenido de contaminantes inferior al 5%. Esta formulación incluye adherentes y viscosantes
que facilitan su aplicación y peletización de las semillas de soya, y cuenta con una vida útil de
cuatro meses a temperatura ambiente y refrigeración y es capaz de reemplazar el 100% de la
fertilización nitrogenada. Esta formulación se evaluó en tres diferentes sistemas de empaque a
temperatura de 6°C±2°C, 18°C±2°C y 30°C±2°C con el fin de seleccionar el mejor con respecto a
estabilidad y costos. Este bioproducto se escaló a nivel industrial con lotes de producción de 500L
gracias a la creación de una alianza estratégica entre Corpoica y una empresa productora de
bioinsumos en Colombia. Se evaluó la eficacia del producto escalado inoculado en semilla de soya
variedad Guayuriba 9 bajo condiciones de campo, en dos localidades de los llanos orientales de
Colombia (piedemonte y altillanura), bajo un diseño de bloques completos al azar con cuatro
repeticiones por tratamiento. Los tratamientos evaluados fueron: T1 (Testigo absoluto sin
inocular), T2 (testigo químico fertilizado con 150 kg de nitrógeno/ha), T3 (tratamiento inoculado
con el producto comercial Rhizobiol líquido producido por Corpoica) y T4 (tratamiento inoculado
con el producto escalado a 500 litros). El análisis estadístico realizado utilizando el paquete SAS
mostró que no hubo diferencias estadísticamente significativas entre el tratamiento fertilizado
con nitrógeno y los tratamientos donde hubo inoculación de la semilla con Rhizobiol en ambas
localidades. Para el caso del piedemonte llanero, el rendimiento osciló entre 3.088, 3.031 y 3.060
ton/ha para los tratamientos T2, T3 y T4 respectivamente y para la altillanura los resultados
presentaron un rendimiento entre 0.917, 1.156 y 1.079 ton/ha para T2, T3 y T4 respectivamente.
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Simposio:
Título:
Producción de astaxantina por xanthophyllomyces dendrorhous r4 en hidrolizados de bagazo de
caña de azúcar
Autores:
Palma Hernández Citlalli, Ramos Valdivia Ana C., Cerda García-Rojas Carlos M., Ponce Noyola Ma.
Teresa
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Astaxantina; bagazo de caña; Xanthophyllomyces dendrorhous
Comunicación:
La astaxantina es un pigmento de interés biotecnológico debido a sus propiedades antioxidantes.
Es producida por diferentes microorganismos entre ellos la levadura Xanthophyllomyces
dendrorhous que la acumula como principal pigmento. Debido a los altos costos de producción, se
ha buscado la obtención de cepas mutantes que presenten una mayor acumulación de astaxantina
y el empleo de sustratos de bajo costo. Una alternativa puede ser el hidrolizado del bagazo de
caña, el cual es considerado uno de los principales residuos de América y se encuentra disponible
todo el año. El presente trabajo se enfoca en evaluar el crecimiento celular, la asimilación de los
azúcares encontrados en el hidrolizado de bagazo de caña, la producción y perfil de
carotenoides, empleando la mutante X. dendrorhous R4. La levadura se hizo crecer en matraces
bafleados con medio YM (0.3 % extracto de levadura, 0.3 % extracto de malta y 0.5 % de
bactopeptona) suplementado con el hidrolizado de bagazo de caña, ajustando la concentración
de azúcares a 10 g/L. Las condiciones de fermentación fueron 20 °C y 200 rpm durante 120 h. Se
tomaron muestras al inicio y al final del proceso y se les cuantificó crecimiento celular mediante
densidad óptica (DO) a 660 nm, y azúcares residuales. Para la cuantificación de carotenoides
totales se realizó una extracción con solventes y la fase orgánica se leyó a 474 nm. La
cuantificación de astaxantina se realizó mediante HPLC. El crecimiento obtenido de X.
dendrorhous en el hidrolizado de bagazo de caña fue de 2.13 g/L y el consumo de azúcares fue de
8.4 g/L. En estas condiciones el contenido de carotenoides totales en X. dendrorhous fue de 368
µg/g de células de los cuales el 80% corresponde a astaxantina y el contenido restante
corresponde a pigmentos como β-caroteno, HDCO, fitoeno y algunas xantofilas. El hidrolizado de
bagazo de caña contiene una mezcla de azúcares como glucosa, celobiosa, xilosa y oligosacáridos
que pueden ser asimilados por X. dendrorhous R4 para producir astaxantina. Es por ésto que los
residuos lignocelulósicos como el bagazo de caña se consideran sustratos potenciales para la
producción de astaxantina a bajo costo.
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Format:
Symposium:
BIOENERGY AND BIOPRODUCTS
Title:
Colloidal Gas Aphrons (CGA) extraction of polyphenols from blackcurrant pomace
Authors:
Beres CAROLINA, Mellinger CAROLINE, Cabral LOURDES, Jauregi PAULA
Institution – Company:
Federal University of Rio de Janeiro
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Colloidal Gas Aphron; phenolics; anthocyanins; backcurrant pomace
Abstract:
Backcurrant (Ribes nigrum) is native from Europe and Asia. This berry is famous for a high
anthocyanin and vitamin C content. Almost 95% of blackcurrant production is used by the juice
industry, which results in a significant amount of by-product such as pomace. The aim of this
work was to use the Colloidal Gas Aphron (CGA) method to extract polyphenols from blackcurrant
pomace. A dried pomace sample was grinded into flour and the extraction was conducted
following two methods: (i) hot water extraction and (ii) ethanolic extraction. The extracts
obtained were analyzed according to total phenolics (Follin Ciocalteu) and total anthocyanins
content (pH differential), and antioxidant capacity (TEAC). Further extraction was carried out by
applying CGA in a flotation column to both extracts. CGA, are surfactant stabilized microbubbles
produced by intense stirring (8000 rpm) of a surfactant aqueous solution (Tween 20 and Cetyl
trimethylammonium bromide (CTAB)). The components in the extract that interact with the
surfactant in the CGA will float and separate from the liquid. The process results in two phases: a
CGA phase rich in phenolics and a liquid phase with the remaining compounds. Both phases were
analyzed as mentioned above. LAB test was used to determine the colour. The extracts stability
was assessed for 5 weeks at fridge temperature. The stability study of water and ethanol extracts
showed that although the total anthocyanins content was stable in both extracts during storage,
the colour changed after the first week, with slightly better preservation of colour in the
ethanolic extract. The ethanolic extraction (4,099.25±46.00 mg Gallic acid/100g pomace) was
more efficient in extracting compounds at higher concentration than the hot water
(1,751.37±4.29 mg Gallic acid/ 100g pomace). Further extraction of polyphenols with CGA
resulted in up to 90% recovery of polyphenols with both surfactants. Interestingly fractions with
different polyphenols profile were obtained when CGA were applied to the aqueous or the
ethanolic extracts and when using the different surfactants. These could lead to interesting
industrial applications.
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Simposio:
Título:
Valorization of brewery wastewater to produce polyhydroxyalkanoates.
Autores:
Romasanta M., Veiga M.C., Kennes C.
Centro de Trabajo:
Universidad de A Coruña
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Polyhydroxyalkanoate; brewery wastewater; volatile fatty acids
Comunicación:
Polyhydroxyalkanoates (PHA) are biologically synthesized polyesters, produced by bacteria as
intracellular carbon and energy reserve material. They are completely biodegradable and have
elastomeric and thermoplastic properties. Their production from waste streams using mixed
microbial cultures is a promising option for cost reduction of PHA polymers and an option for the
treatment of industrial wastewater. In this work, wastewater of brewery mills was used. In this
industry, effluents are generated from the fermentation of wort, beer maturation, filtration, prepacking and packaging, leading to a large volume of liquid wastes with a high content of easily
degradable organic matter, mainly volatile fatty acids (VFA), ethanol and sugars that can be used
as substrates for the production of biopolymers.
The production of PHA was performed in a three-stage process, as summarized hereoften:
(1) Acidogenic fermentation of brewery wastewater carried out in a sequencing batch reactor
(SBR) at pH 6. An acidification of 70% was obtained with the following VFA profile: 61% acetate,
20% propionate, 10% butyrate and 9% valerate.
(2) Selection of a culture with high storage capacity, under aerobic dynamic feeding (ADF)
conditions. In this stage an enriched mixed culture was achieved with a PHA accumulation of 25 %
of the cell dry weigth.
(3) Fed-batch assays were performed using the enriched biomass, obtaining a maximum of 70 %
PHA on a cell dry weight basis and a storage yield of 0.75 Cmmol PHA/Cmmol VFA. Concerning
the characterization of the microorganisms, it was possible to identify species that have been
identified in mixed cultures as PHA producers in the literature.
This study contributes to expand the application of this promising process for resource recovery
from brewery mill wastes.
Acknowledgements: This project was financially supported by Ministry of Economy and
Competitiveness, project CTQ2013-45581-R.
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Simposio:
Título:
Caracterização química e hidrólise enzimática de frações oriundas de Kappaphycus alvarezii
Autores:
Masarin Fernando, Gelli Valéria, Oliveira Levi, Cedeno Fernando, Chaves Eddyn, Monti Rubens,
Masarin Fernando
Centro de Trabajo:
Faculdade de Ciências Farmacêuticas - FCF - UNESP - Ararquara
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Kappaphycus alvarezii; Carragena; Hidrólise enzimática
Comunicación:
A carragena kappa é um importante hidrocolóide que se acumula em muitas espécies de
macroalgas vermelhas. Ele é usado na indústria alimentícia, farmacêutica, cosmética, além de
outros segmentos. Kappaphycus alvarezii é uma espécie de macroalga vermelha que é rica em
carboidratos (principalmente galactanas, importante componente de carragenas), além de
frações menores que consistem em proteínas, inorgânicos e grupos sulfato. O objeto do presente
trabalho foi estudar a composição química e a hidrólise enzimática da fração polissacarídica de
frações geradas após o processamento de carragena de K. alvarezii. A parte experimental
envolveu a utilização de quatro cepas de K. alvarezii, como se segue: marrom, vermelha, verde e
G11. As diferentes cepas foram cultivadas em Ubatuba-SP nos meses de junho e maio de 2014 e
monitoradas quanto a suas produtividades. Duas cepas selecionadas de acordo com as maiores
produtividades (marrom e vermelha cultivadas em maio de 2014) foram submetidas ao processo
de extração de carragena, gerando duas frações, como se segue: carragena e resíduo. Todas as
frações obtidas foram caracterizadas quimicamente. As amostras “in natura” e os resíduos,
ambos cultivadas em maio de 2014 foram submetidas a hidrólise enzimática com celulases (Cellic
Cetec 2). As produtividades dos cultivos variaram de 15.9 g.m2/dia a 46.0 g.m2/dia. As
porcentagens de carboidratos totais, cinzas, grupos sulfatos, proteínas, aromáticos insolúveis e
lipídeos foram de 51.6% a 55.8%, 14.6% a 17.2%, 9.6% a 10.8%, 2.3% a 3.8%, 1.5% a 3.4% e 0.2% a
1.3%, respectivamente. As porcentagens médias dos açúcares monoméricos oriundos dos
carboidratos totais foram de 69% (galactose), 27% (glicose), 3% (manose) e 1.5% (xilose). Os
rendimentos de carragena refinada e do resíduo foram de 63.5% e 23% (cepa marrom) e 60% e
27.8% (cepa vermelha), respectivamente. As porcentagens médias de galactanas, glucanas,
cinzas, proteínas, aromáticos insolúveis e grupos sulfato dos resíduos brutos obtidos foram de
8.5%, 52.4%, 12.5%, 0.45%, 3.5% e 8.5%, respectivamente. Os resíduos brutos tornaram-se
enriquecidos com glucanas. A hidrólise enzimática das amostras “in natura” e dos resíduos
mostraram um hidrolisado com uma concentração média de 3g/L e 12g/L de glicose,
respetivamente. As duas frações apresentaram uma conversão de glucanas de 100%.
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Simposio:
Título:
Autohydrolysis of multi-feedstocks by liquid hot water pretreatment and enzymatic hydrolysis of
the pretreated solids
Autores:
Michelin Michele, Teixeira José António
Centro de Trabajo:
CEB - Centre of Biological Engineering, University of Minho
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biomass; pretreatment; enzymatic hydrolysis; cellulose conversion
Comunicación:
Lignocellulosic material (LCM), including agricultural and agroindustrial feedstocks, is a complex
matrix composed by cellulose (30–50 %), hemicellulose (15–35 %), and lignin (10–20 %). The
bioconversion of renewable LCM to value-added products is globally gaining significant
importance, mainly due to great availability and low cost. However, this material presents a
structure highly robust and resistant to any kind of hydrolysis. This highly recalcitrant nature is
related to presence of lignin, the degree of crystallinity of cellulose, the degree of
polymerization of the polysaccharides, and the available surface area. Thus, pretreatment is
required to alter its structure and chemical composition and promote the fractionation of
feedstocks.
In this context, this work evaluated liquid hot water (LHW), at 190ºC for 30 min, as a strategy of
pretreatment to fractionate several agricultural feedstocks, including: brewers′ spent grains
(BSG), corncob (CC), corn husk (CH), wheat straw (WS) and Luffa sponge (LS), in order to increase
cellulose recovery and the enzymatic conversion of cellulose into glucose.
HPLC analysis showed that LHW-pretreatment resulted in hemicellulose solubilization into the
liquid phase, and a solid phase enriched in cellulose (used as substrate for further enzymatic
hydrolysis). The highest and lowest content of cellulose was recovered for LS (70.80%) and BSG
(26.55%), respectively. Comparative chemical analysis showed a varied susceptibility of
feedstocks to LHW-pretreatment and enzymatic hydrolysis (EH). The removal of the
hemicellulose from pretreated feedstocks lead to an increase in the cellulose crystallinity (X-ray
analysis) and thermal stability (TGA analysis) of solid material, which improved the EH, with
exception of LS. EH was performed using 5% (w/v) pretreated solids loading, 15 FPU Cellic Ctec2
(cellulase cocktail) and 15 IU NS 22083 (xylanase) per gram of dry solid. The percentage of
cellulose conversion to glucose (in relation to potential glucose in the pretreated solids) followed
the order: BSG > CH > WS > CC > LS, which was improved in comparison with the untreated
material, with exception of LS. Pretreatment showed to be a necessary step for improving the EH
of recalcitrant agricultural feedstocks to sugars, which can be further converted to ethanol-fuel
and other value-added chemicals.
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Simposio:
Título:
Hidrólisis enzimática de diferentes
procesamiento de carragenina
fracciones
de Kappaphycus
alvarezii
oriundas
del
Autores:
Paz Cedeño F, Solorzano Chavez E, Monti R, Masarin F
Centro de Trabajo:
Faculdade de Ciências Farmacêuticas - Uiversidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho
(UNESP)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hidrólisis enzimática; macroalgas; celulasas
Comunicación:
La carragenina kappa es un importante coloide hidrofílico que se acumula en numerosas especies
de macroalgas rojas. Es utilizada en la industria de alimentos, farmacéutica, de cosméticos
además de otros segmentos. Las macroalgas rojas son ricas en carbohidratos y contienen
fracciones menores constituidas de proteínas, compuestos inorgánicos y aromáticos. En el
procesamiento de Kappaphycus alvarezii para obtención de carragenina, es generado un residuo
que está constituido en su mayoría por polisacáridos y es mucho menos recalcitrante comparado
con residuos lignocelulócicos. El objetivo de este trabajo fue estudiar la viabilidad técnica de la
hidrólisis enzimática de diferentes fracciones generadas en el procesamiento de carragenina de
Kappaphycus alvarezii para producción de azúcares monoméricos fermentables. Se trabajó con
tres fracciones de macroalga Kappaphycus alvarezii. La fracción “in natura” (biomasa no
tratada), “ATF” (biomasa obtenida después de tratamiento con KOH) y la fracción “residuo” que
se obtuvo sometiendo la biomasa ATF a extracción con solvente polar (agua caliente). Estas
fracciones fueron sometidas a hidrólisis enzimática con 3 diferentes extractos enzimáticos
comerciales ricos en celulasas: Cellic Cetec 2 (Novozymes), Celuclast (Novozymes) y Celulasas de
Trichoderma spp (Sigma). Para la hidrólisis se utilizó 200mg (base seca) de muestra de cada
fracción, 10FPU de extracto enzimático por cada gramo de muestra y 10mL de tampón acetato de
sodio 50mM pH 4,8. La reacción ocurrió con agitación a 120 rpm y 45°C. Se tomaron muestras a
las 4, 8, 24, 48 y 72 horas y se determinó la concentración de azucares reductores en los
diferentes tiempos por el método de DNS. Utilizando el extracto enzimático Cellic Cetec 2 en la
hidrólisis de la fracción “residuo” se alcanzó una concentración máxima de azúcares reductores
de 12,4 ± 0,9 mg/mL, superior a la concentración máxima alcanzada utilizando Celuclast (9,1 ±
0,7 mg/mL) y Celulasas de Trichoderma spp (8,9 ± 0,8 mg/mL). En comparación con el residuo,
las demás fracciones mostraron concentraciones de azúcares reductores bajas después de la
hidrólisis (in natura = 5,2 ± 0,7 mg/mL; ATF = 3,25 ± 0,2 mg/mL).
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Format:
Symposium:
Title:
The RSB Greenhouse Gas Tool use for ethanol biofuel assessment
Authors:
RUBIO URBANO DA SILVA CINTHIA, VALADARES GALDOS MARCELO
NIPE - NUCLEO INTERDISCIPLINAR DE PLANEJAMENTO ENERGÉTICO
E-mail:
[email protected]
Keywords:
RSB GHG TOOL; SUGARCANE ETHANOL; CERTIFICATION
Abstract:
This work has been developed in the context of the greenhouse gas (GHG) emission reduction
goal of the aviation sector and the tools available to assess and give support for certification of
the biofuel use potential to decrease GHG emission when replacing fossil fuel use [1; 2]. The
main goal is to experiment the RSB (Roundtable on Sustainable Biomaterials) GHG Tool assessing
sugarcane production in Brazil. Results are expected to contribute for a first view of RSB GHG
tool application specifically to ethanol from sugarcane. Life cycle assessment is the method used
considering well-to-wheels scope taking into account the direct emission from land use change.
RSB GHG Tool is used to calculate emissions and data from a published literature [3] is used for
the life cycle inventory. The results comparison with the published literature used as reference
was not possible due different allocation methods used (RSB GHG Tool uses only economic
values). Even though results are consistent with known results – 81.995% reduction (to fossil fuel
comparator). The results show the RSB GHG Tool can be used specifically for sugarcane ethanol
route but its use ask some assumptions about nitrogen content in organic fertilizer, such as
vinasse and filtercacke, as well as in sugarcane straw lead on the field when sugarcane is
managed with no burn pre-harvest. Also, the tool does not allow the assessment of sugarcane
preharvest burn management. In this sense some improvement in the tool would confer a more
user friendly tool when used for sugarcane ethanol.
References
[1] RSB Greenhouse Gas Tool. Available on http://rsb.org/. Last access: nov/2015
[2]
Bonsucro
Production
Standard
Version
4.01.
Sept.
2014.
Available
on
http://bonsucro.com/site/wp-content/uploads/2013/02/Bonsucro-Production-Standard-v401.pdf. Accessed in: may/2015
[3] Cavalett, O.; Chagas, M.F.; Seabra, J.E.A.; Bonomi, A. Comparative LCA of ethanol versus
gasoline in Brazil using different LCIA methods. The International Journal for Life Cycle
Assessment. 2013, 18, 647-658.
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Simposio:
Título:
Bioethanol production from the organic fraction of municipal solid wastes using Saccharomyces
cerevisiae in a pilot plant batch bioreactor
Autores:
Estrada Martínez Raziel, García Hernández Juan, Favela Torres Ernesto, Soto Cruz Oscar, Saucedo
Castañeda Gerardo
Centro de Trabajo:
Metropolitan Autonomous University, Department of Biotechnology
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bioethanol; organic fraction of municipal solid wastes; Saccharomyces cerevisiae
Comunicación:
Lignocellulosic biomass is considered as the future feedstock for the production of biofuels
because of its low cost and its huge availability. The organic fraction of municipal waste (OFMSW)
is a potential lignocellulosic biomass for bioethanol production. The total generation of OFMSW in
Mexico is around 18500 x 106 ton per year. The Mexico City valley concentrates near 22 % of
these materials. The aim of research was to produce bioethanol from OFMSW using baker’s yeast
in a batch bioreactor. A solid-state fermentation of OFMSW for bioethanol production was
conducted using Saccharomyces cerevisiae and followed with pretreatment and addition of fresh
microorganism cells in a pilot plant batch bioreactor. The pretreatment condition of steam
explosion was 2 bar for 5 min in at semi-pilot scale. Solid-state fermentation was carried out to
the following conditions temperature (30o C), pH (5-6), C/N 30 and experiments lasted for 48 h.
Samples were taken at different times. The bioethanol production reached a level of 44.34 mL
ethanol/Kg initial wet matter of OFMSW by the end of 48 h. Carbon dioxide produced can be
captured for other purposes. Results suggest the potential use for bioethanol production from
OFMSW and reduces dependence on fossil fuels.
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Simposio:
Título:
Producción de bioetanol a partir de celobiosa por la cepa Cryptococcus humicola OJ-31 mejorada
genéticamente
Autores:
Quintana Najera Jessica, Ponce Noyola María Teresa, Poggi Varaldo Héctor Mario, Ramos Valdivia
Ana Carmela
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
bioetanol; celobiosa; Cryptococcus humicola
Comunicación:
El uso extremo de combustibles fósiles para la producción de energía ha llevado a la búsqueda de
alternativas renovables y sustentables como es el caso del bioetanol a partir de residuos
lignocelulósicos. Los residuos lignocelulósicos son sometidos a etapas de hidrólisis y sacarificación
donde son liberadas principalmente la glucosa, así como su dímero celobiosa. Saccharomyces
cerevisiae, la levadura fermentativa utilizada convencionalmente para la producción de etanol,
carece de actividad de β-glucosidasa encargada de hidrolizar la celobiosa, lo que lleva a la
búsqueda de otras levaduras que puedan fermentar glucosa y celobiosa. Cryptococcus humicola
es una levadura basidiomiceta aislada en mostos de mezcal en México que posee la capacidad de
fermentar glucosa y celobiosa. Se busca determinar esta capacidad de interés industrial que no
ha sido reportada con anterioridad.
Cryptococcus humicola OJ-31 se hizo crecer en viales serológicos de 10 mL con medio mineral y
diferentes concentraciones de celobiosa (10, 20, 50, 90 y 100 g/L) usando 2x108 células/mL como
inóculo. Las células se incubaron en condiciones anaerobias a 30 °C durante 72 h y se cuantificó
la cantidad de celobiosa y etanol a las 0 y 72 h mediante HPLC-IR (Agilent Technologies modelo
1260 Infinity).
El mayor rendimiento de etanol obtenido fue de 0.52 g/g de sustrato consumido correspondiente
a la fermentación con 20 g/L de celobiosa, con un consumo total del azúcar. Se observó que a
medida que se incrementaba la concentración de celobiosa, disminuía su consumo y por lo tanto
la producción de etanol. Lo anterior indica que Cryptococcus humicola OJ-31 es capaz de
producir etanol a partir de celobiosa, misma capacidad que se ve reprimida a altas cantidades de
sustrato.
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Simposio:
Título:
Aprovechamiento de racímos vacíos de frutos de palma (rvfp) para obtener etanol de segunda
generación
Autores:
Gómez-Vanegas Natalia, Peñuela Vásquez Mariana, Ríos Estepa Rigoberto, Lu-Chau Thelmo, Lema
Rodicio Juan,
Centro de Trabajo:
Universidad de Antioquia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Racímos vacíos de frutos de palma (RVFP); etanol; sacarificación
Comunicación:
La creciente producción de aceite de palma en Colombia, genera residuos de naturaleza
lignocelulósica, como los RVFP. En 2014 se obtuvieron 1,2 millones de toneladas de RVFP y hay
tendencia a su incremento debido a las proyecciones de la industria palmicultora colombiana. Por
lo tanto, es una necesidad evidente valorizar estos residuos, por ejemplo a través del
aprovechamiento de sus fracciones sacarídicas. En este trabajo se evaluaron los RVFP como
fuentes de azúcares reductores (AR) para obtener etanol.
Se estudió el pretramiento alcalino para la remoción de lignina, hidrólisis enzimática de la
holocelulosa y fermentación de los azúcares recuperados. Mediante un Diseño Experimental
Central Compuesto (DECC) se encontró que a 120°C/2% NaOH/1,9h se remueve lignina y favorece
la recuperación de 0,475 ± 0,02 g AR/g RVFP. Extruír antes del pretratamiento e incrementar la
relación sólido/líquido S/L aumentaron en 170% la recuperación de AR y en 192%, la glucosa
(75,8±8,3 g AR/L y 44,8±2,1 g glucosa/L). La aplicación del cóctel enzimático Cellic HTec2
favoreció la recuperación selectiva de los azúcares presentes en la hemicelulosa tras 4 h de
digestión (29,5±1,6 g AR/L y 2,9±0,1 g glucosa/L).
El aprovechamiento de los azúcares se evalúo en 12 configuraciones diferentes que consideraron
el uso, en monocultivo y cocultivo, de las levaduras Saccharomyces cerevisiae (SC) (Ethanol Red),
Pachysolen tannophillus CECT 1426 (PT) y Pichia stipitis CECT 1922 (PS), haciendo uso de sistemas
de hidrólisis, sacarificación y fermentación separadas (SHF), sacarificación y fermentación
simultánea (SSF). La hidrólisis de hemicelulosa, separada de la fermentación, permitió
aprovechar el 84% de los azúcares presentes, cuando se usó PT, y el 69%, cuando se usó PS. El
mayor rendimiento de etanol (102,30 mg de etanol/g raquis) se alcanzó con PT y SC, en cocultivo
en SSF.
Estos resultados dan cuenta del potencial de RVFP como materia prima, pero sobre todo de la
factibilidad técnica de su pretratamiento y el eventual aprovechamiento de su contenido
energético en diversos procesos de biorefinación, específicamente en producción de etanol de
segunda generación.
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Simposio:
Título:
Valorization of mexican brown seaweed macrocystis pyrifera under the biorefinery concept
Autores:
Rodríguez-Jasso R.M., Cervantes-Cisneros D.E., Cabello-Galindo A., Picazo B., Ruíz H.A., Aguilar
C.N., Rodríguez-Jasso R.M.
Centro de Trabajo:
Biorefinery Group, Food Research Department, School of Chemistry, Autonomous University of
Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefinery concept; Brown seaweeds; Macrocystis pyrifera
Comunicación:
Brown seaweeds are a natural resource that covers large population in the northern hemisphere
of the Earth. Mexican Pacific coast has a great amount of brown seaweeds, especially Macrocystis
pyrifera that is minimally exploited and only used as fertilizer and animal feeding. For that
reason, the present work proposed different alternatives to valorize seaweeds under biorefinery
concept in order to obtain products to be applied in different industrial areas. The studies were
based in the following topics: a) bioactive compounds extraction by green technologies, b) use of
seaweeds as substrate in solid state fermentation (SSF) to obtain specific enzymes to apply in
food and biofuel area, and c) elaboration of enriched food based in seaweed as ingredient.
Bioactive compounds extraction was studied under hydrothermal microwave assisted processes
(HMAE) at 172 °C by 3.5 min with sequential ultrasound extraction, monosaccharides composition
was evaluated by HPLC. SSF was performed with seaweed as only substrate using terrestrial
filamentous fungus (2x107 spore concentration), the enzymatic activities evaluated were β-ᴅGlucosidase, β-Galactosidases, sulfatase and laminarase. The elaboration of traditional Mexican
tortilla chips were enriched by the addition of 10-30 % of M. pyrifera seaweed flour mixed with
corn flour, seaweeds chips nutritional values were evaluated under chemical and sensorial
analysis. The bioactive compounds obtained by HMAE and ultrasound extraction of M. pyrifera
analysis showed that mannitol was the main sugar obtained; this polyol can be used as
fermentable sugar for bioethanol production and in food industry as sweetener. The HMAE
process proved to be an efficient green technology to recover mannitol without the
contamination of secondary polyols. The enzymes produced by seaweed SSF showed highest
enzymatic activity of laminarase and galactosidase, also β-ᴅ-Glucosidase and sulfatase activities
were quantified; there are only few reports of terrestrial microorganism application in seaweeds
fermentation. Finally, seaweed tortilla chips compared with simple tortilla chips, showed higher
mineral, sugars and phenols content. Sensorial analysis showed preference for seaweed-corn
chips over plain corn chips. In conclusion, the applied biorefinery concept in Mexican brown
seaweed Macrocystis pyrifera showed the different valuable products that can be applied in fuel,
food, cosmetic and pharmaceutical industry.
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Simposio:
Título:
Desarrollo de un medio de cultivo para la producción de bioetanol empleando residuos
lignocelulósicos agroindustriales
Autores:
Bastidas Narvaes Cristian Rodrigo, Agudelo Escobar Lina María
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Residuos lignocelulósicos; hidrólisis; pretratamiento; celulosa; hemicelulosa; enzima
Comunicación:
En la actualidad para reducir los efectos ambientales causados por las de fuentes de energía no
renovables como el petróleo, se ha estimulado el uso de energías alternativas que no afecten a su
vez la seguridad alimentaria. En esta dirección en el presente trabajo se plantea el uso de
residuos lignocelulósicos agroindustriales; bagazo de caña, cáscara de banano verde, cascarilla de
cacao y hojas-tallos de yuca, para la obtención de azúcares utilizados en la producción de
bioetanol.
Para la experimentación fue empleada una concentración de residuo lignocelulósico del 10% (p/v)
con un tamaño de partícula entre 0,5-1mm. Fueron evaluados los pretratamientos químicos con
ácido sulfúrico (H2SO4) e hidróxido de sodio (NaOH) a concentraciones de 0,89; 2,9 y 5% (v/v),
con tiempos de proceso de 15, 37 y 60 minutos a una temperatura de 90°C y 140rpm. Se evaluó
un tratamiento físico de explosión de vapor utilizando dos ciclos de autoclave, el ciclo normal
(121°C, 15min, 15psi) y el ciclo especial (105°C, 18min, 15psi). El proceso de hidrólisis
enzimática se realizó con Optimase CX-255L a pH 5, 75°C y 140rpm; y con Accellerase 1500 a pH
4,5; 60°C y 140rpm.
Como variables respuesta fueron seleccionadas las concentraciones de glucosa y xilosa en los
hidrolizados. La determinación de éstos azúcares fue realizada por HPLC. Para la evaluar la
producción de etanol la cepa Saccharomyces cerevisiae TMB-3001 fue cultivada en un medio YPD
(glucosa, extracto de levadura y peptona) modificado con el hidrolizado obtenido como fuente de
carbono.
Los resultados de la experimentación indicaron que el pretratamiento con H2SO4 a una
concentración de ácido de 5% (v/v) y un tiempo de 60min, junto con la hidrólisis enzimática con
Accellerase 1500 aplicado a la cáscara de banano verde permitió la mayor liberación de azucares
(52,0 g/L). Por otro lado, se logró un crecimiento y producción de etanol de la cepa
Saccharomyces cerevisiae TMB-3001 en el medio YPD modificado.
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Simposio:
Título:
Estudio del potencial de utilización del residuo generado en la extracción del aceite de orujo
(orujillo) para la producción de bioetanol y bioproductos
Autores:
Manzanares P., Oliva J.M., Ballesteros I., Negro M.J., Gonzalez A., Ruiz E., Ballesteros M.
Centro de Trabajo:
Cento de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biorrefinería; industria oleícola; residuo; pretratamiento
Comunicación:
El orujillo es el residuo generado en las industrias extractoras de aceite de orujo, que se obtiene
del orujo una vez deshuesado parcialmente y desengrasado en plantas de extracción físicaquímica. Este residuo contiene los restos de pulpa de aceituna, piel, semillas y fragmentos de
hueso, y si bien actualmente se utiliza en parte como combustible en la industria del aceite de
oliva, su origen y composición permiten pensar en su revalorización como sustrato para la
obtención de productos de alto valor añadido. La revalorización del orujillo se contempla en un
contexto de utilización integral de éste y otros subproductos generados en la industria oleícola,
tales como la poda de olivo, las hojas y el hueso de aceituna en una biorrefinería para la
producción de biocombustibles y bioproductos, que permita mejorar la gestión de dichos residuos
y reducir su impacto medioambiental.
En una primera aproximación al estudio de revalorización del orujillo se ha llevado a cabo una
caracterización del material, que incluye el análisis del contenido en humedad, extractivos,
carbohidratos estructurales, lignina, cenizas y nitrógeno, siguiendo métodos estándares para el
análisis de materiales lignocelulósicos [1]. Igualmente, se ha puesto a punto y aplicado una
metodología para el análisis del contenido en pectinas, en base a métodos descritos en la
bibliografía [2]. La siguiente etapa ha consistido en la aplicación de un pretratamiento de tipo
hidrotérmico a temperaturas entre 195 y 215ºC, para el estudio del fraccionamiento del material
en sus componentes principales y obtención de un medio rico en azúcares que puedan ser
posteriormente transformados a otros productos de interés, tales como el bioetanol.
[1] Slutier, J.B.,Ruiz, R.O., Scarlata, C.J., Slutier, A.D., Templeton, D.W. 2010. Compositional
analysis of lignocellulosic feedstocks. 1. Review and description of methods. Journal of
Agricultural and Food Chemistry 58, 9043-9053.
[2] Cardoso, S.M., Coimbra, M., Lopes da Silva, J.A. 2003. Calcium-mediated gelation of olive
pomace pectic extract. Carbohydrate Polymers 53, 125-133.
Agradecimientos:
Este trabajo está parcialmente financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad dentro
del Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad, 2014 (proyecto referencia
ENE2014-600090-C2-R-1).
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Simposio:
Título:
Stand-alone and biorefinery strategies for sugar cane bagasse utilization
Autores:
Castro E, Hernández V, Cardona C.A.
Centro de Trabajo:
Universidad de Jaén, Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefinery; sugar cane bagasse; lignocellulosic biomass; valuable products
Comunicación:
Sugar cane bagasse (SCB) is the fibrous residue obtained after extracting the juice from sugar
cane (Saccharum officinarum) in the sugar production process. It is one of the major
lignocellulosic materials found in great quantities in tropical countries. According to FAO
approximately 1870 million Tons of sugarcane were processed in 2013 throughout the world. SCB
is produced in large quantities by the sugar and alcohol industries in Brazil, India, Cuba, China,
México, Indonesia and Colombia. Currently, the most common use for SCB is the energy
production through cogeneration plants. Although, because of the importance of SCB as an
industrial waste, there is great interest in developing methods for the biological production of
fuel and chemicals that offer economic, environmental, and strategic advantages, such as
furfural, hydroxymethylfurfural, paper paste or ethanol.
As an alternative to the conventional use of SCB, in this work, simulation results of the
production of biofertilizers and gibberellic acid from SCB as stand-alone products are presented.
Characterization results have been used to feed the simulations to obtain the mass and energy
balances that were subsequently used to perform the economic and environmental analysis of the
above mentioned processes. Moreover, comparisons from the techno-economic and
environmental points of view of these stand-alone processes with gasification as base case were
performed. Besides, two biorefinery scenarios were techno-economic and environmental assessed
in order to evaluate the influence of integrating the production of biofertilizers and gibberellic
acid together with other added-value products.
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Comunicación Oral: OC_BB_ 35
Simposio:
Título:
Intensification and integrated biorefineries using hydrothermal processing: a case study for
lignocellulosic and aquatic biomass
Autores:
Ruiz Héctor A. , Zanuso Elisa , Aguilar Daniela L. , Lara-Flores Anely A., Velazquez-Lucio Jesus,
Aguilar Cristóbal N., Rodríguez-Jasso Rosa M.
Centro de Trabajo:
Biorefinery Group, Autonomous University of Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Intensification process; Biorefinery; Hydrothermal processing; lignocellulosic biomass; aquatic
biomass
Comunicación:
Due to environmental considerations concerning sustainable development in the last years, the
renewable resources currently attract increasing interest as raw material for industry. The term
“biorefinery” of lignocellulosic materials from agricultural residues and aquatic biomass is
analogous to the classical petroleum refinery concept and refers to biomass conversion into fuels
and chemicals with high added value through the integration of clean processes. Moreover, the
concept of biorefinery demands efficient utilization of all components of these raw materials.
Autohydrolysis or hydrothermal process is a potential clean technology to convert raw materials
such as lignocellulosic materials and also aquatic biomass into bioenergy and high added-value
chemicals. In this technology, water at high temperatures and pressures is applied for hydrolysis,
extraction and structural modification of materials. This presentation is focused on providing the
fundamentals, modelling, separation and applications of hydrothermal pretreatment for the
application of biorefinery concept on the main components of lignocellulosic materials and
aquatic biomass (macro-algae) into value-added products and bioenergy and intensification of the
process in the design bioreactors for the production of bioethanol and enzymes.
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Simposio:
Título:
Optimal integration of algae – switchgrass facility for the production of methanol and biodiesel
Autores:
Martín Martín Mariano, Grossmann Ignacio E.
Centro de Trabajo:
Universidad de Salamanca / Carnegie Mellon University
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Process integration; Biomethanol; Biodiesel; Switchgrass; Algae
Comunicación:
In this work we integrate switchgrass and algae in order to operate a biorefinery with no need for
fossil based raw materials in the production of biodiesel (FAME) and methanol and no CO2
emissions.
The integrated biorefinery consists of three sections: a) the production of oil by growing algae in
ponds using solar energy and capturing the CO2 produced in the gasification section, b) the
production of methanol via biomass based syngas and c) the transesterification of the oil. Several
options are allowed for biomass gasification, gas reforming, etc. The various units involved are
modelled using mass and energy balances, chemical and phase equilibrium relationships,
empirical and design equations and rules of thumb. A superstructure of alternative technologies
is formulated as a MINLP problem with 10000 eqs and 11000 var. Simultaneous optimization and
heat integration are considered. The solution of the optimization problem aims to select the
optimal integrated topology and operating conditions, that provides the thermal energy and the
methanol that biodiesel production requires. The excess of methanol can be sold as biofuel or it
can be further processed to gasoline.
The optimal integrated process involves indirect gasification followed by steam reforming based
on the need for high H2 to CO ratio to produce methanol and avoiding the use of oxygen. The
integrated process produces 205 Mgal/yr of biofuels, 34% FAME, at 0.49 €/gal. The plant does not
emit CO2, but captures 1.27 kg of CO2 per kg of methanol produced.
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Format:
Symposium:
Title:
Dynamic Modeling and Optimization of Bioprocesses for Byhydrogen and C‐Phycocyanin
Production
Authors:
del Rio Chanona E.A, Zhang Dongda, Vassiliadis V.S.
Department of Chemical Engineering and Biotechnology, University of Cambridge
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Optimization; Dynamic Modeling; C‐Phycocyanin; Biohydrogen; Bioprocess
Abstract:
Biohydrogen (H2) is hydrogen produced by microorganisms, currently considered as one of the
fuels of the future with greatest potential for sustainability and environmental friendliness .
Unfortunately this bioprocess still lacks economic feasibility and suitable process enhancement
for scale-up.
In this work a complete dynamic model including different cell growth phases for biohydrogen
production is presented. Following model construction and verification by experimental data,
different photobioreactor types are modeled and optimized to choose the best reactor mode of
operation. Finally an on-line optimization framework is proposed, this significantly enhances
hydrogen productivity compared to all previously reported values in the relevant literature. The
proposed optimization strategy is based on data-based modeling and economic model predictive
control, where optimal inlet nitrate, glycerol concentrations and light intensity are chosen to
optimize the process at each time interval.
A similar framework is used for the process of arthrospira platensis growth and C‐phycocyanin
production, a high-value bioproduct, where this strategy is also successfully implemented. Both
implementations show a robust and reliable performance for bioprocesses intensification where
the modeling and optimization take into account real experimental conditions such as unknown
disturbances in the biological system and measurement noise which minimize simulation to
experiment deviation.
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Simposio:
Título:
Análisis dinamico de neochloris oleoabundans en cultivo en lote: modelado y simulación
Autores:
Castillo Baltazar Omar S, J. Olguín Eugenia, Peña-Caballero Vicente, Mendoza Guerrero Anilú,
González-Portela Erik R. , Hernández Landa Javier
Centro de Trabajo:
UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
N. oleoabundans (UTEX 1185); MODELADO;
Comunicación:
Las microalgas son fuente de metabolitos secundarios de alto valor agregado, empleados en la
producción de complementos alimenticios, colorantes, insumos acuícolas, agentes de regulación
de crecimiento, entre otro. Además, las microalgas han sido consideradas como materia prima
potencial para la producción de biocombustibles como: biodiesel, bioetanol, biometano y
biohidrógeno [1].
Por otro lado, en el desarrollo de estos procesos para la producción de combustibles alternativos,
requiere del desarrollo de modelos fenomenológicos para abstraer el bioproceso. Además, desde
de la perspectiva de optimización y control de este tipo de procesos, la disponibilidad de un
modelo es un requerimiento importante para efectuar estudios de análisis dinámico. Por ejemplo,
estabilidad, controlabilidad, observabilidad, bifurcación entre otros [2,3].
Hasta nuestro mejor conocimiento poco se ha estudiado sobre el desarrollado de modelos y su
posterior estudio dinámico, como en análisis de sensibilidad paramétrica y estudios de
bifurcación para cultivo de microalgas en efluentes residuales, lo cual representa una importante
e innovadora línea de investigación que ha de ser explorada.
Por lo tanto, los objetivos del presente trabajo son desarrollar modelos del tipo fenomenológicos
basados en balances de masa para cultivos de Neochloris oleoabundans en medios de cultivo
minerales sintéticos y medios alternativos preparados con efluentes de la digestión anaerobia de
excretas porcinas y estudiar en silico la sensibilidad paramétrica del modelo y sus alcances a
través de estudios de bifurcación para predecir su comportamiento dinámico
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Format:
Symposium:
Title:
Cost Modeling and Simulation of First Generation Sugar Cane Bioethanol Production Processing
Units
Authors:
Jose F. Cuadros1, Charles D. F. Jesus1, Antonio Bonomi1, Rubens M. Filho2 Institution – Company:
1 Laboratório Nacional de Ciencia e Tecnologia do Bioetanol (CTBE)/ Centro Nacional de Pesquisa
em Energia e Materiais (CNPEM); 2 School of Chemical Engineering/University of CampinasUNICAMP
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Bioethanol, Cost Modeling, EMSO
Abstract:
Regarding any type of analysis perform in relation to the industrial processing of sugarcane to
obtain sugar, ethanol and cogeneration of electrical and thermal energy, capital investment
always
is a point of special attention. The investment estimation procedure can significantly affect the
decision to pursue or not the implementation of an industrial facility. Usually, in economic
assessment, cost estimation methodologies are explored during preliminary design stages and
graphical cost methodologies are the most commonly used, although they are limited to certain
specific kind of projects.
In this work is proposed the development of a capital investment modeling methodology and its
implementation on an object-oriented modeling language named EMSO. EMSO stands for an
environment for modeling, simulation and optimization of chemical processes.
Different scenarios were considered related to the desired processing capacity of the
biorefinery. The cost estimate were performed, first by calculating the size of the major
equipment
and in a subsequent step, estimating the cost of these equipment based on its size, type and
operating conditions, which may influence the wall thickness and the material to be used. Major
equipment considered in this study were: extraction mills, boilers and turbines among others.
Cost
of auxiliary equipment were calculated as a percentage of the largest ones.
Cost data were obtained from industrial plants and engineering companies that provide services
to the sugar and alcohol industry. Finally, equipment cost models for different production
capacities were introduced in EMSO process simulator. Several processing scenarios were
evaluated making possible to estimate more accurately the investment required for the
construction of industrial plants. Mature and new technologies were considered, making possible
to formulate
optimization problems looking for project economic impact minimization
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Póster: P_BB_01
Simposio:
Título:
A new polyhydroxybutyrate depolymerase from Azotobacter vinelandii; its characterization and
role in determination of the molecular weight distribution of the polymer produced
Autores:
Segura D, Adaya L, Millán M, Guzmán J, Espin G, Jendrossek D, Peña C
Centro de Trabajo:
Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biodegradable; bioplásticos; degradación
Comunicación:
Polyhydroxybutyrate (PHB) is a polyester that is intracellularly accumulated as a carbon and
energy reserve in several bacteria. PHB is a fully biodegradable and biocompatible polymer and
due to these characteristics, this material is a potential candidate as substitute of petrochemical
plastics. In A. vinelandii the genes coding for the PHB biosynthetic enzymes, as well as several
regulatory elements involved in the control of its synthesis, have been characterized; however,
little is known about the mobilization process allowing the utilization of accumulated PHB. The
sequence of A. vinelandii DJ revealed seven genes putatively coding for PHB depolymerases (the
enzymes responsible for the mobilization of PHB). However, direct evidence for the in vivo roles
of their gene products is missing.
In this study, we characterized the gene Avin03910, and characterized its product: (i) with
Escherichia coli recombinant strains expressing the protein AvinPhbZ1; (ii) with a mutant A.
vinelandii. Evidence for significant PHB depolymerase activity in vitro was obtained for the
product of Avin03910 expressed in E. coli. The protein was active on amorphous and artificial PHB
granules, but not on crystalline PHB, like other intracellular depolymerases and was found to be a
granule associated protein. The mutant AvinPhbZ1- had a phenotype of increased PHB
accumulation and its purified native granules showed a diminished PHB mobilization with respect
to the wild type.
Physicochemical properties and applications of PHB are affected by its molecular mass, because
this feature determines the elastic behavior of the material and its mechanical resistance. We
studied the changes in the molecular mass distribution of PHB during culture of A. vinelandii in
bioreactors, and found that in the stationary phase the mean molecular weight of the polymer
diminished, while the percentage of PHB molecules with a molecular mass lower than 1.0 x 106
Da increased, suggesting an increase in the PHB depolymerizing activity in this phase. Here we
show that inactivation of gene Avin03910 prevented this change in the molecular weight of the
polymer, suggesting that the depolymerase AvinPhbZ1 has a main role in the intracellular
degradation of PHB in the stationary phase in the bioreactors.
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Póster: P_BB_02
Simposio:
Título:
Actividad antagónica de extractos de gobernadora (Larrea tridentata) contra bacterias de la
industria cárnica.
Autores:
Garcia-Galindo Alfredo Ivanoe, Cruz-Aldaco Karina , Sanchez-Aldana Daniela, Aguilar-Gonzalez
Cristobal Noé
Centro de Trabajo:
Departamento de Investigación en Alimentos, Facultad de Ciencias Quimicas, Universidad
Autonoma de Coahuila, Mexico.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Larrea tridentata; antioxidantes; bacterias patogenas
Comunicación:
Actualmente la industria cárnica es uno de los principales sectores de la industria alimentaria, se
encarga de la producción, el procesamiento y la distribución de la carne de animal a los
principales centros de consumo. La carne se trata de un alimento excelente por su alto valor
nutritivo, debido a la riqueza proteica de su constitución, lamentablemente en un sentido
distinto, la carne es uno de los alimentos más perecederos. Debido a sus características de
composición, pH y actividad de agua (aw), constituye un medio muy favorable para la mayor
parte de las contaminaciones microbiológicas. En el presente trabajo se elaboraron extractos
etanólicos de gobernadora (Larrea tridentata) para determinar su actividad antimicrobiana y
comparlos con un sanitizante comercial, ambos fueron probados con tres cepas proporcionadas
por el Departamento de Investigación en Alimentos de la Facultad de Ciencias Químicas, de la
Universidad Autónoma de Coahuila, México, las cuales fueron: Escherichia coli, Salmonella typhi y
Staphylococcus aureus, las cuales fueron identificadas previamente; estas cepas de bacterias son
consideradas especies patógenas de interés alimentario lo que justifica su uso para realizar los
extractos. Los extractos contienen compuestos polifenólicos que se extrajeron de la planta de la
gobernadora a partir de métodos físicos como son extracción por reflujo y sonicación. Los
extractos fueron preparados utilizando una relación de 1:9 (p/v) de polvo de gobernadora y el
agente extractante fue etanol a concentraciones de 25, 50 y 75% en agua, utilizando tres tiempos
de extracción 20, 40 y 60 min. Los ensayos antagónicos demostraron que los extractos de
gobernadora al igual que el sanitizante comercial con el cual se comparó efectivamente
presentan un halo de inhibición para las tres cepas, obteniendo con un extracto de gobernadora
la mejor inhibición desde las 1000 ppm hasta las 250 ppm para E.Coli, para S.aureus, el extracto
mostro inhibición desde las 1000 hasta las 500 ppm, en el caso de Salmonella solo mostro
inhibición en las concentraciones de 750 a 1000 ppm.
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Póster: P_BB_03
Simposio:
Título:
Análisis de interacciones microbianas en la degradación de materia orgánica para la generación
de biogás
Autores:
Cabas Candama Michael Andrés, Cadena Chamorro Edith Marleny, Perez Naranjo Juan Carlos,
Cabas Candama Michael Andrés
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biogás; Consorcio; Fermentación anaerobia; Inoculo
Comunicación:
El crecimiento poblacional ha traído consigo un aumento en la generación de residuos sólidos. Los
desafíos para el manejo y disposición de los residuos son enormes y toda acción en este frente
debe estar encaminada a disminuir el impacto negativo sobre el ambiente y calidad de vida de las
personas. La producción de biogás como fuente de energía limpia, por medio de un proceso de
fermentación anaerobia ha surgido como una alternativa viable a esta problemática. La
conversión completa de materia orgánica a biogás es efectuada por la acción sinérgica de una
población microbiana constituida por cuatro grupos de bacterias que intervienen en las diferentes
etapas de proceso (hidrolisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis). En este estudio, se
seleccionaron tres cepas de bacillus sp. denominadas como A2, A4 y A6 para determinar a nivel
de placa el efecto individual y su correspondiente sinergia en la generación de biogás (gas
metano e hidrógeno), con el propósito de diseñar un inoculo microbiano que pueda presentar un
efecto positivo en el rendimiento del producto final. Durante el crecimiento microbiano, la
biomasa y fluorescencia fueron evaluadas por microscopia digital, para determinar el tipo de
interacción de las bacterias en los diferentes tratamientos. Todas las colonias presentaron un
comportamiento de generación de biogás oscilatorio asociado al crecimiento de las colonias que
se encuentra limitado por la fuente de carbono, nitrógeno y nutrientes del medio de cultivo. Se
encontró que el efecto individual de la cepa A6 y de las interacciones de la cepa A2 y A4 presenta
un impacto significativo en la productividad del metano, por lo que podrían ser bioaumentadas en
procesos de degradación de materia orgánica.
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Póster: P_BB_04
Simposio:
Título:
Atividade fotoprotetora de formulação cosmética contendo extrato de própolis vermelha
brasileira
Autores:
Moda de Almeida Bernadeth, Farias Alves Angela Valéria, Meireles Batista Cinthia , Mendonça de
Araújo Alves Maria Cecília, Fernandes do Nascimento Marismar, Cordeiro Cardoso Juliana,
Cavalcanti de Albuquerque Júnior Ricardo Luiz
Centro de Trabajo:
Instituto de Tecnologia e Pesquisa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Fotoproteção; produto natural; atividade antioxidante
Comunicación:
O uso de formulações cosméticas com filtros solares constitui um passo primário na prevenção de
eritema, fotoenvelhecimento e câncer de pele. A combinação de produtos naturais com
formulações cosméticas promete potencializar os benefícios de fotoproteção. A própolis vermelha
brasileira é um produto apícola com substâncias quimicamente semelhantes a filtros solares
comerciais. Assim, o objetivo desse trabalho foi analisar o Extrato de Própolis Vermelha (EPV) em
formulação tópica contra os danos causados pela radiação ultravioleta em roedores. Foi realizada
caracterização do EPV por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), DPPH e ABTS. Foram
desenvolvidas formulações cosméticas em creme Lanette® a 1,5%, 2,5% e 3,5% de EPV,
Oxibenzona 6% (Padrão comercial) e determinado os valores de Fator de Proteção Solar (FPS) in
vitro. O estudo in vivo contou com seis grupos experimentais: Irradiado sem Proteção (ISP),
Oxibenzona 6%, Creme Lanette®, Formulação (EPV3,5%), Formulação (EPV1,5%) e (EPV2,5%), tais
grupos foram submetidos à irradiação UVB, quantificação da cor da pele, avaliação da integridade
epitelial e atividade da Mieloperoxidase (MPO). Os dados foram avaliados por análise de variância
em duas vias seguido de teste de Tukey (p<0,05). A CLAE revelou seis picos, identificados três
(daidzeína - 0,0285 mg/mg, formononetina - 0,0405 mg/mg e biochanina A - 0,0325 mg/mg). Os
testes antioxidantes mostraram valores de 3,07 e 2,13 mmol trolox/g amostra para DPPH e ABTS,
respectivamente. Os valores de FPS foram abaixo de 1 para as formulações com EPV e 4,2 para
Oxibenzona6%. A quantificação da cor da pele induzida por UVB foi aumentada, a partir do tempo
96h com p<0.05 para os grupos EPV1,5%, EPV2,5%, EPV3,5% e Oxibenzona6% quando comparados
aos grupos controles ISP e Creme Lanette®. O estudo histólogico dos grupos EPV mostrou-se
compatível com a normalidade, além de discreta áreas de infiltração inflamatória, hiperemia
capilar. Já no ISP e Lanette®, observou-se marcante espessamento epidérmico, edema
intracelular, formação de vesículas intraepiteliais, hiperqueratose, inflamação. A MPO foi
reduzida nos grupos tratados com EPV e Oxibenzona6%. O EPV associado à formulação tópica
demonstrou ser capaz de reduzir a resposta inflamatória em ratos irradiados por UVB e o
desenvolvimento de alterações histopatológicas dermoepidérmicas induzidas por radiação UVB.
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Póster: P_BB_05
Simposio:
Título:
Avaliação do ganho de amplitude de movimento e da funcionalidade em pacientes submetidos à
cirurgia de artroplastia total de joelho através da aplicação do óleo da Alpinia zerumbet
Autores:
Machado Freitas Mayanna, De Carvalho Oliveira Tássia, Sungaila Pereyra Beatriz Benny,
Cavalcanti de Albuquerque Junior Ricardo Luiz, Aragão Farias Cândido Edna
Centro de Trabajo:
Universidade Tiradentes
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Alpinia; Artroplastia e Joelho.
Comunicación:
A cirurgia de artroplastia total do joelho tem o objetivo de dar uma melhor qualidade de vida à
população idosa e minimizar os efeitos deletérios da Osteoartrose. Algumas complicações póscirúrgicas podem ocorrer como a trombose venosa profunda, infecção hospitalar e a rigidez que
continua a ser problema comum. A possibilidade de uma nova terapêutica e um novo prognóstico
para pacientes pós-operatórios de Artroplastia Total de Joelho é o que justifica esse trabalho. O
objetivo foi avaliar o ganho de amplitude de movimento e a funcionalidade em pacientes pósoperatórios de artroplastia total do joelho através da aplicação do óleo da Alpinia zerumbet.
Trata-se de um ensaio clínico tipo II, prospectivo, randomizado, controlado e duplo cego,
realizado nas instalações da Clínicas CEOT e UNIMED Fisioterapia, que contou com a participação
de 25 pacientes voluntários os quais se submeteram à cirurgia de Artroplastia Total de joelho com
o mesmo cirurgião e colocaram o mesmo tipo de prótese. Foram realizadas 20 sessões , a amostra
foi dividida em dois grupos: Grupo controle (n=15 pacientes tratados com a Fisioterapia
Convencional e óleo placebo) e Grupo teste (OEAz) ( n=10 pacientes tratados com a Fisioterapia
Convencional e óleo essencial de Alpinia zerumbet (OEAz)). A avaliação da ADM foi feita através
do Flexímetro e da capacidade funcional através do questionário de WOMAC. Para variáveis
dependentes e independentes foram utilizados teste t Student ou Teste de Mann-Whitney a
depender da normalidade dos dados. Foi levado em consideração a significância de p≤0,05 sendo
os dados processados pelo programa Prisma versão 5.0. Os resultados mostraram que houve
diferença estatística entre os dois grupos com relação à ADM e a rigidez e que apesar de não
haver diferença significativa entre os grupos com relação à dor e a função houve diferença dentro
de cada grupo e também o grupo OEAz demonstrou correlação forte entre a ADM ativa e função.
Conclui-se que a aplicação do OEAz mostrou-se eficaz na medida em que melhorou
significativamente a ADM e a rigidez com relação ao grupo controle e que mostrou correlação
forte entre ADM ativa OEAz e função. Palavras-chave: Alpinia, Artroplastia e Joelho.
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Póster: P_BB_06
Simposio:
Título:
b-galactosidase from Aspergillus lacticoffeatus: production, characterization and potential
application in prebiotic synthesis
Autores:
Silvério Sara, Cardoso Beatriz, Teixeira José, Rodrigues Lígia
Centro de Trabajo:
Centre of Biological Engineering, Universidade do Minho
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
b-galactosidase; lactose; prebiotic; galactooligosaccharides; lactulose
Comunicación:
The enzyme b-galactosidase, also known as lactase, is widely used in the dairy industry to
produce lactose-free milk. This enzyme is able to hydrolyse lactose from milk into galactose and
glucose, thus enabling the consumption of milk by lactose-intolerant people. Under suitable
conditions, some b-galactosidases can also catalyze transgalactosylation reactions and produce
interesting compounds with recognized prebiotic effect, namely galactooligosaccharides (GOS) or
lactulose. The enzyme can be obtained from different biological sources such as microorganisms,
plants and animals. Nevertheless, the most interesting b-galactosidases for technological
applications are those obtained through microbial routes since higher production yields can be
achieved. In this study, the fungus Aspergillus lacticoffeatus is described as a new and promising
source of b-galactosidase. Preliminary chromogenic tests performed in agar plates suggested that
this strain was able to produce the enzyme and additional studies carried out under submerged
fermentation conditions confirmed the presence of b-galactosidase in the fermentation broth, as
well as in the cell extract obtained after ultrasonic cell disruption. The enzyme production was
evaluated in different fermentation media: synthetic medium composed by lactose (20 g/L),
yeast extract (4g/L), peptone (4g/L) and salts; and fermentation media with some industrial byproducts as cheese whey and/or corn steep liquor. However, the higher values of enzymatic
activity (444 U/L) were obtained using the synthetic medium. The enzyme presented a molecular
weight around 130 kDa and optimal pH and temperature in the range 3.5-4.5 and 50-55 ºC,
respectively. The effect of some metal ions (Na+, K+, Li+, Ba2+, Fe2+, Mg2+, Zn2+, Mn2+, Co2+
and Cu2+), detergents (Triton, SDS and Tween), additives (EDTA, PMSF and ascorbic acid) and
sugars (glucose, fructose and galactose) on the enzymatic activity was also evaluated.
Afterwards, the potential of the enzyme for the synthesis of prebiotics was studied and it was
demonstrated that b-galactosidase from A. lacticoffeatus is able to catalyze the transfer
reactions involved in the formation of lactulose and GOS.
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Póster: P_BB_07
Simposio:
Título:
Bioenergy production from ozone-pretreated sugarcane bagasse: A comparative study of ethanol
and biogas production
Autores:
Lorenzo Hernando Ana, Travaini Rodolfo, García Encina Pedro, Bolado Rodríguez Silvia
Centro de Trabajo:
Escuela de Ingenierías Industriales - Sede Dr. Mergelina - Universidad de Valladolid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ozone; Pretreatment; Sugarcane bagasse; Ethanol; Biogas
Comunicación:
Nowadays, the search for eco-friendly and sustainable energy sources have turned into a global
necessity. Research has been focused on lignocellulosic biomass as sugars source for bioenergy
production, along with other value-added products. For biomass sugars content use, a
pretreatment is required to open fibers and liberate sugar polymers from lignin for subsequent
enzymatic hydrolysis and fermentation. Among the wide range of pretreatments developed in the
last decade, ozonolysis stands out as a promissory pretreatment, which consists in exposing the
biomass to an ozone flow. This pretreatment has many advantages, such as the high sugars
release yields, the low inhibitory compounds formation thanks to its selective lignin attack, and
the absence of liquid phase, avoiding problems of products dilution. Nevertheless, the main
obstacle to ozonolysis is the high energetic consumption to produce ozone. The scale-up of the
ozonolysis requires process optimization and the analysis of different alternatives, applying a
biorefinery concept.
In this work, sugarcane bagasse, produced in large amounts in many countries, was used for
ethanol and biogas production. It was ozone-treated in a fixed bed reactor, operated under
different conditions. When necessary, a subsequent washing detoxification step was applied to
remove weak organic acids that could act as inhibitory compounds in fermentation. Pretreated
biomass was hydrolyzed in standard conditions using commercial cellulase and b-glucosidase
cocktails. To produce ethanol, fermentation using two different yeasts have been compared:
Saccharomyces cerevisiae bakery’s strain and Pichia stipitis DSM 3651. The pretreated sugarcane
and the wastes from fermentations were biodegraded by anaerobic sludge for methane
production.
Ozone pretreatment optimal conditions remarkably increased sugars production, from 6.64% and
2.05% of glucose and xylose in raw material to 77.55% and 56.94% in the pretreated.
Fermentation to ethanol provided around 80% yield for both yeasts and 13% of accumulated
biogas with an important production kinetics improvement, concluding that ozonolysis is an
efficient pretreatment for production of both types of bioenergy. The detoxification step was
necessary only on fermentations with P. stipitis. The increase of energy production yield always
entailed an increase in ozone consumption. Preliminary energy balances were done in order to
compare the studied alternatives.
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Póster: P_BB_08
Simposio:
Título:
Bioethanol production from vine pruning residue by sequential steps of autohydrolysis
Autores:
Romaní Aloia, Jesus Meirielly, Romaní Aloia, Teixiera José A., Domingues Lucília
Centro de Trabajo:
Centre of Biological Engineering
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Vine pruning residue; bioethanol; autohydrolysis
Comunicación:
Lignocellulosic biomass is a renewable raw material, widespread and with a huge potential for
the manufacture of biofuels as bioethanol. In Portugal, the most abundant exploitable
lignocellulosic biomass derives from the agro-industrial and forestry sectors. Large amounts of
residues are generated during wine processing, specially pruning residues of vine. Approximately
1.2-3.5 t/ha of vine pruning residues (VPR) are estimated to be produced per year, which are
usually burnt in the field. VPR are composed by 30.6 % of cellulose, 18.2 % of hemicellulose and
29.5 % of lignin. In order to produce ethanol from this agro-industrial residue, autohydrolysis
treatment in two sequential steps were proposed for solubilization of hemicellulose in a separate
stream and improving the enzymatic susceptibility of cellulose following the biorefinery concept.
In a first stage, VPR was submitted to autohydrolysis treatment at 180 ºC for 60 min (Severity
factor, So=4.13) at liquid to solid ratio = 6 g of distilled water/g of VPR. In liquid phase, 55 g of
xylan/100 g of xylan in raw material was recovered as xylooligosaccharides (13 g/L).
Autohydrolyzed VPR was evaluated in a second step of autohydrolysis treatment under
temperature in the range 180- 200 ºC and time 30-40 min. After sequential treatments, 90-99 %
of cellulose was recovered in solid phase and enzymatic saccharification of pretreated solid was
assayed using 25 FPU/g of cellulase CTec2 and solid loading of 5 and 10 % of pretreated VPR.
Sequential treatment of VPR significantly improved the enzymatic hydrolysis of cellulose from 70
% to 100 % of cellulose to glucose conversion for second autohydrolysis at 200 ºC for 30 min.
Under these conditions of pretreatment, two configurations of saccharification and fermentation
(simultaneously –SSF- and separately –SHF-) were carried out. Ethanol production was successfully
obtained from two processes achieving cellulose to ethanol conversion of 93 and 97 % for SHF and
SSF, respectively.
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Póster: P_BB_09
Simposio:
Título:
Biotechnological applications of Rhodococcusgenus catabolism
Autores:
Navarro Llorens J. M, Guevara G, García D, Navarrete D, Blanco Rivero A, Perera J.
Centro de Trabajo:
Universidad Complutense de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Rhodcoccus; steroid; catabolism; KSH; KSTD
Comunicación:
Bacterial catabolism of steroid compounds provides a broad range of intermediaries very valuable
for the synthesis of pharmaceutical steroid. Rhodococcus genus is able to grow in minimal
medium supplemented with steroids, showing a large catabolic capacity.
The 3-ketosteroid 9α-hydroxylase (KSH) and 3-ketosteroid-∆1-dehydrogenase, (KSTD) are key
enzymes in the general scheme of bacterial steroid catabolism. KSHs initiate the opening of the
steroid ring by the 9α-hydroxylation of the C9 carbon of 4-ene-3-oxosteroids (e.g. AD) or 1,4diene-3-oxosteroids (e.g. ADD), transforming them into 9α-hydroxy-4-androsten-3,17-dione (e.g.
9OHAD) or 9α-hydroxy-1,4-androstadiene-3,17-dione (e.g. 9OHADD), respectively. KSTDs are
involved in the ∆1-dehydrogenation of steroids leading to the initiation of the breakdown of the
steroid nucleus by the introduction of a double bond into the A-ring of 3-ketosteroids.
The mutation of ksh or kstD genes could lead to an accumulation of a specific intermediary in
cells growing on different steroids e.g. AD or 9OHAD. The use of these mutants together with the
heterologous expression of particular genes can led to improve the production of compounds of
high pharmaceutical interest.
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Póster: P_BB_11
Simposio:
Título:
Caracterização parcial dos efeitos do extrato hidroalcoólico das folhas da Hyptis fruticosa Salzm.
(ex) Benth. no sistema nervoso central de camundongos
Autores:
Sungaila Pereyra Beatriz Benny, Machado Freitas Mayanna, Farias Cândido Janaína, Aragão Farias
Cândido Edna, Marchioro Murilo
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hyptis fruticosa Salzm. (ex) Benth.; toxicidade aguda; efeito anticonvulsivante; efeito
sedativo/hipnótico; efeito antinociceptivo
Comunicación:
O presente trabalho trata de um estudo sobre os efeitos fitoterápicos do extrato hidroalcoólico
das folhas da Hyptis fruticosa. Planta típica do nordeste do Brasil utilizada como aromatizante e
descongestionante, provavelmente, de Araújo e colaboradores, 1974, foram os primeiros a relatar
estudo dos extratos metanólicos extraídos das raízes da planta, com atividade antimicrobiana e
antineoplásica. A dor, a insônia e a epilepsia são transtornos que afligem as pessoas na
sociedade, principalmente a dor, causando prejuízos pessoais e socioeconômicos. O objetivo
principal deste estudo foi caracterizar parcialmente os efeitos do extrato hidroalcoólico das
folhas da Hyptis fruticosa Salzm. (ex) Bento. no sistema nervoso central de camundongos; tendo
como objetivos específicos determinar a toxicidade aguda (DL50); evidenciar efeito convulsivante
e sedativo/hipnótico; e mensurar efeitos antinociceptivos em camundongos. Essa pesquisa foi do
tipo experimental utilizando os testes de toxicidade aguda nas doses 1, 2, 3, 4 e 5 gramas; os
testes de convulsão induzida por pentilenotetrazol, 60mg/Kg i.p., sono induzido por tiopental
sódico, 60mg/Kg i.p., contorção abdominal induzida por ácido acético a 6% e teste “Tail-flick”.
Os animais utilizados foram camundongos do tipo Swiss. Os dados obtidos foram analisados pela
ANOVA, valores de p<0,05 foram considerados significativos. Em relação aos resultados foi
demonstrado que o extrato é de baixa toxicidade. No teste de convulsão induzida por
pentilenotetrazol houve pequeno aumento na latência para o início da 1ª convulsão e para a
morte. Em relação a ANOVA nos testes quanto a recuperação do reflexo de endireitamento no
sono induzido por tiopental, contorção abdominal por ácido acético e nocicepção térmica, os
mesmos revelaram significância com p<0,0001. Conclui-se desta forma que o extrato das folhas
da Hyptis fruticosa Salzm. (ex) Benth. apresenta efeito antinociceptivo no sistema nervoso
central e periférico e pequena sedação, porém, sem nenhuma atividade anticonvulsivante.
Sugere-se estudos mais detalhados para maiores esclarecimentos.
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Póster: P_BB_12
Simposio:
Título:
Caracterización del residuo de limpieza de aceitunas en almazaras para su valorización en el
contexto de una biorrefinería
Autores:
Cara Corpas C, Ruiz Ramos E, López Linares JC, Romero García JM, Moya Vilar M, Manzanares
Secades P, Castro Galiano E
Centro de Trabajo:
Dpto. Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales, Universidad de Jaén y Unidad de
Biocarburantes, CIEMAT
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biorrefinería; hojín; residuos del olivar; caracterización; bioetanol
Comunicación:
En la industria de elaboración de aceite de oliva se generan una serie de subproductos y residuos
cuya posible valorización puede resultar de gran interés para este sector. Entre ellos, se
encuentra el residuo que se genera de la limpieza de las aceitunas que llegan a las almazaras,
que está constituido principalmente por hojas y ramitas que se desprenden del olivo junto a las
aceitunas en la recolección. Estos restos se suelen separar en la propia almazara por densidad y
carecen de aplicación industrial, sólo tienen un uso limitado para alimentación animal en zonas
rurales. Una posible vía de valorización de este residuo podría ser su empleo como materia prima
en una biorrefinería para la obtención de bioetanol, antioxidantes y otros productos de interés. El
concepto de biorrefinería está asociado a instalaciones industriales en las que se integren los
distintos procesos de conversión de la biomasa para producir biocombustibles, energía y
productos químicos [1]. Para ello, resulta esencial realizar una caracterización adecuada de la
materia prima para evaluar los componentes susceptibles de valorización con el objeto de
proponer o diseñar alternativas de proceso para su aprovechamiento integral. La metodología
principal empleada ha sido la desarrollada en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de
Estados Unidos (NREL) para el análisis de biomasa lignocelulósica, para determinar azúcares
estructurales (celulosa y hemicelulosa), lignina, extractos, cenizas, etc. Adicionalmente, se ha
realizado el análisis elemental de la muestra y determinaciones de humedad, materia grasa,
contenido en proteína y almidón.
[1] Romero-García, J. M.; Niño, L.; Martínez-Patiño, C.; Álvarez, C.; Castro, E.; Negro, M.J, 2014.
Biorefinery based on olive biomass. State of the art and future trends. Bioresource Technology
159, 421-32.
Agradecimientos:
Este trabajo está parcialmente financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad dentro
del Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad, 2014 (proyecto referencia
ENE2014-60090-C2-2-R)
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Póster: P_BB_13
Simposio:
Título:
Caracterización fisiológica y molecular de cepas de Saccharomyces cerevisiae empleadas para la
producción de etanol.
Autores:
Vargas Maya Naurú Idalia, González Hernández Gloria Angélica, Torres Guzmán Juan Carlos
Centro de Trabajo:
Universidad de Guanajuato
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Saccharomyces cerevisie; fermentación; etanol
Comunicación:
Saccharomyces cerevisie es un microorganismo productor de etanol por excelencia, sin embargo,
la eficiencia de fermentación cambia dependiendo del lugar donde fue aislada cada cepa.
Cambios en el comportamiento de las levaduras pueden ser atribuidos a modificaciones en el
genoma. La duplicación de genes es un importante mecanismo evolutivo; sin embargo, dicha
duplicación no solo se refiere a genes individuales, sino grandes segmentos e incluso la
duplicación entera del genoma (Wolfe y col. 1997). La duplicación de grandes segmentos del
genoma es un evento común en levaduras y se ha encontrado una correlación entre la función de
genes duplicados y el ambiente del que las cepas fueron aisladas (Ames y col. 2010). El análisis
del perfil de cromosomas de cepas de uso industrial de S. cerevisiae ha mostrado que el genoma
podría experimentar considerables cambios.
En nuestro grupo de trabajo contamos con una colección de diferentes cepas de levaduras de S.
cerevisiae que fueron aisladas de jugo de Agave o que son usadas en la industria para la
producción de bebidas alcohólicas. Estas cepas de levaduras muestran diferentes características
cuando son expuestas a diferentes condiciones de estrés y durante el proceso de fermentación en
jugo de Agave. Además, de manera interesante, algunos de estos aislados presentan crecimiento
en medio suplementado con manitol como fuente de carbono. Este azúcar alcohol está presente
en cierto tipo de macroalgas y constituye una fuente alternativa de carbono para la producción
de bioetanol. Algunas bacterias tienen la capacidad de asimilar manitol y producir etanol, sin
embargo, son sensibles a este metabolito. Las levaduras de S. cerevisiae presentan una elevada
tolerancia a etanol, es por esto que identificar cepas de con la capacidad de crecer en manitol
constituye una alternativa para la producción de bioetanol.
Nosotros pensamos que los genomas de estas cepas tienen cambios considerables que surgieron
como resultado de las condiciones de estrés presentes en el ambiente del que fueron aisladas.
Con el objetivo de relacionar estos cambios a nivel genético con las diferencias en los distintos
fenotipos observados, estamos llevando a cabo experimentos para caracterizar molecularmente y
fenotípicamente dichas cepas de S. cerevisiae.
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Póster: P_BB_14
Simposio:
Título:
Carbon source independent b-glucosidase secreted byTalaromyces amestolkiae
Autores:
Prieto A, de Eugenio L I, Gil-Muñoz J, Méndez J, Martínez M J
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
b-glucosidase; lignocellulosic biomass; bioethanol; secretome
Comunicación:
b-glucosidases (BGL) are important enzymes not only for catalyzing the last step of biomass
conversion into bioethanol, but also for a variety of industrial applications. For the total
conversion of cellulose from lignocellulosic biomass, other two cellulolytic enzymes are needed:
cellobiohydrolases, releasing cellobiose from reducing and non reducing crystalline cellulose
ends, and b(1,4) endoglucanase, breaking randomly glycosidic linkages of amorphous zones. This
work describes the identification of a novel cellulolytic filamentous fungus. Its cellulase
production using different carbon sources has been determined and compared to that from other
isolates of the same species. Although cellulosic substrates induced cellobiohydrolases and
endoglucanases, BGL secretion seemed to be independent from carbon sources, reaching similar
activity levels even in the presence of di- and monosaccharides. However, when small substrates
were used, the total consumption of the carbon source was mandatory prior to the BGL
production.
To get a full view of cellulases and, specifically, BGL production, we analyzed the whole set of
extracellular proteins secreted in media with glucose or with each one of the polymeric
substrates (microcrystalline cellulose, xylan or wheat straw slurry) using a Thermo Scientific LTQOrbitrap Velos mass spectrometer. Functional analysis based on KOG categories showed that,
with the four carbon sources, most proteins detected were implicated in carbohydrate
metabolism and transport. The major enzymes secreted in the conditions tested were
glycohydrolases, which constitute a very complex group of carbohydrate-active enzymes
currently divided into families according to the sequence similarity of the proteins.
Regarding cellulase and hemicellulase production, when cellulose was present in the culture
media the most abundant proteins were cellobiohydrolases. When xylan was used as carbon
source, xylanases and b-xylosidases were the main proteins. However, in glucose as the sole
carbon source, BGLs were mainly secreted. Different forms of these enzymes were produced
under the different conditions assayed but, in all cases, two BGL forms were always the major
species, corresponding to the BGLs secreted in Avicel and glucose (BGL-Cel and BGL-Glu). These
proteins are being heterologously expressed and characterized to elucidate their role in cellulose
hydrolysis and plant biomass applications.
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Póster: P_BB_15
Simposio:
Título:
Characterization of coconut shell and Eucalyptus grandis wood chip: A comparative study about
energetic use trough gasification.
Autores:
Pereira Borges Ane Caroline, Magalhães Marcelino Marcela, Tondo Alves Carine, Alexandre Beisl
Vieira de Melo Silvio, Andrade Torres Ednildo
Centro de Trabajo:
Universidade Federal da Bahia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biomass. Coconut shell. Energetic characterization. Eucalyptus wood. Gasification.
Comunicación:
The use of biomass as a source for energy is a sustainable alternative development front to
climatic and environmental problems associated with combustion of fossil fuels. Coconut shell as
well as eucalyptus wood chip are common residues of agricultural activities, but seldom utilized
as sources of energy. Amongst the thermal processes for biomass conversion to energy,
gasification process is a highlight solution. This thermochemical conversion process converts
liquid or solid feedstock in a gas fuel characteristic. Biomass should be initially characterized in
order to supply subsidies that allow understanding its properties and thus justify or not its
energetic use. In this context, the present work aimed to study the characterization of coconut
and eucalyptus wood residues prior to biomass gasification. Both biomass samples were
characterized by physicochemical analysis: immediate analysis (moisture, volatile, ash and fixed
carbon) and heating value. All analyses were carried out according to ASTM recommendation. The
results show that both biomasses provide favorable conditions for energetic use through
gasification. However, it was observed that the moisture content and ash amount of eucalyptus
wood sample was 4.76 % and 95.77 %, respectively, lower than those of coconut shell sample,
which indicates that eucalyptus biomass is able to provide better heating values and less amount
of impurities during the gasification process.
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Póster: P_BB_16
Simposio:
Título:
Colombian lignocellulosic feedstocks as feedstocks for small and high scale biorefineries
Autores:
Castro E, Hernández V, Daza L, Romero-García J.M., Cardona C.A.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefinery; lignocellulosic biomass; sugar cane bagasse; empty fruit bunches; coffee husk
Comunicación:
Because of its geographic location and its wide range of climates, Colombia is the third-ranked
country in the world in terms of biodiversity, housing approximately the 10% of the world species,
and the fourth-ranked in terms of hydrographic resources. According to the Departamento
Administrativo Nacional de Estadística (DANE), from 2000 to 2009, agriculture contributed an
increase of 27.4% to the Colombian Gross Domestic Product (GDP). Furthermore, the World Trade
Organization reported that the agroindustrial exports represented for Colombia approximately
30% of its total exports. It is estimated that approximately 44.77% of the continental surface of
the country (11.174.800 hectare) is destined to agricultural activities. Although Colombia counts
with approximately 21,5 million ha that could be dedicated to agriculture, just 4,9 million ha are
actually used. In contrast, only 20 million ha are suitable for livestock, but almost 38.6 million ha
are currently used for this activity.
In this work, three of the most important agroindustrial residues in the country have been
considered as feedstocks for small and high scale biorefineries to obtain valuable products: Sugar
cane bagasse, empty fruit bunches and coffee husk. The raw materials were firstly characterized
following the NREL Laboratory methods. Then the commercial software ASPEN Plus was
implemented to obtain the mass and energy balances for both small and high scale biorefineries.
After the commercial software ASPEN Economic Evaluation was used to develop the economic
assessment. According to the results, to obtain high value added products from residues in the
Colombian context using the above mentioned residues as feedstock could improve the rural and
industrial sectors in the country, although high scale biorefineries offer higher profit margins.
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Póster: P_BB_17
Simposio:
Título:
Comparación del pre-tratamiento térmico y ultrasónico en la intensificación del proceso
metanogénico de lodos activados
Autores:
Ruiz Espinoza Juan Enrique, Zepeda Pedreguera Alejandro, Rojas Herrera Rafael, Gonzalez Burgos
Araceli, Peniche Muñoz Rigel
Centro de Trabajo:
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Digestion anaerobia; pre-tratamiento térmico; ultrasonico; biogás
Comunicación:
Introducción: La gran cantidad de lodos que se produce en el tratamiento de aguas residuales han
aumentado los problemas ambientales, sociales, económicos relacionados con el procesamiento y
la disposición de este residuo. La digestión anaerobia es el principal proceso utilizado para la
estabilización de lodos debido a que se puede producir bioenergía (biogás), este proceso consta
de 4 etapas: Hidrolisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis, siendo la hidrólisis la etapa
limitante de la velocidad de degradación, por lo que estudios sobre pre-tratamientos para llevar
a cabo el mejoramiento de la hidrólisis son de gran interés. Por lo anterior se evaluaron el pretratamiento térmico y ultrasónico llevando a cabo una comparativa de los efectos en la hidrolisis
de macromoléculas y producción de biogás.
Metodología: Se muestrearon lodos activados de una PTAR municipales, los cuales fueron
concentrados a 3% ST. Para el pre-tratamiento térmico (pT) se aplicaron temperaturas de 70, 90
y 120°C a tiempos de 30, 60, 90 y 120 min., utilizando una parrilla con agitación y una autoclave
para 120°C. Para el pre-tratamiento ultrasónico (pUS) se aplicaron energías especificas de 3000 21000 kJ/kgST con intervalos de 3000 KJ/kgST, se utilizó un procesador ultrasónico Sonics
VCX750. Los parámetros analizados fueron carbohidratos, DQO, proteínas. Para analizar el efecto
en el proceso metanogénico de utilizaron 7 biorreactores anaerobios con una capacidad de 800
mL alimentados en semicontinuo.
Resultados: Se determinó el grado de solubilización de la DQO, carbohidratos y proteína de cada
uno de los tratamientos, teniendo un comportamiento lineal a mayor temperatura- tiempo y
mayor energía especifica mayor grado de solubilización para ambos pre-tratamientos, siendo asi
120°C y 120 min en el pT y 21000 kJ/kgST los mejores por lo que se comparan los resultados
obtenidos a estas condiciones. En DQO del pT se obtuvo un 16.8 % y el pUS 19.16% T, en
carbohidratos del pT se obtuvo 112 % y pUS 18.28%, en proteína del pT se obtuvo 54.68% de
solubilización mientras que en el pUS 16.68%. En producción de biogás las mejores condiciones
fueron 90°C -120 min con un incremento del 134% y 15 000 kJ/KgST con 71%.
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Póster: P_BB_18
Simposio:
Título:
Corn stover enzymatic saccharification: inhibition studies
Autores:
Wojtusik M., Zurita Gotor M., Villar Gutiérrez J. C., Ladero Galán M., García-Ochoa Soria F.
Centro de Trabajo:
Ingeniería Química Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Enzymatic Saccharification; Corn Stover; Inhibition;
Comunicación:
Introduction: Bio-ethanol is gaining importance nowadays as a renewable, suistanable and
economically viable fuel. Although the technology for the production of 1G bio-ethanol is widely
known, its generation competes with food production [1]. In order to eliminate that
disadvantage, 2G bio-ethanol production has been developed using lignocellulosic biomass as the
feedstock of the process. One of the most important phase of the 2G bio-ethanol obtention is the
enzymatic saccharification [2], which transform cellulose and hemicellulose polymers into
glucose and other monomer and by-products. Due to the complexity of the resulting solution, it is
important to analyse if one or more of the compounds presents in the reaction media has an
inhibitory effect on the enzymatic hydrolysis. For that purpose, several experiments were
developed employing different concentrations of the potential inhibitors.
Experimental: Pre-treated corn stover (PCS) was used as the raw material, provided by Abengoa.
The pre-treatment employed was a dilute acid pre-treatment, under usual operational
conditions. All of the experiments were carried out in 200 mL plastic flasks, with an initial mass
of 90 g and with an initial total solid concentration of 20 %. The enzymatic cocktail employed in
this work was provided by Abengoa. The conditions (pH, temperature and agitation) were the
usually employed in this type of experiments. Several samples were taken at different times,
from 0 to 30 hours. The liquid fraction was analysed by means of HPLC, using a Phenomenex
Rezex RHM-Monosaccharide (H+). A solution of 0.05 M H2SO4 was used as mobile phase.
Results: Different concentrations of glucose, xylose, arabinose, acetic acid, furfural, 5hydroxymethylfurfural (5-HMF) and lignin were proved. Results shown that only lignin has an
important negative effect on enzymatic saccharification. However, glucose induce inhibition only
at high values of concentration, never achieved in normal reaction conditions.
[1] A. Gupta, J.P. Verma, Sustainable bio-ethanol production from agro-residues: A review,
Renewable & Sustainable Energy Reviews, 41 (2015) 550-567.
[2] F. Fava, G. Totaro, L. Diels, M. Reis, J. Duarte, O.B. Carioca, H.M. Poggi-Varaldo, B.S.
Ferreira, Biowaste biorefinery in Europe: opportunities and research & development needs, New
Biotechnology, 32 (2015) 100-108.
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Póster: P_BB_19
Simposio:
Título:
Developing new polyhydroxyalcanoate-based
Pseudomonas. putida KT2440
methods
for
the
microencapsulation
of
Autores:
González Alvarez Erika, Prieto Jiménez María Auxiliadora
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
polyhydroxyalcanoate; Pseudomonas putida; microencapsulation; double emulsion solvent
evaporation
Comunicación:
The polyhydroxyalkanoates (PHA) producer Pseudomonas putida KT2440 is a promising bacterium
for biotechnological applications due its metabolic versatility, stress tolerance and genetic
manipulation amenability. However, its biotechnological potential is limited by the aggressive
conditions of industrial processes, is thus required develop alternative for enhance its
performance as biocatalyst.
Microencapsulation technology is an emerging and interdisciplinary field with growing
applications in biomedicine, food and agriculture. Among other advantages, microencapsulation
significantly increases the stability of bioactive agents, including bacteria cells, while allowing
the controlled delivery on the specific site of action. Over the past few decades, there has been
considerable interest in developing biodegradable drug carriers with polymeric materials, such as
PHA, due to their origin from natural sources and biodegradability.
In this work, we address the encapsulation of P. putida KT2440 inside of PHA microparticles using
the double emulsion solvent evaporation (W1/O/W2) method which has been shown as the more
successful approach for microbial encapsulation. This method consists in the emulsification of an
aqueous bacterial suspension in an organic phase containing the polymer matrix dissolved in
organic solvents. Because of the presence of organic solvents has a negative impact on cell
viability, previous to the encapsulation we developed a protocol to increase the solvent tolerance
of KT2440 to ethyl acetate through phenotypic adaptation. This way, the tolerance of this
bacterium to ethyl acetate increased from 0.5% to 1.5% v/v.
The solvent tolerant P. putida strain was further subjected to the microencapsulation process.
After systematic optimization of parameters in the W1/O/W2 method, we stablished the optimal
conditions for the PHA microparticles-based encapsulation of P. putida KT2440: 1% v/v ethyl
acetate, 6 mg/mL PHA, 0.1 % v/v tween 80 and 300 rpm of stirring. The PHA-microparticles
resulting have a spherical morphology and an average particle size of 10 µm containing around 10
bacterial cells per particle.
This research opens the possibility for the development of new biopolymeric formulation loaded
with solvent tolerant bacteria with biotechnology importance, specially in bioremediation area.
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Póster: P_BB_20
Simposio:
Título:
Development of galactomannan-based films from Cassia grandis for the immobilization of
biomolecules: physicochemical characterization
Autores:
Barbosa Sales de Albuquerque Priscilla, Parente Ribeiro Cerqueira Miguel Ângelo, Correa de Souza
Coelho Caroline, Martins de Oliveira Soares Vicente António Augusto, Couto Teixeira José
António, Carneiro da Cunha Maria das Graças
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Barrier properties; bioactive compounds; mechanical properties; membranes
Comunicación:
Galactomannans are polysaccharides formed by a β(1 4)-D-mannan backbone attached to α(1 6)D-galactose units. They are commonly extracted from leguminous seeds and used as alternative
sources for the production of films. Lactoferrin (Lf), bioactive peptides (BAPs), and phytosterols
are biomolecules with functional properties and potential immobilization into films. The use of
galactomannan films as immobilization systems is unexplored and emerges as an alternative for
the incorporation of biomolecules for several biotechnological applications. This work aims
evaluating the effect of different concentrations of LF, BAPs and phytosterols on the properties
of galactomannan films obtained from Cassia grandis seeds. Colour parameters (L*, a* and b*) and
opacity were determined using a digital colorimeter. Solubility in water was expressed as
percentage of the film dry matter solubilized after 24 h immersion in distilled water and water
vapour permeability (WVP) was determined gravimetrically based on ASTM E96-92 method.
Contact angle (CA) was measured by the sessile drop method and mechanical properties were
measured using a texture analyzer following the guidelines of ASTM D882-02. All the studied films
had a strong whiteness tendency. The presence of Lf increased (p<0.05) the redness appearance
of the films, even considering their evident yellowness tendency. All the studied films presented
low opacity values (ranged between 11.53±0.15 and 12.37±0.16), however the films with
immobilized phytosterols were more opaque than the other films. Solubility values decreased
with the addition of Lf, while the incorporation of BAPs and phytosterols did not lead to
statistical differences (p>0.05) between the films. The presence of Lf and phytosterols
significantly increased the WVP values, leading to values 3.9 and 1.7-fold higher than the control
film, respectively. Lf and BAPs increased (p<0.05) the CA values when compared to the results of
the control film. Young′s modulus and tensile strength increased with the addition of
biomolecules, improving the stiffness of the films, while the control films were more flexible due
to the highest values of elongation at break. Galactomannan-based films from C. grandis showed
to be a promising structure for the immobilization of biomolecules foreseeing a great number of
possible applications in food and pharmaceutical industries.
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Póster: P_BB_21
Simposio:
Título:
Different strategies for pH-control to enhance butanol production by Clostridium acetobutylicum
Autores:
Noriega Medrano Laura, Vega Estrada Jesus, Montes Horcasitas María del Carmen, Islas Fabiola
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación y de estudios Avanzados
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Butanol; biocombustibles; pH
Comunicación:
Butanol is traditionally produced by ABE fermentation which is the anaerobic conversion of
carbohydrates by strains of Clostridium into acetone, butanol and ethanol. Butanol production
depends of several factors such as: strain, culture mode, temperature, stirring, pH- control. The
pH is an important parameter in ABE fermentation there are many research works about this
subject and contradictory results have been reported about required acid conditions for
solventogenesis initiation. An investigation was undertaken to explore the influence of pH in
butanol production. Three different strategies for pH-control were evaluated to enhance the
production of butanol by C. acetobutylicum 824 in batch culture. The first strategy was no pHcontrol; the second strategy was no pH control until a pH of 4.5 was reached, then controlling
the pH with set point on 4.5; the third strategy was pH-control between 5 h and 10 h once the
fermentation started and then the no pH control was applied. For inoculum preparation 20 mL of
medium was diluted in 100 mL in a serum bottle with a stored vial (1 mL), purged with nitrogen
gas for 20 min and incubated at 37° C for 36 hours without agitation. The ABE fermentation was
carried out using a bioreactor with magnetic agitation, the initial broth volume of 0.4 L was
sterilized at 121°C for 15 min. Nitrogen gas was used to purge the oxygen from the culture
medium before inoculation and during the experiments. The temperature was maintained at 37°C
with an initial pH of 6.5. The pH was controlled automatically by adding 2 N NaOH. During the
fermentation time, 5-mL samples were collected regularly determining optical density, consumed
glucose and solvents production. In this work, the second strategy was better to enhance the
butanol production for these conditions, resulted in production of 8.04 g/L of butanol, 3.38 of
acetone and only 0.65 g/L of ethanol. The substrate yield and productivity for butanol were 0.17
g/g and 0.27 g/Lh, respectively.
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Póster: P_BB_22
Simposio:
Título:
Efecto de la sedimentación del estiércol en la baja productividad de biogás en digestores tipo
laguna en granjas lecheras de México
Autores:
Rivas García P, Cano Sánchez M, Botello Álvarez JE, Estrada Baltazar A, Cerino Córdova FJ,
Escamilla Alvarado C, Aldaco Segoviano R
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Nuevo León
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biogás; Digestores tipo laguna; Sedimentación; ADM1
Comunicación:
En las últimas dos décadas se introdujeron digestores anaerobios tipo laguna para el tratamiento
de estiércol en granjas lecheras en México, con el fin de mitigar las emisiones de metano y su
aprovechamiento para la generación de electricidad. Un alto porcentaje de estos biodigestores
están fuera de servicio por bajas productividades y complicaciones operacionales asociadas
principalmente a la sedimentación y al alto contenido de materiales lignocelulósicos refractarios.
En este trabajo se evaluaron numéricamente los problemas de sedimentación así como la
incorporación de co-sustratos para modificar la composición proximal de la mezcla alimentada:
carbohidratos, proteínas y lípidos; utilizando como respuesta la productividad de biogás a través
de la solución del modelo Anaerobic Digestion Model No.1 (ADM1). Los resultados numéricos
fueron validados experimentalmente en un reactor tipo columna sin agitación. Se encontró que la
producción de biogás está directamente relacionada a la disponibilidad de sustratos solubles en la
fase líquida sobrenadante a los lodos sedimentados. El análisis de la composición proximal de los
lodos recuperados y su comparación con el sustrato alimentado, indica una mínima degradación
del material lignocelulósico (Fibra cruda). Se modificó la composición de la mezcla alimentada de
acuerdo a los resultados numéricos, aumentando la concentración de proteína en un 100%
(mediante la adicción del co-sustrato harina de pescado que tiene una concentración de 560±4.96
mg de proteína/g seco). Aun cuando la productividad se incrementa, los análisis de los efluentes
y balances de masa indican que la mejora en la productividad de biogás está asociada a la
incorporación de nuevos sustratos solubles, no al incremento en la degradación de constituyentes
del estiércol. La recomendación es un pretratamiento del estiércol para mejorar la
biodisponibilidad y bioaccesibilidad de nutrientes.
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Póster: P_BB_23
Simposio:
Título:
Efecto de las condiciones de cultivo en la producción de bioetanol con hidrolizados obtenidos a
partir de cladodios de nopal con cepas silvestres.
Autores:
Pérez Cadena Rogelio, Cadena Ramírez Arturo, Espinosa Solares Teodoro, Martínez Jiménez
Alfredo, Téllez-Jurado Alejandro
Centro de Trabajo:
Universidad Politécnica de Pachuca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hidrolizado; bioetanol; carbohidratos
Comunicación:
El nopal (Opuntia ficus indica) es un recurso natural renovable con una alta eficiencia productiva
y ampliamente distribuido en la República Mexicana. Su composición depende de factores tales
como la variedad y la edad; además de periodo de cosecha, tipo de suelo y clima. En el presente
trabajo se empleó el cladodio de nopal de un año de edad como materia prima para el
aislamiento de levaduras y como sustrato para la obtención y evaluación en la capacidad de
producción de etanol. Para ello, se realizó una hidrólisis ácida al 3% de harina cladodio de nopal y
un aislamiento de levaduras, seguido de la evaluación de la capacidad metabólica de estas con el
hidrolizado y una posterior determinación de las condiciones de cultivo tanto ambientales como
nutricionales a través de un diseño factorial. Se aislaron 2 cepas silvestres, CN-25 y AT-51 con
capacidad de asimilar los azúcares obtenidos en el hidrolizado de cladodio de nopal observándose
un Yp/s de 0.44 y 0.2 g/g, con una conversión del 86 y 39 % de los azúcares reductores
respectivamente. El diseño factorial mostró que el pH es el principal factor que limita la
fermentación, seguido de la aireación y la agitación del sistema, siendo 6.5, limitación en
oxígeno y 150 rpm las mejores condiciones para la fermentación. Por otro lado, se observó que la
adición de una fuente de P y Mg, tuvo un efecto negativo en la fermentación, mientras que la
adición de una fuente de N inorgánica mostró un efecto positivo obteniéndose hasta 7 g/L de
etanol en el medio de fermentación. Por lo anterior, el medio de cultivo obtenido de los
hidrolizados de cladodios de nopal tiene los nutrientes mínimos necesarios que permiten el
metabolismo de las levaduras aisladas, sin embargo; es necesario mantener las condiciones
ambientales adecuadas para la obtención de bioetanol.
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Póster: P_BB_24
Simposio:
Título:
Efecto de nanopartículas Cu-Ag-TiO2 y Cu-TiO2 en la inactivación de patógenos y proceso
metanogénico
Autores:
Carrera Figueiras Cristian, Baena Hans, Garduza Carlos, Zepeda Pedreguera Alejandro, Kú Duran
Karla, Ruiz Espinoza Juan Enrique
Centro de Trabajo:
Facultad de Ingeniería Química, Universidad Autónoma de Yucatán
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Nanocompuestos; inactivacion de patogenos; proceso metanogénico
Comunicación:
Introducción: El proceso de digestión anaerobia es uno de los principales a nivel mundial aplicado
para la producción de bioenergía a partir de biogás y biometano utilizando residuos orgánicos.
Desafortunadamente las principales desventajas del proceso son los bajos rendimientos de biogás
y la casi nula inactivación de microorganismos patógenos, obligando a complementar el proceso
con etapas adicionales. Existe la necesidad de mejorar la viabilidad del proceso, por lo que
diversas estrategias se han aplicado, desde la adición de pre-tratamientos hasta la
suplementación de compuestos traza de metales. Por lo anterior en el presente estudio se analiza
el efecto de la aplicación de nanopartículas metálicas de Cu-Ag-TiO2 y Cu-TiO2 en la inactivación
de patógenos y en el proceso metanogénico.
Metodología: Se sintetizaron nanocompuestos Cu-Ag-TiO2 y Cu-TiO2 utilizando partículas
comerciales de Titania y la reducción de cationes complejos de [Cu (NH3)4 (H2O) 2]++ y [Ag (NH3
) 2]+ con ácido ascórbico para obtener depósitos de cobre y plata en la superficie de las
nanopartículas de TiO2, manteniendo una relación molar 1:25 de M/TiO2. Se seleccionaron las
cepas E. Coli y S. Aureus como microorganismos patógenos, se inocularon las bacterias en una
concentración de 1X105 UFC/mL en medio LB mediante la técnica de vertido en placa,
posteriormente se colocó una pastilla de papel con 10 µL de la nanopartícula previamente diluida
en 1 mL de agua destilada con una concentración de 4.76x10-6 mg/mL del nanocompuesto, a las
24 y 48 h se evaluó el halo de inhibición. Se arrancaron 4 microrreactores anaerobios de 400 mL
inoculados con el exceso de biomasa de un reactor anaerobio que degrada FORSU, los reactores
fueron alimentados diariamente con glucosa a 8 g/L y 10 mg/L de nanocompuestos. Se monitoreó
la producción de biogás, pH y remoción de DQO.
Resultados: Solo el nanocompuesto Cu-Ag-TiO2 pudo inhibir el crecimiento de ambas cepas
bacterianas, ya que el Cu-TiO2 no presentó actividad en E.Coli. En el proceso metanogénico el
compuesto Cu-TiO2 tuvo una disminución en la producción de biogás del 7.6 %, sin embargo el
compuesto Cu-Ag-TiO2 tuvo un efecto positivo con un incremento en la producción de biogás del
22%.
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Póster: P_BB_25
Simposio:
Título:
Efeito do óleo essencial de Alpinia zerumbet em modelo murino de fibrose pulmonar
Autores:
Sungaila Pereyra Beatriz Benny, Machado Freitas Mayanna, Alves Santos Tais Bruna, de Oliveira
Silva Ana Bartira, Droppa-Almeida Daniela, Ferreira Padilha Francine, Aragão Farias Cândido Edna
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Alpinia; Bleomicina ; Fibrose Pulmonar
Comunicación:
A Fibrose Pulmonar (FP) é uma doença crônica e progressiva caracterizada por processos
inflamatórios que resultam em deposição excessiva de colágeno no parênquima pulmonar,
causando deterioração da função, com sintomas limitantes, qualidade de vida desfavorável e
apresenta pouca possibilidade de terapia. A Alpinia zerumbet tem atraído grande atenção devido
às suas ações terapêuticas do seu óleo essencial obtido a partir de suas folhas e ramos mostra
através da análise química a presença de vários terpenos, dentre eles, se destacam terpeno-4-ol
(23,2%), 1-8 cineol (21,8%). São potentes inibidores de citocinas e anti-inflamatorios,
respectivamente. O objetivo foi avaliar o efeito do óleo essencial da Alpinia zerumbet (OEAz) em
modelo murino de FP induzido por bleomicina em ratos. Foram utilizados 75 animais (Wistar) e
após cada tempo de tratamento, foram realizadas avaliação histomorfológica do infiltrado
inflamatório; contagem de leucócitos totais e diferenciais; categorização do grau de FP;
quantificação de colágeno e mensuração da concentração plasmática do fator de transformação
do crescimento beta 1 (TGFβ1). Os resultados mostraram valores significativamente menores
(p<0,05) observados no grupo tratado com OEAz em relação aos pesos dos pulmões, células
inflamatórias, TGF β1, deposição de colágeno e níveis de hidroxiprolina em 03, 14 e 28 dias após
FP quando comparados aos grupos Controle Fibrose (CF) e Deflazacorte (DFZ). Conclui-se que o
OEAz melhora significativamente a resposta anti-inflamatória com potencial efeito regenerativo
possivelmente pela ação inibitória da síntese de TGFβ e diminuição da deposição de colágeno.
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Póster: P_BB_26
Simposio:
Título:
Efeitos do fitofármaco ziclague® sobre a espasticidade decorrente de traumatismo raquimedular
experimentalmente induzida.
Autores:
Machado Freitas Mayanna, Sungaila Pereyra Beatriz Benny, Santos Jessica Adriene, Pereira Filho
Rose Nely, Cavalcanti de Albuquerque Junior Ricardo Luiz , De Oliveira Martins Guerreiro Calado
Ana Margarida, Aragão Farias Cândido Edna
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Alpinia; Espasticidade muscular; Compressão da medula espinhal
Comunicación:
O traumatismo raquimedular é responsável por diversos tipos de sequelas que alteram a
motricidade. Suas complicações causam a espasticidade, sendo esta a alteração muscular que
mais compromete a funcionalidade do indivíduo. O entendimento sobre o mecanismo de ação
dessa hipertonia gera novas pesquisas com o Ziclague®, e este medicamento, derivado do óleo
essencial da Alpinia zerumbet, modula os canais de cálcio do tipo L. Assim, objetivou-se avaliar
as alterações musculares em modelo murino de Traumatismo Raquimedular após tratamentos
agudo e subagudo com Ziclague®. A pesquisa foi experimental com ratos (Wistar) divididos em
seis grupos de seis animais, tratados durante 3 e 14 dias, totalizando 72 animais divididos em
grupo Ziclague® Tópico (uso tópico), Ziclague Oral (gavagem), Baclofeno (uso tópico), Controle
(submetido à lesão medular sem tratamento), Laminectomia e Sadio (sem serem submetidos a
procedimento cirúrgico). Foram realizadas análises comportamentais e avaliação histomorfológica
dos músculos gastrocnêmios espásticos. Foi aplicado ANOVA ONE e TWO WAY com pós teste de
Tukey, considerando p<0,05. O grupo Ziclague Oral mostrou melhores escores de Basso Beattie e
Bresnaham em relação aos grupos Baclofeno (p<0,01) em 7 dias e Controle (p<0,01) em 14 dias.
Os escores da Escala de Ashworth mostraram que em 14 dias, os tônus musculares dos grupos
tratados apresentaram diferença significativa em relação aos grupos Sadio e Laminectomia
(p<0,001). Na análise histomorfológica, o grupo Ziclague Oral apresentou melhores resultados nas
variáveis largura de feixes musculares e miofibrilas, seguido do grupo Ziclague® Tópico. Para a
largura de endomísio o Ziclague Oral, Ziclague® Tópico e Baclofeno apresentaram menor largura
em relação ao Controle; e na invaginação do colágeno, o Ziclague Oral foi menor em relação ao
Controle. No tipo de colágeno, Baclofeno (55,56% e 61,11%) e Ziclague® Tópico (50 e 72,22%)
apresentaram moderadamente colágenos tipo I e III. Já o Ziclague Oral (61,11% e 66,67%)
apresentou escasso e moderado colágenos tipo I e III, respectivamente. Assim, provavelmente o
Ziclague Oral apresenta melhores ações em relação a massa muscular e menor depósito de
colágeno com maior área fibrogênica. No entanto é preciso prolongar mais o tempo de
tratamento para melhor elucidação dos resultados.
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Póster: P_BB_27
Simposio:
Título:
Effect of cellulose microcrystals in starch and chitosan-based films properties
Autores:
Correa de Souza Coelho Caroline, Cerqueira Miguel Ângelo, Barbosa Sales de Albuquerque
Priscilla, Freitas-Silva Otniel, Vicente António Augusto, Corrêa Cabral Lourdes Maria, Couto
Teixeira José António
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Avicel; biodegradable material; composite films; edible films
Comunicación:
Cellulose microcrystals (CMC) can be used as reinforcing material in the preparation of composite
films. This study aimed to evaluate the effect of CMC in starch and chitosan-based films
properties. Starch/CMC and Chitosan/CMC composite films were formulated with 1% (w/v) of
biopolymer, 0.25% (w/wbiopolymer) glycerol and 0.1% or 0.2% of CMC. The solutions were
prepared at 70◦C during 30 min under stirring and submitted to 45 min of ultrasonication.
Afterwards were dried in an air-circulating oven at 30◦C for 24 h. The effect of CMC incorporation
was evaluated in respect to the surface morphology on a scanning electron microscope (SEM).
Solubility was expressed as percentage of the film dry matter solubilized after 24 h immersion in
distilled water, and mechanical properties were measured using a texture analyzer following the
guidelines of ASTM D 882-10. X-ray diffraction analyses (XRD) were used to evaluate the
crystallinity of the samples. SEM micrographs of films with the incorporation of CMC revealed an
irregular structure with high heterogeneity and that the roughness of the surface of the films
increased for higher concentrations of CMC. Nevertheless, the surface of starch and chitosan
films in the absence of CMC are smooth. Regarding to XRD patterns, it was observed that the
addition of CMC leads to the presence of reflection peaks at 2θ=22.5° which are related to the
cellulose crystalline structure. The values of solubility in water for films with 0.1% and 0.2% of
MCM are statistically lower (p<0.05) than for chitosan and starch control films, thus indicating
that the presence of CMC reduces the solubility of the film in water. The incorporation of CMC in
films decreased the tensile strength values of starch-based films and the elongation at break
(p<0.05). Regarding chitosan-based films the incorporation of CMC showed to be effective in
increasing the tensile strength values, however leads to a decrease of elongation at break values.
Overall, results showed that the incorporation of CMC in chitosan and starch-based films can be
used to change the properties of the films and that according to the biopolymer used distinct
behaviors can be obtained.
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Póster: P_BB_28
Simposio:
Título:
Effect of operational conditions on lactic acid production in model solutions resembling orange
peel hydrolysate
Autores:
De la Torre Pascual 1 I., Ravelo 1 M., Bustamante 2 D., Tortajada 2 M., Ladero Galán 1 M., Santos
Mazorra 1 V. E.
Centro de Trabajo:
Departamento Ingeniería Química. Universidad Complutense de Madrid // Biopolis S.L. Parc
Cientifíc Universitat de València. 46980 Paterna. Valencia (Spain).
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
lactic acid; orange peel; enantiomers; temperature
Comunicación:
Introduction: Lactic acid, the simplest 2-hydroxyacid known, has a phletora of applications in the
food, cosmetic, chemical and pharmaceutical industries. Toxic problems of the D-enantiomer has
driven efforts in production via fermentation towards the L-enantiomer, though new issues
concerning lactic acid copolymerization towards PLDLA have created a need for D-lactic acid
selective processes. The synthetic production from petrochemicals leads to the racemate, a
mixture still in use as a food additive and new applications are envisaged, as lactic acid is the
building-block for new surfactants (detergent industry) and solvents [1]. Fermentative processes
use several lactic acid bacteria, preferably homofermentative, to avoid the appearance of
byproducts. In this work, the production of lactic acid is performed in media simulating the sugar
composition of hydrolysates of orange peel waste: glucose, fructose, arabinose and galactose.
Experimental: The strains used for the production of lactic acid are: BPBE 1008, BPBE 1010, BPBE
1205 and BPBE 1301. Runs were performed in 250 mL shaking-flasks and 50 mL bottles with a
volume of 50 mL culture broth at different temperatures and in several oxygenation conditions .
Biomass was measured by spectrophotometry at 600 nm, while the liquid fraction was analysed
by ionic and quiral HPLC techniques, using a Phenomenex Rezex RHM-Monosaccharide (H+) and
Chirex 3126 (D)-penicillamine columns, respectively.
Results: In what respects the amount of oxygen, microaerobic and anaerobic conditions result in
higher lactic acid production, with yields to the acid up to 80% based on total carbon. Lower
temperatures are worst for the growth, but better for the production. In fact, 30 ºC results in
high production and, curiously, in high D-lactic content (up to 70%). What is even more
interesting for SSF processes, production at 40 ªc is a little lower, but the racemate is produced.
Control of pH at slightly acid conditions is essential for high yield and productivity.
References
[1] Y.J. Wee, J.N. Kim, H.W. Ryu (2006). Food Technol. Biotechnol.44(2):163-172.
[2] R.C. Rivas-Cantu, K.D. Jones, P.L. Mills (2013) Waste Manag. Res.31:413-420.
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Póster: P_BB_29
Simposio:
Título:
Experimental assessment of inhibitor hydrolysate, high temperature and solid loadings on
simultaneous saccharification and fermentation process for lignocellulosic bioethanol production
Autores:
Romaní Aloia, Kelbert Maikon, Coelho Eduardo, Pereira Francisco B., Teixeira José A., Domingues
Lucília
Centro de Trabajo:
CEB-Centre of Biological Engineering
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
simultaneous saccharification fermentation; lignocellulosic materials; bioethanol; industrial
Saccharomyces cerevisiae
Comunicación:
Bioethanol from lignocellulosic biomass is a promising solution to supply the increasing energetic
needs and to partially replace fossil fuels. Nevertheless, commercialization of lignocellulosic
bioethanol at industrial scale has to overcome important techno-economic hurdles. In order to
achieve a cost-effective process, the industrial fermentations of lignocellulose biomass for
ethanol production are exposed to extreme conditions of temperature, high solid loadings and
inhibitory compounds which are derived from biomass pretreatment and have great influence in
ethanol productivity. Yeasts isolated from industrial fermentation processes have shown a stresstolerant ethanologenic background which could overcome these main challenges [Pereira et al.,
2014]. In this study, ethanol production by simultaneous saccharification and fermentation (SSF)
of hydrothermally pretreated Eucalyptus globulus wood (EGW) was studied under combined
diverse stress operating conditions of temperature (30-38 ºC), high solid loadings (16-25 %) and
presence of inhibitory compounds (60-80 % of hydrolysate) using an industrial Saccharomyces
cerevisiae strain supplemented with low-cost by-products derived from agro-food industry
[Kelbert et al., 2015]. Ethanol production was optimized by an experimental design obtaining an
ethanol concentration of 54 g/L (corresponding to 85 % of conversion and 0.51 g/Lh of
productivity at 96 h) at 37 ºC using 60 % of hydrolysate and 16 % of solid loadings. The selection
of a suitable strain along with nutritional supplementation enabled to produce noticeable ethanol
titers in quite restrictive SSF operating conditions which can lead to reduce operating cost and
boost the economic feasibility of lignocellulose-to-ethanol processes.
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Póster: P_BB_30
Simposio:
Título:
Extração guiada de compostos antioxidantes a partir da casca de Himatanthus bracteatus (A. DC.)
Woodson utilizando líquidos pressurizados
Autores:
Moda de Almeida Bernadeth , Silva Santos Klebson, Fernandes Amaral Ana Claudia , Rocha de
Andrade Silva Jefferson , Dariva Claudio , Cordeiro Cardoso Juliana, Cavalcanti de Albuquerque
Júnior Ricardo Luiz
Centro de Trabajo:
Instituto de Tecnologia e Pesquisa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Apocynaceae; iridóides; extração líquido pressurizado.
Comunicación:
Himatanthus bracteatus (A. DC) Woodson, é uma árvore amazônica utilizada pela população como
anti-inflamatório. Estudos sobre a composição química são escassos e os métodos de extração
convencional apresentam baixa seletividade. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma
extração guiada pela atividade antioxidante das cascas de H. bracteatus utilizando processo de
extração com líquido pressurizado com clean up. A extração com líquidos pressurizados foi
realizada sob pressão de 100 bar e de volume constante (25 mL / cada solvente), variando a taxa
de fluxo (1 e 2 mL / min) e a temperatura de extração (25 e 50°C). O processo de clean up foi
realizado usando hexano (EHex), diclorometano (Edic), acetato de etilo (Eact) e etanol (Eth). O
extrato bruto de etanol (EBE) foi realizado com 100 mL de solvente nas mesmas condições da
extração clean up. Determinou-se o rendimento da extração, composição química e a atividade
antioxidante. Os dados foram comparados por análise de variância (ANOVA) seguido pelo teste de
Tukey (α = 0,05). Os melhores rendimentos foram obtidos com o EBE (9,6 ± 0,2%) a 50 ° C e Eth
(2,38 ± 0,1%) a 25 ° C, tanto sob a taxa de fluxo de 1 mL/min. As substâncias: ácido 15desmetiliplumerideo ou desmetilisoplumerideo (4,2 min; 455 m/z), 13-deoxyplumerideo (4,5 min;
íon molecular 523 - 477 m/z e 46 m/z do ácido fórmico), isoplumierideo (5,0 min; 515 m/z) e seu
isômero plumierideo (5,4 min; 515 m/z) foram identificados em ambos extratos etanólicos (EBE e
Eth). Entretanto, Eth apresentaram maior concentração destes constituintes, apontando para a
purificação da amostra durante o processo de limpeza. A atividade antioxidante do EBE/25°C por
ABTS foi significativamente mais elevado do que 50°C (p <0,001). Para Eth, a extração, a 50°C
exibiu valores significativamente mais elevados do que a 25°C (p <0,001). O fluxo não influenciou
os resultados. Eth exibiu maior atividade antioxidante em comparação com EBE, mostrando a
eficiência da abordagem clean up para extrair e concentrar substâncias bioativas de H.
bracteatus.
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Póster: P_BB_31
Simposio:
Título:
Extraction optimization of bioactive compounds from horse chestnut (Aesculus hippocastanum L)
shells using response surface methodology
Autores:
Gullón Beatriz, Lú-Chau Thelmo A. , Moreira Maria Teresa, Lema Juan, Eibes Gemma, González
García Sara
Centro de Trabajo:
University of Santiago de Compostela, Department of Chemical Engineering: Institute of
Technology
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Aesculus hippocastanum; Response surface methodology; Flavonoids;Extraction optimization
Comunicación:
Aesculus hippocastanum L. commonly known as “horse chestnut” is a native European plant
widely distributed all over the world (Felipe et al., 2013). Horse chestnut has been used
traditionally to treat chronic venous insufficiency and others vascular problems. Several studies
carried out with extracts obtained from different parts of horse chestnut, such as tree bark, seed
and leaves showed some others beneficial effects such as anti-inflammatory, antitumor,
antioxidant and antimicrobial properties (Felipe et al., 2013). This biological activity is usually
related to the presence of flavonoids compounds (Kapusta et al., 2007). However, to the best of
our knowledge, there is no detailed information about the main active compounds and the
antioxidant properties of the extracts obtained from the shell of horse chestnut.
Extraction is a very important stage in the efficient recovery of bioactive compounds from
natural sources. In this sense, there are no reports yet about the extraction optimization of
flavonoids from shell of horse chestnut. This information is crucial to expand the knowledge of
the bioactivity of this material and it would contribute to its use as a source of high-added-value
compounds in food, pharmaceutical and cosmetic industries.
For better utilization of this resource, Box–Behnken experimental design was used to optimize the
extraction conditions (temperature, time, and ethanol/water ratio) of the total flavonoids
compounds with antioxidant activity from shell of horse chestnut. The total flavonoids content
(TFC), as well as the antioxidant activities of extracts, were measured. In addition, a
simultaneous optimization of the flavonoids content and the antioxidant activity was realized in
order to obtain the greatest yield of bioactive compounds which could be used in several
industrial applications. A maximum of TFC of 38.8 mg RE/g dry powder shell of horse chestnut
was achieved for 135 min, 70 °C, and 44% ethanol. These conditions are close to those leading to
maximum values of antioxidant capacity measured by DPPH, ABTS and FRAP.
Maria Beatriz M.C. Felipe, Fabíola M. de Carvalho, et al.Biomedicine & Preventive Nutrition 3 (2013) 261–
266.
Ireneusz Kapusta, Bogdan Janda, Barbara Szajwaj, Anna Stochmal, et al. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 55 (2007), 8485–8490.
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Póster: P_BB_32
Simposio:
Título:
Hydrolysis of vegetable market wastes to be used as substrates for fermentative production of
value added products
Autores:
Díaz González Ana Isabel, Laca Pérez Amanda, Laca Pérez Adriana, Díaz Fernández Mario
Centro de Trabajo:
Universidad de Oviedo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
hydrolysis; vegetable food wastes; modelling; reducing sugars; fermentation inhibitors; enzymatic
Comunicación:
According to the Food and Agriculture Organization, one-third of all food produced globally for
human consumption, about 1.3 billion tons, is lost each year. Food is wasted throughout the food
supply chain, from initial agricultural production down to final household consumption. In fact, in
industrialized countries, more than 40% of the food losses occur at retail and consumer levels. In
particular, fruits and vegetables have the highest wastage rates.
Carbohydrates are the main component of fruit and vegetables, representing more than 90% of
their dry matter. So, these waste materials have promising potential for being converted into
value-added products, such as fuels or chemicals, through thermochemical and biological
pathways. In the case of vegetable wastes, many of the carbohydrates are in polymeric form
(starch, cellulose, hemicellulose). For this reason, it is necessary a pretreatment of the material
to facilitate the hydrolysis of the polysaccharides into monomeric sugars, which results to be a
key step in the revalorization processes.
In this work, vegetable wastes from supermarket, specifically, tomatoes, green peppers and
potatoes, have been treated separately by different hydrolysis procedures in order to maximise
the concentration of reducing sugars in the final broth. Hence, these materials were subjected to
acid (5% H2SO4, 15 min, 125ºC, 2 atm), thermal (5 min, 110-135ºC, 1.5-3 atm) or enzymatic (αamylase, amyloglucosidase and cellulase, 60 min, 60ºC) hydrolysis treatments.
In all cases, the best results were obtained with the thermal and the enzymatic hydrolysis. Then,
with the aim of optimising the pretreatment, a new procedure that combined both hydrolysis was
assayed. With this combined pretreatment, the amount of reducing sugars was increased
approximately by 50% in case of tomato and green peeper wastes. Furthermore, the reducing
sugar concentration in the hydrolysed potato waste increased by 27 times. Additionally, samples
were taken during the enzymatic treatments to follow the evolution of sugars and test the
formation of fermentation inhibitors (furfural, HMF and acetic acid). The processes were
successfully modelled by considering the soluble-intermediate-compounds, reducing sugars and
also HMF formation.
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Format:
Póster: P_BB_33
Symposium:
Title:
Implementation of a cellulase recycling system to the hydrolysis of recycled paper sludge
Authors:
Domingues L, Gomes D, Gama M
E-mail:
[email protected]
Keywords:
cellulase recycling; recycled paper sludge; 2G-bioethanol; bio-refinery; bioremediation
Abstract:
Although 2G-biofuels have been implemented in some countries for some decades now, its
economic viability remains an important drawback, hampering it to compete with fossil fuels.
Great attention has been given to the discovery of new lignocellulosic substrates and strategies
to reduce the amount of enzyme required for this process, both representing critical factors on
the process economics.
Recycled paper sludge (RPS) is an cellulosic residue obtained from paper recycling process, being
mostly incinerated or disposed in landfills. In spite of being comprised by a considerable
carbohydrates content, very few studies have exploited this potential. Similarly, although several
works have studied the profiles of enzyme adsorption/desorption on lignocellulosic substrates,
strategies of cellulase recycling have poorly been implemented so far. Here, we describe the
implementation of a cellulase recycling system for the particular case of RPS hydrolysis.
Following preliminary results suggesting RPS suitability to be hydrolysed and later fermented, the
distribution of enzymes at the end of hydrolysis was initially investigated. For a moderate enzyme
loading, 20 FPU/gcellulose, and 5 % solids, 80 % of final Cel7A activity was found in the liquid
fraction, and thus can be easily recovered and reutilized in a new round. Solid-bound enzymes,
which still correspond to 20 %, were efficiently recovered to an extent around 85 % applying a
simple alkaline wash, enabling its equal reutilization for a new hydrolysis. Following these
results, 4 consecutive rounds of hydrolysis were conducted with this substrate recovering both
cellulase fractions at the end of each round. Additionally, a portion of fresh enzyme,
corresponding to 20 % of the original load, was added at each round to compensate activity loss.
Ethanol was produced in all rounds although with a decrease over the process, possibly reflecting
a reduction on substrate saccharification. Nonetheless, this system enabled a reduction of 60 %
on process enzyme corresponding to a significant improvement in the process economics. These
results also demonstrate that RPS, a residue that has been widely ignored so far, can be
hydrolysed, fermented and is suitable for cellulase recycling, and thus have huge potential to be
employed in a bio-refinery context.
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Póster: P_BB_34
Simposio:
Título:
Improvement of nutritional value of Portuguese agro-industrial wastes by SSF
Autores:
Salgado José Manuel, Sousa Daniel, Días Mario, Venâncio Armando, Perés Helena, Belo Isabel
Centro de Trabajo:
1 Centre of Biological Engineering, University of Minho, Campus de Gualtar, 4710–057 Braga,
Portugal. 2 CIIMAR/CIMAR — Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental,
Universidade do Porto, Rua dos Bragas 289, 4050-123 Porto, Portugal.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
agro-industrial wastes; xylanases; cellulases; animal feed
Comunicación:
Presently, there is a growing interest in the exploitation of the residues generated by the food
industry. In Portugal, the most important are the beer, wine and olive oil agro-industries,
producing in average 750,000 t of beer (FAOSTAT, 2012) 7 million hl of wine and 0.7 million hl of
olive oil per year (INE, 2013). These wastes are frequently used as animal feed without
processing, however they are used in small amounts and mixed with other materials due to their
very low nutritional value and its antinutritional factors such as phenolic components that reduce
their palatability and digestibility. An improvement in animal feeding is one of the important and
basic conditions for the better management of farming of animals. The rapid changes in animal
farming imply scrutiny in the studies on nutrition evaluation with respect to the target animals
and low-cost technology approach.
Solid-state fermentation using fungi is a low-cost biotechnology that allows the upgrading the
solid wastes improving their digestibility and increases the nutritional value. In this work, four
agro-industrial wastes brewery spent grain (BSG), exhausted olive pomace (EOP), exhausted
grape marc EGM and vineshoot trimming VTS were fermented by filamentous fungi under SSF to
improve their protein content and to produce enzymes. Three fungi from MUM collection
(Micoteca of University of Minho) were evaluated: Aspergillus ibericus, Aspergillus niger and
Aspergillus uvarum and urea was added to substrate except to BSA due to its high content of N.
After fermentation, their protein content, cellulose and xylanase activity were analysed.
The results showed that A. ibericus was the fungi further increase the protein content and it
achieved the highest enzyme activities. The highest enzyme activities were achieved using no
supplemented BSG. The best increases in protein were achieved in wastes from olive mills and
wineries. These wastes had a low nutritional value before fermentation, the N content was below
1%. After fermentation their protein content was increased up to 3-fold due to the growth of
fungi. Thus, the use of SSF allowed to improve the potential of these agro-industrial wastes to be
used as animal feed.
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Poster: P_BB_35
Simposio:
Título:
Influence of fluid-dynamic conditions in 1,3-propanediol production from raw glycerol by
Shimwellia blattae
Autores:
Rodriguez Martin Alberto, Wojtusik Mateusz, Santos Mazorra Victoria E. , Garcia-Ochoa Soria Felix
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química, Universidad Complutense de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
1;3-propanediol; Shimwellia blattae; Stirring rate; Raw glycerol revalorization
Comunicación:
1. Introduction: 1,3-propanediol (PDO) is a widely used platform chemical in industry, with
several applications in synthetic reactions in fiber area to produce biopolymers, such as
polytrymethyleneterephtalate (PTT). PDO production has aroused much interest in order to
revalue the raw glycerol obtained in biodiesel synthesis, which is considered as waste [1]. The
bioconversion of raw glycerol into PDO has been studied in several bacterial strains, such as
Kebsiella, Clostridium, Enterobacter and Lactobacillus [2]. S. blattae is able to generate PDO
from glycerol according to mixed acid route. The aim of this work is to study the influence of
fluid-dynamic conditions, changing stirring rate, in PDO production from raw glycerol by S.
blattae in a 2 L stirred tank bioreactor (STBR), taking into account the evolution of biomass,
glycerol, PDO and by-products concentrations in batch cultivations.
2. Experimental: S. blattae ATCC 33430 is employed as biocatalyst in the present work. The
experiments were carried out in a 2 L (STBR) in anaerobic conditions, using M92x as culture
medium at 37ºC from 30g/L of initial substrate concentration and 0.1 g/L of initial biomass
content. Stirring rate was modified from 100 to 400 rpm, with a free evolution of pH from 6.9 to
6.5, and subsequent control to 6.5. Biomass concentration was quantified by optical density and
metabolites distribution with time was determined by HPLC, using an Aminex HPX 87H Organic
Acid Analysis Column, employing Refractive Index Detector (RID) and Diode Array Detector (DAD).
3. Results: Changes in fluid-dynamic conditions involve different behavior in biomass growth,
substrate uptake and PDO production. Microbial growth and PDO maximum concentration
increased from 100 to 200 rpm, and then decreased dramatically if stirring rate continuing
increased. The highest stirring speed, the highest glycerol consumption rate.
4. References [1] S. Sangeeta, M. Moka, M. Pande, M. Rani, R. Gakhar, M. Sharma, J. Rani, A.N.
Bhaskarwar, Alternative fuels: An overview of current trends and scope for future, Renewable &
Sustainable Energy Reviews, 32 (2014) 697-712.
[2] G. Kaur, A.K. Srivastava, S. Chand, Advances in biotechnological production of 1,3
propanediol, Biochemical Engineering Journal, 64 (2012) 106-118.
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Póster: P_BB_36
Simposio:
Título:
Influencia de las condiciones de producción de biomasa microalgal procedente de aguas
residuales en la liberación de azúcares mediante hidrólisis enzimática
Autores:
Lorenzo Hernando Ana, Martín Juárez Judit, García Guzmán Dimas, Bolado Rodríguez Silvia
Centro de Trabajo:
Escuela de Ingenierías Industriales - Sede Dr. Mergelina - Universidad de Valladolid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefinería; microalgas; Hidrólisis enzimática; bioalcohol; azúcares
Comunicación:
La biomasa como fuente renovable de biocombustibles ha supuesto uno de los campos más ricos
en investigación, y durante los últimos 50 años, las microalgas en especial. Sus ventajas, entre
ellas su capacidad para crecer en cualquier tipo de medio acuático, hacen de la biomasa
microalgal un método eficaz de tratamiento de aguas residuales con altos contenidos en
nutrientes, difíciles de purificar mediante métodos convencionales. Aplicando el concepto de
biorefinería, la biomasa algal generada en el tratamiento pasa de ser un subproducto o residuo a
ser considerado una fuente renovable de numerosos productos mediante el aprovechamiento de
sus distintas fracciones. Este trabajo estudia la valorización de la fracción carbohidrato de los
consorcios microalgas/bacterias para la producción de alcoholes (etanol o butanol) con una gran
proyección como biocombustibles. Dentro de este proceso, la hidrolisis enzimática es la
alternativa más empleada para la liberación de azúcares fermentables. Este trabajo tiene como
objetivo el estudio de la influencia de las condiciones de cultivo y operación durante el
tratamiento de aguas residuales sobre la hidrolisis enzimática de los diferentes tipos de biomasa
algal. Se ha trabajado con 11 muestras diferentes, variando el inóculo empleado, el agua residual
a tratar, el tipo de reactor y el procesado posterior. La hidrólisis enzimática se llevó a cabo con
un 6% m/m de biomasa, empleando cocteles de enzimas comerciales de celulasa y b-glucosidasa,
con tiempos de operación de 48 horas. Se han analizado tanto la liberación de azúcares como la
producción de posibles compuestos inhibidores de etapas posteriores de fermentación, como
ácidos orgánicos y furanos. El intervalo de resultados es muy amplio, con rendimientos de
liberación de azúcares que van desde nulos hasta 93.7% de glucosa y 23.5% de xilosa para biomasa
alimentada con agua residual doméstica y fertilizantes, liofilizada. Los principales inhibidores
hallados son ácido acético y ácido fórmico, con los mayores valores en reactores de capa fina
alimentados con purines. Se concluye que la hidrólisis enzimática es un método eficaz de
sacarificación de biomasa microalgal, y que la influencia de los parámetros de cultivo, sobre todo
la relación microalgas/bacterias, es muy importante al optimizar el proceso
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Póster: P_BB_37
Simposio:
Título:
Mejoramiento de la producción de biogás en la digestión anaerobia de lodos activados por pretratamiento ultrasónico
Autores:
Ruiz Espinoza Juan Enrique, Cordova Lizama Alfredo, Carrera Figueiras Cristian, Zepeda
Pedreguera Alejandro, Zitlapopoca Soriano Angel, Contreras Aguilar Tarisha
Centro de Trabajo:
Facultad de Ingeniería Química -Universidad Autónoma de Yucatán
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biogás; pre-tratamiento ultrasónico; BMP
Comunicación:
INTRODUCCIÓN: De las variedades de recursos renovables para generar energía, la biomasa es una
alternativa que podría ayudar a mitigar el cambio climático y mejorar la seguridad energética. La
digestión anaerobia (DA) puede emplear diversos residuos orgánicos para obtener energía a partir
de biogás generado, la estabilización de dichos residuos y su potencial aplicación en actividades
agrícolas. Los lodos activados procedentes de plantas de tratamiento de aguas tienen
propiedades y características de peligrosidad que requieren tratamientos eficientes de
estabilización. En el proceso de DA de lodos existen limitantes considerables, puesto que sólo
entre el 40 y 50% de la fracción orgánica del lodo es convertida a metano, dando una bajos
rendimientos de biogás. En este sentido, surgen diversos pretratamientos para acelerar la
hidrólisis y aumentar la producción de biogás. Por lo anterior en el presente trabajo se analiza la
aplicación del pre-tratamiento ultrasónico en el mejoramiento de la digestión anaerobia de lodos
activados
METODOLOGÍA: Se muestrearon lodos activados de una PTAR municipales, se concentraron al 3%
ST, para el pre-tratamiento ultrasónico, se utilizó un procesador ultrasónico VCX 750 Sonics, a 20
kHz. Las energías específicas aplicadas fueron de 15000, 25000 y 35000 KJ/KgST. La evaluación
de los efectos del pretratamiento se realizó con pruebas de potencial bioquímico de metano
(BMP) durante 25 días. Los resultados de las BMP fueron analizados con el software GraphPad
Prism® Versión 6 para determinar los parámetros cinéticos utilizando el modelo de Gompertz.
RESULTADOS: Los incrementos en la producción de biogás fueron 10.63%, 28.73% y 36.6% para los
reactores con lodo tratado con 15000, 25000 y 35000 KJ/Kg ST respectivamente. Los parámetros
cinéticos de la producción del biogás que se obtuvieron utilizando el modelo de Gompertz
modificado fueron: Lodo crudo B=460.3; Rb= 35.44; I=-1.436 y R2= 0.98, para 15000 kJ/kgST:
B=513.9; Rb= 57.82; I=-1.272 y R2= 0.95, para 25000 kJ/kgST: B=645.6; Rb= 50.2; I=-2.628 y R2=
0.94 para 35000 kJ/kgST: B=618.3; Rb= 62.3; I=-1.867 y R2= 0.94. Finalmente se concluye que el
pre-tratamiento ultrasónico mejora la producción de biogás a partir de lodos activados y el
modelo de Gompertz predice adecuadamente la producción de biogás.
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Póster: P_BB_38
Simposio:
Título:
Microbial community dynamism during start-up of anaerobic digester
Autores:
Mellado Mallea Macarena, Chamy Rolando
Centro de Trabajo:
Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Microbial community; start-up; anaerobic digester
Comunicación:
Background
The start-up of anaerobic digester has not studied in detail, from the microbiological point of
view. Knowledge of microbiology process could help determine whether an anaerobic digester has
reached steady state, in the event that physicochemical data are not successful
Objetives
Determine the dynamism of the microbial community during the start-up of an anaerobic
digester.
Methods
The star-up of two mesophilic anaerobic digester (fed with mix sludge) was studied through
methane productivity, volatile suspended solids (biomass), along with other chemical variables.
The inoculum was obtained from “La Farfana”, wastewater treatment plant located in Santiago,
Chile.
DNA was extracted from samples of sludge operation days 0, 13, 25 and 50. The genes studied
were: 16S (Bacteria and Archaea) by DGGE and 4 functional genes (Hydrolitic, Homoacetogenic,
Metanogenic and Acidogenic) by real time PCR.
Conclusions
The digester reached steady state after 30 days of operation, with methane productivity of 140
mL methane/ (Liter day) and 40% increase in biomass. When the digesters reached the steady
state the number of haplotypes (DGGE) increase about 40%, while the copies number of
functional genes increased twice in relation to the beginning of the process.
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Póster: P_BB_39
Simposio:
Título:
Microwave-assisted extraction of bioactive compounds from avocado residues (Persea americana,
Hass)
Autores:
G. Araújo R, Rodriguez-Jasso R.M., Aguilar C.N., E. Pintado M.M.
Centro de Trabajo:
Food Research Department, School of Chemistry, Universidad Autónoma de Coahuila, Saltillo,
25280, Coahuila, México
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Avocado residues; Microwave-assisted extraction; Phenols; Starch
Comunicación:
Mexico is the main avocado producer country in worldwide. Avocado industry generates high
quantities of residues that are still little-explored. Avocado seeds and peels corresponds 25% of
fruit and these residues contain high value compounds for many industrial purposes. The main
objective of this work was to evaluate by different extraction methods the bioactive compounds
obtained of avocado residues.
Microwave-assisted (MAE) and conventional methods were used to study different extracts from
seeds and peels. MAE extractions were evaluated under two profiles, low temperatures (30 - 60
⁰C) for phenolic compounds recovery, using acetone (70%), and high temperatures (120 - 180 ⁰C)
using water for polysaccharides extractions. In both profiles, the extraction times were 10 - 30
min and power 600 and 1200 W. Soxhlet were done under constant agitation at room temperature
for 8 h. Also MAE extractions were evaluated at 60 ⁰C with an increase in extraction time to 60
min testing acetone, ethanol, methanol and water. Total phenols and antioxidant quantification
were also evaluated. The results showed that avocado peel and seed have high content of
polyphenols and high antioxidants activities compared with other natural sources. Acetone was
the best extraction solvent in almost all the methods with a total phenol content of 60-174 mg
GAE/g.sample and antioxidant activities of 99-217 and 130-370 mg TEAC/g.sample, in DPPH and
ABTS methods, respectively. Soxhlet extracts showed lowest quantities of phenols and
antioxidant activities in contrast, the highest quantities were obtained with conventional
agitation method, however is considered as a time consuming process. For high temperatures
extractions, seeds showed an elevated quantities of sugar (52%) and starch recovery (40%),
however in peels the sugars extracted was 14%. The toxicity of phenolic extracts was evaluated
by Artemia salina tests were peels extract showed no toxicity at concentration between 0.051mg/mL, instead the seeds extracts showed high toxicity with LC50 values of 18.13, 29.17 and
74.68 µg/mL for MAE acetone, ethanol and methanol extracts. Avocado residues showed to be a
relevant source for high value bioactive compounds as polyphenols and starch, in order to apply
as functional food ingredient and antioxidant additive.
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Tipo de Comunicação:
Póster: P_BB_40
Simposio:
BIOENERGIA E BIOPRODUTOS
Título:
Modular hipertermoestável endo-β-1,4-mananase: determinação da estrutura tridimensional do
domínio central e seu papel na termoestabilização global da enzima
Autores:
Silva Viviam M., Sperança Marcia, Liberato Marcelo V., Garcia Wanius
Local de trabalho:
Universidade Federal do ABC (UFABC)
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
β-mananase; manana; Thermotoga petrophila; hipertermoestável; espalhamento de raios X a
baixos ângulos (SAXS)
Comunicação:
A enzima hipertermófilica endo-β-1,4-mananase de Thermotoga petrophila (TpMan) catalisa a
hidrólise de ligações glicosídicas β-1,4 em inúmeros polissacarídeos contendo manana. A
biodegradação da manana representa uma etapa chave para várias aplicações industriais
incluindo a deslignificação da polpa kraft, processamento de alimentos e produção de
biocombustíveis de segunda geração. A enzima TpMan consiste de um domínio catalítico GH5 e
um domínio de ligação ao carboidrato CBM27 conectados através de um linker. O mesmo estudo
apresenta a estrutura cristalográfica do domínio catalítico GH5, contudo, até o momento, não há
uma estrutura tridimensional determinada por métodos experimentais disponível para a enzima
TpMan completa. Em um recente estudo, nosso grupo de pesquisa demonstrou que o linker possui
uma estrutura compacta e ocupa um pequeno volume considerando seu grande número de
resíduos de aminoácidos. Além disso, a deleção do linker mais o domínio CBM27 reduziu a
termoestabilidade do domínio catalítico GH5. A metodologia utilizada no trabalho seguiu de:
clonagem, expressão e purificação, da proteína mananase com deleção do CBM27, denominada
TpGH5L (dominio catalitco+linker), foram realizados estudos da organização e estabilidade
térmica através de espectroscopia de dicroísmo circular (CD), e estudos da forma molecular
através da técnica de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). Por meio de todas as
análises realizadas foi possível obter informações sobre a TpManGH5L. Utilizando a técnica de
dicroísmo circular (CD) analisamos a estrutura secundária como também a termoestabilidade que
o linker promove a proteína quando comparado com o domínio catalítico (TpManGH5). Utilizando
resultados obtidos por SAXS (espalhamento de raios X a baixo ângulo), geramos, utilizando
ferramentas de bioinformática, um modelo de baixa resolução e o envelope molecular para a
TpManGH5L, onde, conforme os modelos gerados no trabalho anterior realizado com a TpMan, se
encaixou adequadamente.
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Póster: P_BB_42
Simposio:
Título:
Orange peel as feedstock for small scale biorefineries in Colombia
Autores:
Ruiz E, Hernández V, Castro E, Cardona C.A.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefineries; orange peel; limonene; pectin; biofertilizers
Comunicación:
Citrus is the most widely produced fruit in the world and it is grown in more than 80 countries.
Brazil leads in citrus production, with more than 18.90 million metric tons of fruit produced
during 2004–05, followed by the United States and China. Brazilian citrus production is oriented
toward processing, while USA citrus production is focused toward processing and the fresh fruit
market. Nowadays Colombia is a smallholder producer compared to Brazil and USA, nevertheless
many expansion possibilities appear in the west zones of the country. By 2010 citrus production in
Colombia was approximatelly 187.000 tons. Currently citrus agroindustry in Colombia is not a
well-established chain and many opportunities appear. From citrus are obtained a wide spectrum
of products, which nowadays are extracted and purified such as essential oils, antioxidants and
other compounds with value-added as pectin. On the other hand, it is important the production
of products for human consumption to guarantee food security, such as of the concentrated
juices factories which has the major producers in Brazil and USA.
In this work, simulation results of the production of biofertilizers gibberellic acid and electricity
from OP as stand-alone products are presented. Moreover, the experimental characterization was
assessed. Results from the characterization procedures have been used to feed the simulations to
obtain the mass and energy balances that were subsequently used to perform the economic and
environmental analysis of the above mentioned processes. Moreover, comparisons from the
techno-economic and environmental points of view of the stand-alone processes were performed.
Besides, and based on the experimental results of the physicochemical characterization, two
biorefinery schemes were techno-economic and environmental evaluated.
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Póster: P_BB_43
Simposio:
Título:
Orange peel waste enzymatic saccharification: batch and fed-batch operation optimisation
Autores:
Ladero 1 Miguel, de la Torre 1 Isabel, Ravelo 1 Marianela, Segarra 2 Silvia, Rojas 2 Antonia,
Santos 1 Victoria E.
Centro de Trabajo:
Chemical Engineering Department. Chemical Sciences Collegue. Complutense University
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Orange waste; saccharification; cellulase; hemicellulase; batch; fed-batch
Comunicación:
Introduction: Residues from the processing of orange in the industry (OPW) summed up to 20 MM
tonnes in 2015. This residue is characterised by a sponge structure and a high humidity [1]. In the
context of a biorefinery, this feedstock could be thought of as a source of essential oils,
phenolics and carbohydrates for further fermentation and/or purification and catalytic
conversion. However, very active enzyme cocktails and adequate processing are essential for
economical feasibility.
Experimental: Orange peel wastes (OPW) was provided by an industrial juice producer. The pretreatment employed was a simple blade-milling of OPW to get a particle diameter lower than 2
mm. Runs were carried out in magnetically shaken round flasks with an initial dry solid
concentration of 6% (increasing to 20% in fed-batch operation), or with dry solid concentrations of
6 and 10% in batch operation. Celluclast 1.5L, Novozym 188 and Pectinex ultra SP-L were kindly
provided by Novozymes. The conditions (pH, temperature, solid to liquid ratio, enzymes
concentration and agitation) were studied in broad intervals. Several samples were taken at
different times, from 0 to 150 hours. The liquid fraction was analysed by means of HPLC, using a
Pb2+ Rezex column as stationary phase and Milli-Q water as eluent. Saccharification data were
used to fit to them kinetic models by using regression analysis implemented in Aspen Custom
Modeler v8.4.
Results: Results showed that low enzyme concentrations yielded relatively high yields when
compared to the usual high content in enzyme, being only more time needed to reach similar
yields. Furthermore, a simple fractal model was used to observe the effect of the variables both
on the kinetic constant (values from 0.071 to 0.0215 depending on the carbohydrate considered)
and on the fractal exponent (values near 0.5 in all cases for the best fed-batch operation, and as
low as 0.3 in batch operation at high to medium enzyme concentrations, indicating good enzyme
access to the substrate and high reactivity).
[1] a. siles lopez, q. li, i.p. thompson (2010). crit. rev. biotechnol. 30(1):63-69.
[2] a.c. rodrigues, m. ostergaard haven, j. lindedam, c. felby, m. gama. (2015) enz.microb.
technol. 79:70-77.
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Póster: P_BB_44
Simposio:
Título:
Perspectivas das novas gerações do etanol brasileiro segundo a Avaliação de Ciclo de Vida
Autores:
Numata Junior Flavio, Ugaya Cassia Maria Lie, Junior Flavio
Centro de Trabajo:
Universidade Tecnologica Federal do Parana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Análise de Ciclo de Vida; Novas gerações de etanol; Brasil
Comunicación:
A economia mundial enfrenta um período de incertezas. Em 2012, a crise que afetou os países
desenvolvidos se alastrou para as nações que estavam franco desenvolvimento econômico. Os
países integrantes do BRIC (Brasil, Rússia, Índia e China) reduziram seu índice de crescimento e
agora seus trabalhos de planejamento são pautados em estruturas mais sólidas e, sobretudo,
sustentáveis. Ao que parece, é preciso produzir mais com menor consumo dos recursos naturais,
para ocorrer menor interferência ao meio ambiente, baseados em uma economia verde, em
busca da sustentabilidade. Conhecer os efeitos ambientais gerados por produtos que movem uma
economia desde o estado da matéria-prima, fabricação, consumo e descarte pode ser feito pela
técnica da Análise do Ciclo de Vida (ACV). Estas informações beneficiam a sociedade, os negócios
e podem apoiar indiretamente o desenvolvimento das nações. Dentre os elementos de um
planejamento, a energia desponta como um dos principais fatores de desenvolvimento nacional,
tendo os combustíveis renováveis, a capacidade de atender as demandas mercadológicas e
sustentáveis no futuro. Sendo o combustível etanol, considerado como a grande fonte energética
para o mundo atual e para as próximas décadas. Nesse sentido, este artigo tem por objetivo
investigar as novas gerações e etanol no Brasil, em relação aos princípios de ACV. As tecnologias
a serem exploradas são o etanol de primeira, segunda e terceira geração, tendo como limites do
sistema, as fases agrícolas e de industrialização. A etapa de distribuição não será considerada no
sistema do produto, porque a forma de distribuição e descarte, seria similar ao modelo atual e as
novas gerações ainda estão em fase de desenvolvimento. A metodologia a ser utilizada nesta
pesquisa consiste na exploração documental dos principais institutos de pesquisa energética no
Brasil e no mundo. Utiliza como forma de abordagem as diretrizes sobre os principais grupos de
pesquisa sobre ACV como a Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) e United
Nations Environmental Programme (UNEP). Como resultado, tendo por base a ACV, se apresenta
as principais características, os benefícios, os entraves e as oportunidades futuras das novas
gerações do etanol brasileiro.
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Póster: P_BB_45
Simposio:
Título:
Producción de β-ciclodextrinas a partir de almidón de quinua (Chenopodium quinoa Willd)
empleando CGTasa de Bacillus megaterium.
Autores:
Arce Vazquez Maria Belem, Paredes Ruíz Frida M. H., Soriano Santos Jorge
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ciclodextrinas; almidón; quinua
Comunicación:
Las ciclodextrinas (CDs) son compuestos cíclicos con unidad base de glucosa, últimamente han
presentado una alta demanda a nivel mundial debido a la capacidad de hacer complejos de
inclusión con compuestos orgánicos, esto es debido principalmente a que pueden aplicarse en
diversos la industria cosmetológica, farmacéutica, alimentos. Para la producción de CDs se
emplean enzimas (CGTasa) que catalizan la reacción de ciclación a partir de almidón, dando
como productos α, β y γ-CDs, siendo la β-CD la más utilizada. Investigaciones recientes buscan
nuevas fuentes de almidón alternativas al maíz que generen un mayor rendimiento en la
producción de β-CDs, por lo que el objetivo del presente trabajo fue evaluar el uso de almidón de
quinua (Chenopodium quinoa Willd) sobre la producción de β-CD utilizando como sustrato de
CGTasa proveniente de Bacillus megaterium. En una primera etapa se probó el efecto de la
temperatura (50, 60, 70 y 80°C) de gelatinización del almidón sobre la producción de β-CD y se
evaluó la relación de α:β:γ producidas durante la ciclación. En una segunda etapa se estudió el
efecto de la presencia de solventes (etanol, tolueno y acetona) orgánicos y la concentración de
almidón (1-5 g/L) sobre la producción de β-CD, posteriormente se aisló la β-CD. A una
temperatura de pregelatinización de 70°C, se observó la mayor cantidad de β-CD (6.72±0.12
mg/mL) y se reconoció que la CGTasa de B. megaterium produce los tres tipos de CDs teniendo la
preferencia por la β-CD (22.8:53:24.2% de α:β:γ respectivamente), así mismo, cuando se empleó
3% de almidón de quinua en presencia de etanol, se observó que el rendimiento de β-CD se
duplico (13.2 mg/mL). Se observó que durante el proceso de separación de las diferentes CDs, se
obtuvo el 40% de cristales de β-CD, los cuales presentaron 98% de pureza. Estos resultados
muestran que el almidón de quinua es una alternativa potencial en la producción de β-CD, que
puede utilizarse para encapsular olores, sabores indeseables en los productos alimentarios, como
excipiente de liberación controlada de fármacos entre otros.
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Póster: P_BB_46
Simposio:
Título:
Producción de bioetanol a partir de biomasa de Agave lechuguilla utilizando diferentes
configuraciones y altas cargas de sólidos
Autores:
Díaz Blanco Deniss Ithzel, Ríos Gonzalez Leopoldo, Morales Martinez Thelma, Garza García
Yolanda, Rodriguez De la Garza Jose Antonio, De la Cruz Rivas Jesús Ramiro
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biomasa; Sacarificación; Fermentación; Lechuguilla.
Comunicación:
La lignocelulosa es la mayor fuente de carbono renovable en el planeta, ya que es el componente
estructural principal de las plantas. La energía generada a partir de biomasa lignocelulósica es
una solución alternativa para disminuir la dependencia a los combustibles fósiles. Esta materia
prima puede ser utilizada para la producción de biocombustibles como el bioetanol, como una
fuente de energía limpia y renovable. El Agave lechuguilla es una especie de agave silvestre
ampliamente distribuida en nuestro país y presenta importantes características agronómicas que
convierten a esta planta en una materia prima con alto potencial como cultivo bioenergético para
las regiones áridas y semiáridas de México. En este trabajo se estudiaron tres diferentes
configuraciones de la sacarificación y fermentación: 1) Hidrólisis y fermentación por separado
(HFS), 2) sacarificación y fermentación simultánea (SFS) y 3) pre-hidrólisis con sacarificación y
fermentación simultánea (PSFS). Las configuraciones probadas fueron llevadas a cabo utilizando
biomasa de Agave lechuguilla pretratada por autohidrólisis con altas cargas de sólidos (15%, 20% y
25% p/p). Durante la HSF y la PSFS las temperaturas de los procesos de sacarificación y
fermentación fueron de 50°C y 32°C respectivamente a pH 5.5. La SFS fue llevada a cabo a 35°C
a pH 5.5. La velocidad de agitación y el tiempo de cada proceso variaron dependiendo de la
configuración. Los resultados mostraron que la máxima concentración de etanol (49.25 g/L) fue
obtenida en la PSFS con la mayor carga de sustrato utilizada (25% p/p), correspondiendo a un
rendimiento de producción de etanol de acuerdo al teórico del 78.51%, seguida de la HSF (32.5
g/L) y finamente la SFS (25.9 g/L). Los resultados obtenidos indican la factibilidad de producir
altas concentraciones de etanol bajo las tres configuraciones probadas, sin embargo fue posible
deducir que el proceso de PSFS es la configuración óptima.
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Póster: P_BB_47
Simposio:
Título:
Producción de etanol a partir de hidrolizados de Agave lechuguilla en reactor de tanque agitado
Autores:
Ríos González Leopoldo, De La Cruz Rivas Jesús, Morales Martínez Thelma, Rodríguez de la Garza
Jose Antonio, Garza García Yolanda
Centro de Trabajo:
Universidad autónoma de Coahuila, MEX
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Etanol; Saccharomyces; Biorreactor; Agave lechuguilla
Comunicación:
La producción de etanol en México podría ser factible mediante la utilización de algunos cultivos
de bajo valor con alto volumen de ventas que no cumplen ninguna función como ingredientes
alimentarios y con bajos requerimientos de agua. La lechuguilla, es una planta nativa de las zonas
áridas y semiáridas del noreste del país, con un área de distribución geográfica aproximada a los
20 millones de hectáreas, que corresponden al 10% del territorio nacional. El cultivo de este
agave que se caracteriza por su alta eficiencia de uso de agua y por crecer en tierras que son
demasiado áridas para el cultivo de alimentos, es una alternativa prometedora para su
aprovechamiento en la producción de etanol. Esta estrategia incentivaría el uso productivo de las
tierras áridas del país, provocando efectos positivos en las áreas rurales del país.
Los ensayos de fermentación de hidrolizados de Agave lechuguilla fueron llevados a cabo en un
biorreactor de tanque agitado de 1 L de capacidad Marca Applikon®, con el modulo eZ Control. El
estudio fue realizado por triplicado, utilizando 250 mL de hidrolizado enriquecido con los
nutrientes del medio estándar para Saccharomyces cereviciae ATCC 4126. La fermentación de los
hidrolizados con una concentración de 100 g/L de glucosa fue llevada a cabo a una temperatura
de 30°C, pH controlado a 5.5, una velocidad de agitación de 100 rpm y una concentración de
inóculo del 10% (v/v), durante 20 horas, tomando alícuotas de 1 mL a tiempo 0, 10, 15 y 20 horas.
Todas las muestras fueron procesadas para su análisis de azucares y etanol por HPLC.
Los resultados obtenidos e mostraron un consumo total de glucosa a las 10 horas de
fermentación, tiempo que coincide con la estabilización de la producción de etanol (46.8 g/L),
alcanzando un máximo de 48 g de etanol/L a las 15 horas, correspondiendo a un rendimiento de
etanol (YE/G) de 0.48 getanol/g glucosaconsumida y una eficiencia de conversión de acuerdo al
valor teórico del 94%.
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Póster: P_BB_48
Simposio:
Título:
Produccion y aplicacion de celulasas DE Fomes sp. EUM1 en la sacarificacion/hidrolisis del
rastrojo de maiz
Autores:
MENDEZ HERNANDEZ J, OLVERA MARTINEZ T, MENDEZ HERNANDEZ E, SOTO CRUZ N
Centro de Trabajo:
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
celulasas; sacarificacion enzimatica; hongos de pudricion blanca
Comunicación:
Introducción. El enorme potencial comercial de las celulasas sigue impulsando la investigación de
estas enzimas; su rango de aplicaciones abarca desde la eliminación de fitobezoares en medicina,
hasta la producción de biocombustibles. Por tanto, es importante identificar cepas productoras
de celulasas y estudiar su aplicación en procesos biotecnológicos.
Objetivo. Estudiar la producción de celulasas de Fomes sp. EUM1 en cultivo sólido (CS) sobre
rastrojo de maíz (RM) y comparar su eficiencia en la sacarificación/hidrólisis del RM con la de
celulasas comerciales.
Metodología. La producción de celulasas se realizó en CS sobre RM. Los cultivos se incubaron a
35°C durante 12 días cuantificando diariamente la actividad celulasa total y endo-1,4-βglucanasa (Eveleigh et al 2009; Miller 1959). La temperatura óptima de las enzimas crudas se
determinó cuantificando su actividad entre 30 y 80°C. Las enzimas producidas se aplicaron en la
sacarificación/hidrólisis de RM (sin tratamiento previo). El ensayo se realizó en frascos
conteniendo 0.15 g de RM y 358 U/L de celulasas totales del hongo o celulasas comerciales
(Celluclast® 1.5L) en un buffer de citratos (pH 4.8, 50 mM); la incubación se realizó a 55 y 50°C,
respectivamente. Los azúcares reductores liberados se cuantificaron periódicamente (Miller
1950).
Resultados. La producción máxima de celulasas totales (16.7±3.4 UI/gss) y endo-1,4-β-glucanasas
(46.6±4.1 UI/gss) se registró a los 7 y 10 días, respectivamente. La temperatura óptima para la
actividad catalítica de las enzimas producidas fue: celulasas totales, 55°C; endo-1,4-βglucanasas, 60°C.En cuanto a la eficiencia de sacarificación/hidrólisis del RM, no se encontraron
diferencias significativas entre la liberación de azúcares reductores alcanzada utilizando las
celulasas del hongo o las comerciales. La máxima liberación de azúcares reductores se registró a
las 24 h siendo de 26.5±2.8 y 27.8±6.3 mg/g de RM, para las enzimas del hongo y las comerciales,
respectivamente. Sin embargo, la estabilidad de las celulasas comerciales fue mayor a la de las
celulasas de Fomes sp. EUM1, probablemente debido a la presencia de proteasas en el extracto
enzimático del hongo.
Conclusión. Las celulasas de Fomes sp. EUM1 muestran características catalíticas similares a las
de las celulasas comerciales, lo que sugiere su potencial aplicación en procesos biotecnológicos.
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Póster: P_BB_49
Simposio:
Título:
Production of dihydroxyacetone (DHA) from glycerol with gluconobacter oxydans: medium
composition
Autores:
De la Morena López S., Santos Mazorra V.E., García-Ochoa Soria F.
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química. Universidad Complutense de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodiesel; Glycerol; Dihydroxyacetone; Gluconobacter oxydans; Enzymatic activity
Comunicación:
1. Introduction: Current global energy supply is mainly based on fossil-fuel burning which is
responsible for the emission of polluting gases causing greenhouse effect and, ultimately, climate
change. Thus, the replacement of fossil fuels by biofuels such as biodiesel has become of
worldwide interest. However, the cost of biodiesel production is relatively high. Considering that
the main byproduct, crude glycerol, represents about 10% w/w of the biodiesel production, the
previous problem can be overcome by direct conversion of crude glycerol into value-added
products, thereby making biodiesel processes economically more competitive. One of the most
important value-added products obtained from glycerol is dihydroxyacetone (DHA), since it is
widely used in self-tanning lotions and as building block in organic synthesis of fine chemicals.
The synthesis of DHA can be performed advantageously by fermentation. In this case, the
presence of the nutrients from yeast extract in the culture medium seems to be necessary in
order to produce the enzyme responsible for the biotransformation [1]. Therefore, the aim of this
work is to carry out the study of the medium composition, including the addition of peptone and
different concentrations of yeast extract, in order to establish a relationship among DHA
production rate, enzymatic activity and biomass concentration.
2. Experimental: Gluconobacter oxydans ATCC 621 was used as biocatalyst in this work. The
experiments were performed in 250 mL shake-flasks filling with 50 mL of culture medium
containing 25 g/L glycerol and different concentrations of complex nitrogen sources. The flasks
were incubated at 30ºC on an orbital shaker at 200 rpm. Biomass was determined
spectrophotometrically at 600 nm whereas glycerol and DHA were measured by HPLC. Enzymatic
activity was assayed through a specific test based on the reaction of resting cells and glycerol for
4h.
3. Results: The results showed that the addition of yeast extract and peptone had great influence
on bacterial growth, whereas DHA production was not significantly affected. Enzymatic activity
measurements revealed an unexpected non-proportional relationship between high biomass
content and DHA production rate.
4. References: [1] J. Raška, F. Skopal, K. Komers and J. Machek. Collect. Czech. Chem. Commun.
2007; 72:1269–1283.
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Póster: P_BB_50
Simposio:
Título:
Production of d-lactic acid from orange peel waste: strain selection and optimization
Autores:
Bustamante D, Sanchis M, de la Torre I, Santos VE, Ladero M, Rojas A, Tortajada M
Centro de Trabajo:
Biopolis S.L.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
D-Lactic acid; Orange Peel waste; Biotransformation
Comunicación:
Lactic acid is one the most interesting monomer candidate to replace some petroleum based
monomers. Application of conventional poly-lactic acid (PLA) is limited due to insufficient
thermal properties. This limitation can be overcome by blending poly-D and poly-L-lactic acid.
The main problem is the limited knowledge of D-lactic acid (D-LA) production. Efficient
biochemical processes are being developed in order to synthesize D-LA from orange peel waste
(OPW). OPW is an interesting raw material for biorefinery processes of biocatalytic, catalytic or
thermal nature owing to its low lignin and ash content. Due to its intense antimicrobial action
and biotechnological interest, orange oil has to be removed for further processing in a
pretreatment step. Bioprocessing of the pretreated OPW is carried out by enzymatic hydrolysis
and fermentation of the liberated sugars to produce D-LA.
Microorganisms most suitable for D-LA production were screened in media simulating the sugar
composition of hydrolysates of OPW: glucose, fructose, arabinose and galactose. Four strains
showed enantiomeric excess, 70-95% D-LA in anaerobic conditions. Selected strains were grown in
OPW hydrolysate to perform tolerance assays and the results showed higher D-LA content (9599%) and good yields at high OPW hydrolysate concentration. Optimization of fermentation has
being carried out. Furthermore, simultaneous saccharification and fermentation process (SSF) for
the production of D-lactic has being evaluated.
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Póster: P_BB_51
Simposio:
Título:
Production of isobutanol by a novel recombinant biocatalyst Shimwellia blattae strain:
preliminary studies on medium composition and dissolved oxygen influences
Autores:
García Acedos M., Santos Mazorra V. E., García-Ochoa Soria F.
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Complutense de
Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
i-butanol; Glucose; Shimwellia blattae
Comunicación:
1. Introduction : Currently, there is a growing interest in obtaining alternative biofuels from
renewable sources. Notable progress has been made in obtaining GMOs to produce "biofuels" from
hexoses, trying to get biofuels with better characteristics than bioethanol: higher energy density,
less hygroscopic and less vapor pressure. These compounds include alcohols of 3 to 5 carbon
atoms because they can be mixed with gasoline, improving its properties and, in the future,
replacing it as fuel. Moreover, these alcohols may serve as the basis for the production of other
compounds (platform chemicals). A novel genetically modified bacterium, Shimwellia blattae
strain p424IbPSO, is able to produce i-butanol from glucose [1].
2. Experimental: In this work it has been used pure glucose as carbon substrate, which serves as a
model of an enzymatic hydrolysate from cellulose. Preliminary studies focused on determining
the variables influencing this process have been performed, studying the culture media
composition (trying to reduce the concentration of yeast extract), the initial pH (using phosphate
buffer at different concentrations) and the level of dissolved oxygen concentration. All the runs
were carried out in bottles of different volumes using an orbital shaker. Biomass was determined
spectrophotometrically at 600 nm, and the evolution of glucose, i-butanol and by-products
(ethanol, lactic acid, acetic acid, among others) were measured by HPLC.
3. Results: The runs carried out have shown that the yeast extract concentration in the medium
can be greatly reduced showing better results for the i-butanol production rate and for the
concentration and rates of by-products synthesis. Regarding the pH, the use of higher
concentrations of the buffer yields faster and higher concentrations of the biofuel, being an
important variable for the i-butanol process development.
About dissolved oxygen concentration, it has been observed that there is an important increase
both in i-butanol yield and productivity when higher concentrations of oxygen are available
during the S. blattae growth: dissolved oxygen has shown to be a critical variable of the process.
4. References
[1] Felpeto-Santero, C., A. Rojas, M. Tortajada, B. Galan, D. Ramon and J. L. Garcia (2015).
"Engineering alternative isobutanol production platforms." AMB Express 5(1):119-119.
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Póster: P_BB_52
Simposio:
Título:
Purification of recombinant Hepatitis B surface antigen by ion exchange chromatography media
using different resins
Autores:
Caballero Pérez Abel, Pentón Piña Nancy, Giraus Lugo Alexander, Valdes Sago Ariam, Gómez
Rodríguez Yordanys, Domínguez Aldás Pedro, Rivera Martín Juan Miguel
Centro de Trabajo:
Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Purification; ion exchange; antigen of hepatitis B
Comunicación:
The Center for Genetic Engineering and Biotechnology (Havana, Cuba) produce since 1990s an
Active Pharmaceutical Ingredient (API) to the recombinant hepatitis B vaccine for human use.
Downstream process for the purification of recombinant surface antigen of hepatitis B virus (rHBsAg) from P. pastoris yeast fermentation has been previously described. This purification
process involve two ion exchange (IEx) chromatographic steps: negative (N-IEx) and positive (PIEx) respect to the antigen. The aim of this study was evaluate different ion exchange
chromatographic media resins to purify r-HBsAg.
Resins packing qualities, downscaling (N-IEx and P-IEx) evaluation, recovery, chromatographic
profiles and contaminants analytic techniques were assessed for laboratory scale run
chromatographic. Fractogel EMD TMAE (M) resin (Merck, Germany) was evaluated at industrial
scale to produce the r-HBsAg as API. Furthermore, each of the other contaminants measured
reach the following low levels per 20 µg r-HBsAg according to specification limits: purity by SDSPAGE (≥ 95%), host DNA (≤ 10 pg), carbohydrates (≤ 3.4 µg), lipids (≤ 25 µg) and typical molecular
homogeneity profile by GF-HPLC. The results showed the ability of Fractogel EMD TMAE (M) resin
to be used in the manufacturing process of the Cuban vaccine against hepatitis B, according to
World Health Organization guidelines, with economical feasible.
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Póster: P_BB_53
Simposio:
Título:
Revalorization of agro-industrial wastes: Production of volatile fatty acids by acidogenic
fermentation
Autores:
Iglesias R., Kennes C., Veiga M.C.
Centro de Trabajo:
Laboratory of Chemical Engineering, Faculty of Sciences and Centre for Advanced Scientific
Research (CICA), University of A Coruña
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
agro-industrial wastes; Volatile fatty acids( VFAs);acidogenic fermentation
Comunicación:
Agro-industrial wastes are produced in large quantities in markets, intensive production areas and
in canned vegetable companies.
Solid waste generation from these companies is a major source of pollution in landfills. An
alternative to prevent their accumulation is its revalorization through a biological treatment like
acidogenic fermentation to produce volatile fatty acids (VFAs). The VFAs have a wide range of
applications such as production of biopolymers, bioenergy or in the biological removal of
nutrients from wastewater.
In this work four different types of agro-industrial wastes were chosen: potato waste from a chips
factory, salad waste from canned vegetable factory and two wine wastes generated in the
winemaking process. These waste need to be studied separately because of the diversity in their
origin, composition and production period. They were characterized by their chemical profile in
order to evaluate their biodegradability and the carbon/nitrogen ratio.
The percentage of volatile solids content in relation to the total solids content was higher than
85% in all wastes. These results indicated that anaerobic digestion would be a suitable treatment
process. Therefore, the acidogenic potential of these wastes was evaluated in batch experiments
and the profile of VFAs was determined.
The highest degree of acidification was obtained with potato solid waste up to 60% and the
predominant fatty acids were acetic and butyric. In the case of salad waste, the degree of
acidification was lower but the VFAs profile obtained was the same for that potato waste. The
wine waste showed lowest degree of acidification and different VFAs profile than the other
wastes, with higher concentration acetic and propionic acids than butyric acid.
These results will help to optimize the acidogenic fermentation of each particular waste and to
stablish a new strategy for their codigestion.
Acknowledgements: This project was financially supported by Ministry of Economy and
Competitiveness, project CTQ2013-45581-R.
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Póster: P_BB_54
Simposio:
Título:
Searching for microbial lipases to be used in enzyme replacement therapy of exocrine pancreatic
insufficiency
Autores:
Serrano Aguirre L, Botas Muñóz AM, Velasco Bucheli R, Arroyo Sánchez M, Acebal Sarabia C,
Saborido Modia A, de la Mata Riesco I
Centro de Trabajo:
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I. Facultad de Biología. UCM
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Microbial lipases; Streptomyces exfoliatus; cloning; expression; exocrine pancreatic insufficiency
therapy
Comunicación:
The treatment of exocrine pancreatic insufficiency caused by cystic fibrosis (CF), chronic
pancreatitis, diabetes, and other diseases, is based on the administration of pancreatic enzymes
from porcine origin. Although the efficacy of pancreatic enzyme replacement therapy (PERT) is
presumed, it has some limitations and secondary effects. Among them, the adequate amount of
enzyme that acts upon the duodenum during the digestion process cannot be controlled and
optimal lipid digestion and absorption is not always reached in exocrine pancreatic insufficiency
patients. Moreover, the amount and the type of enzymes administered fails to mimic normal
human pancreatic secretion that is specific to age and to each individual. Treatment requires
intake of multiple capsules and is expensive. Problems of allergy to porcine proteins and religious
or other cultural concerns with the use of pork products also have to be into account. To address
these issues, ongoing research is focusing on identifying new enzyme sources, more efficient
lipases, and strategies to enable improved delivery throughout the digestive process. In this
sense, microbial lipases are of potential interest because of their acid and protease-stable
properties and their activity at pH range from 3 to 10. Lipases derived from bacteria are more
promising as they are highly resistant to both acid and alkaline inactivation, stable in the
presence of both proteolytic enzymes and bile salts, and active without the presence of bile salts
and co-lipase. A better knowledge of the microbial lipases structure and modes of action will
probably help to select and design much more active enzymes in the near future. Here four new
microbial enzymes have been identified by in silico analysis of the genomes from Actinoplanes
utahensis, Bacillus psychrosaccharolyticus, Streptomyces exfoliatus and Streptomyces lavendulae,
as potential alternative candidates for porcine pancreatic lipase enzyme which is currently used
in therapy of exocrine pancreatic insufficiency.
Furthermore, the hypothetical gene lip from Streptomyces exfoliatus has been cloned and
expressed in Rhodococcus sp. T104 showing that encodes a lipase which has been purified and
characterized. These results provide information about a novel enzyme which could be used in a
more controlled and effective exocrine pancreatic insufficiency therapy.
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Póster: P_BB_55
Simposio:
Título:
Simulación del proceso de producción de etanol carburante a partir de cogollos de Agave
lechuguilla usando Aspen Plus
Autores:
Rodríguez Flores M. F., Quintero Suárez J., Ríos González L., Aroca Arcaya G.
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Coahuila; Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Agave lechuguilla; etanol; simulación
Comunicación:
La simulación del proceso de producción de etanol a partir de biomasa de Agave lechuguilla se
llevó a cabo usando el software Aspen Plus® (Aspen Tech). Este programa permite tomar en
cuenta la composición de la materia prima y la estequiometría de las reacciones para cada etapa.
La cantidad de materia prima a tratar fue de 3800 t en base seca/día, lo necesario para obtener
una producción de casi 200 mil L de etanol anhidro/día. De acuerdo esta producción se pretende
cubrir la demanda de combustible del parque vehicular del estado de Coahuila, México en 2020,
con una mezcla de 5.8% en la gasolina.
Se definieron tres escenarios con diferentes alternativas de configuración de las áreas que
comprenden la planta. En el primer escenario sólo se tomaron en cuenta las operaciones básicas
del proceso, es decir, pretratamiento, hidrólisis enzimática, fermentación y separación. Para el
segundo escenario se propuso el tratamiento biológico de efluentes mediante un proceso
secuencial anaerobio-aerobio, hasta lograr una DBO dentro de los límites permisibles de
contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público según la
NOM-003-ECOL-1997. En el tercer escenario se agregó la cogeneración de energía a partir de la
combustión del biogás producido en el tratamiento efluentes, la biomasa de lechuguilla residual
de la hidrólisis y la levadura de la fermentación. Esta energía se utilizó para cubrir una parte de
la demanda total de la planta de producción, que fue de 4, 836.67 GJ/h.
Por la implementación de un tamiz molecular para la deshidratación del producto, el flujo de
etanol de salida se definió con una pureza de 99.5%. Los resultados de la simulación mostraron
una recuperación de etanol producido en la fermentación del 92.89%, con un rendimiento de
52.62 litros de etanol por tonelada de biomasa de cogollos de Agave lechuguilla.
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Póster: P_BB_56
Simposio:
Título:
Síntesis y degradación del poli-3-hidroxibutirato en cultivos de Azotobacter vinelandii OP
Autores:
Millán Ponce Modesto, Segura González Daniel, Rodríguez Sanoja Romina, Galindo Fentanes
Enrique, Peña Malacara Carlos
Centro de Trabajo:
Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
poli-3-hidroxibutirato (P3HB); Azotobacter vinelandii; síntesis; degradación
Comunicación:
El poli-3-hidroxibutirato (P3HB) es un polímero de reserva de carbono acumulado en forma de
gránulos intracelulares por diversos microorganismos, entre ellos Azotobacter vinelandii. El P3HB
presenta propiedades similares a algunos polímeros petroquímicos, con la ventaja de ser
biodegradable y biocompatible, por lo que se ha propuesto como sustituto de estos materiales.
Además, es usado en el área biomédica como soporte en la ingeniería de tejidos y en la liberación
controlada de fármacos. El peso molecular es la característica que determina las propiedades
fisicoquímicas y termomecánicas del P3HB y de estas propiedades depende su aplicación. Se ha
propuesto que el peso molecular del polímero está determinado por el balance de la actividad de
síntesis y degradación que conforman el ciclo del P3HB. Sin embargo, no se han realizado
estudios enfocados a entender de qué manera la actividad de las enzimas de síntesis y
degradación del ciclo del P3HB determinan el peso molecular del biopolímero. Es por eso que el
objetivo de este trabajo fue entender de qué forma se regula el peso molecular del P3HB en
cultivos de A. vinelandii bajo condiciones limitantes de oxígeno. En cultivos de A. vinelandii cepa
OP, se encontró que los cambios en el peso molecular del P3HB están asociados a la fase de
cultivo de la bacteria. Durante la fase exponencial de crecimiento (hasta las 17 h), el P3HB
presentó un alto peso molecular (5,000 kDa). Por el contrario, durante la fase estacionaria de
cultivo, el peso molecular del P3HB disminuyó a 3,600 kDa. En la fase exponencial de
crecimiento, el peso molecular del polímero estuvo determinado por una alta actividad sintasa y
una baja actividad depolimerasa. La alta actividad sintasa favoreció la síntesis de cadenas de
P3HB de mayor tamaño. Por el contrario, en la fase estacionaria, el peso molecular del P3HB
disminuyó debido a una alta actividad depolimerasa. Esta alta actividad depolimerasa favoreció
la degradación del polímero, produciendo cadenas de P3HB de menor peso molecular. Desde el
punto de vista tecnológico, es posible establecer estrategias de cultivo celular para el diseño de
biopolímeros con propiedades específicas para su uso en el área biomédica.
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Póster: P_BB_57
Simposio:
Título:
Teores de óleo e ácido oleico aumentam durante a maturação de frutos de macaúba
Autores:
Venacio Maria Manuela H., Mazzafera Paulo, Carvalho Cássia R. L. , Bazzo Bárbara R., Colombo
Carlos A.
Local de trabalho:
Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
ácido graxo; biodiesel; melhoramento genético
Comunicação:
Acrocomia aculeata é uma palmeira nativa de florestas tropicais do continente americano, com
teores de óleo elevados em seus frutos. Desperta interesse no seu potencial para produção de
biodiesel. Porém, pesquisas de melhoramento genético são iniciais e a caracterização agronômica
de plantas nativas é essencial para domesticação da cultura. O objetivo do trabalho foi
identificar o comportamento do óleo da polpa de frutos de macaúba ao longo da maturação.
Foram selecionados 17 genótipos dos estados de São Paulo e Minas Gerais. Frutos de cada planta
foram colhidos em três tempos de maturação (T1- quatro meses antes da maturação, T2- dois
meses antes da maturação e T3- fruto maduro), extraído o óleo da polpa, em extrator de Soxhlet,
e caracterizado o perfil de ácidos graxos, em cromatógrafo gasoso. O teor de óleo foi crescente
ao longo da maturação dos frutos, com médias de 1,88% (T1), 11,94% (T2) e 34,63% (T3)
(p=0,0000). A maioria dos ácidos graxos também apresentou diferença significativa entre os
tempos, a maioria decrescentes, o ácido láurico com 4,20 (T1), 1,56 (T2) e 0,25(T3) (p=0,0016); o
ácido mirístico com 1,30 (T1), 0,48 (T2) e 0,21 (T3) (p=0,0004); ácido esteárico com 5,06 (T1),
3,65 (T2) e 2,49 (T3) (p=0,1909); ácido linoleico com 19,47 (T1), 18,86 (T2) e 12,86 (T3)
(p=0,0561); ácido linolênico com 4,94 (T1), 3,09 (T2) e 1,13 (T3) (p=0,0020), ácido araquídico
com 0,36 (T1), 0,20 (T2) e 0,12 (T3) (p=0,0087), ácido palmítico com 24,67 (T1), 15,87 (T2) e
19,08 (T3) (p=0,0034). Enquanto, o ácido palmitoleico com proporções de 0,78 (T1), 1,34 (T2) e
3,04 (T3) (p=0,0059) e o oleico com 27,72 (T1), 48,93 (T2) e 55,29 (T3), considerado o mais
importante para a produção do biodiesel, tiveram maior incremento durante o desenvolvimento
dos frutos. O teor de óleo e a maioria dos ácidos graxos foram afetados pela maturação,
indicando que nos últimos quatro meses de desenvolvimento da polpa há acentuado metabolismo
de óleo, características que devem ser consideradas em programas de melhoramento da espécie,
principalmente no caso do ácido oleico, quando se visa ao biodiesel, e também, por contribuírem
para a definição do tempo de colheita do cacho.
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Póster: P_BB_58
Simposio:
Título:
Triagem de fungos produtores de lipases originários da amazônia e do manguezal do estado de
são paulo
Autores:
DE ABREU SILVEIRA ERICK, DE ABREU SILVEIRA LUCAS, RODRIGUES LUANA, T. LACAVA PAULO, W.
TARDIOLI PAULO, SANCHEZ FARINAS CRISTIANE
Local de trabalho:
UFSCar - Embrapa
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
lipase; triagem de fungos filamentosos; fermentação em estado-sólido; Aspergillus sp
Comunicação:
Uma das principais enzimas industriais amplamente utilizadas, a lipase (triacilglicerol hidrolase,
EC 3.1.1.3), pertence a uma classe de hidrolases que catalisam a hidrólise de triglicerídeos em
glicerol e ácidos graxos livres. Neste estudo, foi realizada uma triagem de linhagens de fungos
filamentosos da região amazônica e do manguezal do estado de São Paulo, Brasil, a fim de
encontrar potenciais fungos lipolíticos. Foram utilizados meios diferenciais (contendo tributirina
ou azeite de oliva e rodamina B), os quais evidenciam o perfil de secreção das enzimas lipases e
esterases pelos diferentes fungos: a presença de halo de hidrólise para substrato de cadeia curta
(tributirina, C4) indica uma predominância na produção de esterases, enquanto que a presença
de halo de hidrólise para substrato de cadeia longa (óleo de oliva, C18) indica que produzem
predominantemente lipases. Posteriormente, seguiu-se com confirmação dos resultados através
de cultivo em fermentação em estado sólido (FES) contendo farelo de trigo e óleo de oliva como
indutor. As 3 melhores linhagens produtoras de lipase apresentaram um pico de produção após
72h de cultivo em FES: Aspergillus niger C (42,67 U/mL), Aspergillus niger 11T53A14 (25,87 U/mL)
e Aspergillus awamori (23,67 U/mL). Constatou-se que os testes de plaqueamentos representam
um guia para triagem de fungos lipolíticos, porém não são ensaios conclusivos devendo-se realizar
um processo fermentativo para comprovação dos resultados. Por fim, foram evidenciados neste
estudo algumas promissoras linhagens de fungos filamentosos produtores de lipases que podem
ser utilizados em bioprocessos que reutilizem resíduos agroindustriais, agregando valor a eles,
reciclando a matéria orgânica e gerando bioprodutos de grande interesse biotecnológico,
industrial e econômico.
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Póster: P_BB_59
Simposio:
Título:
Use of olive pomace treated by ultrasounds as substrate for cellulases and xylanases production.
Autores:
Leite Paulina, Salgado José Manuel, Abrunhosa Luís, Domínguez José Manuel, Venâncio Armando,
Belo Isabel
Centro de Trabajo:
1 Centre of Biological Engineering, University of Minho, Campus de Gualtar, 4710–057 Braga,
Portugal. (2) Department of Chemical Engineering, Sciences Faculty, University of Vigo (Campus
Ourense), As Lagoas s/n, 32004 Ourense, Spain
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ultrasounds; two-phase olive mill waste; cellulases; xylanases
Comunicación:
The reutilization of biological wastes is of great interest since, due to legislation and
environmental reasons. Moreover, the use of these wastes considerably reduces the production
costs. Olive oil production is the most common food processing activities in the countries of
southern Europe. Environmental pollution posed by olive mill wastes (OMW) is a growing problem
especially in the Mediterranean region. Research into finding new uses for wastes from olive oil
will allow obtaining not only economic benefits, but also to the environment in areas where
industries are located.
The two-phase system is a recent process that allows the production of olive oil with economic
and environmental benefits and produces a semi-solid waste, termed two-phase olive mill waste
or olive pomace. Generally, the residual oil from this waste is recovered and the solid is dried to
use in combustion processes. In this work, we searched other alternatives as its use as solid
substrate in solid-state fermentation for cellulase and xylanase production
To improve the production of enzymes, the treatment of olive pomace by ultrasounds was
evaluated. In a previously work, it was optimized the sonication time and liquid solid ratio. After
treatment, solid fraction was separated from the liquid fraction and used as solid substrate in SSF
by Aspergillus niger. The xylanase production was improved by treatment, however the cellulase
production decreased. In the present study, it was evaluated the use of liquid fraction from
ultrasounds treatment to adjust the moisture of solid fraction. In this way, all fractions from
ultrasounds treatment were used.
The addition of liquid fraction to solid pretreated showed a positive effect in xylanase and
cellulase production by SSF. This liquid is rich in free sugars that can induce the enzymes
production. This study clearly improved the production of cellulases and xylanases under SSF of
olive pomace. The xylanase production was increased from 28 (initial SSF) to 100 U/ g and the
cellulase production 38 U/g (initial SSF) to 46 U/g. This friendly environment treatment was a
suitable process to enhance the valorisation of olive mill wastes by improving the enzyme
production.
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Póster: P_BB_60
Simposio:
Título:
Uso de rejeito magnético de mineração como catalisador heterogêneo na produção de biodiesel
Autores:
ROCHA, G. BÁRBARA, MACEDO, L. ALICE, FREITAS, R. BÁRBARA, CAIRES, A. PRISCYLLA, OLIVEIRA,
L. WANESSA, FABRIS,D. JOSÉ
Local de trabalho:
UFVJM - UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
biodiesel; transesterification; heterogeneous catalysis; Magnetite; reject; Phosphate Mining.
Comunicação:
Biodiesel has been highlighted as a renewable fuel with great potential for petroleum diesel
substitution. The commercial production of biodiesel is more commonly performed by
transesterification reaction of esters present in vegetable or animal oil using basic catalysts in
homogeneous catalysis conditions. However, this production process has some disadvantages,
such as soap formation, and significant generation of waste. An alternative to simplify the steps
of biodiesel purification, minimize costs and effluent is the use of solid catalysts and are easily
removed from the production process, can be regenerated and reused. The waste generated in
mining are a major environmental and economic problem. The reuse of these is the object of
research by the world mining. Therefore, this work presents a study on the production of
biodiesel through transesterification of soybean oil with methanol, using the magnetic reject the
Vale Fertilizantes S.A. as solid catalyst. The catalyst was obtained by mixing magnetite from the
mining and calcium oxide, and was calcined at 1000 ° C for 4 hours in a muffle furnace. It was
characterized by X-ray diffraction and Mossbauer. The reaction was conducted in a batch reactor
at 65 ° C, with a weight ratio methanol / Oil 5: 1. The kinetic profile obtained shows sigmoidal in
shape, resulting in yield of 82.46% in 5 hrs reaction medium. This result demonstrates the
possibility of using magnetic waste in biodiesel production. Optimization of process variables and
reuse studies of this catalyst are under study for their commercial use is feasible.
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Póster: P_BB_61
Simposio:
Título:
Valorization of Toxic Cyanobacteria Biomass - disruption efficiency assessment and consequent
bioproduct availability using different disruption techniques
Autores:
Geada Pedro, Escobar Laura, Teixeira José A., Vasconcelos Vitor, Vicente António A., Fernandes
Bruno
Centro de Trabajo:
CEB - Centre of Biological Engineering, University of Minho, Braga, Portugal
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
M. aeruginosa; Extraction; Microcystin-LR; Cell disruption; Microwave; Bead mill; Freeze-thaw
cycles
Comunicación:
The worldwide occurrence of hepatotoxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa and
accumulation of its toxin microcystin-LR, have been responsible for several human deaths and
animal intoxication incidents. In recognition to its toxicity, the World Health Organization and
several national governments established guideline values for this toxin in water, which gave rise
to an increasing demand for microcystin′s analytical standards. These standards might be useful
either as laboratory standards to apply in human and environmental risk assessment or as tools
for molecular and cell biology studies. However, their availability is still limited due to
constraints found in production and purification processes, which inflate the final price to values
as high as 28000 €/mg. As an example of the increasing interest observed over the last years,
U.S. Environmental Protection Agency has recently announced that cyanotoxins became part of
its list of substances to be studied as a precursor to regulatory action between 2018 and 2020.
Consequently, the optimization of this cyanobacterium cultivation and toxin purification
techniques is needed to decrease the production cost of such high added-value product. In
biotechnological industrial scale processes, the costs associated with downstream processing
often represent more than 60 % of the overall expenses.
The aim of this work is therefore to provide an insight regarding the development of a costeffective process for obtaining high-quality and affordable microcystin-LR by evaluating the
efficiency of three different methodologies (microwave, freeze-thaw cycles and bead mill) on the
disruption of M. aeruginosa and consequent availability of bioproducts. For that purpose, several
parameters including time, power, and temperature were tested. The best conditions determined
for each extraction method were the following: i) 1.5 minutes at 800 W (microwave), ii) three 12hour cycles at -20 ºC (freeze-thaw cycles), and iii) 7 minutes using 20 % (v/v) of glass beads (bead
mill). According to cell counting and intracellular organic matter release determining techniques,
freeze-thaw cycles have shown to be the best disruption method presenting an overall efficiency
around 97 %.
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Póster: P_BB_62
Simposio:
Título:
Volatile fatty acids production from cheese whey fermentation in a sequencing batch reactor:
solid retention time and pH effect
Autores:
Calero Mendoza R., Romasanta M., Lagoa B., Veiga M.C., Kennes C.
Centro de Trabajo:
Laboratory of Chemical Engineering, Faculty of Sciences and Centre for Advanced Scientific
Research (CICA),
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Acidogenic fermentation; VFA; cheese whey
Comunicación:
Cheese whey (CW) is a by-product from the manufacture of cheese and casein from bovine milk.
CW mainly contains lactose, suitable for its fermentation into Volatile Fatty Acids (VFAs). Due of
its high organic content the use of CW is widely explored in the production of biodegradable
polymers.
The aim of this study was to explore the effect of the Solid Retention Time (SRT) (10, 6 and 4)
and pH (6, 5.5 and 5) on VFA production using an anaerobic sequencing batch reactor (SBR).
Other parameters were maintained constant: Hydraulic Retention Time of 2 days; Temperature of
30° C and Organic Loading Rate between 4 and 5 g COD/l.d.
The results obtained in these assays showed that:
At a SRT of 10 days and pH 6, an acidification of 68% was observed with acetate as main product,
representing 49 % of total VFAs obtained. The other VFAs were propionate and butyrate, reaching
24 % and 21 %, respectively. Meanwhile at SRT of 6 days and pH 6 a similar acidification was
obtained (66 %), but with propionic acid present in higher concentration.
The acidification percentage was similar for the three pHs tested (6, 5.5 and 5). The
concentrations of acetic and propionic acids were higher in the assays carried out at higher pH.
It can be concluded that the two parameters studied (SRT and pH) affect the VFA production and
the VFA profile obtained in the CW fermentation.
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Póster: P_BB_63
Simposio:
Título:
Propagación in vitro de Adesmia balsamica en chile: fuente de metabolitos secundarios
antibacterianos frente a Pseudomonas syringae pv. actinidae.
Autores:
Katy Díaz1, 2, Dannia Gimenez1, Luis Espinoza2, Cesar González2, Alejandro Madrid2,3 y
Rolando Chamy1
Centro de Trabajo:
1Escuela de Ingeniería Bioquímica, Facultad de Ingeniería, Pontificia Universidad Católica de
Valparaíso, Chile. 2Departamento de Química; Universidad Técnica Federico Santa María,
Valparaíso, Chile. 3Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas,
Universidad de Playa Ancha, Valparaíso, Chile
Email:
Palabras Clave:
Bacteriosis del kiwi, actividad antibacteriana, flavonoides
Comunicación:
Los bosques nativos de Chile cubren una superficie de 14,18 millones de hectáreas, y de esta
superficie cerca de un 0,8 % se encuentra en la Región de Valparaíso1. Estos bosques albergan
una amplia variedad de Productos Forestales no Madereros (PFNM), que han sido utilizados
históricamente por las poblaciones indígenas y campesinas, destacando productos con potencial
comercial. Sin embargo, la flora de Chile Central está siendo sometida a una creciente amenaza;
varias especies raras y endémicas están actualmente “En Peligro de Extinción”, sin considerar el
valor que existe en la fitoquímica de estas plantas nativas no estudiadas. Por ello, el objetivo de
este estudio es establecer un método de propagación in vitro que permita mantener la integridad
genética de la especie endémica rara Adesmia balsamica de la zona central de Chile y explorar su
propiedad fitoquímica antibacteriana contra Pseudomonas syringae pv. actinidae (Psa). Se logró
obtener plantas micropropagadas desde semillas cultivadas de A. balsamica in vitro. Se determinó
la fitoquímica presente en el exudado resinoso del follaje de plantas colectadas de la región de
Valparaíso, Chile, mediante técnicas cromatográficas y espectroscópicas de resonancia magnética
nuclear (RMN) y espectrometría de masa (CG-EM), resultando identificados los metabolitos
mayoritarios pertenecientes a la familia de los flavonoides, responsables de la actividad
antibacteriana frente a Psa la cual fue evaluada mediante el método de microdilución seriada4.
La mayor actividad antibacteriana la presentan los compuestos 2’,4’-dihidroxichalcona y 7hidroxiflavanona con un 100 % de inhibición en la proliferación de la cepa de Psa a 100 mg/L,
siendo los otros compuestos parcialmente inhibidores. La eficacia del exudado resinoso convierte
a esta planta en una fuente de moléculas activas para el control de Psa que podría ser utilizada
en el desarrollo de productos con aplicación industrial. Además, este es el primer reporte que
indica la posibilidad de masificar el cultivo in vitro de A. balsamica como fuente de metabolitos
bioactivos.
Referencias:
1.- CONAF Julio 2011: Catastro de los recursos vegetacionales nativos de Chile.
2.- De la Fuente, R., Sonawane, N.D., Arumainayagam, D., Verkman, A.S. Br. J. Pharmacol 2006, 149: 551–
559.
Agradecimientos: Proyecto Innova Chile CORFO Código 14 IDL2-29844
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Poster: P_BB_64
Simposio:
Título:
An integrated and intensified approach for enhanced bioethanol production and validation with
different lignocellulosic materials
Autores:
Costa Carlos, Romaní Aloia, Johansson Bjorn, Teixeira José A, Domingues Lucília
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Second generation bio-ethanol; Xylose fermentation; Lignocellulosic materials; Intensification
process
Comunicación:
With the increase of fossil fuels prices and environmental concerns derived of its use, the search
of new energy sources has become a central subject. Lignocellulosic biomass is a renewable and
abundant source of organic material in amount enough to satisfy the growing energetic needs and
suitable for the bioconversion into biofuels. The appropriate use of lignocellulosic biomass to
produce biofuels must integrate several requirements: selection of the appropriate raw
materials, effective biomass pre-treatment to improve the enzymatic saccharification of
cellulose into glucose and efficient conversion of hexoses and pentoses from the pre-treatment
into biofuels. In this context, great progress has been accomplished in terms of lignocellulosic
bioethanol production, but an integrated approach of all stages involved in the process is still a
goal to be achieved. The main highlighted challenges are: reduction of processing costs, recovery
and valorisation of all biomass fractions, and development of robust microorganisms able to
successfully convert all the available sugars into the desired biofuels under harsh and intensified
conditions. (Menon and Rao, 2012) Recent works showed the importance of suitable strain
selection from industrial environments (Pereira et al., 2014) for efficient lignocellulose
fermentation and for its engineered modification in order to metabolize xylose (Romaní et al.,
2015). In this context, the aim of this work was the development of efficient ethanol process
from several lignocellulosic materials, derived from agricultural products (corn cob and wheat
straw) and hardwood materials (eucalyptus and paulownia wood), alongside different nutritional
sources using a new robust constructed yeast strain for xylose and glucose co-consumption
isolated from industrial environment able to withstand harsh environments.
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Format:
Poster: P_BB_65
Symposium:
Title:
Aplicación de mediadores redox solubles e inmovilizados para mejorar la producción de hidrógeno
por Clostridium beijerinckii
Authors:
Alvarez Luis, Martinez Cecilia, Finneran Kevin
Facultad de Ciencias Quimicas, Universidad Autonoma de Nuevo Leon
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Redox mediators; Hidrogen; Bioenergy
Abstract:
El hidrógeno es una de las opciones principales que se investiga debido a su potencial energético,
su baja de tasa de contaminación y sus posibles fuentes de obtención. En este trabajo se evalúa
el efecto de mediadores redox (MR) como riboflavina (RF) y antraquinona-2,6-disulfonato (AQDS)
en su forma reducida durante la producción de hidrógeno por Clostridium beijerinckii. Los
resultados indican que la adición de MR reducidos (500 µM), en forma soluble, incrementa la
producción de hidrógeno hasta 10 y 4.6 veces con RF y AQDS, respectivamente, respecto a los
controles sin MR. La adición de MR oxidados (controles) en las incubaciones no contribuye en la
producción de hidrógeno; así como los controles sin MR. Las isotermas de adsorción indican que
se alcanzó una capacidad máxima de adsorción de hasta 250 mg AQDS/mg de CA de 0.5 mm. Una
vez inmovilizados, los MR reducidos y en fase solida serán probados en cinéticas microbianas para
evaluar su efecto en la producción de hidrógeno, lo cual no ha sido reportado previamente.
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Poster: P_BB_66
Simposio:
Título:
Design and analysis of an olive tree pruning based biorefinery
Autores:
Cara C, Hernández V, Romero-García J.M., Martínez J.C., Castro E, Cardona C.A.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorefinery; olive tree pruning; bioethanol
Comunicación:
Olive tree pruning is a lignocellulosic residue concentrated in olive oil production centers. More
than 8 million ha of olive trees are cultivated worldwide, especially in the Mediterranean
countries. It has been estimated that an average of 3 tons of pruning biomass is obtained every
year from one olive tree hectare, making these residues a huge, cheap, and unexploited source
of energy and chemicals. For instance, olive wood residues have a high potential as feedstock for
producing biofuel, heat and power. Besides, among the active radical scavengers present in the
wood extracts, the hydroxytyrosol, tyrosol, cycloolivil, 7-deoxyloganic acid, oleuropein and
ligustroside are the most representative.
In this work, simulation results of the production of biofertilizers, gibberellic acid and electricity
from OTP as stand-alone products are presented. Results from the characterization procedures
have been used to feed the simulations to obtain the mass and energy balances that were
subsequently used to perform the economic and environmental analysis of the above mentioned
processes. Moreover, comparisons from the techno-economic and environmental points of view of
the stand-alone processes were performed. Besides, and based on the experimental results of the
physicochemical characterization, two biorefinery schemes were techno-economic and
environmental evaluated.
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Poster: P_BB_67
Simposio:
Título:
Estimation of States in the Production of Biofuel in Bioreactors: a brief mathematical description
in the synthesis of algorithms
Autores:
PEÑA-CABALLERO VICENTE, AGUILAR-LÓPEZ RICARDO, LÓPEZ-PÉREZ PABLO A., CASTILLOBALTAZAR OMAR S., RODRÍGUEZ-NÚÑEZ J.RUBÉN
Centro de Trabajo:
UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
observadores no lineales
Comunicación:
The mathematical abstraction of processes in bioreactors to produce bio-fuels is presented as
non-linear systems. The phenomenological models for these bioprocesses are related to many
variables and parameters. Given the nonlinear nature of the process required to design systems
to monitor and control processes. However, it is not always possible to have all the instruments
to monitor variables in the process, because the sensor is not available or is very expensive. To
overcome this problem, the mathematical design systems (soft sensors, software sensors or
observer) to estimate non-measurable variables from the measured variables are critical to
process control. The purpose of this paper is to present the mathematical synthesis of a type of
observer’s states in bioprocesses as bio-fuels. The observer proposed contains a proportional-type
contribution and a sliding term for the measurement of error, which provides robustness against
noisy model uncertainties. Convergence analysis of the estimation methodology is proposed is
performed, analyzing the equation of the dynamic of the estimation error; it is shown that the
observer exhibits asymptotic convergence.
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Poster: P_BB_68
Simposio:
Título:
Jatropha curcas (tempate): una opción como biocombustible en Costa Rica
Autores:
Arnáez Serrano Elizabeth, Moreira González Ileana, Hernández López Jesús, Acuña Chinchilla
Alonso
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Jatropha curcas; piñon manso; tempate; bioenergía; domesticación
Comunicación:
Los biocombustibles como fuente de energía poseen grandes beneficios al compararla con los
combustibles fósiles tradicionales, pues pueden generar energía carbono-neutro. A nivel mundial,
los cultivos para biocombustibles consideran un amplio espectro de especies, pero presentan sus
diferencias en cuanto a productividad, calidad del aceite, adaptación al cambio climático y la
oferta de otros servicios ecosistémicos, por ejemplo la capacidad para el aumento y
mantenimiento del secuestro de carbono (C) fijado en la biomasa y en el suelo. Proyecciones para
Costa Rica anticipan que ante un escenario creciente de demanda energética, las fuentes
tradicionales de energías limpias del país no podrán crecer más a partir del 2032.
Esta especie ha despertado interés en muchos países, en donde se están tratando de establecer
siembras comerciales, por lo cual, en algunos de ellos específicamente en Latinoamérica se está
investigando para lograr su domesticación aprovechando que México es el centro de distribución
genética. En Costa Rica es una planta nativa, presente en ambas vertientes y conocida por
nuestros agricultores como tempate.
Dentro de los principales resultados obtenidos en las investigaciones realizadas en el país, está,
1. Ensayos de establecimiento de la especie en diferentes zonas geográficas y bioclimáticas del
país. 2. El establecimiento y caracterización genética de un banco de germoplasma con 52
accesiones de Jatropha de diferentes partes del mundo y de otras recolectadas en el país, el cual
se encuentra localizado en la estación Fabio Baudrith. 3. Estudios de citotoxicidad de extracto de
hojas de esta especie para posibles usos farmacológicos de los subproductos. En esto se está
iniciando un proyecto de mejoramiento genético que permitirá ofrecer plantas con mejores
características a los pequeños y medianos productores agrícolas de Costa Rica.
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Poster: P_BB_70
Simposio:
Título:
Extracción y cuantificación de saponinas de Sicyos deppei G. (AMOLE), para la elaboración de
jabón ecológico
Autores:
Parraguirre C, Portilla A, Romero O, Damián M, Rivera A
Centro de Trabajo:
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Sicyos deppei; amole; jabón ecológico; biodegradabilidad
Comunicación:
En la familia Cucurbitaceae el género Sicyos es uno de los grupos vegetales que se consideran
como plantas sustituyentes del jabón, además de que parte de ellas son endémicas de México, en
especial Sicyos deppei (amole)es muy utilizada para lavar la ropa, principalmente de lana, en las
comunidades rurales del municipio de Tetela de Ocampo, Puebla. En la presente investigación se
cuantificó el contenido de saponinas en la raíz de Sicyos deppei, mediante la extracción de las
mismas por el método Soxhlet, evaluando las propiedades del crudo de saponinas para someterlo
a ciertos ensayos como: la prueba de espuma, prueba de hemolisis y elaboración de jabón
ecológico a partir de los extractos naturales. La prueba de espuma mostró altura promedio de 12
mm, el cultivo de Agar sangre presentó un halo de 5 mm de color amarillo por la actividad
hemolítica de las saponinas. En la extracción de saponinas se obtuvo un promedio de 5.35 mg/mL
utilizando metanol al 95%. El jabón ecológico demostró ser un detergente eficaz por su efecto
limpiador, la raíz de amole presentó valores que muestran un alto contenido de saponinas. Los
resultados muestran que las saponinas presentes en la raíz de amole son apropiadas para la
elaboración de jabones, siendo una alternativa de uso ecológico para las comunidades rurales,
debido a su biodegradabilidad y no contaminación ambiental.
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SIMPOSIO 2: BIOMEDICINA, MEDICINA REGENERATIVA Y
BIOMATERIALES
Simposio:
BIOMEDICINA, MEDICINA REGENERATIVA Y BIOMATERIALES
Título:
Engineering of specific bacteriophages for early diagnosis of Alzheimer′s disease
Autores:
Martins Ivone M., Silva Ana, Kessels Helmut W., Kluskens Leon D.
Centro de Trabajo:
Centre of Biological Engineering, University of Minho
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Alzheimer´s disease; bacteriophage; early diagnosis; genetic manipulation
Comunicación:
Alzheimer’s disease (AD) is the most common neurodegenerative disease affecting a large
proportion of the human population worldwide with great impact on social and economic level.
At molecular level, AD is characterized by an increased deposition of plaques, which consist of
amyloid-beta however, it is not the amyloid-beta in plaques, but amyloid-beta in soluble
oligomeric form that impairs synaptic function and memory encoding.
The limitations imposed by the blood-brain barrier (BBB) have hindered the development of new
diagnostic/therapeutic techniques. Also, AD-treatments that target plaques have proven to be
ineffective, therefore it is important to find diagnostic and therapeutic tools that selectively
target amyloid-beta in oligomeric form.
Peptie ligands that selectively recognize AB-oligomers are available, however they are not able to
cross the BBB. To overcome this limitation, the development and application of viruses has
become a very interesting tool. Bacteriophages (or phages – virus that only infect bacterial cells)
can bypass the BBB and can be genetically and chemically manipulated in order to recognize and
target specific biomarkers commonly used for AD diagnostic.
The present work describes the development of a bacteriophage-based system that can be
capable of diagnose AD at an early stage by shuttling amyloid-beta specific ligands across the
BBB. Phages were genetically engineered with two peptide sequences described to selectively
recognize amyloid-beta oligomers in order to target and visualize amyloid-beta aggregates in the
brain.
Future work will be devoted to test this system in AD-mouse models for diagnosis purposes at an
early stage of the disease. If successful, this approach will provide the neuroscience community
with a promising tool for AD early diagnose.
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Simposio:
Título:
Molecular diagnostics in paper-based devices using Carbohydrate Binding Modules fusions for
antibody anchoring and gold nanoparticles for colorimetric reporting
Autores:
Prazeres Duarte Miguel F., Rosa Ana M. M., Trabuco João R.C., Nazaré Maria Rosário Q., Prazeres
Duarte
Centro de Trabajo:
iBB - Institute for Bioengineering and Biosciences, Department of Bioengineering, Instituto
Superior Técnico, Universidade de Lisboa,
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
molecular diagnostics; paper-based analytical devices; carbohydrate binding molecules; gold
nanoparticles
Comunicación:
There is a global demand for affordable, sensitive, selective and rapid analytical platforms usable
in low-tech contexts to perform health diagnostics. Paper-based analytical devices (PADs) have
emerged as one of such platforms, with the additional advantages of being biodegradable, easyto-use and portable. Paper can be modified and adapted to perform biological assays by adding
appropriate biorecognition agents (e.g. antibodies, oligonucleotides) to the test areas. One of the
keys for the success of PADs is the ability to master the immobilization of biomolecules, while
adequately preserving functionality and stability. We have developed an immobilization platform
that uses specialized proteins named Carbohydrate Binding Modules (CBMs) that have a natural
affinity to cellulose, to anchor biomolecules on paper as an alternative to methods like physical
adsorption. The strategy relies on the fusion of biosensing molecules (e.g. affinity handles) with
CBMs and on their subsequent immobilization on paper via affinity interactions. In this
communication, applications are presented that rely on CBM-ZZ fusions that combine the
cellulose-binding properties of CBMs with the antibody-binding properties of a double Z-domain
from the staphylococcal protein A. As a proof-of-concept, strategies for the detection of DNA
from Trypanosoma brucei, the causative agent of sleeping sickness, and of RNA from dengue virus
(DV) were developed. In order to confine fluids to specific regions of paper, a wax printing
methodology was used to print hydrophobic barriers that delineate circular (4 mm) reaction areas
on paper. We then combined the CBM-ZZ–based anchoring of antibodies with DNA probes specific
for T. brucei and DV conjugated with gold nanoparticles. The methodology involved i) the preconjugation of CBM-ZZ with an anti-biotin antibody, ii) the deposition of the CBM-ZZ:antibiotin
antibody conjugate on paper, iii) the pre-hybridization of biotin labeled target with AuNP labeled
probes off-paper and application on the bioactive paper and iv) the visual detection of colored
signals. Our results show that colorimetric readouts in the form of red spots are generated only
when strands complementary to the probe were tested. This methodology reduces the
dependency on expensive instrumentation to visualize the color signal readout and allows the
implementation of a multiplex molecular format.
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Simposio:
Título:
The next vaccine generation against malaria: structurally modulated Plasmodium antigens
Autores:
Lozano Moreno JM,
Centro de Trabajo:
Mimetismo molecular de agentes patogenos, Departamento de Farmacia,Universidad Nacional de
Colombia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Malaria; synthetic vaccine; non-natural elements; immuno-mimetic; functional antibody
Comunicación:
Challenges for obtaining more effective malaria vaccines depend on precise selection of antigenic
motifs and understanding the complexity of Plasmodium spp life-cycle. Naturally expressed
antigens are characterized for being weak immunogenic when tested as vaccine components,
thus these have to be strategically modified to render them immunogenic. A molecular clue in
this pursuit is provided by the chemical peptide-bond processing by peptidases, which follows a
multistep pathway including ephemeral high energy molecular complexes known as transitionstates. Thus, we have proposed non-natural peptide-bond isosteres as transition-states mimetics
and therefore stabilizing these high-energy states with site-directed designed immuno-mimetics
have proven to be a strategy for stimulating antibodies exhibiting neutralizing and other
functional properties. Hence, isostere-bond surrogates, represent a rational choice for obtaining
site-directed designed immuno-mimetics from selected malarial targets. Peptido-mimetic
chemistry and malarial functional tests, allowed us to explore a variety of peptide-bond chemical
modifications to produce structurally-modulated immunological probes. Plasmodium antigens
expressed on merozoite, sporozoite and gametocyte stages have been selected as targets and
subsequently modified based on the presence of either a high-binding motif or a potential HLAreading frame. This new family of immuno-mimetics are efficient neutralizing antibody inducers
when tested in in vitro and in vivo experiments, thus representing a new generation of malaria
vaccine components.
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Comunicación Oral: OC_BMED_01
Simposio:
Título:
Biomateriales en entrenamiento quirúrgico.
Autores:
Sotres-Vega Avelina, Figueroa-Cavero Francisco, Maillard-Olvera Jimena, Villalba-Caloca Jaime
Centro de Trabajo:
Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Arterias; Tráquea; Esófago; Estómago; Preservación; Biomateriales; Docencia.
Comunicación:
Diferentes problemas ético-legales han limitado el desarrollo de habilidades quirúrgicas en
estudiantes de medicina por lo que hemos implementado modelos de enseñanza-aprendizaje
utilizando biomateriales. Objetivo: Presentar la utilidad de un banco de tejidos preservados como
biomateriales en el entrenamiento quirúrgico. Material y Métodos: Procuramos arterias
(pulmonares, toracoabdominales, carótidas y femorales), tráqueas y esófagos de modelos
(porcino, canino, leporino y murino) así como estómagos de rata de animales utilizados
previamente en diferentes proyectos de investigación realizados bajo los lineamientos de la
Norma Oficial Mexicana NOM-062-ZOO-1999 para el cuidado y uso de animales de laboratorio. Las
arterias, las tráqueas y los esófagos, se lavaron con solución salina fisiológica + heparina (5000UI)
+ penicilina (10,000 U)+estreptomicina (10mg)+anfotericina (25μg) y se montaron sobre tubos de
polipropileno para su criopreservación o liofilización. Los estómagos fueron lavados con la misma
solución a través de un catéter intravenoso 20-g colocado en el esófago. Se anudó el antro
pilórico, la cavidad gástrica se rellenó con una solución de 20 μg de ácido hialurónico en 4ml de
agua y se anudó el esófago para su criopreservación. La criopreservación de los tejidos se realizó
a -30°C (disminución gradual de -1ºC/min) y la liofilización, a -55ºC con 10 mBar. Al momento de
realizar la práctica quirúrgica, las piezas criopreservadas se decongelan a temperatura ambiente
y las liofilizadas se rehidratan durante 30 minutos en solución salina. Sobre un soporte de unisel
cubierto con un campo quirúrgico, los alumnos fijan las piezas con alfileres para practicar cortes
y anastamosis. Resultados: 53 alumnos realizaron prácticas de entrenamiento, todos prefirieron
el uso de los biomateriales (vs tubos rígidos de plástico) y opinaron que los tejidos mantienen su
integridad estructural, son de fácil manejo, permiten el paso de la aguja sin rasgarse y 9 (16.98%)
opinaron que son friables. Conclusiones: Los modelos de enseñanza-aprendizaje con
biomateriales para entrenamiento quirúrgico son útiles, reproducibles, portables, de bajo costo y
alta fidelidad.
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Simposio:
Título:
Diferenciación Osteogénca de células madre mesenquimales en matrices porosas de quitosano y
almidón metilado de yuca
Autores:
Bianchi MV, Moret J, Perez EE, Colina M, Alvarez-Barreto JF
Centro de Trabajo:
Instituto de Estudios Avanzados (Idea)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
INGENIERIA DE TEJIDOS; MEDICINA REGENERATIVA; CELULAS MADRE; BIOMATERIALES; ANDAMIOS;
QUITOSANO; ALMIDON DE YUCA; DIFERENCIACION OSTEOGENICA
Comunicación:
Algunos de los biomateriales ampliamente utilizados en propuestas para la regeneración ósea son
el quitosano, un polímero biodegradable proveniente del exoesqueleto de crustáceos, y los
almidones; estos últimos en combinación con otros polímeros. Ambos se han utilizado en la
fabricación de soportes celulares. Los almidones pueden ser modificados químicamente para
conferir propiedades específicas, adaptadas a la aplicación planteada. Los almidones metilados,
los cuales forman estructuras rígidas cuando se secan, son candidatos interesantes para crear
materiales compuestos almidón-quitosano con propiedades mecánicas, potencialmente superiores
a las de quitosano solo.
El objetivo de este estudio fue evaluar el crecimiento y la diferenciación osteogénica de células
madre mesenquimales (MSC) de médula ósea de ratas, cultivadas durante 21 días en medio
osteogénico, sobre andamios biodegradables elaborados con almidón de yuca metilado y
quitosano. Los andamios fueron obtenidos por mezcla de almidón y quitosano a diversas
proporciones (75:25, 65:35 y 50:50 respectivamente) junto con glutaraldehido como agente
entrecruzante.
Se determinó la citocompatibilidad de los soportes a través de un ensayo de MTT, encontrándose
un aumento en la viabilidad celular sobre los andamios, que era mayor a medida que se
aumentaba la proporción de almidón. Los andamios fueron capaces de soportar la proliferación
de las MSC en medio DMEM y osteogénico. La diferenciación osteogénica temprana de las
MSC fue demostrada a través de la medición de la actividad actividad (ALP), y la aparición de
picos de actividad en medio osteogénico, con valores significativamente mayores a los obtenidos
en medio DMEM.
En general, este trabajo demuestra que los andamios de almidón metilado de yuca y quitosano
permitieron la proliferación celular y diferenciación osteogénica de las MSC in vitro, por lo tanto
se propone futuras investigaciones sobre ensayos in vitro e in vivo para un estudio más
contundente de la etapa de mineralización, y el subsecuente desarrollo de terapias de ingeniería
de tejidos óseos.
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Simposio:
Título:
A novel photocrosslinkable and cytocompatible chitosan coating for Ti6Al4V surfaces
Autores:
Alvarez-Barreto JF, Zujur D, Gil L, Moret J, Dominguez E, Lira J, Cruz L
Centro de Trabajo:
Universidad Estatal de Milagro
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bioactive coating; Chitosan; Hydrogel; Photocrosslinking; Ti6Al4V
Comunicación:
Background: In this work, chitosan (CH) was used to produce a novel coating for Ti6Al4V, the
most widely used alloy in orthopedic implants, to improve the biological tissue response at the
metallic surface.
Methods: The Ti6Al4V surface was sandblasted with alumina particles. CH was chemically
modified, via carbodiimide chemistry, using lactobionic and 4-azidebenzoic acid to make it
soluble at physiological pH and photocrosslinkable, respectively. The reaction was verified by
FTIR, NMR and UV/vis spectroscopy. Ti6Al4V surfaces were coated with solutions of the modified
CH and exposed to UV light, causing polymer crosslinking and formation of a hydrogel on the
surface. The crosslinking reaction was monitored by FTIR at different exposure times. Coating
morphology was observed by SEM. The coating′s cytocompatibility was determined in vitro
through the culture of rat bone marrow mesenchymal stem cells, using an MTT assay, with their
morphology assessed by SEM.
Results: The developed coating behaved as a hydrogel on the Ti6Al4V and was stable on the
surface. FTIR and NMR confirmed the crosslinking mechanism, based on an arile ring expansion,
and subsequent reaction with the CH amine groups. Furthermore, the coating was able to support
cell proliferation and osteogenic differentiation.
Conclusions: UV crosslinking of CH is easy to apply and has potential for future metallic implant
surface modifications. Due to its nature as a hydrogel, the coating could be used for further
studies in the encapsulation of bioactive molecules to improve osteogenic potential at the tissueimplant interface.
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Simposio:
Título:
Mechanical modulation of a human plasma-based skin scaffold via reactive multi-arm
polyethylene glycols
Autores:
Sikorski Michael, Corrales Orovio Rocío, Velasco Bayón Diego, Jorcano Noval José Luis
Centro de Trabajo:
Universidad Carlos III de Madrid (Departamento de Bioingeniería)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
autologous skin graft; human plasma; polyethylene glycol; hydrogel; skin engineering
Comunicación:
Over the past decade, an autologous human plasma-based dermoepidermal skin equivalent
designed by our group has been clinically applied to treat burns and surgical wounds; however,
poor mechanical properties including fragility during handling, high degradation rates, and
shrinking during culture and implantation persist and demand creative solutions. The described
research project aims to improve the material properties of these scaffolds through mechanical
modulation using versatile polyethylene glycols (PEGs). Amine reactive multi-arm PEG platforms
have previously been investigated as tissue adhesives, surgical sealants, and hemostatic agents,
and have demonstrated excellent strength as network gels. The incorporation of a biologically
reactive biodegradable PEG network into this clinically relevant skin scaffold should improve the
aforementioned mechanical deficiencies and demonstrate new methods of scaffold preparation,
processing, and handling.
A method was developed to modulate the material properties of autologous human plasma-based
hydrogel scaffolds by incorporating a matrix of biodegradable multi-arm PEGs. Amine reactive
succinimidyl glutarate terminated 4-arm PEG (4SG-PEG) and amine terminated 4-arm PEG (4APEG) reacted covalently with fibrinogen, plasma proteins, and each other to form a PEG-fibrin
network hydrogel. Increased total PEG content resulted in improved elasticity, gel shape
resolution, and ease of handling. After 24 hours, plasma proteins leeched from the human
plasma-based fibrin gel into solution, but the addition of the PEG network significantly reduced
protein leeching. This suggests covalent and physical interactions between the PEG network and
the plasma contents and is predicted to significantly improve cell proliferation. Preliminary
rheological tests on human plasma-based hydrogels without PEG were made. A stress sweep
identified the linear viscoelastic region of the hydrogel from which a functional stress was
selected for future frequency oscillation tests. Studies on swelling, degradation, gel time,
material strength, and cytotoxicity are planned, as well as assessment of graft uptake using an
immunodeficient mouse model. The presented polymer system has known biocompatibility,
hydrolytic degradability, and tunable mechanical properties that could widely impact biological
scaffolds.
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Simposio:
Título:
Preparación de films y geles a partir de plasma humano con aplicaciones en ingeniería de tejidos
Autores:
Marcet I., Barreda L., Rendueles M., Meana A., Diaz M.
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Quimica y Tecnologia del Medio Ambiente. Facultad de Quimica.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
ingeniería tisular; plasma humano; medicina regenerativa
Comunicación:
La ingeniería de tejidos requiere la preparación de estructuras que, directamente o previo
proceso de crecimiento celular en las mismas, puedan ser trasplantadas y que presenten
diferentes cualidades que resulten útiles y faciliten su aplicación en un entorno clínico real.
Entre las cualidades deseables de estos materiales cabe destacar propiedades adherentes para
diferentes líneas celulares, que puedan contener medicamentos o factores de crecimiento, que el
material sea compatible con el receptor, que sea fácil de preparar, y que sea transparente para
facilitar el seguimiento y contaje de las células adheridas. Con este propósito se estudia en la
actualidad la preparación de andamios (scaffolds) a partir de proteínas plasmáticas cuya
elaboración podría simplificarse atendiendo al tipo de proteína utilizado o al tratamiento al que
se somete la materia prima.
Teniendo como objetivo la preparación de nuevos materiales, y ya que la utilización de plasma
sanguíneo extraído del propio paciente permitiría la obtención de estructuras baratas y libres de
rechazo, se han preparado nuevos films y geles a partir de sangre de donantes. La preparación de
los films se realiza previa precipitación selectiva de proteína plasmática en un medio rico en
etanol mediante ajustes de pH y centrifugación, obteniéndose un film cuyo componente principal
es la albúmina sérica. Con el plasma sanguíneo sin tratar se han podido elaborar films muy
solubles en agua y con un color característico. Con el plasma tratado de la manera descrita las
láminas de proteína obtenidas son incoloras y transparentes, resistentes al medio de cultivo y con
propiedades mecánicas que facilitan su manipulación.
Por otro lado, la elaboración de los geles requiere el establecimiento de interacciones covalentes
entre las proteínas del plasma mediante la acción de una transglutaminasa. En este caso el
material obtenido es todavía lo suficientemente transparente como para poderse visualizar la
adhesión de células con microscopio de contraste de fases, habiéndose demostrado la
incorporación de fibroblastos humanos a la superficie del gel. Con carácter general, los films y
geles obtenidos mediante los procedimientos descritos presentan propiedades deseables para su
aplicación en ingeniería de tejidos, estando actualmente en fase de caracterización y
perfeccionamiento.
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Simposio:
Título:
Tratamiento de ulceras de origen venoso con plasma rico en factores de crecimiento y
membranas biocompatibles.
Autores:
Gomez Restrepo Lina Andrea, Muñoz Ramirez Ana Luisa, Rincon Jaime, Mellizo Gustavo, Resende
Pires Ana Luiza, Moraes Angela Maria, Penuela Oscar Andres
Centro de Trabajo:
Universidad Antonio Nariño. facultad de Medicina. Grupo de Ciencias Biomédicas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Plasma rico en Plaquetas; Membranas biocompatibles; ulceras cronicas
Comunicación:
Introducción: Se estima que 1 a 3% de la población mundial presenta una úlcera abierta de origen
venoso. La asociación de andamios tridimensionales, con células y proteínas de origen autólogo
ha proporcionado excelentes perspectivas en la regeneración de tejidos como la piel.
Objetivo: Evaluar la eficiencia del uso de apósitos biológicos elaborados con gel de PRP autólogo
asociado con membranas Quitosano y Alginato para el tratamiento de pacientes con heridas
crónicas de origen venoso que no respondan a tratamientos convencionales y que pueda ser usado
como parte integral de los procedimientos clínicos de regeneración tisular.
Materiales y Métodos: Se trata de un ensayo clínico controlado aleatorizado que incluye 10
pacientes con ulceras de origen venoso crónicas, 5 de ellos recibirán el tratamiento (Medidas de
prevención+ gel de PRP + Membranas de QA) y 5 pacientes recibirán el tratamiento convencional
(Medidas de prevención + óxido de zinc o vaselina).
El gel de PRP se realiza haciendo una extracción de sangre periférica (45 mL) a cada paciente y
se mezcla con100uL de gluconato de calcio al 10%. Para la preparación de las membranas de QA
se usa quitosano obtenido de camarón y alginato de media viscosidad, tensoactivo Pluronic F68,
cloruro de calcio dihidratado, hidróxido de sodio y ácido acético glacial.
Se aplica el gel de PRP y encima se pone la membrana de QA, se hace una revisión a los 8 y 15
días después de la primera aplicación.
Resultados: Los resultados preliminares provienen de tres pacientes.Tienen en media 70.6 años.
Para el paciente (CF), quien tenía una úlcera de 8.0x5.0 cm2 después de un mes y de dos
aplicaciones del tratamiento observamos una ulcera de 7.2x4.0 cm2 de diámetro. El segundo
paciente (AB) al comienzo tenía una úlcera de 6x4 cm2 luego del tratamiento su úlcera media
5.1x3.9 cm2. Estos dos pacientes indicaron disminución del dolor. Con una disminución del
tamaño de la úlcera del 8.2% en un mes. En el tercer paciente (LER) no se observó mejoría.
Esperamos que este tratamiento mejore la calidad de vida los pacientes que poseen este tipo de
úlceras y disminuya los costos del tratamiento.
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Simposio:
BIOMEDICINA, MEDICINA REGENERATIVA E BIOMATERIAIS
Título:
Efeito da laserterapia de baixa potência sobre o reparo ósseo em ratos diabéticos
Autores:
ROSE ROSE NELY PEREIRA FILHO , JOHN JOHN LENNON SILVA CUNHA, MARISMAR MARISMAR
FERNANDES DO NASCIMENTO, RAFAEL RAFAEL BARRETO VIEIRA VALOIS, SONIA SÔNIA OLIVEIRA
LIMA, MARIA MARIA AMÁLIA GONZAGA RIBEIRO, RICARDO RICARDO LUIZ CAVALCANTI DE
ALBUQUERQUE JÚNIOR
Local de trabalho:
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Laserterapia; Diabetes Mellitus; Fosfatase alcalina;
Comunicação:
O objetivo desse trabalho foi investigar o efeito da terapia laser de baixa intensidade (TLBI) no
reparo ósseo em ratos diabéticos. Para tanto, cavidades ósseas (19 mm de diâmetro) foram
realizadas no fêmur de 72 ratos, os quais foram divididos em quatro grupos: CTR (controle nãodiabético), DBT (diabéticos) CTRL (não diabéticos irradiados) e DBTL (diabéticos irradiados).A
indução do diabetes foi realizada com a administração de Aloxana. A terapia com laser de baixa
potência foi realizada a cada 48 horas por sete dias. Os animais foram sacrificados aos 7, 18 e 30
dias. Os níveis séricos de fosfatase alcalina e a reparação óssea foram analisadas. A TLBI
aumentou significativamente os níveis de fosfatase alcalina aos 7 e 18 dias (p <0,001), e
melhorou a cicatrização óssea em 7 (p <0,01), 18 (p <0,05) e 30 (p <0,01) em animais diabéticos.
Além disso, a cicatrização óssea no grupo diabético irradiado foi estatisticamente semelhante ao
grupo controle em 30 dias (p> 0,05).
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Simposio:
Título:
Efeitos de diferentes protocolos de terapia a laser de baixa potência sobre a deposição de
colágeno cicatricial em modelo roedor
Autores:
Mendonça de Araújo Alves Maria Cecília, Vieira Valois Rafael Barreto, Moda de Almeida
Bernadeth, Cunha John Lennon, Vieira Souza Erick, Cardoso Cordeiro Juliana, Albuquerque Júnior
Ricardo Luiz Cavalcanti de
Local de trabalho:
Instituto de Tecnologia e Pesquisa/ Universidade Tiradentes
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Laserterapia; cicatrização; colágeno.
Comunicação:
Estudos têm demonstrado que a terapia a laser de baixa potência (TLBP) é capaz de modular a
deposição de fibras colágenas em ensaios in vivo e in vitro. Contudo, existe grande diversidade
nos protocolos de TLBP descritos na literatura. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar
o efeito de três protocolos de TLBP na colagenização de feridas abertas em ratos. Foram
realizadas feridas de 1cm² no dorso de 60 ratos Wistar, que foram distribuídos em quatro grupos
(n=15): CTR (animais não irradiados), LT1 (20J/cm², diariamente), LT2 (16J/cm², diariamente) e
LT3 (20J/cm², a cada 48h). Todos os protocolos foram com laser diodo AsGaIAl a λ660 nm. Após
7, 14 e 21 dias, cinco animais de cada grupo foram eutanasiados e a área lesada analisada
histologicamente em microscopia de luz convencional e luz polarizada (parecer CEUA 040608). A
TLBP incrementou significativamente a deposição colagênica em todos os protocolos (p<0,05).
Contudo LT2 apresentou os maiores índices de deposição colagênica em todas as fases do estudo
(p<0,05), promoveu a substituição mais rápida do colágeno III imaturo por colágeno I maduro nas
fases iniciais do reparo e aparente remodelação precoce do colágeno nas fases tardias, levando
melhor organização arquitetural dos feixes depositados. Conclusão: A irradiação diária de
16J/cm² promoveu maior incremento na deposição colagênica, aceleração na maturação do
colágeno e melhor arquitetura da cicatriz fibrosa final.
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Comunicación Oral:OC_BMED_09
Simposio:
Título:
Aplicaciones de polímeros recombinantes tipo elastina para la formación de nanopartículas
terapéuticas
Autores:
Pérez del Rïo E., Arias Vallejo F.J., Ibáñez Fonseca A., Girotti A.
Centro de Trabajo:
BIOFORGE (Universidad de Valladolid)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Elastina; ELR; nanopartículas; eGFP; PAP; temperatura de transición
Comunicación:
Los polímeros recombinantes tipo elastina (ELR) son una de las herramientas bajo investigación
en el campo de la nanotecnología y nanociencia, cuyas propiedades tienen muchas aplicaciones
en el sector biomédico. Estudios previos sobre esta materia ya han demostrado la capacidad de
algunos ELRs anfipáticos para formar nanopartículas (micelas y vesículas) o hidrogeles, y su gran
biocompatibilidad. Además, el hecho de que sean recombinantes permite, mediante tecnología
de DNA recombinante, la fusión de otras proteínas o péptidos al polímero con la capacidad de
auto-ensamblarse, pudiendo así obtener polímeros de fusión con diferentes aplicaciones.
En este trabajo se estudian las propiedades de un ELR tetrabloque denominado (EIS)2 fusionado a
dos proteínas diferentes. Por un lado, a la proteína verde fluorescente mejorada (Enhanced
Green Fluorescent Protein, eGFP) en el extremo C-terminal, formando el polímero denominado
(EIS)2-eGFP, con el fin de obtener diferentes nanoestructuras fluorescentes que pudiesen dar
lugar cuando se implanta, al seguimiento del tránsito del hidrogel por el organismo mediante
diferentes dispositivos de visualización de fluorescencia in vivo. También con posibles
aplicaciones en los ensayos in vitro para estudiar la asimilación de las nanopartículas por la
células y realizar un seguimiento del polímero extrapolable a otros experimentos sin
fluorescencia.
Por otro lado se estudian las propiedades de este mismo polímero fusionado en el extremo Cterminal a la toxina PAP (una proteína inactivadora de ribosomas o RIP) y al domino de adhesión
celular RGD en el extremo N-terminal obteniendo el polímero Rx-(EIS)2-PAP. El objetivo de este
nuevo polímero es el de otorgar a la proteína PAP un dispositivo a través del cual pueda formar
nanopartículas tóxicas asumibles por células cancerígenas, de manera que el dominio RGD sea
reconocido por las células cancerígenas donde las integrinas que lo reconocen se sobreexpresan y
las nanopartículas sean asimiladas liberando la proteína PAP donde realizará su función
induciendo la muerte celular.
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Simposio:
Título:
Preparation and in vitro evaluation of alginate microcapsules as drug delivery system (DDS) for
human lung cancer therapy
Autores:
ROMÁN PRIETO JOSÉ VICENTE, MARTÍN DEL VALLE EVA MARÍA, GALÁN SERRANO MIGUEL ÁNGEL
Centro de Trabajo:
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA. FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Cisplatin; EGF; Drug Delivery System; Lung Cancer Treatment
Comunicación:
Lung cancer is the leading cause of cancer deaths in developed countries among both men and
women. Non–small cell lung cancer (NSCLC) accounts for about 80% of all lung cancers. As it is
well-known, currenn antitumor treatments involve chemotherapy which is most cases entails
aggressive side efects.
In this respect, in this work we will present a new targeted drug delivery system, based on double
functionalized microcapsules and its validation in vitro for human lung cancer treatment. These
microcapsules, produced using a fan-jet nozzle, could avoid the side effects of chemotherapy.
Alginate microcapsules are used because of its biodegradability and biocompatibility and it was
tested in vitro. Microparticles are prepared by ionic gelation of an alginate core sprayed on a
barium chloride solution. Afterwards, the resulting alginate microcapsules are linked to an
anticancer agent, cisplatin, and epidermal growth factor (EGF) by carbodiimide chemistry.
In order to validate the formulation, the in vitro effectiveness is tested by the MTT assay which
measures the decreacse of lived cells. Cell experiments are carried out with the H460 line cell
and the activity of bioconjugated antitumoral generally shows a faster effect of cell mortality
and better behaviour compared to the free administration solution of the drug.
As a result, this study reports the preparation and in vitro validation of an advanced drug delivery
system, which in the future will enable trials in animal models.
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Simposio:
Título:
Polymeric nanocarriers for drug delivery of Tamoxifen
Autores:
Merari Tumin Chevalier, Nicoletta Rescignano, Alvaro Gonzalez Gomez, Julio San Roman, Carmen
Mijangos, Jose Maria Kenny and Vera Alvarez
Centro de Trabajo:
Instituto de Materiales Compuestos de Matriz Polimérica (CoMP), INTEMA- Facultad de Ingeniería,
Universidad Nacional de Mar del Plata.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biopolymer; nanoparticles; Tamoxifen; PLGA
Comunicación:
Therapeutically effective and patient-compliant drug delivery systems continuously lead
researchers to design novel tools and strategies. In particular, nanoparticles (NPs) are submicron
size entities which can be made from a wide variety of natural and synthetic polymers. The
existing anticancer agents usually do not show selectivity between the cancerous and normal
cells leading to systemic toxicity and adverse effects. This greatly limits the maximum
permissible dose of the active ingredient. This is the case of tamoxifen (TMX), depending upon
the dose and the concentration has several side effects, such as endometrial carcinoma for
postmenopausal women. Other side effects include liver cancer, venous thrombosis, pulmonary
emboli, and an ocular effect includes retinopathy and corneal opacities. Particularly, considering
biopolymers capability for high loading drugs and to modulate drug release, this work attempts to
study the physicochemical and biomedical properties of PLGA and PLLA nanoparticulated systems
that could carry TMX in order to improve its therapeutic effect. TMX loaded PLGA and PLLA NPs
were fully characterized by scanning electron microscopy (SEM), thermo gravimetric analysis
(TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and Fourier transform infrared spectroscopy
(FTIR). Additionally, encapsulation efficiency and in vitro cell viability assay were performed.
TMX loaded PLGA NPs were successfully obtained showing an average size around 200nm.
Morphologically, a quasi-spherical regular shape was observed for all of the PLGA NPs, which
demonstrating that the selected experimental conditions allow control of the formation of the
polymeric particles, their dimensions, and hence their properties. A suitable encapsulation
efficiency of TMX and thermal stability was also observed.
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Simposio:
Título:
Targeting the pneumococcal cell wall. Effects of externally added proteins containing CholineBinding Modules (CBMs) on the growth of Streptococcus pneumoniae
Autores:
Sánchez M, Maestro B, Garcia-Asencio F, Sanz J
Centro de Trabajo:
Universidad Miguel Hernández
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
choline-binding protein; choline-binding module; pneumococcus
Comunicación:
Fight against Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) infections relays in antibiotics. But due
to the problem of the increasing levels of resistance, the search and development new
antimicrobial molecules is one of the main needs in modern Public Health services.
One of the most attractive targets for the development of new antibacterial molecules against
pneumococcus are the choline-binding proteins (CBPs). These proteins are essential players in
several functions as cell viability, host colonization and virulence. Pneumococcal choline-binding
proteins make use of the so-called choline-binding modules (CBMs) to specifically adsorb onto the
bacterial cell wall through binding to the phosphorylcholine residues in the teichoic acids. CBMs
are, in turn, built from short sequences named choline-binding repeats (CBRs).
It had been previously shown that addition of the CBMs from the LytA amidase and the phagic
CPL1 lysozyme (C–LytA and C–CPL1 respectively) in vitro inhibits the lytic action of their parental
cell-wall hydrolases, probably by competition for the binding to choline. To evaluate whether this
finding might constitute a novel anti-pneumococcal line, we first estimated the binding affinities
of C–LytA and C–CPL1 to DEAE-functionalised magnetic nanoparticles as bio-inspired mimics of the
cell wall. Despite being built from the same number of CBRs (6), both modules greatly differ in
their binding mode and affinity to both free choline and DEAE nanoparticles. Moreover, small
amounts of choline (below 5 mM) not only did not hamper binding to the nanoparticles, but
appreciably enhanced its strength, probably by inducing the dimerisation of both modules. When
the CBMs were externally added to exponential cultures of Streptococcus pneumoniae R6, binding
to the bacterial surface was immediate and caused the inhibition of cell separation, leading to
long bacterial chains and sedimenting aggregates. This effect, which correlates with the in vitro
binding assays, suggests that the use of CBMs and more stable chemical bioconjugate derivatives
might represent promising candidates for a streamlined action against pneumococcus based on
bacterial aggregation and subsequent phagocytosis
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Simposio:
Título:
Synthesis and characterization of CMCD bind to cisplatin and taxol as a new drug delivery system
for treatment cancer
Autores:
Mesías-Recamán F., Rodríguez-Rodríguez J. A., Galán M. A., Martín del Valle E. M.
Centro de Trabajo:
Facultad de Ciencias Químicas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Carboxymethyl-β-cyclodextrin; paclitaxel; cisplatin; inclusion complex; cancer
Comunicación:
Cancer is disease with the highest mortality in developed countries, after cardiovascular
diseases. Current therapies for its treatment include chemotherapy and radiotherapy with many
side effects. For that reason, developing new drugs and drug delivery strategies are being used to
decrease side effects and to increase drug efficiency. For this matter, carboxymethyl-βcyclodextrin (CMCD) might be an excellent support because they enhance drug poor solubility in
water, improve biodistribution, bioavailability, prolong circulation time and reduce the toxicity.
In this work, CMCD was synthesized from β-cyclodextrin (CD) that is a molecule composed by
seven D-glucopyranose units linked by α (1-4) glycosidic bonds. This molecule has a tridimensional
structure that remembers to truncated-cone with a hydrophilic surface and a hydrophobic cavity,
allowing bind two drug with different nature. This oligosaccharide molecule was used for binding
cisplatin and paclitaxel, which are two of the most common drugs used for cancer treatment, but
present many side effects with their current administration ways. With this formulation where
both drug were bound to CMCD, cisplatin and paclitaxel are delivered to same cell allowing drugs
work simultaneously. Cisplatin was covalently bound outside oligosaccharide ring, while
paclitaxel was included inside oligosaccharide ring to form an inclusion complex. In addition,
solubility of both drugs increase in aqueous conditions when drugs are formed the inclusion
complex with CMCD. Different techniques were used for demonstrate the good bond to the drugs.
Solubility studies with CMCD have been carried out for comparing with CD, and solubility
improvement was observed. Some groups have worked with CMCD but nobody has used this
molecule for this purpose. In future studies, these oligosaccharides molecules will be used in
vitro assays with line H460 lung cancer cells to know the cytotoxicity of the drugs.
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Simposio:
Título:
Síntesis de nanopartículas de plata a partir de hongos ligninolíticos para la producción de
biopelículas de carragenina.
Autores:
Osorio Echavarría Jerónimo, Ossa Orozco Claudia, Gómez Vanegas Natalia
Centro de Trabajo:
Universidad de antioquia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Nanopartículas de plata (AgNPs); Nitrato de plata (AgNO3); anamorfo r1 de Bjerkandera;
biopeliculas;carrgenina
Comunicación:
El desarrollo de biomateriales implica la búsqueda de nuevos métodos para su preparación y
caracterización. La obtención de nanometales mediante microorganismos es un nuevo método de
síntesis, por la capacidad reductora de iones metálicos a través de su sistema enzimático. La
producción de nanopartículas de plata (AgNPs) constituye un interesante campo de estudio, por
ser un material inorgánico antimicrobiano con excelentes propiedades y por su posible obtención
mediante métodos biológicos.
En este trabajo se sintetizó AgNPs a partir del hongo ligninolítico anamorfo r1 de Bjerkandera sp
para la preparación de películas biopoliméricas con carragenina, para probar su efecto
combinado sobre la actividad antimicrobiana.
En primera instancia, se estudió el efecto del tiempo de crecimiento de Bjerkandera anamorfo r1
y la concentración de nitrato de plata (AgNO3) sobre la síntesis de AgNPs: el hongo se cultivó en
un rango de tiempo de 3-8 días, posteriormente los micelios lavados se separaron del
sobrenadante de cultivo y ambas fracciones se pusieron en contacto con AgNO3 (0.5, 1 y 1.5 mM);
Para estos ensayos se realizó seguimiento en el tiempo (24h, 48, 72h, 96h, 120h y 144h). La
fracción líquida fue caracterizada mediante espectrofotometría UV-Visible y microscopia
electrónica de transmisión (TEM); y la superficie y morfología del micelio se observó mediante
microscopia electrónica de barrido (SEM). Por último, se prepararon varias dispersiones de
Carragenina κ con la precipitación de AgNPs para evaluar las características químicas y
morfológicas de las biopelículas formadas.
Las micrografías (SEM) y (TEM) revelaron la presencia de AgNPs en un rango de 10-90 nm sobre la
superficie del micelio y las fracciones liquidas tratadas. Según los resultados se concluyó que la
concentración de AgNO3 y el tiempo de cultivo influyeron en la distribución y tamaño de AgNPs
presentándose los mejores resultados en 1.0 mM AgNO3 y un tiempo de cultivo de 8 días. Las
películas de carragenina mezcladas con soluciones acuosas que contienen AgNPs exhibieron
actividad antimicrobiana contra las bacterias Halomona y Escherichia coli.
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Simposio:
Título:
Nanoparticle systems to ameliorate cisplatin-induced ototoxicity via caspase and proinflammatory
dependent pathways
Autores:
Sergio Martin-Saldaña1;Raquel Palao-Suay2; Almudena Trinidad1; María Rosa Aguilar2; Rafael
Ramírez-Camacho1, Julio San Román2
Centro de Trabajo:
1 Instituto de Investigación Biomédica-Hospital Puerta de Hierro-Majadahonda; 2 Instituto de
Ciencia y Tecnología de Polímeros (CSIC)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Dexamethasone; αTOS; Cisplatin; ototoxicity; nanoparticles
Comunicación:
Dexamethasone (Dx) and α-tochopheryl succinate (αTOS)-loaded surfactant-free nanoparticles
(NPs) have been developed to palliate cisplatin (CDDP) ototoxicity. NPs were based on two
different amphiphilic pseudo-block copolymers obtained by free radical polymerization and based
on N-vinyl pyrrolidone and a methacrylic derivative of α-tocopheryl succinate or α -tocopherol.
Copolymers formed spherical nanoparticles by nanoprecipitation in aqueous media that were able
to encapsulate Dx and αTOS in their inner core. The obtained nanovehicles were tested in vitro
using HEI-OC1 cells and in vivo in a murine model. Coumarin-6 loaded nanoparticles were tested
in vitro to measure their ability to endocyte in the cells. Dx-loaded NPs reduced CDDP-induced
ototoxicity in vitro being more active those based on the methacrylic derivative of vitamin E, due
to their higher encapsulation efficiency. αTOS-loaded NPs based on the methacrylic derivative of
αTOS also ameliorate CDDP-induced cytotoxicity due to higher presence of αTOS of the system.
Both formulations were able to down regulate pro-apoptotic markers like Caspase-3 expression
and release of pro inflammatory cytokines like Il-1β, induced by the treatment with CDDP in
vitro. Each formulation protects hair cells in the base of the cochlea, having a positive effect in
the audition in highest sound frequencies tested in a murine model. A good correlation between
the in vitro and in vivo was found.
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Simposio:
Título:
Synthesis of a new nanoparticle system and its preliminary antitumour activity evaluation
Autores:
ROMÁN PRIETO JOSÉ VICENTE, RODRÍGUEZ RODRÍGUEZ JESÚS ANTONIO, GALÁN SERRANO MIGUEL
ÁNGEL, MARTÍN DEL VALLE EVA MARÍA
Centro de Trabajo:
Departamento de ingeniería química. Facultad de ciencias químicas. Universidad de Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Alginate; piperazine; nanoparticles; drug delivery system.
Comunicación:
The second death cause of human in developed countries is cancer. [1] Currently, most of usual
antitumor treatments use chemotherapy agents, however, they use cause damages in other
organs due to their side effects. [2]
In that manner, the main target of this work has been the design of a new targeted drug delivery
nanoparticle system and its support with in vitro and in vivo tests for human lung cancer therapy.
This new nanoparticle system was produced by electrostatic interactions under acid aqueous
conditions. This nanoparticle was used to fix Cisplatin (antitumor drug) and Epidermal Growth
Factor (identification agent of tumoral cells) on its surface to produce a new drug delivery
system.[3] Then, “in vitro” assay was realised to determinate its effectivity in cancer lung
treatment.
The validation of the “in vitro” trials has been done by MTT assay in order to check the viability
of tumour lung cells. Cell experiments have been developed with H460 line cell and the effect of
this drug delivery system shows a similar behaviour compared to cisplatin alone.
Therefore, current study describes how manufacture a drug delivery nanoparticle system to treat
lung cancer and its evaluation by “in vitro” experiments.
References:
[1] M. C. M. Arachchige, Y. K Reshetnyak, O. A. Andreev, J. Biotechnol. 2015, 202, 88-97.
[2] P. Zarogoulidis, E. Chatzaki, K. Porpodis, K. Domvri, W. Hohenforst-Schmidt, E. P. Goldberg,
N. Karamanos, K. Zarogoulidis, Int. J. Nanomedicine 2012, 7, 1551-1572.
[3] J. V. Román, J. A. Rodríguez-Rodríguez, E. M. Del Valle, M. A. Galán, Polym. Adv. Technol.
2015, DOI: 10.1002/pat.3731
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Simposio:
Título:
Preparation and characterization of paclitaxel and trastuzumab targeted nanoparticles
Autores:
Nieto Jiménez Celia, Rodríguez Rodríguez Jesús Antonio, Pandiella Atanasio, Galán Miguel Ángel,
Martin del Valle Eva María
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química y Textil de la Universidad de Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
paclitaxel; trastuzumab; alginate; piperazine; transport system
Comunicación:
Breast cancer is the second kind of cancer with the highest frequency worldwide, and the leading
cause of oncological death among women in both, developed and developing countries (1).
Among the different clinical subtypes, the HER-2 positive one, which is characterised by an
overexpression of the protooncogen c-erb2, represents the 15-30% of all of breast cancer cases.
Such cancer subtype is originated by cells with a high rate of proliferation and with a great ability
to cause metastasis (2) and, as consequence, it is associated with a worse prognosis for patients
(3).
One of the most efficient drugs used in the management of this metastatic breast cancer is
paclitaxel, a natural terpenoid compound, extracted from the bark of the Pacific yew (4).
However, it has a poor aqueous solubility, and that limits its clinical application. Thus, several
transport systems have been developed with the aim of sorting out this disadvantage and with
the objective of specifically targeting paclitaxel to tumour tissues.
In this study, a novel paclitaxel transport system has been designed: polymeric nanoparticles of
sodium alginate and piperazine, formed thanks to the electrostatic interactions that take place
between both compounds at slightly acid pH values. In such transport system, paclitaxel has been
included in β-cyclodextrins in order to improve its aqueous solubility and, in addition, the
trastuzumab antibody has been bound for targeting it to metastatic breast cancer cells. Both, the
paclitaxel-β-cyclodextrins complex and trastuzumab have been attached to nanoparticles’
surface by a diimide-activate amidation process, and the conjugation efficiency of both was
analysed. Finally, nanoparticle’s average size and zeta potential were determined, as well as its
stability over time.
References
1. Amaro J, Severo M, Vilela S, Fonseca S, Fontes F, La Vecchia C, es al. Patterns of breast cancer mortality
trends in Europe. The Breast 2013;22:244-253.
2. Patani N, Mokbel K. Herceptin and breast cancer: An overview for surgeons. Surg Oncol 2010;19:e11-e21.
3. Figueroa-Magalhães MC, Jelovac D, Connolly RM, Wolff AC. Treatment of HER2-positive breast cancer. The
Breast 2014;235:128-136.
4. Singla AK, Garg A, Agarwal D. Paclitaxel and its formulations. Int J Pharm 2002;235:179-192.
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Simposio:
Título:
el 7 ACAG, un flavonoide con capacidad anticonvulsiva, sedante y neuroprotectora. con
Autores:
Calixto Eduardo, Estrada Reyes Rosa, Better King Gloria, Araujo Gabriela, Orozco Sandra,
Fernández Mas Rodrigo, Almazán Salvador
Centro de Trabajo:
Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente, México.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Flavonoide; hemiplejia; GABA; recuperación funcional.
Comunicación:
Algunos flavonoides ejercen efectos depresores neuronales sin ser claro su mecanismo de acción
farmacológico. En este estudio caracterizamos los efectos del Acacetin-7-O-glucósido (7-ACAG)
proponiendo su actividad directa sobre el receptor GABAA y partir de su interacción con este
receptor puede inducir efectos inhibidores de la actividad cerebral.
Nuestro objetivo fue caracterizar los efectos sedantes, anticonvulsivos y actividad
neuroprotectora del flavonoide 7-ACAG en dos diferentes de tipos roedores y con distintas pero
complementarias técnicas de medición: conductual, electrofisiología in vivo e in vitro y análisis
histológico.
Obtuvimos el flavonoide 7-ACAG y analizamos su pureza. Los efectos sedantes y anticonvulsivos
fueron evaluados en ratones machos a diferentes dosis (1, 10, 20, y 40 mg/kg). Se realizaron
experimentos en rebanadas de cerebro para identificar sus efectos sobre el receptor GABAA
evaluando respuestas sinápticas del área CA1 del hipocampo (2.8, 4.1 y 5.6 μM). Para identificar
la actividad de recuperación funcional del 7-ACAG, las ratas se les realizó una cirugía
estereotáxica para registrar la actividad electroencefalográfica (EEG). La recuperación funcional
se evaluó midiendo el tiempo utilizado en completar una tarea motora. Después de medir la
conducta motora, las ratas fueron sometidas a una hemiplejia (Hp) en la corteza cerebral
derecha y se administró 7-ACAG (40 mg/kg) 1 h o 24 h después de la Hp y se evaluó el tiempo de
recuperación de la tarea. Los cerebros de cada grupo de ratas se prepararon para su análisis
histológico y cuantificar la densidad neuronal cerebral. Demostramos que el 7-ACAG tiene efectos
sedantes. El flavonoide disminuye la latencia y duración de crisis epilépticas. El 7-ACAG
disminuyó la respuesta sináptica in vitro. El 7-ACAG facilitó la recuperación funcional después del
daño inducido por la hemiplejia, permitiendo una mayor actividad neuronal del hemisferio
contralateral. Estos datos se asociaron con la conservación de la citoarquitectura de la corteza
cerebral.
Los resultados sugieren que el flavonoide tiene actividad sobre la neurotransmisión GABAérgica y
participa activamente como un neuroprotector. Este mecanismo sobre la principal
neurotransmisión inhibitoria del cerebro apoyan al 7-ACAG como un futuro fármaco con potencial
para el tratamiento de la ansiedad o en condiciones postoperatorias causadas por neurocirugías.
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Simposio:
Título:
Evaluación de actividad biológica de pigmentos naturales extraídos biotecnológicamente a partir
de hongos filamentosos para su potencial uso en diferentes industrias
Autores:
Areiza Restrepo Daniel , Peñuela Vazques Mariana , Zapata Ocampo Paola , Palacio Barrera Ana ,
Atehortua Garces Lucia, Gomez Castrillon Monica
Centro de Trabajo:
Grupo de Biotecnología Universidad de Antioquia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bioactividad; Pigmentos; Hongos; Antioxidaciòn; ORAC
Comunicación:
El ser humano ha buscado la manera de trascender y encontró la dirección para satisfacer sus
necesidades desde lo que la naturaleza le ofrece. Por esto ha recurrido a técnicas modernas y
modelos biotecnológicos para hallar alternativas que den de una u otra manera los medios
necesarios para nutrir los diferentes sectores de la economía. Uno de sus enfoques ha sido el uso
de metabolitos secundarios cuyo origen se ve representado por microorganismos, entre estos los
hongos, de quienes se extraen un sinfín de compuestos para su utilización en matrices simples
como complejas, agregando a estas actividades biológicas o sustancias bioactivas que proclaman
características funcionales y que puede ser representativas en cualquier tipo de industria.
Varias cepas de hongos filamentosos fueron tomadas del banco de cepas del laboratorio de
biotecnología de la universidad de Antioquia, donde se evaluó su crecimiento de manera
cualitativa y cuantitativa bajo cultivos sumergidos en diferentes medios, habiendo una variación
considerable en la respuesta, gracias a la supresión o adición en la concentración de diferentes
fuentes de carbono y nitrógeno. Con lo anterior se determinaron los medios de cultivos óptimos
encaminados a la inducción de la síntesis del metabolito de interés; en este caso los pigmentos
naturales. Asimismo se seleccionaron las 4 cepas con mayor producción de pigmento cuya
concentración fue medida por espectroscopia, encontrándose que el mejor resultado fue leído a
520nm presentando 19,59 unidades de color/g biomasa pertenecientes al hongo nomenclado
como H3 (violeta) y que posteriormente se convirtió en materia prima para ensayos in vitro, cuyo
propósito era mirar su actividad biológica después de ser recuperado bajo técnicas de disrupción
mecánica y tratamientos óptimos con solventes. A través de la estandarización de técnicas
modernas como lo son las de fluorescencia (ORAC), se permitió la evaluación de la capacidad
inhibitoria de radicales de oxígeno y actividad antimicrobiana de los pigmentos de cada cepa,
teniendo como mejor candidato H6 (Amarillo) cuyos resultados preliminares datan de cifras
superiores a las reportadas hasta el momento respecto a antioxidación, sellándose con esto su
funcionalidad en diferentes matrices establecidas y que podría proyectarse en el mercado por su
bioactividad.
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Simposio:
Título:
Producción de anticolesterolémico de alto valor agregado (Simvastatina) a partir de Monascus
purpureus
Autores:
Silva Jiménez M, Fedeli Catanese V, Lara González P, León González J, Flores Néstor H, Álvarez
Chavez A
Centro de Trabajo:
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Monascus purpureus; lovastatina; simvastatina; biofármacos; producción; purificación
Comunicación:
Las enfermedades cardiovasculares son la principal casusa de muerte en México, con una tasa
anual de fallecimiento de un cuarto de millón de personas, la cual se pronostica como creciente
en los próximos años, siendo la principal causa de decesos las cardiopatías isquémicas
ocasionadas por la ateriosclerosis de las arterias coronarias. De acuerdo con el instituto Nacional
de Salud Pública (INSP), el 68.5 % de los mexicanos tiene problemas de obesidad y sobrepeso y el
43.2 % sufre de hipertensión arterial, que combinados con un 26% que presentan altos niveles de
colesterol y triglicéridos en la sangre, conducen al desarrollo de enfermedades vasculares
cerebrales o infarto al miocardio. En el marco de la prevención y tratamiento de estos
padecimientos, los métodos principales para tratar la hipercolesterolemia son cambios en la dieta
de los pacientes y la administración de medicamentos hipolipidémicos. Un compuesto
comúnmente utilizado son las estatinas, las cuales tienen un efecto inhibidor sobre la HMG-CoA
reductasa, encargada de realizar la biosíntesis del colesterol, éstas incluyen compuestos
naturales como la lovastatina y compactina, los semisintéticos como la simvastatina y la
pravastatina y los sintéticos como la fluvastatina, atorvastina y cervastatina. La lovastatina, fue
el primer estatínico cuyo uso fue aprobado en Estados Unidos para su uso en seres humanos, este
compuesto fue aislado a partir de Aspergillus terreus, y posteriormente fue modificado
químicamente para generar compuestos como la pravastatina y simvastatina. Actualmente
estamos en la caracterización de un hongo llamado Monascus purpureus, el cual es productor de
monacolina K, un inhibidor de la reductasa HMG-CoA, y que es químicamente idéntico a la
lovastatina. Este microorganismo es uno de los preferidos para la producción de este compuesto
debido a sus altos rendimientos que pretendemos demostrar y a la baja cantidad de micotoxinas
que se producen durante su fermentación. La utilización de las cepas ATCC 36928 y ATCC 16361
de éste microorganismo para la producción del compuesto, traería importantes beneficios
económicos impactando en la eficiencia de la producción de la lovastatina para consumo humano.
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Simposio:
Título:
Evaluación del orégano (Origanum vulgare) como antihelmíntico de equinos en predio del
municipio de Paujil – Caquetá (Colombia)
Autores:
Falla Tapias Sergio, Cardenas Villarraga Paula Andrea , Perdomo Losada Fernando
Centro de Trabajo:
CENTRO DE INVESTIGACIONES CORHUILA (CIC)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Productos naturales; Antihelmintico; Aceite de oregano; Febendazole
Comunicación:
Introducción: los parásitos intestinales constituyen uno de los factores que causan mayor pérdida
económica en las producciones pecuarias, y en los equinos no es la excepción. Los
antihelmínticos comerciales presentan limitantes como costos elevados, resistencia parasitaria.
Por lo anterior se considera pertinente el uso de productos naturales, como el orégano (Origanum
vulgare) como alternativa natural antihelmíntica. Objetivo: Evaluar el efecto antihelmíntico del
Origanum vulgare en 24 equinos de raza criolla, en edades de 2 a 20 años, utilizados en servicios
de trabajo, en un predio del municipio de Paujil- Caquetá (Colombia) Métodos: Esta es una
investigación de tipo aplicada, cuantitativa y descriptiva realizado con 13 machos 11 hembras de
equinos. En la finca, los equinos se dividieron en 2 grupos, según el tratamiento a aplicar:
Tratamiento 1 aceite de orégano y Tratamiento 2 febendazole. Se realizaron 2 coprológicos por
animal, utilizando la técnica de MC Master, en el laboratorio clínico del ICA (Instituto Colombiano
Agropecuario), uno antes de empezar el estudio y el otro al terminarlo después de 15 días del
suministro oral respectivo de febendazole 7 ml/100 kg y el aceite de orégano a razón de 6
gotas/animal, junto con 10 ml de Lactato Ringer, para asegurar que el producto llegara a cavidad
bucal. Resultados: el aceite de orégano (Oreganum vulgare), tiene una efectividad del 37.52%, y
el febendazole del 71.73%. Conclusiones: Esta investigación no reportó efectos adversos
secundarios a simple vista o de observación resultantes de la administración de orégano a los
equinos, por esto es importante señalar que el uso de este producto natural se presenta como
una gran opción económica e innovadora para el control y prevención de parasitosis en equinos.
Se encontró una eficacia moderada en el control de parásitos intestinales de equinos, que se
podría aumentar aumentando la dosis y el número de dosis del aceite de orégano. En los análisis
coprológicos se encontró presencia de huevos de Strongylus equinus y Ascaris sp. Siendo de estos
los de mayor prevalencia, Strongylus equinus en el predio del municipio del Paujil- Caquetá
(Colombia).
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Simposio:
Título:
Efecto coagulante de la tela de la araña scytodes longipes aplicada en muestras de sangre de
donante hemofílico
Autores:
PASTOR YATACO SHAMILA, BONILLA FERREYRA CÉSAR, YATACO ESPICHAN ROSARIO
Centro de Trabajo:
CEBA SAN PABLO
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Telaraña; coagulante; coagulación; hemofilia; protrombina
Comunicación:
La telaraña es un biomaterial de uso terapéutico tradicionalmente usado como hemostático,
regenerativo, antipirético, etc. Se ha corroborado experimentalmente su actividad como
coagulante aplicada en muestras de sangre de donantes sanos pero aún se desconoce su
efectividad en sangre de donantes que sufran alguna discrasia sanguínea como la hemofilia. Para
los pacientes hemofílicos, los tratamientos que puedan ocasionar extravasación sanguínea,
constituyen un gran riesgo pues se puede desencadenar una hemorragia por la ausencia de un
factor coagulante. Por lo que el uso de la telaraña como apósito hemostático podría ser una
alternativa beneficiosa.
Objetivo: Evaluar el efecto coagulante de la tela de araña Scytodes longipes aplicada en muestras
de sangre de un donante hemofílico mediante al análisis del tiempo de coagulación (TC) y el
tiempo de protrombina (TP).
Método: La telaraña fue producida por un grupo de arañas de la especie Sc.longipes que fueron
criadas en semicautiverio en un aracnario (5 meses). La tela se repartió en 3 grupos
experimentales: Peso1(3-4 mg); Peso2(5-6 mg) y Peso3(7-8 mg) los cuales fueron esterilizados
previamente. Las muestras de sangre fueron obtenidas de un donante hemofílico. Se colocó 1 ml
de sangre y plasma en cada tubo control y en los tubos experimentales que contenían
previamente telaraña (3-4mg,5-6mg y 7-8mg) para cada análisis respectivo por triplicado.
Resultados: Los TC obtenidos fueron: para el grupo control (9,5 min), el grupo Peso1 (5,2 min),
grupo Peso2 (5,1 min) y grupo Peso3 (5,8 min). Los TP obtenidos fueron para el grupo control
(13,6 seg), el grupo Peso1 (12 seg), grupo Peso2 (13,3 seg) y grupo Peso3 (11,3 seg).Se usó la
prueba de Bonferroni para determinar entre qué grupos de estudio había diferencias
significativas. Se encuentra diferencias significativas entre el grupo control y los grupos
experimentales en la medición del TC .
Conclusión: El tiempo de coagulación utilizando la tela de araña disminuye significativamente
(P<0.05) en los 3 grupos experimentales, lo cual demuestra su efectividad coagulante aplicada en
sangre patológica. En cuanto al TP no se encuentra diferencia significativa lo que podría indicar
que la telaraña actúa en otro nivel de la cascada de coagulación.
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Simposio:
Título:
Engineering Salmonella as intracellular factory for effective killing of tumour cells
Autores:
Camacho Fernández E.M., Mesa Pereira B., Medina Morillas C., Flores Díaz A., Santero Santurino
E.
Centro de Trabajo:
CABD-Universidad Pablo De Olavide
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Tumour; Salmonella; delivery; Cp53; apoptosis; autolysis
Comunicación:
Background
The use of bacteria as factories for therapeutic proteins production in vivo is a promising
biomedical tool. Especially, live bacteria therapy is viewed as an alternative in cancer treatment
due to the capacity of several species to target and penetrate tumours. Salmonella, in addition to
having this capability, can be easily engineered to produce antitumor molecules from inside the
tumour, thus increasing the specificity and efficiency of the treatments. One of the main
limitations of this approach is the efficient release of therapeutic molecules from intratumoral
bacteria.
Results: In this study we have developed an inducible autolysis system that, in response to
anhydrotetracycline, lysates intracellular bacteria releasing their content. The lysis operon of
lambda phage was cloned under the Ptet promoter control into modified vectors and introduced
into Salmonella strains. The system was combined with a salicylate cascade system that allows
efficient production of the therapeutic molecules in response to aspirin. This strain was further
modified introducing a sifA mutation into the bacterial chromosome that liberates bacteria from
the vacuoles to a cytosolic location. Our results show that almost 100% of the bacterial
population die after lysis induction both in bacterial and cellular cultures. This bacterial lysis
correlates with the release of bacterial content into the growth media or cytosol, respectively.
We have used our engineered strain for the intracellular production and delivery of Cp53 peptide.
The results indicate that when production and release of this peptide are suitably separated in
the time, the Cp53 peptide produced intracellularly induces cell death.
Conclusion: The combination of three elements – namely, an aspirin inducible system for
therapeutic molecules production, an anhydrotetracycline inducible system for bacterial content
release and a sifA mutation – makes our strain a putative powerful instrument in cancer
treatment. The engineered strain is able to produce and release cytotoxic peptides while it
proliferates inside tumour cells, thus inducing host cell death. Our results show that temporal
separation of protein production from protein release is essential to kill efficiently tumour cells.
The combined system is a step further in the engineering of the perfect bacteria for cancer
therapy.
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Simposio:
Título:
Evaluación de la capacidad inhibitoria de péptidos con afinidad a la proteína PDIA1 de humano
Autores:
Minchaca A, Castellanos R, Mares A, Ramos M
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Baja California
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
PDIA1; Inhibidores; péptidos
Comunicación:
Durante la biosíntesis de proteínas, el plegamiento (adquisición de la estructura terciaria) es un
proceso clave para asegurar la función proteica. En organismos eucarióticos, las proteínas que
siguen la vía de secreción adquieren su estructura nativa principalmente en el retículo
endoplásmico (RE), donde una amplia maquinaria de chaperonas moleculares y enzimas del
plegamiento (plegasas) asisten al proceso. En células de humano, uno de los residentes más
abundantes en ese compartimento es la plegasa PDIA1 (proteína disulfuro isomerasa A1), la cual
está involucrada en reacciones de oxidorreducción para la formación y rearreglo de enlaces
disulfuro en polipéptidos nacientes y, adicionalmente, exhibe actividad como chaperona
molecular, evitando la agregación de proteínas mal plegados. En diversas patologías humanas
(por ejemplo, enfermedades proliferativas, neurodegenerativas, metabólicas, y vasculares, entre
otras), se ha observado un patrón de expresión alterado de la proteína PDIA1, favoreciendo al
desarrollo de la enfermedad. En consecuencia, la búsqueda de inhibidores específicos es
indispensable como estrategia para la identificación de moléculas anti-PDIA1 con potencial
terapéutico. Actualmente, los inhibidores comerciales existentes carecen de aplicación clínica,
ya que exhiben baja especificidad, con alto riesgo de toxicidad. A partir de una estrategia de
tamizado de una librería de péptidos desplegados en bacteriófagos, hemos identificado tres
secuencias heptapeptídicas con afinidad a la PDIA1de humano. Actualmente, estamos analizando
el potencial de cada péptido como posible inhibidor mediante ensayos in vitro de evaluación de
las actividades reductasa y chaperona residuales post-equilibrio enzima-inhibidor. Con base en los
valores de concentración inhibitoria media y de la constante de inhibición, se definirá el
potencial estructural del mejor candidato peptídico para el diseño racional de fármacos con
actividad anti-PDIA1 de humano, intencionados para controlar enfermedades en humanos;
específicamente, con alta especificidad y baja toxicidad, favoreciendo la factibilidad de su
aplicación en protocolos clínicos.
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Simposio:
Título:
Protein interactions lead the intracellular organization of polyhydroxyalkanoates granules in p.
putida
Autores:
Tarazona Lizcano Natalia Andrea, Revelles Olga, Prieto Maria Auxiliadora
Centro de Trabajo:
Centro de Investigaciones Biológicas CIB-CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biopolymers; protein interactions
Comunicación:
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biopolymers synthesized by many bacteria in the cytoplasm as
storage compounds for energy and carbon. PHAs are produced from renewable sources, are
biodegradable and have excellent biocompatibility. Since the discovered of their properties,
these polyesters have attracted interest as technical-grade polymers and have been proposed as
an alternative to petroleum-based plastics. Another interesting potential application of these
polyesters has been found in the biomedical field and has gained increasing attention over the
last decade.
The study of PHAs in Pseudomonas putida has been a hot topic for many years leading interesting
findings concerning their synthesis, structure, regulation and functions. P. putida accumulates
PHA as granules covered by a phospholipid monolayer and granule associated proteins (GAPs).
Pioneer studies of the main GAPs of this bacterium (phasins PhaI and PhaF) have revealed their
crucial role as main components of the surface of the granules and their interaction with other
cellular components such as DNA and other proteins involved in the PHA metabolism. However,
there are still many unanswered questions remaining, among others, i) how this phasins interact
each other? And iii) is this arrangement facilitated by the interaction with cytoskeletal proteins?.
In this work we have focused on the study of the phasins interactome. Whit this aim we used the
Bacterial Adenylate Cyclase Two Hybrid system to demonstrate the in vivo interaction between
phasins. When two tested proteins are interacting through this system, their dimerization results
in a functional complementation of the adenylate cyclase (CyaA) that can be quantified by βgalactosidase enzymatic assay. As a result, we demonstrated that these two proteins are
interacting in vivo forming homo-and hetero-oligomers. To go deeper on the identification of the
interaction motif, the same system was used with proteins lacking a putative leucine zipper
demonstrating its role in the oligomerization of phasins.
Finally, as a cutting edge tool to increase our system understanding of phasin-protein
interactions, a strategy of affinity chromatography will be discussed where the phasins are
immobilized in a column serving as “bait” to capture proteins partners on cell extracts.
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Format:
Symposium:
BIOMEDICINE, REGENERATIVE MEDICINE, AND BIOMATERIALS
Title:
p53 supercoiled encoding plasmid in different cancer cell lines – Transfection and Expression
effects
Authors:
Valente J.F.A, Sousa A., Gaspar V.M., Queiroz J.A., Sousa F., Valente Joana
CICS
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Affinity chromatography; L-methionine Agarose; supercoiled p53 encoding plasmid; transfection;
gene expression
Abstract:
Several gene abnormalities can be responsible for triggering oncogenic processes. However, the
mutations in tumor suppressor genes are usually more associated to malignant diseases, being
p53 one of the most studied elements. p53 is implicated in a number of known cellular functions,
including DNA damage repair, cell cycle arrest in G1/S and apoptosis. Several studies shown that
transfection of cancer cells with wild-type p53-expressing plasmids could directly drive cells into
apoptosis and/or growth arrest, suggesting that a gene therapy approach for cancer treatment
can be the re-establishment of the normal p53 function [1]. Recently, the supercoiled (sc)
conformation of a p53-encoding plasmid proved to be more efficient in cell transfection and
protein expression than open circular conformation. Aiming to successfully isolate this bioactive
isoform, several chromatographic techniques have been used, namely amino acids-based affinity
chromatography.
Thus, in the present work, the sc plasmid isoform was obtained through the amplification of the
6.07 kbp plasmid pcDNA3-FLAG-p53 in a cell culture of E.coli DH5α. Following plasmid
biosynthesis, these cells were lysed through a modified alkaline lysis method and the lysate
sample was loaded onto a L-methionine agarose matrix [2], being the sc isoform specifically
recovered by using a stepwise decreasing ammonium sulphate elution gradient.
To biologically understand the activity and the therapeutic effect of this sc isoform, different cell
lines (HeLa, A549 and human dermal fibroblasts) were used and transfected with commercial
cationic liposomal formulations for further in vitro evaluation. In particular, the cytotoxicity, the
expression of the p53 transgene and the resulting apoptotic effect were evaluated in these in
vitro cancer models. The results bring forth relevant information concerning the potential
application of a sc p53 encoding plasmid in cancer gene therapy.
[1] Sousa, F., D.M. Prazeres, and J.A. Queiroz, Affinity chromatography approaches to overcome the
challenges of purifying plasmid DNA. Trends in biotechnology, 2008. 26(9): p. 518-525.
[2]Valente, J., et al., Selective purification of supercoiled p53-encoding pDNA with l-methionine–agarose
matrix. Analytical biochemistry, 2014. 459: p. 61-69.
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Simposio:
Título:
Secretoma neovascularizante de células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo
humano producidas en condiciones xeno-free
Autores:
Escobar Soto C, Chaparro O
Centro de Trabajo:
Fundación Universitaria de Ciencias de la Salud
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Células madre mesenquimales; tejido adiposo; producción xeno-free; lisado plaquetario humano
Comunicación:
Introducción. Las moléculas de origen animal o bacteriano que habitualmente son usadas en los
protocolos de extracción, cultivo y criopreservación de Células Madre derivadas de Tejido
Adiposo humano (human Adipose derived Stem Cells, hASC) son un riesgo de rechazo
inmunológico contra las células y/o desarrollo de zoonosis como la Encefalopatía Espongiforme
Transmisible. Nosotros hemos desarrollado un procedimiento libre de riesgo xenogénico para la
producción de hASC. Cada vez es más aceptado que la capacidad de inducir la regeneración
tisular de las ASC, depende, al menos en parte, de factores de efecto paracrino liberados por
ellas. Incluso, se ha demostrado que los medios condicionados (MC) por las células, tienen al
menos la misma capacidad de inducir la regeneración tisular, que las células en sí. Caracterizar
el secretoma neovascularizante de las hASC, es una forma adecuada de evaluar el impacto de la
producción xeno-free, sobre el potencial regenerador de las células. Materiales y Métodos.
Después de recolectar el medio condicionado (MC) por las hASC, con un arreglo de anticuerpos se
evaluó cualitativa y cuantitativamente el secretoma de las hASC xeno-free de cuarto pase,
comparándolo con el de las células producidas en condiciones estándar. Además, se evaluó la
capacidad funcional de estos MC en ensayos de formación de tubos en matrigel, explantes de
anillos de aorta y un modelo in vivo de isquemia tisular periférica. Resultados. Todos los factores
detectados con el arreglo de anticuerpos fueron secretados por las hASC en ambas condiciones de
producción celular, aunque las hASC producidas bajo condiciones xeno-free secretaron mayor
cantidad de EGF, PDGF-BB, Leptina, IFN-γ, CCL1, CCL7, CXCL11, GM-CSF y G-CSF. El MC de las
hASC xeno-free tuvo menor capacidad funcional en el ensayo de matrigel, aunque mayor
capacidad funcional en los ensayos de anillos de aorta y en el modelo in vivo, que el MC de las
células producidas en condiciones estándar. Conclusiones. La producción xeno-free no altera
significativamente la capacidad neovascularizante de las hASC, lo cual sugiere que bajo estas
condiciones de producción, conservan la capacidad de inducir regeneración tisular.
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Simposio:
Título:
Metabolomics on the Differential Secondary Metabolite Profiles Induced by Epigenetic Modifiers in
Fungal Endophytes, a Case Study
Autores:
Gonzalez-Menendez Victor, Muñoz Francisca, Toro Clara, Perez-Victoria Ignacio, Martin Jesus,
Genilloud Olga, Tormo Jose Ruben
Centro de Trabajo:
Fundacion MEDINA
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Metabolomics; Endophytes; Epigenetic modifiers; HDACs; DNMT; SMs; Volcano plots;
Comunicación:
Background: Fungal endophytes are known to produce a wide variety of secondary metabolites
(SMs) involved in their adaptation and survival within higher plants. Plantmicrobe interaction may
influence the expression of some biosynthetic pathways, otherwise cryptic in these fungi when
grown in laboratory conditions. Epigenetic smallmolecule modifiers of Histone Deacetylase
(HDAC) and DNA methyltransferase (DNMT) activities have been successfully used to perturb the
fungal secondary biosynthetic mechanisms, which have led to the induction of the expression of
silent metabolite pathways. Adding epigenetic elicitors in fungal endophyte fermentations may
induce the expression of biosynthetic pathways which may occur naturally in plant-microbe
interaction.
Methods: The systematic addition of small-molecule epigenetic elicitors was evaluated by uHPLC
profiling, and the most interesting cases were further analyzed by LC/MS metabolomic
approaches for the characterization of the metabolites that resulted increased in production
under these fermentation conditions. In addition, strains that produced differential SMs in
presence of the small elicitors were studied in detail and their principal induced components
purified, identified and quantified as a proof of concept of the OMICs methodology.
Results: The effects of 7 epigenetic modifiers is described for a case study group of 13 fungal
endophytes fermented during 7 and 14 days to evaluate the possible activation of silent
biosynthetic pathways compared to their growth in standard conditions. Addition in both, the
inoculum and the production medium, were evaluated. The effects of the elicitors during inocula
had not been previously reported, so we intended to evaluate any potential differences in the
metabolite profiles generated in these different scenarios. The increase in production titers of
global SMs profiles in some of the strains was slightly higher when the elicitors were present from
that inoculum stage.
Conclusions: The described approach on the use of epigenetic modifiers in fungi ensured a
successful systematic generation of new SMs. Current scale-up, purification and chemical
characterization of selected strains/conditions are being carried out for the most promising new
metabolites induced.
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Simposio:
Título:
Identification of Peptides Targeting Human Osteoarthritic Chondrocytes using Phage Display
Autores:
Martins Ivone M., Nobrega Franklin L., Pereira Hélder, Azeredo Joana, Kluskens Leon D., Reis Rui
L., Azevedo Helena S.
Centro de Trabajo:
3B’s Research Group - Biomaterials, Biodegradables and Biomimetics, University of Minho
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
cartilage; chondrocytes; osteoarthritis; peptides; phage display; regenerative medicine; targeted
therapy
Comunicación:
Osteoarthritis (OA) is one of the most common degenerative joint disease and is characterized by
a progressive degradation of articular cartilage extracellular matrix (ECM) leading to loss of joint
mobility and function, accompanied by chronic pain. Currently used therapies for cartilage repair
are still far from generating regenerated tissue with quality and stability comparable to native
cartilage.
We hypothesize that alterations of chondrocyte-ECM interactions in OA affect the expression of
cell surface adhesion molecules and phage display can allow the identification of high affinity
peptides by screening peptide libraries against these targets. Here, we report the use of phage
display to identify novel peptides which specifically bind to human chondrocytes isolated from
patients with OA.
Chondrocytes were isolated from healthy and osteoarthritic cartilage obtained from patients
undergoing partial knee arthroplasty and characterized, in terms of expression of cell surface
proteins and expression of chondrocyte-specific genes, before the panning experiments to assess
their phenotypic stage. A phage library displaying random 12-amino acid peptides was first
incubated with chondrocytes from healthy donors (control cells) and then with osteoarthritic
chondrocytes. A 12-amino acid peptide (GFQMISNNVYMR) was identified, showing high affinity to
osteoarthritic chondrocyte cells (about 8-fold higher than the wild-type phage lacking
recombinant peptides - control).
Bioinformatics analysis was performed by creating a protein structure database of known and
stereo-chemical validated OA-associated cell membrane proteins. Protein-peptide docking
revealed, from the overall complex stability, solvent accessibility and binding site prediction that
the membrane protein MMP28 is expected to be the putative receptor of the identified peptide
ligand.
Future work will be devoted to integrate the identified peptide sequence into nanocarrier
systems to provide localization of therapeutic molecules into OA cartilage. If successful, these
nanocarriers can offer important insights into the regenerative mechanisms of cartilage and could
be applied for developing more efficient and less invasive therapies for treating OA.
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Simposio:
Título:
Toll like receptor 4 mediate the immunosuppressive capacity of Mesenchymal Stem Cells in
Experimental Autoimmune Encephalomyelitis
Autores:
Vega-Letter Ana María, Kurte Mónica, Gauthier-Abeliuk Melanie, Fernández O′Ryan Catalina, Moya
Ivon, Carrión Flavio, VEGA ANA
Centro de Trabajo:
Centro de Investigaciones Biomédicas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
MSCs; TLRs; EAE
Comunicación:
Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent, nonhematopoietic progenitor cells that exhibit
potent anti-inflammatory and immunomodulatory properties. Recently, it has been observed that
MSCs can modulate their immunomodulatory capacities depending on the specific in vitro
activation of different Toll-like receptors (TLR), such as TLR3 and TLR4. In the present study, we
evaluated the effect of poly(I:C) and LPS pretreatment on the immunological capacity of murine
MSCs in vitro and in murine experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). In comparison
with untreated MSCs, pretreatment of MSCs with poly(I:C) significantly reduced the proliferation
of splenocytes as well as that of Th1 and Th17 cells and increased the levels of the soluble
immunosuppressive factor nitric oxide. In contrast, MSCs pretreated with LPS increased
splenocytes proliferation, and that of Th1 and Th17 cells, as well as the levels of
proinflammatory cytokine IL-6. Finally, intraperitoneal administration of MSCs pretreated with
poly(I:C) significantly reduced the severity of EAE as well as the percentages of Th1 and Th17
proinflammatory subsets, while the pretreatment of MSCs with LPS completely reversed the
therapeutic immunosuppressive effect of MSCs. Taken together, these data show that
pretreatment of MSCs with poly(I:C) improved their immunosuppressive abilities. This may
provide an opportunity to better define strategies for cell- based therapies for autoimmune
diseases.
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Simposio:
Título:
Perfil imuno-histoquímico de constituintes do estroma e células linfóides durante o processo de
cicatrização de feridas em modelo murino
Autores:
Mendonça de Araújo Alves Maria Cecília , Moda de Almeida Bernadeth , Fernandes do Nascimento
Marismar , Pereira-Filho Rose Nely , Rodrigues de Oliveira Clauberto , Oliveira Lima Sônia ,
Cavalcanti de Albuquerque-Júnior Ricardo Luiz
Local de trabalho:
Instituto de Tecnologia e Pesquisa - Universidade Tiradentes
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
cicatrização de feridas; Imuno-histoquímica; técnicas histológicas
Comunicação:
A cicatrização de feridas superficiais ocorre através da reepitelização, enquanto das feridas
profundas envolve uma sequência de eventos complexos, incluindo resposta inflamatória,
formação de tecido de granulação, colagenização e diferenciação miofibroblástica. A utilização
de modelo simples e reprodutível é requisito fundamental para avaliação objetiva dos efeitos de
fatores externos sobre diferentes etapas do processo cicatricial. Estudos têm sido realizados
buscando novas abordagens terapêuticas para estimular a cicatrização. Tais estudos usam
métodos de histoquímica ou imuno-histoquímica para investigar alterações morfológicas que
ocorrem durante a cicatrização, são escassos trabalhos de avaliação e análise das características
histológicas do estroma e perfil inflamatório sobre o tempo de formação de tecido cicatricial
espontâneo. Por isso, a importância de avaliar o perfil de evolução da expressão imunohistoquímica de constituintes do estroma durante o processo cicatricial de feridas em modelo
murino. Feridas cirúrgicas foram realizadas no dorso de 24 ratos Wistar (CEUA nº 101112). Depois
de 3, 7, 14 e 21 dias, seis ratos foram sacrificados, as feridas processadas histologicamente para
avaliar a expressão imuno-histoquímica de CD3, CD20, CD31, α-SMA e colágeno tipo I. Amostras
de pele sem feridas (NSS) foram utilizadas como controle. Os dados foram submetidos à análise
estatística usando ANOVA e teste de Tukey. O tempo médio de células positivas para CD3 e CD20
nas feridas foi significativamente maior do que em NSS a 7 e 14 dias (p <0,001). O teor de vasos
sanguíneos foi significativamente menor do que no NSS (p <0,05) no dia 3, mas aumentou em 7 e
14 dias (p <0,01). A média de células positivas α-SMA em sete, 14 e 21 dias foi maior do que em
NSS (p <0,05). O teor relativo de colágeno tipo I aumentou de 3 a 21 dias, mas manteve-se mais
baixo do que em NSS (p <0,05). As células linfóides, miofibroblastos e microvasos variaram ao
longo do tempo de curso da cicatrização de feridas, com pico em 7 dias e a redução progressiva
até 21 dias. O conteúdo de colágeno tipo I aumentou ao longo do tempo.
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Simposio:
Título:
Desarrollo y estandarización de metodologías para predecir la resistencia a los antibióticos
Autores:
Martínez Menéndez J. L., Bernardini A., Blanco P., Corona F., Alcalde-Rico M., Hernando-Amado
S., Sánchez M.B.
Centro de Trabajo:
Centro Nacional de Biotecnología
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Antibiotic resistance; Bacterial evolution; Pseudomonas aeruginosa; Stenotrophomonas
maltophilia
Comunicación:
Un problema derivado del uso de antibióticos es el desarrollo de resistencia a los mismos por las
bacterias patógenas. Tradicionalmente, este problema se ha paliado con la introducción de
nuevos antibióticos. Sin embargo, el número de nuevos antibióticos introducidos en la práctica
clínica es cada vez menor, lo que hace que la resistencia a los antibióticos se haya convertido en
un problema global y que haya temores de que podamos volver a una situación en la que haya
pocas alternativas tratar las enfermedades infecciosas. En este contexto sería fundamental
predecir los mecanismos por los que las bacterias adquieren resistencia a los antibióticos antes
incluso de que dichas resistencias aparezca. Para ello es necesario realizar estudios exhaustivos
utilizando genotecas genómicas de inserción, estudios evolutivos seguidos de secuenciación
completa de genomas y análisis del impacto de la resistencia sobre la competitividad bacteriana
(fitness) y, en particular sobre la virulencia. En nuestro laboratorio estamos desarrollando
estudios predictivos de evolución de la resistencia utilizando modelos de relevancia clínica como
Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa y Klebsiella pneumoniae. En la
presentación se discutirán resultados obtenidos con dichos modelos, así como la utilidad del uso
de estos métiodos para predecir la emergencia de resistencia a antibióticos en fases tempranas
de su desarrollo. En su conjunto, los métodos predictivos que se describirán son útiles para
desarrollar pautas terapéuticas que prevengan la emergencia de resistencia y para hacer un
cribado, en fase temprana de desarrollo, de aquellos antibióticos para los cuales la resistencia
emerge rápidamente y sin conferir un coste de fitness relevante.
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Simposio:
Título:
Silenciamiento Génico de una Proteína Disulfuro Isomerasa Amibiana EhPDI
Autores:
Muñoz Muñoz P., Mares Alejandre R., Meléndez López S., Ramos Ibarra M.
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, Laboratorio
de Biotecnología
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Entamoeba histolytica; Proteina Disulfuro Isomerasa; Plegamiento oxidativo; ARN interferente
Comunicación:
En humanos, la amibiasis es una infección parasitaria ocasionada por el protozoario Entamoeba
histolytica. De acuerdo a reportes de la Organización Mundial de la Salud, la amibiasis es la
cuarta causa de mortalidad por infección con protozoarios, ocasionando cerca de 70,000 muertes
anuales. La virulencia de E. histolytica se caracteriza por su capacidad de secretar moléculas
involucradas en la destrucción de tejido y evasión del sistema inmune. Algunos factores de
virulencia poseen enlaces disulfuro que estabilizan su estructura terciaria. En células eucariotas,
el plegamiento de proteínas y la formación de enlaces disulfuro se lleva a cabo en el retículo
endoplásmico (RE), donde un conjunto de chaperonas moleculares y enzimas del plegamiento
(plegasas) asisten al polipéptido naciente hasta adquirir su conformación activa. La proteína
disulfuro isomerasa (PDI) es una plegasa con actividad chaperona que participa en el plegamiento
oxidativo de polipéptidos mediante la formación y rearreglo de enlaces disulfuro. E. histolytica
posee una PDI de 38 kDa, denominada EhPDI, que ha mostrado las actividades típicas de una
plegasa funcional, tanto in vitro como in vivo (en sistemas heterólogos). Sin embargo, por las
características genéticas complejas del parásito, no ha sido posible la aplicación de métodos
típicos, como la recombinación homóloga, para obtener mutantes y estudiar la función génica de
EhPDI. En el presente trabajo, se realizó el silenciamiento génico de la proteína EhPDI mediante
técnicas de ARN interferente. Los resultados moleculares a nivel de la transcripción y traducción
están siendo analizados mediante técnicas de RT-qPCR e inmunoblot. Con esta estrategia se
espera reducir el nivel de expresión de la proteína EhPDI y establecer su papel funcional en los
mecanismos de virulencia del parásito. Con este estudio, será posible inferir el potencial que
exhibe el mecanismo de plegamiento de proteínas como diana celular para el diseño de fármacos
con actividad anti-amibiana.
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Simposio:
Título:
Cultivo de células en suspensión de Azadirachta indica para la producción de sustancias con
actividad antiplasmodial in vitro.
Autores:
Zuleta Castro C, Ríos Orrego A, Orozco Sánchez F, Hoyos Sánchez R, Pabón A
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Células en suspensión; A. indica; P. falciparum; antimalárico
Comunicación:
El Neem (Azadirachta indica) es una especie vegetal conocida tradicionalmente como “El árbol
milagroso de la India”. Recibe dicho apelativo ya que tiene innumerables propiedades que se
deben a los compuestos derivados de su metabolismo. Es difícil sintetizar químicamente los
metabolitos del Neem y su obtención directa desde el árbol esta sujeta a las condiciones
ambientales y al ciclo de vida de la especie. Por lo anterior, se emplea el cultivo de células
vegetales en suspensión para lograr la producción in vitro de los metabolitos del Neem. Por otra
parte, muchos extractos obtenidos de explantes de este árbol han mostrado actividad inhibitoria
sobre Plasmodium falciparum, uno de los parásitos más patógenos del phylum apicomplexa y la
especie responsable de la forma más severa de malaria humana. La malaria tiene índices muy
altos de complicaciones y mortalidad y cobra especial importancia en los países en desarrollo.
Además, el control y tratamiento de la enfermedad es cada vez más difícil, pues el parásito ha
desarrollado resistencia a los medicamentos comúnmente utilizados y es escaso el número de
antimaláricos efectivos desarrollados en las últimas décadas. De ahí el interés por desarrollar
nuevas alternativas de tratamiento. De esta forma, se evaluó el efecto antiplasmodial de cuatro
extractos etanólicos de células en suspensión de A. indica. Dos de los extractos provenían de
células cultivadas en matraces Erlenmeyers y los otros dos de células cultivadas en biorreactor de
tanque agitado. Los resultados indicaron que estos dos últimos extractos ejercieron un
importante efecto inhibitorio sobre la línea celular evaluada de P. falciparum . Dados estos
resultados, se decidió probar diferentes condiciones de cultivo con el fin de favorecer la
producción de metabolitos secundarios con actividad antiplasmodial a nivel de matraz
Erlenmeyer y biorreactor de tanque agitado. Los nuevos extractos etanólicos obtenidos de los
cultivos celulares de Neem serán evaluados próximamente sobre P. falciparum con el fin de
determinar su actividad antiplasmodial y establecer cuáles son las mejores condiciones de cultivo
para la producción de metabolitos secundarios con potencial antimalárico a partir de células en
suspensión de A. indica.
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Simposio:
Título:
CtpF: A P-TYPE ATPase INVOLVED IN THE Ca2+ TRANSPORT ACROSS THE Mycobacterium
tuberculosis PLASMA MEMBRANE
Autores:
Soto Ospina Carlos Yesid, Novoa Aponte Lorena, Caballero Julio
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Quìmica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Mycobacterium tuberculosis; plasma membrane; Calcium transport; P-Type ATPases; CtpF
Comunicación:
Tuberculosis (TB) is an infectious disease that annually kills two million people around the world.
M. tuberculosis, the etiologic agent of TB, persists into macrophages under adverse conditions
such as hypoxia, starvation and toxic levels of metal cations. Among others, mycobacteria
activate cation transporters of plasma membrane such as P-type ATPases in order to face hostile
conditions inside macrophages. Specifically, the M. tuberculosis CtpF P-type ATPase is overexpressed under several stress conditions during latent and active infections, suggesting that this
pump could be important for the mycobacterial viability; therefore, we consider that CtpF could
be an interesting therapeutic target.
In this work, the in vitro ion specificity of M. tuberculosis CtpF was assessed. Enzymatic assays
performed on everted vesicles isolated from M. smegmatis cells overexpressing CtpF suggest that
CtpF is able to transport alkali/alkaline earth metal cations. Consistently, CtpF displays Ca2+
dependent ATPase activity, following a Michaelis-Menten kinetics (Km 0.2750 μM Ca2+ and Vmax
3.567 nmol Pi/minute.mg of protein). The optimal enzymatic conditions (pH 7.4, 37ºC, 30
minutes, 30 μM Ca2+ and 1000 μM ATP) were estimated to assess the kinetics parameters of CtpF
expressed in the mycobacterial plasma membrane; specifically, the Vmax/Km ratio was used as
an indicator of the catalytic constant. In this context, we observed that Ca2+ displayed the
highest catalytic constant compared to the other tested ions (Na+, K+) suggesting that CtpF is a
Ca2+ P-type ATPase.
In general, Ca2+ ATPases maintain low intracellular Ca2+ concentration. There is a widespread
distribution of putative Ca2+ ATPase genes among prokaryotic genomes. However, their in vivo
functions and differences with their eukaryotic counterparts remain poorly understood. We also
performed homology modeling to build a molecular model of a Ca2+-bound state of CtpF that was
useful to identify the canonical calcium binding sites are conserved in CtpF, and structural
differences with the well-characterized eukaryotic Ca2+ SERCA ATPases.
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Póster: P_BMED_01
Simposio:
Título:
Actividad anti-Helicobacter pylori de nanopartículas de plata funcionalizadas con Mentha piperita
y caracterización al microscopio de fuerza atómica
Autores:
Sánchez Sánchez A., Navarro Garza K., Barrón González P., Leal López K, Menchaca Arredondo J.,
Moreno Limón S., Rodríguez Garza R.
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Helicobacter pylori; microscopio de fuerza atómica; nanopartículas
Comunicación:
Helicobacter pylori es un microorganismo implicado en diversos padecimientos de tipo digestivo,
entre los que destacan gastritis, úlcera péptica y cáncer de estómago; actualmente, el
tratamiento consiste en la administración de una combinación de fármacos y antibióticos, sin
embargo, debido a la aparición de cepas resistentes a estas moléculas, es necesaria la búsqueda
de nuevos agentes antimicrobianos más eficaces; las nanopartículas de plata, en conjunto con
extractos de plantas se presentan como una alternativa a esta problemática. En este trabajo se
evaluó el efecto de una solución de nanopartículas de plata funcionalizadas con extracto
metanólico de Mentha piperita (NpAg-M. piperita) mediante síntesis verde y fue evaluada su
actividad biológica sobre H. pylori. Se evaluaron dosis de 0.70, 1.4 y 2.8 µg/mL de la solución de
NpAg-M. piperita, se incubaron a 37°C por 24h, se realizó la lectura de absorbancia a 635 nm,
además se realizó la determinación de las UFC/mL. Los resultados mostraron que la dosis de 2.8
µg/mL presentó la mayor actividad anti-H. pylori ya que el cultivo no presentó el biofilm
característico, además las colonias obtenidas mostraron alteración morfológica. Las NpAgM.piperita fueron caracterizadas mediante microscopía de fuerza atómica(MFA), así mismo se
analizaron las bacterias sometidas a las NpAg-M.piperita para realizar el análisis morfométrico,
comparándolas con el control, los parámetros morfométricos determinados fueron: morfología,
rugosidad, identación, altura y volumen, observándose cambios morfológicos importantes en la
célula tratada con NpAg-M. piperita y la célula control.
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Póster: P_BMED_02
Simposio:
Título:
Análisis Numérico Sobre Técnicas de Sutura Empleando Diversos Materiales
Autores:
ROMERO-ÁNGELES B., SÁNCHEZ-LUNA S. J., HERNÁNDEZ-VÁZQUEZ R. A., VARGAS-BUSTOS J. A.,
FERRER-VEGA R. C., VÁZQUEZ-FEIJOO J. A.
Centro de Trabajo:
Instituto Politécnico Nacional, Sección de estudios de posgrado e investigación, Escuela superior
de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Sutura; Tejidos; Contaminación postquirúrgica
Comunicación:
Las técnicas de sutura empleadas en la reparación de los tejidos tienen influencia en la
vasculización y cicatrización. El objetivo primordial de la sutura, es mantener aproximados dos
tejidos de las mismas características durante la cicatrización. La unión de los bordes es una
lesión quirúrgica, que debe colocarse con una tensión uniforme, a lo largo de la herida. Con esto
se reducen los espacios muertos entre los bordes de la incisión para iniciar la regeneración del
tejido. De esta manera, se disminuye la contaminación postquirúrgica de las heridas y posibles
infecciones de sitio quirúrgico. Por lo tanto, la adecuada aproximación de los tejidos favorece la
cicatrización. Además del logro de una cicatriz estética. Aunque se toman medidas preventivas,
la infección del sitio quirúrgico, sigue siendo un factor de riesgo en pacientes quirúrgicos. Sin
embargo, existen factores de riesgo que incitan a las infecciones en sitio quirúrgico y que son
controlables. La apropiada técnica y material de sutura ofrece la oportunidad de evitar la
septicemia que en ocasiones ocurre después de la cirugía. Con el propósito de analizar el
esfuerzo de tensión a la que se someten diversos materiales en las técnicas de sutura. En el
presente trabajo se utiliza el Método de Elemento Finito, para evaluar el efecto de estiramiento
(esfuerzo de tensión) en los hilos de sutura de acuerdo a la técnica de sutura y al material
empleado para el cierre de la herida.
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Póster: P_BMED_03
Simposio:
Título:
Analysis of the nanoparticle formation β-CDs-DAS and effectiveness against cell lung cancer H460.
Autores:
Sánchez-Herrero S, Martin del Valle E
Centro de Trabajo:
aplicaciones biomédicas de ingeniería química (Departamento Ingeniería Química Universidad de
Salamanca).
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
β-cyclodextrins; cancer; carrier; Dasatinib; hydrophobic; inclusion; nanoparticle
Comunicación:
Pharmacokinetics (PK) and Pharmacodynamics (PD) factors change the drug bioavailability in the
target. It is necessary to obtain a higher performance and pharmacological activity, with the
purpose of the drugs could be transported in a safe and effective way across biological systems
[1]. Nowadays the use of nanoparticles such as β-cyclodextrins (β-CDs) like carriers is an effective
and safe way for transport drug [1]. β-CDs are a group of cyclic oligosaccharides composed of 7
glucopyranose units linked together by α-1,4 glycosidic bonds with an hydrophobic cavity volume
of 0,262 nm3 [2]. Drugs with these size and those hydrophobic characteristics could be much
more effective versus cancer than free drugs. Paclitaxel (PTx) is an example of hydrophobic drug
which has been included in β-CDs in order to increase its pharmacological activity against cancer
[3]. The aim of this work is to induce Dasatinib (DAS) in β-CDs. DAS is very potent hydrophobic
inhibitor of BCR-ABL with a biochemical efficacy from 0.1 to 3 nM for BCR-ABL [4] and its
application against lung cancer cells H-460. An inclusion ratio of 1:1, 1:2; 1:4, 1:6, 1:10 and 2:1
has been assayed by the addition of solutions of β-CD and Das. That’s happens through the action
of hydrophobic and van der Waals forces. The balance of the equilibrium constant (Kβ-CDs:Das)
was performed through the modification of thermodynamic parameters according to the wellknown formula AG0=-RT ln K and AS0= (AH0 – AG0)/T [5]. In the present study, high drug efficacy
of β-CDs-Das against lung cancer cells H-460 has been reported.
References:
[1] Chen, N. et al., The Journal of Clinical Pharmacology 2014; 54: 1097-1107.
[2] Añibarro, M. et al., Carbohydrate research 2001; 333: 251-256.
[3] Agüeros, M. et al., Journal of Controlled Release 2010; 145:2-8.
[4] Roy, S. et al., Crystal growth & design 2012; 12: 2122-2126.
[5] Benkő B. y Zoltán Király Z. The Journal of Chemical Thermodynamics 2012; 54: 211-216.
Página 155 de 551
Póster: P_BMED_04
Simposio:
Título:
Antimicrobial Activities of Actinomycetes Isolated from the Rhizosphere of Genista umbellata
collected from South-Eastern Spain (Almería).
Autores:
Gonzalez Martinez Ignacio, Reche Perez Francisco Jose, Estevez Fernandez Mª del Mar, de la Cruz
Moreno Mercedes, Díaz Navarro Caridad, González Menéndez Victor, Serrano Bacallao Rachel, de
Pedro Montejo Nuria, Tormo Beltrán José Rubén, Genilloud Rodriguez Olga.
Centro de Trabajo:
FUNDACION MEDINA
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
actinomycetes; rhizospheres; antimicrobial activities
Comunicación:
It is well known that actinomycetes are one of the most productive microbial communities in soil
and they are especially rich in plant rhizospheres. In an attempt to isolate novel actinomycetes
to discover new potential producers of antimicrobial compounds with interest to be developed as
novel antibiotics to fight human pathogens as well as phytopathogens, we studied the rhizosphere
microbial community of Genista umbellata, an endemic plant in south-eastern Spain, from the
area of Almerimar (Almería). To assess the diversity of the microbial community obtained
following the different isolation approaches, all the isolates were initially identified to the genus
level on the basis of their micromorphology, to be later characterized chemotaxonomically on
their fatty acid composition. The microbial population was highly represented by a wide diversity
of members of the genus Streptomyces, as well as isolates of the families Micromonosporaceae,
Nocardiaceae, Thermomonosporaceae, Streptosporangiaceae and Pseudonocardiaceae. A
selection of strains including the most diverse microorganisms from each cluster were selected to
be cultivated and fermentation extracts were screened for the production of new antimicrobial
agents active against a panel human pathogens (Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter
baumannii, Staphylococcus aureus MRSA, Candida albicans, Aspergillus fumigatus) as well as
phytopathogens (Collecotrichum acutatum, Botrytis cinerea). Our results confirm that
rhizospheres are an extremely rich reservoir for the isolation of a wide diversity of
actinomycetes, many of them still representing a rich untapped source of secondary metabolites
with antimicrobial activities with potential application in different therapeutic areas and
biotechnological fields.
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Póster: P_BMED_05
Simposio:
Título:
Atividade quimiopreventiva da própolis verde sobre carcinogênese dérmica quimicamente
induzida
Autores:
Rose Rose Nely Pereira Filho , Danielle Danielle Rodrigues Ribeiro, Angela Angela Valéria Farias
Alves, Marismar Marismar Fernandes do Nascimento,John John Lennon Silva Cunha, Juliana
Juliana Cordeiro Cardoso, Ricardo Ricardo Luiz Cavalcanti de Albuquerque júnior.
Local de trabalho:
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
DMBA; própolis; câncer de pele; ensaio biológico
Comunicação:
O câncer de pele apresenta alta prevalência no mundo. Dentre as novas propostas terapêuticas, o
potencial anticarcinogênico de produtos naturais vem se destacando, particularmente, os
sobrevindos das variedades da própolis brasileira. O objetivo deste trabalho foi analisar o efeito
da administração oral do extrato hidroalcoólico da própolis verde (EHPV) sobre a carcinogênese
dérmica quimicamente induzida em modelo experimental roedor. Para tanto, o EHPV foi obtido e
porteriormente determinou-se a concentração de flavonóides. Para o ensaio biológico, foram
utilizados 36 camundongos, divididos em 6 grupos (n=6): CTR1, CTR2, TUM, PV10, PV50 e PV100.
A indução da carcinogênese foi realizada utilizando o 9,10 dimetil- 1,2 –benzantraceno (DMBA).
Após 16 semanas, os animais foram eutanasiados, para que a área lesada fosse submetida a
exame histológico post-mortem. As lesões cutâneas produzidas em dorso de camundongos foram
analisadas de acordo com o número e diâmetro médio dos tumores observados em cada
camundongo. Os dados obtidos foram comparados entre os grupos por meio do teste Anova (oneway), seguido da extensão post-hoc de Tukey. Diferenças entre os grupos foram consideradas
significativas quando o valor de p foi < a 0,05. Realizada a extração hidroalcoólica da amostra de
própolis verde, verificou-se que o rendimento do extrato foi de 44,43%. O teor de flavonóides foi
de 0,95 ± 0,44%. O número médio de lesões induzidas em TUM (4,14±0,89) foi significativamente
maior que em PV10 (2,05±1,02), PV50 (1,8±1,92) e PV100 (2,5±1,73) (p0,05). Não houve formação
tumoral nos animais do grupo CTR. Não foi observada diferença significativa no diâmetro médio
tumoral entre os diferentes grupos estudados, independente do tratamento com EHPV. Os
tumores formados nos grupos tratados com EHPV se mostraram histologicamente bem
diferenciados, apenas em PV10 foram evidenciadas lesões in situ. A infiltração de estruturas
anatômicas nobres foi menos freqüente nos grupos tratados com EHPV (p>0,05). Esses dados
sugerem um provável efeito inibitório do EHPV sobre a carcinogênese quimicamente induzida por
DMBA e que o efeito quimiopreventivo não estaria relacionado a uma atividade dose-dependente.
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Póster: P_BMED_06
Simposio:
Título:
Bioinformática Odontológica
Autores:
Urriolagoitia-Sosa G., Hernández-Vázquez R. A., Sánchez-Luna S. J., Torres-San miguel C. R.,
López-Contreras G., Urriolagoitia-Calderón G.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biotecnología; organos dentales; cargas mecánicas
Comunicación:
La Biotecnología es una disciplina tecnología basada en la Biología, y aplicada para satisfacer
necesidades de la vida del ser humano. Las cuales pueden considerarse esenciales, como lo es la
salud. Esta disciplina ha desarrollado en las últimas décadas una serie de aplicaciones médicas
que se interrelacionan con otros campos de las ciencias, que no son precisamente las inherentes
a las de las ciencias de la salud. Una de las principales es la Bioinformática Computacional, la
cual de forma multidisciplinaria e interdisciplinaria se interesa en resolver problemas biológicos
utilizando herramientas computacionales para la rápida organización y análisis de datos
biológicos. La cual, además de hacer uso de bases de datos, también utiliza procesos algorítmicos
y programas computacionales para realizar evaluaciones a gran velocidad para estudiar la
etiología y la historia natural de la enfermedad, que permiten establecer diagnósticos, planes de
tratamiento y hasta la prevención de algún padecimiento. De esta forma cada categoría tienen su
aplicación utilizando técnicas analíticas y cuantitativas para el modelamiento de sistemas
biológicos de distintas partes del cuerpo del organismo vivo, en diversos momentos de su
desarrollo y en cualquier estado fisiológico o patológico. De manera particular la Medicina
denomina al modelamiento y análisis que hace referencia la Bioinformática como Mecanobiología,
cuyo objetivo es el de estudio del comportamiento que presentan los distintos niveles de
organización de la materia viva (células, tejidos y órganos). Bajo los efectos de la Bioquímica, la
Biología celular y los estímulos externos, como lo son las cargas mecánicas, las cuales influyen en
la proliferación, diferenciación y metabolismo celular. En el caso específico de la Odontología
gracias a la Mecanobiología y se han desarrollado biomodelos muy detallados en a fisiología,
patologías, recuperación, regeneración y cicatrización de diversas estructuras del Sistema
Estomatognático. El Instituto Politécnico Nacional, en la Sección de Estudios de Posgrado e
Investigación de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica, se desarrollan biomodelados de
órganos dentales que permitirán una mejor comprensión de los mecanismos mecanobiológicos
llevarán a establecer las bases de la Nanoodontología, la Ingeniería de Tejidos y la Nanorobótica
dental, puntos fundamentales del futuro de la Biotecnología aplicada en Odontología.
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Póster: P_BMED_07
Simposio:
Título:
Biosíntesis de nanopartículas metálicas obtenidas a partir del ramnosido de epigalocatequina
galato extraído del extracto metanólico del látex de Jatropha curcas L.
Autores:
Castelan figueroa Juan Manuel, Hernadez Beteta Elias Emilio, Ríos Corés Ada Maria, Rojas López
Marlon, Zamilpa Alejandro, Domínguez Mendoza Blanca Eda, López Gayou Valentin
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biosintesis; ramnosido de epigalocatequina galato; nanoparticulas; Jatropha curcas
Comunicación:
Debido a la importancia y necesidades de obtención de nanopartículas metálicas para el
desarrollo de nuevos productos de importancia científica y tecnológica en las áreas de la física,
química y biología, se han desarrollado distintos métodos de obtención de los cuales se ha
comprobado que los procesos de biosíntesis por reducción química, en los que se utilizan
extractos de plantas para la obtención de nanopartículas de oro y plata, son métodos económicos
y rápidos, que no utilizan productos tóxicos para la salud y el medio ambiente. El
aprovechamiento de estos extractos como agentes reductores y estabilizantes de nanoestructuras
aun presenta un gran número de interrogantes, como la identificación de los compuestos
principales que participan en los procesos de reducción de las sales metálicas como el HAuCl4 y
el AgNO3 para la formación de nanopartículas. Es por ello que en este trabajo se presenta la
biosíntesis de oro y plata a partir del compuesto mayoritario con la capacidad de reducir y
estabilizar nanoestructuras metálicas de oro y plata, obtenido del proceso de separación
cromatográfica del extracto metanólico del látex de Jatropha curcas L., el cual fue obtenido en
el municipio de Yautepec, Morelos, México. El compuesto fue identificado mediante HPLC, RMN y
EM, siendo definido como 5- rhamnopyranosil epigalactocatequina galato (C28H27O16) con un
peso molecular de 603 gr/mol, las nanopartículas obtenidas presentaron coloraciones
características para Au (rojo) y Ag (amarillo) en solución acuosa, con bandas de RPS alrededor de
520 nm y 420 nm respectivamente en el análisis por espectrometría UV-visible, con formas
cuasiesféricas y con tamaños promedio de 15 nm para Au y de 5nm para Ag observados por
HRTEM, por lo que la identificación y obtención de los compuestos principales permite un mejor
conocimiento de los procesos de biosíntesis y control del tamaño y forma de las nanopartículas
generadas, siendo confirmado que los flavonoides de tipo catequina participan en la obtención de
nanopartículas metálicas presentes en extractos de plantas en los métodos de síntesis verde.
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Póster: P_BMED_08
Simposio:
Título:
Comparación de la actividad antibacteriana del homopéptido de lisina de 11 residuos y sus Scans
de alanina, prolina, triptófano y leucina.
Autores:
Guzman Fanny, Arostica Monica, Ojeda Claudia, Rojas Roberto, Marshall Sergio, Aguilar Luis
Felipe, Carvajal-Rondanelli Patrcio
Centro de Trabajo:
Pontificia Universidad Catolica de Valparaíso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
péptidos; antimicrobianos
Comunicación:
Los péptidos antimicrobianos (PAMs) se caracterizan por ser secuencias catiónicas cortas que
juegan un rol clave en el sistema inmune de diferentes organismos y que surgen como una
alternativa a los antibióticos convencionales, debido a su baja citotoxicidad y baja inducción de
resistencia en el microorganismo blanco. En estudios previos, determinamos que el homopéptido
de lisina de 11 residuos presenta un amplio espectro de actividad contra bacterias Gram
negativas y Gram positivas, convirtiéndolo en un modelo interesante de estudio. El homopéptido
de lisina de 11 residuos (K11) al ser una secuencia repetitiva permite determinar de forma más
precisa las posiciones en donde este aminoácido juega un rol central en la interacción con el
blanco para así potenciar su actividad. En este estudio se trabajó con cambios puntuales de K11
utilizando Scans de alanina, prolina, triptófano y leucina para determinar las posiciones y el
efecto que tienen estas modificaciones en la actividad antibacteriana sobre Staphylococcus
aureus y Escherichia coli respecto de K11. Todos los péptidos fueron obtenidos por síntesis en
fase sólida Fmoc de acuerdo al método tea-bag de Houghten usando resina Rink amida. La
caracterización y purificación de los péptidos fue realizada por HPLC y espectrometría de masas.
El ensayo de actividad antibacteriana sobre las cepas indicadas fue realizado por el método de
microplaca en medio TSB a 37°C con una concentración de péptidos de 10 y 20 µM.
Los resultados obtenidos muestran que todas las modificaciones centrales realizadas en K11
incrementaron la concentración mínima inhibitoria (MIC) contra S. aureus. En el caso de E. coli no
se observó alteraciones en la actividad del homopéptido al hacer sustituciones con alanina y
prolina, mientras que las sustituciones centrales de las lisinas por leucina o triptófano
incrementaron el MIC. Este trabajo presenta evidencias de residuos aminoacidicos y posiciones
claves en la actividad antibacteriana en K11, que podrían utilizarse como modelos para potenciar
el efecto antibacteriano en heteropéptidos y estudiar sitios claves de interacción de PAMs con las
membranas bacterianas.
Agradecimientos: Proyecto financiado por Fondecyt 1140926.
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Póster: P_BMED_09
Simposio:
Título:
Efectividad antibacteriana y citotoxicidad de nanopartículas metálicas
Autores:
Cuesta Garrote Natalia, López Maestre María Isabel, Sánchez Navarro Magdalena, Pérez Limiñana
María Ángeles, Arán Aís Paqui, Martínez Sánchez Miguel Ángel, Bertazzo Marcelo
Centro de Trabajo:
INESCOP, Instituto Tecnológico del Calzado y Conexas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Nanopartículas; antimicrobiano; citotoxicidad
Comunicación:
La incorporación de nanopartículas a bienes de consumo es un fenómeno que aumenta cada año.
Una de las propiedades de mayor interés de estos compuestos es el efecto antimicrobiano, de ahí
su amplia aplicación a artículos textiles, cosméticos, productos de higiene etc. Teniendo en
cuenta que se trata de artículos que contactan íntimamente con la piel de los usuarios, resulta de
especial interés comprobar, por un lado, que cumplen la función para la que están destinados, y
por otro lado, evaluar si las concentraciones de las nanoparticulas necesarias para obtener una
buena acción antimicrobiana podrían afectar a la salud.
Actualmente entre las nanopartículas más usadas en bienes de consumo, se encuentran las
metálicas como por ejemplo las de plata y oro. En el presente trabajo se han obtenido
nanopartículas de oro y plata (AuNPs y AgNPs), que posteriormente han sido encapsuladas
mediante sílice (Au@SiO2 y Ag@SiO2), como modo de obtener una liberación más controlada en el
tiempo. Dichos compuestos han sido caracterizados morfológicamente mediante microscopía
electrónica de barrido y de transmisión (SEM, TEM) y se ha determinado su absorción en el UVvisible.
En lo que se refiere a ensayos biológicos, en primer lugar se ha evaluado el efecto antibacteriano
de ambos tipos de nanopartículas, sobre cepas de bacterias gram positivas y gram negativas,
mediante la determinación de la concentración mínima inhibitoria (MIC). Posteriormente, se ha
determinado si estos nanocompuestos podrían presentar un efecto nocivo sobre el usuario. Para
ello, se ha evaluado su posible citotoxicidad sobre células eucariotas, empleando para ello dos
tipos celulares de la piel: fibroblastos dérmicos neonatales humanos y una línea celular de
queratinocitos humanos(HaCaT). Los resultados obtenidos indican que las concentraciones a las
que se inhibe el crecimiento bacteriano están muy próximas a aquellas que muestran afectar la
viabilidad celular.
A partir de los resultados obtenidos queda patente que es necesario ser cautos a la hora de
aplicar nanocompuestos en bienes de consumo, principalmente si van destinados a un contacto
directo con la piel.
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Póster: P_BMED_10
Simposio:
Título:
El muérdago (Cladocolea loniceroides) como fuente de compuestos antioxidantes con actividad
inhibitoria de alfa-glucosidasa
Autores:
Paredes Frida, López Jennifer, Soriano Jorge
Centro de Trabajo:
Universidad Autonoma Metropolitana-Unidad Iztapalapa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Diabetes Mellitus; extractos; actividad antioxidante; alfa-glucosidasa
Comunicación:
La diabetes mellitus (DM) es parte del grupo de enfermedades que afecta a un porcentaje
elevado de la población y cuya prevalencia va en aumento. Por ello, además de las medidas
preventivas y fármacos dirigidos a reducir la hiperglucemia, actualmente el uso de suplementos
antioxidantes tiene gran valor en la prestación de terapias complementarias destinadas a mejorar
la terapia estándar. Antioxidantes no enzimáticos incluyen vitaminas E y C, la melatonina, los
carotenoides, flavonoides naturales, y otros compuestos. Algunos fármacos usados para reducir la
hiperglucemia, son inhibidores de alfa-glucosidasa, ya que es la enzima clave para la degradación
de oligosacáridos a glucosa. El muérdago Cladocolea (C.) loniceroides, una planta parásita,
endémica de México, se ha convertido en una plaga que afecta económicamente a las zonas en
las que se presenta, acabando con los árboles hospederos en poco tiempo. Sin embargo, se ha
demostrado que C. loniceroides contiene polifenoles de diversa naturaleza química, que le
confieren una gran actividad antioxidante. En el presente estudio se evaluaron la actividad
antioxidante e inhibitoria de α-glucosidasa de los extractos acuosos del tallo (ET), hoja (EH),
fruto maduro (EFM) y verde (EFV) del muérdago C. loniceroides, como un potencial agente
antihiperglucemiante. Los extractos se prepararon utilizando agua destilada por diferentes
tiempos de ebullición. Los extractos de EH, EFV y EFM obtenidos por ebullición durante 90 min,
así como el extracto ET obtenido por ebullición durante 30 min presentaron un alto potencial
inhibidor contra α-glucosidasa IC50 0.04, 0.12, 0.16 y 0.06 mg EAG (equivalentes de ácido
galico)/ mL, respectivamente. Los extractos con mayor concentración de polifenoles totales
fueron EH (4.28 mg EAG/mL), ET (4.34 mg EAG/mL), EFV (1.14 mg EAG/mL) y EFM (1.03 mg
EAG/mL). Los extractos mencionados poseían el poder antioxidante (FRAP) más alto, evaluados
en términos de valores de EC50 2584.8, 2368.8, 651 y 561.6 µmol Fe2+/g, respectivamente. Por
lo tanto, la extracción de C. loniceroides obtenida por ebullición durante 30 min es suficiente
para obtener fracciones polifenólicas con actividad antioxidante e inhibitoria de alfa-glucosidasa,
que podrían ser usadas como coadyuvante en el tratamiento de la DM tipo 2
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Póster: P_BMED_11
Simposio:
Título:
Evaluación del patrón de esfuerzos en la sección transversal de un hueso de costilla
Autores:
Romero-Ángeles B., Águilar-Pérez L. A., Torres-San Miguel C. R., Cortes-Vásquez O., CruzJaramillo L., Urriolagoitia-Calderón G.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biomecánica; Anisotrópico; Propiedades mecánicas del hueso
Comunicación:
El análisis de la tolerancia al daño resistida por el ser humano se realiza de manera general
mediante la implementación de 5 sistemas, los cuales utilizan como aplicación especímenes de
prueba vivos, muertos, o mediante animales. Así como, maniquíes de prueba y modelos
numéricos, siendo estos últimos construidos a partir de la estimación de las propiedades
mecánicas de la región de interés que se desea estudiar. Por esta razón, en este trabajo se
propone utilizar los valores de carga críticos obtenidos a partir del sistema meta-estable y
estudiar la propagación de esfuerzos en la sección transversal de la costilla, dadas las condiciones
de estudio planteadas por diversos autores. Para lograr esto, se determinó el área de interés a
partir del modelo biológico virtual de la costilla 7 de una persona de 67 años. La cual, fue
analizada mediante el Método del Elemento Finito, con la finalidad de determinar la región más
inestable donde podría iniciar la fractura del hueso. Como resultado, se pretende obtener el
comportamiento anisotrópico del hueso cortical y trabecular de la costilla. Con el cuál, se puede
evaluar en trabajos futuros el comportamiento frente a diversos escenarios de cargas de impacto
del tórax completo.
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Póster: P_BMED_12
Simposio:
Título:
Functionalized nanostructured chitosan transport and delivery systems of bioactive molecules.
Autores:
Vega-Baudrit J, Porras M, Madrigal S, García F, BAUDRIT JOSE
Centro de Trabajo:
National Naotechnology Laboratory LANOTEC-CeNAT-CONARE
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
chitosan; transport; delivery; bioactive; drugs
Comunicación:
Metallo-β-lactamases (MBL) are bacterial zinc-dependent enzymes involved in the hydrolysis of βlactamic antibiotics representing the main cause of bacterial resistance to carbapenems, drugs of
last resort for treating infections caused by multiresistant bacteria. We elaborated the hypothesis
that it is possible to inhibit the enzymatic activity of MBL by lowering the availability of zinc in
the extracellular medium using metal chelating agents such as EDTA carried on nanoparticles
(NPs). Chitosan, as linear cationic polysaccharide is frequently used in biomedical and
pharmaceutical applications, has been studied as a biocompatible encapsulating agent in drug
delivery systems and is an ideal transport agent for bioactive molecular complexes in antibiotic
applications due to its ability to associate with negatively charged substances. We developed
novel NPs using chitosan as a transport matrix for β-lactamic antibiotics. NPs were synthesized
according to the ion gelation using tripolyphosphate as crosslinking agent. NPs were
functionalized by the adsorption of EDTA, which acts as complexifying agent for Zn2+ ions causing
inhibition of MBL activity. We evaluate the antimicrobial effects of EDTA-functionalized NPs with
an imipenem cargo on the clinical isolate P. aeruginosa AG1, a carbapenem-resistant high-risk
clone ST-111 carrying both blaIMP-18 and blaVIM-2 MBL genes. We also evaluate in vitro the
effects of NPs encapsulating ampicillin on E. coli ATCC 25922 strain.
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Póster: P_BMED_13
Simposio:
Título:
Green Synthesis of Silver Nanoparticles and their Bactericidal and Antimycotical activities Against
Oral Microbes
Autores:
Rodríguez-Luis O. E. , Hernandez-Delgadillo R., Sánchez-Nájera R. I. , Martínez-Castañón G. A. ,
Niño-Martínez N., Ruiz F., Cabral-Romero C.
Centro de Trabajo:
Laboratorio de Biología Moelcular, Doctorado en Ciencias Odontológicas, Facultad de
Odontología, Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Estomatologia, UASLP, San Luis
Potosí, México.
Email:
Palabras Clave:
Amphipterygium adstringens; Antimycotical activity; Bactericidal activity; Ethanolic extracts;
Glycyrrhiza glabra; Green synthesis; Silver nanoparticl
Comunicación:
Nanotechnology is a new discipline with huge applications including medicine and pharmacology
industries. Although several methods and reducing agents have been employed to synthesize
silver nanoparticles, chemical reactives promote toxicity and non-desired effects on human and
biological systems. The objective of this work was to synthesize silver nanoparticles from
Glycyrrhiza glabra and Amphipterygium adstringens extracts and determine their bactericidal and
antimycotical activities against Enterococcus faecalis and Candida albicans growth respectively. 1
and 10 mM silver nitrate was mixed with an extract of Glycyrrhiza glabra and Amphipterygium
adstringens. Green silver nanoparticles (AgNPs) were characterized by TEM, Vis-NIR, FTIR,
Fluorescence, DLS, TGA and X-ray diffraction (XRD) analysis. Bactericidal and antimycotical
activities of AgNPs were determined by Kirby and Bauer method and cell viability MTT assays.
AgNPs showed a spherical shape and average size of 9 nm if prepared with Glycyrrhiza glabra
extract and 3 nm if prepared with Amphipterygium adstringens extract. AgNPs inhibited the
bacterial and fungal growth as was expected, without a significant cytotoxic effect on human
epithelial cells. Altogether, these results strongly suggest that AgNPs could be an interesting
option to control oral biofilms.
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Póster: P_BMED_14
Simposio:
Título:
Influencia del orden de agregación, velocidad de agitación y flujo en la formación de hidrogeles a
partir de CaCl2 con carboximetilcelulosa y almidón carboximetilado
Autores:
Henao Mejía Elizabeth, Tenorio María Antonia, Maya Rebeca
Centro de Trabajo:
Universidad Pontificia Bolivariana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Gelación ionotrópica; hidrogel; carboximetilcelulosa; almidón carboximetilado
Comunicación:
Los polisacáridos presentan gran atracción como material encapsulante ya que eliminan los
problemas de solubilidad en agua, la rápida y no controlada liberación y recubren los fármacos.
Esta investigación concierne a la preparación de partículas de hidrogel por gelación ionotrópica a
partir de polímeros naturales como la carboximetilcelulosa (CMC) y almidón carboximetilado,
alrededor de su punto de equilibrio de cargas (0,062 eq/gr y 0,021 eq/gr respectivamente) y la
evaluación de la influencia del orden de agregación, la velocidad de agitación y el flujo de
polímero o CaCl2 sobre los rendimientos, las formas y los tamaños de las partículas.
Para cada polímero se realizó un diseño de experimentos de cribado 2^3 incluyendo 6 puntos
centrales por bloque. El rendimiento es mayor cuando se agrega el polímero sobre el CaCl2,
obteniendo formas cónicas, esféricas y cilíndricas para la CMC y tamaños que varían entre 44 y
675 micrómetros (más comunes entre 100 y 300 micrómetros); y formas ovaladas para el almidón,
obteniendo tamaños entre 20 y 384 micrómetros (más comunes entre 20 y 100 micrómetros). El
almidón en agua forma un pre-gel de partículas más grandes a las obtenidas por la interacción de
cargas. Para obtener mayor rendimiento y partículas de menor longitud con la CMC se deben
trabajar bajas velocidades de agitación y relaciones CMC/CaCl2 mientras que con el almidón se
debe trabajar con bajos flujos. En conclusión, se obtiene mayor número de partículas y de menor
tamaño cuando se agrega el polímero sobre el CaCl2, siendo más pequeñas las de almidón y con
el inconveniente que con CMC queda en ocasiones la forma completa de la gota agregada.
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Póster: P_BMED_15
Simposio:
Título:
Lectin from Crataeva tapia bark (CrataBL): antitumor, antiinflammtory, anticoagulant and
analgesic activities
Autores:
Correia Maria Tereza dos Santos, Araújo Regina Maria, Carneiro-da-Cunha Maria das Graças, Silva
Teresinha Gonçalves, Coelho Luana Cassandra, Oliva Maria Luiza Vilela, Paiva Patrícia Maria
Guedes
Centro de Trabajo:
Departamento de Bioquímica, Centro de Biociências, Universidade Federal de Pernambuco
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Partial Thromboplastin Time; Prothrombin Time; Analgesic Activity; Peritonitis; Abdominal
Contractions.
Comunicación:
Crataeva Tapia (also known as Crataeva Tapia) is a Capparidaceae family tree widely distributed
in the Pluvial Forests Tropical Atlantic and Tropical Pantanal in Brazil; known by Northeast
Brazilian people as "Paudalho" or "Tapia". C. Tapia bark is used as food, fuel, forage, and in
medicine for the treatment of diabetes. A lectin called CrataBL was purified from C. Tapia bark
having molecular weight of 40 kDa and specificity for oligosaccharides. The aim of this study was
to investigate the antitumor, anti-inflammatory, anticoagulant and anti-nociceptive of CrataBL
activities. The lectin was obtained by extraction with 0.15M NaCl, followed by fractionation with
ammonium sulfate (30-60%) and ion-exchange chromatography on CM-cellulose column. Lectin
antitumor activity was evaluated against Sarcoma 180 in Swiss albino mice. Anti-inflammatory
activity was evaluated by using carrageenan-induced peritonitis. The activated partial
thromboplastin time (APTT) and prothrombin time (PT) was determined in an automated
coagulometer; APTT was also determined for factors VIII, IX, XI or XII and using plasmas deficient
(FVIII, FIX, FXI and FXII). Analgesic activity was evaluated by the writhing response induced by
acetic acid. CrataBL showed low toxicity with LD50 = 2,500 mg/kg body weight, inhibiting
significantly (P <0.05) tumor growth (20 mg/kg) reducing the Sarcoma 180 volume as compared to
the tumor volume of the control group. The lectin also decreased (35.4%) the number of
neutrophil migration after induction by carrageenan. The PT remained within normal limits in all
CrataBL concentrations used. However, the APTT was significantly prolonged with a dosedependent response. CrataBL interacted with the blood clotting factors VIII, IX, X and XI APTT
prolonging the APTT and reduced for all tested factors. CrataBL showed analgesic activity by
inhibition of abdominal contractions induced by acetic acid. The results showed that CrataBL has
significant antitumor, anti-inflammatory and antinociceptive activities, besides being a potent
source of exogenous anticoagulant agent.
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Póster: P_BMED_16
Simposio:
Título:
Long -term effects of PVDF gamma exposed: observations on post-irradiation oxidation
Autores:
de Souza Medeiros Batista Adriana, Oliveira de Faria Luiz
Centro de Trabajo:
Universidade Federal de Minas Gerais
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biomaterials; PVDF; Gamma Irradiation; Polymers; Sterization Process
Comunicación:
Gamma and electron-beam irradiation are among the most popular and well established
processes for sterilizing polymer-based medical devices. Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) it used
as monofilament suture material and, therefore, can be sterilized by beta or gamma radiation.
PVDF is an electroactive polymer with many technological applications. The effect of gamma
irradiation on PVDF componentes, in biomaterials products are discussed in this work. The
consequences of irradiation on the molecular structure and crystal morphology it includes
progressive oxidation, breaking of polymer chains, alteration of the crystalline portion, and
deterioration of the mechanical properties of the polymer. Diffusion of oxygen occurring over
months or years, controlled by permeabillity characteristics of the polymer. In this work,
irradiated PVDF samples with doses between 100-500 kGy are studied after irradiation, two
months and two years after irradiation with DSC and FTIR analysis in order to verify loss of
crystalline material and formation of oxidation products in the chain of polymer. The DSC results
of the heating run from room temperature up to 180 °C showed that the melting temperature
and onset temperature of PVDF film decrease with increasing irradiation dose, that keep two
years constant. FTIR analysis shows formation of oxidation products after irradiation with
rearrangements in two months due to humidity.
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Poster: P_BMED_17
Simposio:
Título:
Rational design of antituberculous compounds based on P-type ATPases as potential therapeutic
targets
Autores:
Soto Ospina Carlos Yesid, Santos Paola, López Fabián
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Quìmica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Anti-TB targets; Mycobacterium tuberculosis; chemical space; P-type ATPases
Comunicación:
Tuberculosis (TB) is one of the most important public health problems around the world. The
emergence of multi-drug resistant (MDR) and extremely drug resistant (XDR) Mycobacterium
tuberculosis strains has driven the finding of alternative therapeutic targets for designing more
effective anti-TB drugs. Currently, the plasma membrane proteins has been considered as key
drug targets due to their biological implication; in this context, P-type ATPases could be
interesting anti-TB targets due to their role in ion homeostasis across the plasma membrane and
mycobacterial survival inside macrophages. Using chemoinformatic methods we mapped the
structure-based and the property-based space of anti-TB and anti-P-type ATPase compounds,
whose were compared to DrugBank compounds and to Traditional Chinese Medicine (TCM) and the
National Cancer Institute (NCI) databases as screening libraries. The structural complexity of the
screening libraries based on empirical measures was also evaluated. We observed that compounds
displaying anti-P-type ATPase activity share the property space of the compounds approved for
oral use (DrugBank), suggesting that these molecules have a good pharmacokinetic profile (druglike) for evaluation as potential anti-TB drugs. The molecular complexity analysis shows that
natural products library (TCM) represents a rich source of complex molecules with high structural
diversity, suitable for interrogation of unexplored regions of the chemical space of drugs and the
search for novel anti-P-type ATPase compounds as possible anti-TB candidates. Therefore, P-type
ATPases could be potential targets for the development of new anti-TB drugs.
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Póster: P_BMED_18
Simposio:
Título:
Selective Delivery Of Photothermal Nanoparticles To Tumors Using Mesenchymal Stem Cells As
Trojan-Horses
Autores:
Encabo-Berzosa M., Gimeno M., Luján L., Sebastián V., Arruebo M., Martín-Duque P., Santamaría
J.
Centro de Trabajo:
Instituto de Nanociencia de Aragón (Universidad de Zaragoza)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
mesenchymal stem cells;gold nanoparticles;optical hyperthermia
Comunicación:
Current cancer treatments have local effects but also systemic side effects, therefore it is very
important to improve the accumulation of the treatments in tumors. Some groups have explored
the use of Mesenchymal stem cells (MSCs) as therapeutical vectors because of their ability to
migrate and incorporate into inflammation areas such as tumors. This homing ability has been
used in this work by developing a “Trojan-horse” strategy. We propose their use as vectors of
therapeutic nanoparticles (hollow Gold Nanoparticles (HGNs)). Amongst the different
nanoparticles to be employed, HGNs have the capacity to resonate in the near infrared (808nm)
region when they are irradiated by an appropriated laser. Transforming this absorbed energy into
heat, they are capable to kill the tumoral cells by optical hyperthermia. At this particular
wavelength healthy tissues do not absorb light, so the effect is restricted to the tissues
containing HGNs. Placing them inside MSCs, the recognition, excretion and immune response by
the immune system would be minimized.
First, we characterized the nanoparticles and studied their in vitro cytotoxicity using different
concentrations of HGNs at different time points. In addition, we confirmed the HGNs
internalization inside the cells by confocal and scanning electron microscopy. After that, a first in
vivo experiment was performed in order to probe the efficacy of these nanoparticles. In this case
the HGNs or the MSCs loaded with the nanoparticles were injected intratumorally and then the
tumors were irradiated. Groups treated with the HGNs and the laser therapy showed a partial or
even a total tumor reduction. Finally, an intravenous in vivo experiment was performed in order
to test the efficacy of the MSCs as HGNs vectors. In this experiment, a major tumoral area
reduction was observed for the group treated with the HGNs internalized inside MSCs versus the
group treated only with HGNs, concluding that the MSCs-HGN combination might be a promising
therapy against cancer. Subsequently, the tumoral tissue and the main organs were analyzed
histopathologically in order to evaluate the in vivo HGNs toxicity. In addition a Ki67 staining was
performed in order to probe the efficacy of the treatment.
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Póster: P_BMED_19
Simposio:
Título:
Spatially and Temporally Controlled Plasmonic Fibrin Hydrogels
Autores:
Prieto Martín, Martín-Saavedra Francisco, Cebrián Virginia, Arruebo Manuel, Vilaboa Nuria,
Santamaría Jesús
Centro de Trabajo:
Instituto de Nanociencia de Aragón - Universidad de Zaragoza
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hydrogel; Gold Nanoparticles; Tissue Engineering
Comunicación:
Hollow gold nanoparticles (HGNPs) have the ability to absorb light in the NIR region and convert it
into thermal energy due to their surface plasmon resonance. These metallic plasmonic
nanoparticles can be functionalized with different natural and synthetic polymers in order to
increase cell viability and/or to modify their surface charge.
Fibrin hydrogels constitute a natural polymeric three-dimensional structure widely investigated as
scaffold for the regeneration of many tissues including bone, vascular, cardiac, nervous or ocular.
Fibrin scaffolds outstrips synthetic ones when inflammation, immune response, toxicity and cell
adhesion are a concern.
In the present work HGNPs have been functionalized with Poly-L-Lysine, a natural cationic
polymer, by covalent linkage and decorated with thrombin (a serine protease). Also, this HGNPsThrombin complexes were incubated with fibrinogen to obtain plasmonic fibrin hydrogels.
Plasmonic response, and therefore local heating, can be spatially and temporally controlled by
irradiating them remotely with a NIR laser at 808 nm. Due to the possibility to entrap
thermoresponsive effectors inside this protein-based fibrin network it would be possible to use
them as a potential platform for on demand drug, gene or protein release in accelerated healing
and regeneration and other tissue engineering applications.
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Póster: P_BMED_20
Simposio:
Título:
Water-Soluble Pd-Imidate Complexes: Broadly Applicable Catalysts for the Synthesis of
Chemically Modified Nucleosides via Pd-Catalysed Cross-Coupling
Autores:
Lozano Pedro, Gayakhe Vijay, Ardhapure Ajaykumar V., Kapdi Anant R., Sanghvi Yogesh S, Perez
José, Serrano José L
Centro de Trabajo:
Universidad de Murcia - Facultad de Química
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Antiviral; Nucleoside synthesis; Catalysis; Green Chemistry
Comunicación:
Modified nucleosides obtained via synthetic methods have in recent years acquired much
attention as antiviral1 and cancer treatment2. Modification of nucleosides via functionalization of
the purine or pyrimidine bases is an attractive synthetic strategy, which could be accomplished
efficiently by metal-catalyzed cross-coupling reactions as greener and cleaner alternatives to
other synthetic procedures.3 Specifically, palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura4 cross-coupling has
allowed both improved reactivity and better control over the reaction conditions5.
Functionalization can be carried out by performing the reactions in aprotic polar solvents,
however, a synthetically more attractive alternative involves the use of water as the solvent3,6.
Recently we reported on the cross-coupling of nucleosides in water as the sole reaction solvent,7
which was made possible by the utilization of water-soluble Pd-imidate complexes. Later we
envisaged the potential utility of complexes [Pd(C^N)(Imidate)(PTA)] incorporating a
palladacyclic backbone, since the analogous water insoluble derivatives (bearing PR3 instead of
PTA) have already displayed excellent Suzuki performance.8 Herein, we report a comprehensive
study utilizing those Pd-PTA-imidate complexes for palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura crosscouplings in water for all four nucleosides with a wide variety of aryl and heteroaryl boronic acids
leading to an eclectic array of modified nucleosides of synthetic relevance.
Acknowledgements. This work was partially supported by the Fundación SENECA-CARM 19278/PI/14
1 Robak, T. Clin. Cancer Drugs 2014, 1, 2. b) Sofia, M.J.; Chang, W.; Furman, P.A.; Mosley, R.T.; Ross, B.S.
J. Med. Chem. 2012, 55, 2481.
2 Dai, Q.; Xu, D.; Lim, K.; Harvey, R.G. J. Org. Chem. 2007, 72, 4856.
3 Shaughnessy, K. H. Molecules 2015, 20, 9419.
4 A. Suzuki, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 6722.
5 Elmehriki, A. A. H.; Suchy, M.; Chicas, K. J.; Wojciechowski, F.; Hudson, R. H. E. Artificial DNA: PNA &
XNA 2014, 5, e29174.
6 Chanda, A.; Fokin, V.V. Chem. Rev. 2009, 109, 725.
7 Kapdi, A. R.; Gayakhe, V.; Sanghvi, Y. S.; Garcia, J.; Lozano, P.; da Silva, I.; Perez, J.; Serrano, J. L. RSC
Adv. 2014, 4, 17567.
8 Fairlamb, I. J. S.; Kapdi, A. R.; Lee,A. F.; Sanchez, G.; Lopez, G.; Serrano, J. L.; Garcıa, J.; Perez, J.;
Perez, E. Dalton Trans. 2004, 3970.
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Póster: P_BMED_21
Simposio:
Título:
Otoprotective properties of 6α-methylprednisolone-loaded nanoparticles against cisplatin: In vitro
and in vivo correlation
Autores:
Raquel Palao-Suay2; Almudena Trinidad1; María Rosa Aguilar2; Rafael Ramírez-Camacho1, Julio
San Román2
Centro de Trabajo:
1 Instituto de Investigación Biomédica-Hospital Puerta de Hierro-Majadahonda; 2 Instituto de
Ciencia y Tecnología de Polímeros (CSIC); España
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
6α -methylprednisolone; αTOS; Cisplatin; ototoxicity; nanoparticles
Comunicación:
6α -methylprednisolone-loaded surfactant-free nanoparticles have been developed to ameliorate
cisplatin ototoxicity. Nanoparticles were based on two different amphiphilic pseudo-block
copolymers obtained by free radical polymerization and based on N-vinyl pyrrolidone and a
methacrylic derivative of α-tocopheryl succinate or α-tocopherol. Copolymers formed spherical
nanoparticles by nanoprecipitation in aqueous media that were able to encapsulate 6α methylprednisolone in their inner core. Good encapsulation efficacy was found, and in vitro drug
release greatly improves the half life of the free corticoid. The obtained nanovehicles were
tested in vitro using HEI-OC1 cells and in vivo in a murine model. Unloaded nanoparticles were
not able to significantly reduce the cisplatin ototoxicity. Coumarin loaded NPs were inoculated
in the middle ear to test their capability to pass trough round window membrane (RWM) to the
inner ear, and its distribution in it. An accumulation of NPs in the inner and outer hair cells was
observed. Loaded nanoparticles reduced cisplatin-ototoxicity in vitro being more active those
based on the methacrylic derivative of vitamin E, due to their higher encapsulation efficiency.
This formulation was able to protect hair cells in the base of the cochlea, having a positive effect
in the highest frequencies tested in a murine model. A good correlation between the in vitro and
the in vivo experiments was found.
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Póster: P_BMED_22
Simposio:
Título:
Biopolymeric particles: Promising carriers for peptide delivery
Autores:
Merari Tumin Chevalier; Mónica Cristina Garcia, Daniela Gonzalez, Alvaro Jimenez-Kairuz, Hernan
Farina, Vera Alvarez
Centro de Trabajo:
Materiales Compuestos de Matriz Polimérica (CoMP), INTEMA- Facultad de Ingeniería, Universidad
Nacional de Mar del Plata.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biopolymer; microparticles; peptides; PLA-PEG
Comunicación:
Over the past decade, significant progress has been made in the development of new
pharmaceutical technology platforms based on different kind of systems. In particular, polymeric
microparticles are micron size entities which can be made from a wide variety of natural and
synthetic polymers. Due to particle’s ability to improve the efficiency of current therapeutic
treatments, this type of devices are being extensively studied and used as drug carriers and
controlled release systems in the field of biomaterials, medicine and pharmacy. Considering
polylactic acid capability for high loading drugs and its ability to modulate drug release, this work
attempts to study the physicochemical and biopharmaceutical properties of PLA/PEG-b-PLA
polylisine microparticulated carriers. Microparticles were fabricated using a proprietary
electrohydrodynamic technology (Bio-Target Inc., Chigaco, IL, USA; LNK Chemsolutions LLC,
Lincoln, Nebraska, USA). Briefly, for all MPs formulations, organic solutions containing all the
necessary components were processed using this technology resulting in a dry collection of the
specified MPs. The particles were characterized by scanning electron microscopy (SEM), thermo
gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), and Fourier transform
infrared spectroscopy (FTIR). UV-Vis spectrophotometry was used to determine the encapsulation
efficiency (EE) of the obtained system. The polylisine release from particles was also performed.
Ringer solution was used as receptor media. Samples of 1.0 mL of receptor medium were
withdrawn at predetermined time intervals and replaced with equal quantities of fresh medium.
The amount of drug released was determined by high performance liquid chromatography (HPLC).
The obtained systems showed a considerable potential for drug delivery of peptides.
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Póster: P_BMED_23
Simposio:
Título:
La vía de MEK5 en tumorogénesis pulmonar: implicaciones terapéuticas.
Autores:
Adrián Sánchez-Fdez1, Ma Jesús Ortiz-Ruiz1, Rodríguez Núñez1, Atanasio Pandiella1, Isabel
Ramos Fernández2, Azucena Esparís-Ogando1, Óscar Blanco Múñez3
Centro de Trabajo:
Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca (IBSAL), Instituto de Biología Molecular y
Celular del Cáncer, CSIC-Universidad de Salamanca. 2Fundación de Investigación del Cáncer,
Universidad de Salamanca. 3Anatomía Patológica, Hospital Clínico Universitario de Salamanca.
4Unidad de generación de OMGs, Universidad de Salamanca.
Email: [email protected]
Palabras Clave:
Comunicación:
La vía de transducción de señales MEK5/ERK5 juega un papel muy importante en la patología del
cáncer, y se revela como una prometedora diana terapéutica Su implicación en el
mantenimiento sostenido de la señal proliferativa, resistencia a muerte celular, invasión y
metástasis de diversos tipos de cáncer está siendo progresivamente desvelada. La finalidad de
este estudio fue analizar la capacidad tumorigénica de esta vía. Para ello generamos un ratón
transgénico en el cual se expresa una forma constitutivamente activa de MEK5, denominada
MEK5DD, en donde los residuos aminoacídicos del asa de activación fueron mutados a ácido
aspártico. La activación constitutiva y exclusiva de esta ruta originó tumores pulmonares en
nuestro modelo animal. Estudios histoquímicos clasificaron este tipo de tumores como
adenocarcinomas. El cáncer de pulmón es el más frecuentemente diagnosticado y la causa más
común de mortalidad asociada al cáncer en todo el mundo.
En pacientes, la vinculación de MEK5 con supervivencia se evaluó mediante curvas de KaplanMeier basadas en datos de expresión génica y seguimiento clínico. Estos análisis demostraron que
la sobreexpresión de MEK5 se asocia significativamente con un peor pronóstico en pacientes
afectados con adenocarcinoma (p=0.0091), acentuándose esta asociación en pacientes no
fumadores.
Por otro lado, los ensayos de proliferación sobre líneas celulares de NSCLC indicaron que tanto el
silenciamiento génico como la inhibición farmacológica de esta vía disminuyeron
significativamente la proliferación celular.
Además, en estudios de combinación farmacológica, el inhibidor de MEK5 BIX02189 potenció de
manera sinérgica el efecto antitumoral de terapias usadas comúnmente para tratar el cáncer de
pulmón. Esto ofrece la posibilidad de usar una nueva terapia combinada con inhibidores de la vía
MEK5/ERK5 en aquellos casos en los que ésta se encuentre hiperactiva.
Estos hallazgos son muy importantes pues desvelan el papel oncogénico de esta vía de
señalización e identifica a sus miembros como posibles nuevas dianas terapéuticas en cáncer de
pulmón, uno de los tumores con peor pronóstico.
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Póster: P_BMED_24
Simposio:
Título:
Dasatinib impide la diseminación metastásica promovida por la activación de la vía HER-ERK1/2MMP-13 en cáncer de mama.
Autores:
Ana María Orive Ramos, Juan Carlos Montero González, Samuel Seoane Ruzo, Atanasio Pandiella
Alonso.
Centro de Trabajo:
Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer, CSIC-Universidad de Salamanca, España.
Palabras Clave:
Comunicación:
Los avances en el tratamiento del cáncer de mama han resultado en un aumento de la
supervivencia. Sin embargo, en el estadío metastásico la enfermedad permanece incurable. Por
consiguiente, el conocimiento de los mecanismos que promueven la diseminación de las células
de cáncer de mama es fundamental para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. En
nuestro laboratorio se ha descrito recientemente que las neuregulinas (NRGs), ligandos de la
familia de receptores ERbB/HER, promueven la diseminación metastásica de células de cáncer de
mama MCF-7 mediante la expresión de la metaloproteasa MMP-13 a través de una vía controlada
por las quinasas ERK1/2.
Dasatinib es un inhibidor tirosina quinasa aprobado para el tratamiento de leucemia mieloide
crónica y leucemia linfoblástica aguda positiva para cromosoma Filadelfia (Ph+). Como además se
ha descrito su papel en la supresión de adhesión celular, migración e invasión de células de
cáncer de próstata, en este trabajo nos planteamos como objetivo evaluar si dasatinib podría
impedir la diseminación metastásica de células de cáncer de mama MCF-7 promovida por NRG y
mediada por la expresión de MMP-13.
El tratamiento de las células MCF-7 con dasatinib produjo una inhibición dosis-dependiente de los
niveles de MMP-13 tras la estimulación con NRG, así como una disminución de la proliferación,
invasión y migración de estas células. Mediante técnicas proteómicas conseguimos identificar a
SRC como una de las principales dianas de dasatinib en células MCF-7. La disminución de los
niveles de SRC mediante shRNAs impidió la expresión de MMP-13 tras la estimulación con NRG.
Para examinar el efecto de dasatinib in vivo, se inyectaron en ratones desnudos células MCF-7
que expresaban la isoforma transmembrana de NRG, proNRGα2c, y que por tanto expresaban de
forma constitutiva MMP-13. Además, estas células expresaban el gen reportero luciferasa. El
tratamiento de los ratones con dasatinib disminuyó la proliferación, invasión y migración de las
células tumorales, así como su diseminación más allá del sitio de formación del tumor primario.
Todos estos datos señalan a dasatinib como una posible opción terapéutica para controlar la
diseminación metastásica en aquellos pacientes con tumores de mama en los que la vía NRGERK1/2-MMP-13 esté activada.
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Póster: P_BMED_25
Simposio:
Título:
Papel del dominio inmunoglobulina en la actividad biológica de las NRGs.
Autores:
Ariana Centa, Juan Carlos Montero, Claudriana Locatelli, Ruth Rodriguez-Barrueco, Atanasio
Pandiella Alonso.
Centro de Trabajo:
Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer, CSIC-Universidad de Salamanca, España.
Palabras Clave:
Comunicación:
Las neuregulinas (NRGs) están implicadas en diversos procesos fisiológicos y su sobreexpresión
está relacionada en el desarrollo y la progresión de patologías como el cáncer, siendo importante
en la resistencia a los tratamientos anti-tumorales. Todas las NRGs presentan un dominio EGF que
interacciona con los receptores HER. En su mayoría son proteínas transmembrana que pueden ser
procesadas liberándose el factor soluble activo. Un mejor conocimiento de las características
estructurales y biológicas de las NRGs es importante para una posible utilización de estas
proteínas en la clínica.
En este trabajo nos hemos planteado una serie de cuestiones: si el dominio Inmunoglobulina es
importante para que la NRG se localice en la membrana plasmática, si este dominio influye en el
procesamiento de la proteína, y si es importante para su actividad biológica.
Por otro lado, queremos estudiar si los anticuerpos anti-NRG extracelular son capases de
internalizarse con la proteína. Para eso hemos utilizado células 293 y MCF7 que sobreexpresan la
isoforma silvestre alfa2c de NRG1 de rata (NRGα2c) y una forma mutada sin el dominio
inmunoglobulina (NRGΔIg). Ensayos de protección de proteasas e inmunofluorescencia
determinaron que el dominio inmunoglobulina no es necesario para que la proteína alcance la
superficie celular. Además, la inducción del procesamiento fue similar en ambas NRGs. En
cambio, la actividad biológica del mutante NRGΔIg fue menor que la NRGα2c, tanto en su forma
soluble como en su forma transmembrana. Así, el dominio inmunoglobulina es importante para la
fosforilación de los receptores HER3 y activación de las moléculas de señalización celular, lo que
estimula la proliferación celular. Mediante ensayos de inmunofluorescencia utilizando un
anticuerpo que reconoce el dominio extracelular da la NRG, hemos observado que esta se
internaliza. Cómo las NRGs son importantes en los procesos oncológicos, esta podría ser utilizada
como una diana terapéutica mediante dos formas: (i) bloqueando su unión a los receptores por
medio de la utilización de anticuerpos y (ii) utilizando anticuerpos anti-NRG extracelular
conjugados con moléculas tóxicas para que esas se internalizen y ataquen de una manera eficaz y
específica a las células tumorales.
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Póster: P_BMED_26
Simposio:
Título:
Búsqueda de nuevas dianas terapéuticas en cáncer de mama triple negativo.
Autores:
Elisa Calvo Jiménez, Juan Carlos Montero González, Atanasio Pandiella Alonso.
Centro de Trabajo:
Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer, CSIC-Universidad de Salamanca, España
Palabras Clave:
Comunicación:
El cáncer de mama triple negativo (TNBC) afecta a un 15% de pacientes de cáncer de mama.
Hasta el día de hoy la única opción terapéutica en este subtipo es la quimioterapia convencional,
que tiene una eficacia limitada en la enfermedad metastásica. La ausencia de fármacos dirigidos
efectivos en esta enfermedad hace necesaria la identificación de potenciales nuevas dianas
terapéuticas. Por lo tanto, se necesita diseñar nuevos agentes que bloqueen las alteraciones
específicas de las células tumorales para mejorar el pronóstico de la enfermedad.
Debido al éxito de anticuerpos conjugados con drogas (ADCs) como medida terapéutica, hemos
decidido desarrollar una estrategia similar en TNBC para atacar de manera más específica y
eficaz esta enfermedad. Queremos identificar proteínas que se encuentren diferencialmente
expresadas en la superficie celular de líneas celulares representativas de TNBC, para
posteriormente utilizar contra éstas ADCs o nanopartículas cargadas con anticuerpos y drogas que
puedan internalizarse y atacar de una manera eficaz y específica a estas células. Para conseguir
este objetivo, estamos utilizando dos aproximaciones: 1.
Genómica: Comparando distintos arrays de expresión génica de muestras de pacientes TNBC,
hemos creado un listado de genes comunes y nos hemos centrado en aquellos que codifican
proteínas localizadas en la membrana plasmática. 2. Proteómica: Explorando qué proteínas se
encuentran expresadas en la superficie celular de líneas celulares representativas de TNBC.
Utilizamos dos técnicas diferentes. 2.1. Biotinilación de proteínas de superficie celular y 2.2.
Preparación de membrana plasmática. Con los resultados obtenidos, hemos elaborado un listado
de proteínas que estamos validando como posibles dianas terapéuticas. De este listado, nos
hemos fijado en la proteína EPHB4 por estar presente en ambas aproximaciones, genómica y
proteómica. Se desconoce si esta proteína puede ser una diana terapéutica eficaz para el uso de
ADCs en TNBC y por ello hemos decidido evaluarla.
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Póster: P_BMED_27
Simposio:
Título:
Descifrando los mecanismos de resistencia a T-DM1 en cáncerde mama HER2 positivo
Autores:
Sara García-Alonso (1), Carla Ríos-Luci (1), Elena Díaz-Rodríguez (1), Joaquín Arribas (2), Alberto
Ocaña (3), Atanasio Pandiella (1)
Centro de Trabajo:
1 Instituto de Biología Molecular y Celular del Cáncer, CSIC-Universidad de Salamanca, España
2 Vall d’Hebrón Institute od Oncology (VHIO), Barcelona
3 Unidad de Oncología Médica, Complejo Hospitalario Universitario de Albacete
Palabras Clave:
Comunicación:
T-DM1 es el primer ADC (antibody drug conjugate) aprobado para el tratamiento del cáncer de
mama HER2 positivo metastásico. Aunque ha mostrado una gran efectividad y un aumento
significativo de la supervivencia global, algunos pacientes siguen progresando a estadios más
serios de la enfermedad. En este trabajo se generaron modelos de resistencia a T-DM1 con el
objetivo de identificar y caracterizar los mecanismos que pueden conducir a la aparición de
dichas resistencias, así como definir las opciones terapéuticas disponibles en estos casos.
A partir de la línea celular BT474, se obtuvieron 3 clones resistentes a T-DM1, tanto in vitrocomo
in vivo. Todos estos clones resistentes mantuvieron los niveles de HER2, así como la capacidad de
unión del T-DM1 a su superficie celular. En la línea parental BT474, T-DM1 provocó una parada
del ciclo celular en mitosis, efecto que no se detectó en los clones resistentes. Todas las líneas
celulares internalizaron eficientemente el ADC, sin embargo, a tiempos largos (3 y 5 días), se
observó una acumulación de T-DM1 en vesículas ácidas, en los clones #1 y #3, lo que sugirió que
un posible defecto lisosomal podría ser el responsable de la aparición de la resistencia. Esto se
confirmó al detectar una alcalinización del pH lisosomal en el clon #1, así como una disminución
en la actividad de la catepsina B, una de las principales proteasas lisosomales, tanto en el clon #1
como en el clon #3. A pesar de presentar resistencia a T-DM1, todos los clones fueron sensibles
tanto a otros agentes antimicrotúbulos, como a otras terapias dirigidas contra HER2.
Estos datos sugieren que alteraciones en la ruta endocítica pueden conducir a la aparición de
resistencias a terapias basadas en ADCs, debido a una liberación deficiente del citotóxico. En
estos casos, la utilización de terapias combinadas basadas en quimioterapia y tratamientos antiHER2, puede ser una buena opción como siguiente línea de acción tras la aparición de
resistencias a T-DM1.
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SIMPOSIO 3: ALIMENTACIÓN, NUEVOS PROCESOS
ALIMENTARIOS Y CALIDAD
Comunicación Oral –KN Seleccionada
Simposio:
ALIMENTACIÓN: NUEVOS PROCESOS ALIMENTARIOS Y CALIDAD
Título:
Anti-inflammatory activity of ferulic acid present in the digest fraction of nejayote powder
Autores:
Antunes-Ricardo Marilena, Villela-Castrejón Javier, Gutiérrez-Uribe Janet A.
Centro de Trabajo:
Centro de Biotecnología FEMSA.Tecnológico de Monterrey
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Anti-inflammatory/Ferulic acid/Nejayote/Interleukin
Comunicación:
Nixtamalization is a pretreatment of the maize grains used in the alimentary industries for the
production of corn-based foods. This process produces a large amount of nejayote, which is an
alkaline wastewater based solids with high amounts of crude fiber and phenolics compounds,
commonly discarded in the industries. The nejayote powder can be produced using a spray dryer
technology to generate functional ingredients for the food industry. The objective of this study
was to evaluate the anti-inflammatory activity of the basolateral fraction of human colon
carcinoma cell line (Caco-2) monolayer exposed to a nejayote powder. This powder was
subjected to an in vitro digestion system to evaluate the release of ferulic acid from the matrix.
The final digest sample was exposed to a Caco-2 cell monolayer to mimic the intestinal
absorption to different intervals of time (2, 4, 8, and 12 h). The quantification of ferulic acid in
the basolateral fractions was performed with HPLC-PDA. Mouse macrophages (RAW 264.7) were
treated with the basolateral fractions and secretion of TNF-α and IL-6 was measured by ELISA.
The majority of the ferulic acid present in the spray-dried nejayote powder was recovered in the
final fraction of the digestion suggesting an enough bioaccessibility of this compound. When the
digest samples were exposed to a Caco-2 monolayer, around the 50% of total ferulic acid present
in nejayote powder was recovered in the basolateral fractions after 8 and 12 h. In the same way,
the data suggest that the ferulic acid exerts anti-inflammatory activity by inhibiting the secretion
of pro-inflammatory cytokines. Therefore, the nejayote powder can be used as an industrial
subproduct for the production of functional ingredients with anti-inflammatory activity.
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Simposio:
Título:
Cobetia sp. cepa MM1IDAD2H-1 una bacteria marina degradadora de hidrocarburos del petróleo
fuente para la genración de alternativas para la salud ambiental, de las personas y la inocuidad
alimentaria.
Autores:
Dinamarca A, Ibacache-Quiroga C, Ojeda J, Troncoso J
Centro de Trabajo:
Laboratorio de Biotecnología Microbiana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Cobetia; piscifactoría; antibióticos; petróleo
Comunicación:
La gran biodiversidad encontrada en los ecositemas microbianos marinos, permiten considerarles
como una fuente de explotación de recursos para la generación de soluciones destinadas a
mejorar la calidad de vida de las personas y su entorno. Cobetia sp. cepa MM1IDAD2H-1 es una
bacteria marina degradadora de hidrocarburos del petróleo aislada desde Reñaca en Viña del Mar,
Chile. Esta bacteria es productora de moléculas surfactantes que son capaces de actuar como
alternativa a los antibióticos tradicionales usados en las pisciculturas, dado que inhiben la
formación de biopelículas y afectan la expresión de genes relacionados con virulencia en
patógenos bacterianos de peces como Vibrio anguillarum y Aeromonas salmonicida. Así mismo,
estas moléculas exhiben propiedades físicas y químicas que permiten su incorporación en diversas
matrices orgánicas y poliméricas. Una de las matrices desarrolladas permitió formular un aditivo
alimentario para ser utilizado en la salmonicultura. Los estudios realizados en ensayos de desafío
indican que peces salmonideos alimentados con este aditivo pueden sobrevivir a infecciones del
patógeno Piscirickettsia salmonis. Esta nueva alternativa para la producción inocua en
salmonicultura fue transferida a la sociedad mediante licenciamiento a empredimientos
biotecnológicos.
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Simposio:
Título:
Synthesis of omega-3 ethyl esters from chia oil catalyzed by polyethylene glycol-modified lipases
Autores:
Castejón N, Moreno-Pérez S, Fernández-Lorente G, Señoráns F.J, Guisán J.M
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
chia; omega-3; PUFA; lipases; fatty acid ethyl esters; polyethylene glycol (PEG)
Comunicación:
Synthesis of fatty acid ethyl esters from Salvia hispanica L. oil (chia oil) was catalyzed by
immobilized lipases and their improved derivatives. New sources of omega-3 rich oils are awaking
interest for their important role to provide health benefits. With this current concern the food
industry has looked for oils containing omega-3, to optimize the fat profile of the final products.
Chia oil contains the highest known natural percentage of omega-3 α-linolenic acid (~ 60%). This
work presents the application of a novel process to obtain a biocatalyst with higher stability than
commercial derivatives, since this fact is decisive to increase the production of ethyl esters in
the food industry. Lipase from Thermomyces lanuginosus (TLL) was immobilized by hydrophobic
adsorption on Sepabeads C18 and physico-chemical modifications of the immobilized lipase were
studied. TLL immobilized was coated with a film of polyethylene glycol (PEG) in order to improve
its stability. This effect allowed us to select the optimum biocatalyst to achieve the greatest
reutilization without loss of production yield. TLL adsorbed on Sepabeads and modified with PEG
exhibited better stability than the commercial derivate. In conclusion, modification of lipases
with polyethylene glycol was a well established strategy to improve enzymatic stability to
produce enriched omega-3 ethyl esters from chia.
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Comunicación Oral: OC_AL_01
Simposio:
Título:
Autohydrolysis extraction of bioactive compounds from pineapple waste
Autores:
Sepúlveda L., Romaní A., Aguilar C.N., Teixeira J.
Centro de Trabajo:
University of Minho
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Polyphenols; glucose; fructose; DPPH; ABTS
Comunicación:
Abstract: The aim of this research was to evaluate the influence of temperature, time and
mass/volume ratio on the release of sugars and polyphenols using an autohydrolysis procedure
from pineapple waste and determine its antioxidant activity. A Box-Bhenken design was used with
three factors (time, temperature and mass/volume ratio) at three levels. All treatments were
performed in triplicate. For autohydrolysis treatments, an oil bath was used [1]. After extraction
process, liquid phases or hydrolysates were analyzed for glucose and fructose concentration by
high performance liquid chromatography (HPLC) [2]. The Folin-Ciocalteu assay was used to
measure total polyphenols of hydrolysates [3] and HPLC to identify these molecules [4]. Free
radical scavenging activity (DPPH assay) and radical cation decolorization assay (ABTS) were
assayed [5].
Figure 1, shows the antioxidant activity obtained from experimental matrix Box-Bhenken design
from autohydrolysis treatments of pineapple waste. It was observed most treatments have higher
activity than control, this is due to the abundance of bioactive compounds present in the
hydrolysates.
Conclusion: Autohydrolysis process is a good alternative for an effective extraction (using water
as only reaction medium) of value-added compounds that can be used for alcoholic drinks
enriched with natural antioxidants. In addition, this technology is an environmentally friendly
extraction alternative in compared with traditional chemical process.
References:
[1] H. Ruiz, A. Vicente, J. Teixeira, Industrial Crops and Products 36(1), 2012, 100-107.
[2] A. Romaní, H. Ruiz, F. Pereira, L Domingues, J. Teixeira, Biomass Conversion and Biorefinery 4(2), 2014,
77-86.
[3] H. Makkar, M. Blümmel, N. Borowy, K. Becker, Journal of the Science of Food and Agriculture 61(2),
1993, 161-165.
[4] L. Barros, C. Alves, M. Dueñas, S. Silva, R. Oliveira, A. Carvalho, M. Henriques, C. Santos-Buelga, I.
Ferreira, Industrial Crops and Products 44, 2013, 104-110.
[5] L. Ballesteros, M. Cerqueira, J. Teixeira, S. Mussato, Carbohydrate Polymers 127, 2015, 347-354.
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Simposio:
Título:
Production of bioactive Peptide Extracts from Chilean Canola Meal, using Corolase and Alcalase
Autores:
Torres Alarcón Cristian, Estevez Pintado Manuela, Zúñiga Hansen María Elvira
Centro de Trabajo:
Centro de Biotecnología e Bioquímica fina, Escola de Biotecnologia da Universidade Católica
Portuguesa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Canola Protein; Hydrolyzate; Peptides; Alcalase; Corolase; Antioxidant; ACE-I inhibition
Comunicación:
Canola meal, the byproduct obtained from the extraction of canola seed oil, although possessing
high levels of protein has been used as animal feed with low economic value. However, recent
studies have proved that hydrolysates obtained from these proteins have potential bioactive
properties, such as antioxidant and antihypertensive (inhibitor of angiotensin converting enzyme
(ACE-I). In this work, firstly the protein has been isolated from Chilean canola meal and then
hydrolyzed, for the first time, with Corolase, a pancreatic protease mixture, in order to evaluate
the antioxidant activity of the hydrolysates, comparing with those obtained with alcalase already
used in previous studies.
The protein extraction was carried out by mixing the defatted canola meal with 0.1 M NaOH, pH
12.5 under constant shaking at 200 rpm for 30 min. After centrifugation (5000 rpm, 20 min), the
supernatant was recovered and the process was repeated twice, using half the volume of NaOH.
Then the protein was precipitated with HCl (to pH 4) and centrifuged (4000 RPM, 40 min at 4 °C).
Protein was resuspended in water and the pH adjusted to 8. The protein extracted were
characterized by SDS-PAGE, with or without presence of 2-mercaptoethanol.
The pH value of protein solution was adjusted to 10 and different E/S ratios were tested
throughout 10 h of hydrolysis. The degree of hydrolysis was measured using the OPA assay. The
hydrolysates obtained with corolase possess a higher radical scavenger capacity than those
obtained with alcalase, measured by ABTS assay for any condition tested. On the other hand,
ACE-I inhibition was greater using hydrolysates obtained with alcalase rather than those obtained
using Corolase, with IC50 of ca. 20 and 100 µg/ml , respectively using a E/S ratio of 1:20 for 6 h
of hydrolysis.
According to this, the use of Alcalase or Corolase will permit to obtain peptide extracts from de
canola protein isolate with relevant biological activity, however exhibiting different specific
bioactive properties.
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Simposio:
Título:
Evaluación de las condiciones de microencapsulación mediante secado por aspersión de
antioxidantes de polen apícola
Autores:
Rodríguez González Ibeth, Diaz Moreno Consuelo
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Polen apícola; Antioxidantes; microencapsulación; Spray Dry
Comunicación:
As an alternative achievement of pollen bee, it was studied the microencapsulation of
antioxidants of pollen bee. First it was assessed the ethanol extraction of antioxidants using
technologies like ultrasound (EAU) and microwaves (EAM), it were obtained phenolic compounds
measured by Folin Ciocalteau in similar quantities, and in some other cases in higher quantities
than those reported by other authors. The EAM was obtained in just 6 seconds and the EAU in 30
minutes. Later in the process of spray drying there were evaluated inlet temperaturas between
130o and 190o C and maltodextrin addition in relation of 1:1 and 1:0.5 with respect to the
extract. 100% recoveries were obtained and encapsulated between 3.0 and 5.7 mg GAE/g of
microencapsulated The obtained product presents advantages in the storage and transport in
regards to their low water activity (0.238 and 0.268) and this could be used like a nutritional
supplement.
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Simposio:
Título:
Características fisicoquímicas, antioxidantes y antimicrobianas de miel de abejas procedentes de
Colombia
Autores:
Rodríguez Medina Darwin , Acosta Carolina, Díaz Moreno Amanda Consuelo, Rodríguez Medina
Darwin Arlley
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Compuestos biactivos; ácidos orgánicos; actividad antimicrobiana
Comunicación:
La miel es una sustancia natural producida por abejas obreras de diferentes especies, a partir del
néctar de las flores o secreciones de partes vivas de plantas. Está compuesta esencialmente de
una solución saturada de azúcares y otras sustancias menores, tales como ácidos orgánicos,
proteínas, minerales, vitaminas, lípidos, enzimas y sustancias antioxidantes, las cuales le otorgan
características fisicoquímicas, sensoriales y bioactivas propias de su origen botánico. En este
estudio se evaluaron 36 muestras de miel de Apis mellifera provenientes de 4 departamentos de
Colombia (Cundinamarca, Santander, Magdalena y Boyacá). Los parámetros evaluados fueron
humedad, cenizas, contenido de azúcares, actividad diastasa, pH, acidez, hidroximetilfurfural
(HMF), rotación específica, color, conductividad eléctrica, contenido mineral, ácidos orgánicos,
capacidad antioxidante, contenido de fenoles totales y la actividad antimicrobiana frente a los
microorganismos E. coli, S. entérica, K. pneumoniae, M. luteus, S. aureus y B. subtilis. El
contenido de ácidos orgánicos presentó una alta correlación frente a la actividad antimicrobiana,
siendo predominante el ácido cítrico con valores de 77.2, 62.1, 63.9, 83.3 y 79.1% frente a E.
coli, S. entérica, M. luteus, S. aureus y B. subtilis, respectivamente. El contenido mineral
presentó valores de 50.1% para calcio frente a S. aureus y 69.1% para zinc frente a K.
pneumoniae. La actividad antioxidante se correlacionó por encima del 90% con la actividad
antimicrobiana de los microorganismos E. coli, S. entérica, M. luteus, S. aureus y B. subtilis.
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Simposio:
Título:
New potential functional food: Dairy spreadable cream incorporating mushroom or seaweed
extracts
Autores:
Gomes Ana Maria, Rodrigues Dina, Fontes Ana Luiza, Rocha Santos Teresa, Pimentel Ligia, Sousa
Sergio, Duarte Armando, Freitas Ana Cristina
Centro de Trabajo:
1University of Aveiro, Campus Universitário de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal;2Rua
Arquitecto Lobão Vital, Apartado 2511, 4202-401 Porto, Portugal; 3Estrada do Alto do Gaio,
Galifonge, 3515-776 Lordosa, Viseu, Portugal
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Functional dairy foods; Osmundea pinnatifida; Pholiota nameko; prebiotic potential
Comunicación:
Fortification of foods with functional ingredients that may impact on specific functions or systems
in the human body, providing health benefits beyond nutritional value has become important
research target. The increasing ageing of populations, the decrease in quality of life due to
stress, the high incidence of the so-called modern diseases (cardiovascular disease, obesity,
cancer, diabetes, and allergies) represent driving forces in the quest for different foods and diets
to promote healthy active ageing, improve well-being and to counteract the incidence of many
diseases. Novel functional products that combine existing nutritional richness with important
health promoting features are thus in order, especially if they are organoleptically appealing.
Seaweeds and mushrooms represent a tremendous potential as sources for many new healthy
functional food ingredients and biologically active compounds constituting a research area with
much to explore for food purposes.
Dairy products have been widely explored by industry and by scientific researchers due to their
health benefits and continuously increasing demand by consumers. Hence, a potential functional
spreadable dairy cream combining pasteurised whey cheese (75%) and greek type yoghurt (22%)
was successfully formulated and explored through the incorporation of the extracts (3%) of
Osmundea pinnatifida obtained with Viscozyme and of Pholiota nameko obtained with
Flavourzyme, assessing its biological and technological potential. Microbial stability, intrinsic
previously identified functional properties (prebiotic and anti-diabetic potential) and sensory
description and acceptance were assessed to evaluate functional food potentiality of dairy matrix
chosen. Independent of the extract added, microbial stability of the spreadable dairy cream
revealed a shelf-life capacity of 5 days. Prebiotic potential of extracts was validated in the dairy
matrix for both L. acidophilus La5 and B. animalis BB12; however upon submission to simulated
gastrointestinal conditions for digestion, growth promotion of B. animalis BB12 was partially lost
in the case of the O. pinnatifida Viscozyme extract. Consumer acceptance and degree of liking
toward the developed products was also assessed and overall results were promising in particular
for the spreadable dairy cream incorporated with the Ph. nameko Flavourzyme extract which
presented scores similar to those of the control.
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Simposio:
Título:
Producción biotecnológica de pigmentos naturales a partir de hongos filamentosos
Autores:
Zapata-Ocampo P, Palacio-Barrera A, Areiza D, Gómez M, Atehortúa L, Peñuela M
Centro de Trabajo:
Grupo de Biotecnología, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales,
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Pigmentos naturales; hongos filamentosos; cultivo sumergido
Comunicación:
El uso de los colorantes sintéticos o artificiales genera fuertes debates desde los Entes
Reguladores de los productos, principalmente en el sector alimenticio. Lo anterior por la presión
que genera principalmente la fuerza de los consumidores o los llamados clientes finales, por
solicitar seguridad e inocuidad en los productos que consumen y por otorgar un mayor valor a
aquellos que declaran ser “naturales u orgánicos”, lo que generalmente se traduce en que se
compra y que no (Aysun & Durmaz, 2008). Por lo anterior, se buscó obtener nuevos pigmentos, a
partir de 8 cepas de hongos seleccionadas por sus características morfológicas y de color,
mediante procesos biotecnológicos bajo condiciones automatizadas. Se evaluó el efecto de
diferentes fuentes de carbono y nitrógeno, en la producción de los pigmentos. Con estos ensayos
se logró determinar cualitativamente que los medios más apropiados para la inducción de síntesis
de colorante son los medios complejos ricos en cereales y Maltodextrina+extracto de levadura
(M.E.). Los hongos que mostraron mayor potencial de producción, fueron los hongos que
pertenecen a los géneros Fusarium sp. Y Eurotium sp. Se lograron obtener 3 compuestos
coloreados hidrofóbicos y dos hidrofílicos que se encuentran en tonalidades de amarillo a rojo,
como son Bikaverina, Aurosafarina, Asperfluvina y Tetrahidroglaucina. Es importante mencionar
que los resultados muestran que la síntesis de dichos metabolitos no está ligada a crecimiento, ya
que los mayores valores de Unidades de Absorbancia no se dan en las más altas concentraciones
de biomasa.
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Format:
Symposium:
FEEDING, NEW FOOD PROCESS AND QUALITY
Title:
Biopreservation methods combined with high pressure treatments in a traditional Portuguese
fermented meat sausage
Authors:
Castro S, Casquete R, Silva J, Queirós R, Saraiva J, Teixeira P
Universidade Católica Portuguesa
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Biopreservation; high pressure; fermented meat
Abstract:
Recently, in situ and ex situ production of bacteriocins in combination with high hydrostatic
pressure seemed to be a feasible procedure to improve safety of meat products. However,
process parameters should be established for every food matrix prior to industrial use for food
safety and shelf life extension. The aim of this work was to assess the inactivation/inhibitory
effect on Listeria innocua during refrigerated storage of Alheira, a traditional Portuguese
fermented meat sausage, after HHP (300MPa, 5min, 10ºC) combined with biopreservation
methods (inoculation of a bacteriocinogenic LAB strain with antilisterial activity, Pediococcus
acidilactici HA-6111-2, and the addition of its bacteriocin (bacHA-6111-2). Listeria innocua 2030c,
at different cell numbers, P. acidilactici HA-6111-2, and its bacteriocin, were inoculated in
Alheira. Several vacuum packed batches of Alheira paste were prepared: sterile paste; L. innocua
(104, 106, 108 CFU g-1); P. acidilactici (HA-6111-2); P. acidilactici (HA-2485-3); L. innocua and P.
acidilactici (HA-6111-2); L. innocua and P. acidilactici (HA-2485-3); bacteriocin addition (320 AU
g-1); L. innocua and bacteriocin addition (3200 AU g-1). Non-pressurized and pressurized batches
were stored for 60 days, at 4ºC.
A synergism between the biopreservation methods and pressure was noted. During the first days
of storage, and for L. innocua levels of > 6 log CFU g-1, a bacteriostatic effect was observed for
combined treatments, with in situ and ex situ production of bacteriocin and HHP. However,
during prolonged storage periods, ex situ production of bacteriocin followed by HHP revealed
rapid growth up to the initial inocula values, while in situ production of bacteriocin followed by
HHP resulted in a decrease up to 1-3 log CFU g-1) at the end of storage when compared to time
0. For L. innocua cell numbers close to levels potentially arising by natural post-contamination in
meat products ( 4 log CFU g-1), viable cell numbers were reduced and kept under the detection
limit after 3 to 7 days of storage for ex situ and in situ bacteriocin production combined with
pressure. This study demonstrated the potential of using HHP in combination of natural
antimicrobial compounds (in situ and ex situ) to control effectively L. innocua.
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Format:
Symposium:
Title:
High pressure processing pasteurization of Serra da Estrela cheese
Authors:
Inácio Rita S., Odila Joana P., Gomes Ana M. P., Saraiva Jorge A.
University of Aveiro and Catholic University of Porto
E-mail:
[email protected]
Keywords:
raw ewe"s cheese; high-pressure processing; microbiology; safety; proteolytic indexes
Abstract:
Serra da Estrela cheese is a popular Portuguese traditional cheese with Protected Designation of
Origin manufactured from raw ewes’ milk, salt and cardoon flower extract. As other cheeses,
particularly those made from raw milk, Serra da Estrela cheese might have in its composition
several microorganisms, some of which may be of spoilage or eventually pathogenic nature.
High-pressure processing (HPP) has been increasingly applied for cold pasteurisation, mainly
considering its capacity for producing microbiologically-safe products, with nutritional and
textural advantages, for consumers and food processors, over thermal processing.
This work aimed to study the effect of HPP on Serra da Estrela cheese after pressure processing
and during prolonged storage at 5 ºC for 180 days on: endogenous microflora (lactococci,
lactobacilli, enterococci, mesophilic microorganisms, Enterobacteriaceae), proteolysis indexes,
sensorial characteristics and physicochemical parameters (pH value, water activity and titratable
acidity). Cheeses with 45 days of ripening were treated at 600 MPa for 6 minutes (P1) and at 450
MPa during 6 (P2) and 9 minutes (P3) at 8 ºC. Non-processed samples were used as controls.
The results revealed that lactococci, lactobacilli, enterococci and total aerobic mesophilic
microorganisms were reduced in about 4 Log CFU/g in cheeses from treatment P1 and about 2
Log CFU/g in cheeses from treatments P2 and P3, after pressurization and during storage.
Between P2 and P3 treated cheeses only small differences in viable cell numbers were detected.
Thus, the more intense pressure treatment (P1) was shown to cause a greater impact on
microflora’s viability, than the increase in the time under pressure (by comparing P2 with P3).
Enterobacteriaceae counts showed >5 log cycle reductions in HPP cheeses, to numbers below
detection limits.
Relatively to proteolysis indexes, the ripening extension index (WSN/TN), the ripening depth
index (TCA/TN) and the free amino acid index (PTA/TN) were lower in P1 treated chesses
relatively to the control stored similarly, keeping these values closer to those of the control at 45
days of ripening.
The results obtained allow concluding for good potential to render Serra da Estrela cheese
microbiologically safe with increased shelf-life and a proteolytic index similar to the
unpasteurized cheese.
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Format:
Symposium:
Title:
Hyperbaric storage of highly perishable food products compared to refrigeration
Authors:
Saraiva Jorge, Pereira Sofia, Freitas Paulo, Lemos Álvaro, Quaresma Patrícia, Couto Daniel,
Moreira Sílvia
University of Aveiro
E-mail:
[email protected]
Keywords:
food products; hyperbaric storage; refrigeration; shelf life extension.
Abstract:
Hyperbaric Storage (HS) at room temperature (RT) is a new preservation methodology with
effective results reported on different food matrices: fruit juices, processed meat products,
vegetable soup and whey cheese. HS/RT hence represents a promising alternative for
refrigeration with potential energy savings and allowing a great reduction in energy costs, since
energy is only required during compression/decompression phases, and no temperature control is
required during storage.
The aim of this work was to evaluate the feasibility of HS for the preservation of three highly
perishable food products (low acidity and high water activity): raw bovine meat, chocolate milk
and watermelon juice. HS storage conditions were selected according to the food product: 100
MPa/RT/10 days (raw bovine meat), 100 MPa/RT/30 days (milk chocolate) and 75 MPa/15 °C/21
days (watermelon juice). In all cases, microbial growth was assessed with total aerobic
mesophiles (TAM) and Enterobacteriaceae (ENT) counts. Control samples were stored at
atmospheric (0.1 MPa/RT) and refrigerated (0.1 MPa/4 °C) conditions.
Microbial stability of raw bovine meat was assured over HS period (10 days) with microbial
reductions of ~1.2 and ~1.0 log CFU.g-1, respectively for TAM and ENT. Samples stored at 0.1 MPa
(RT and RF) suffered a microbial load increase to unacceptable levels for consumption (>6.0 log
CFU.g-1).
Hyperbaric storage of chocolate milk had an inactivation effect on microbial load, reducing all
counts to levels below the detection limit (<1.0 log CFU.mL-1), ensuring the microbial safety for
all the storage period (30 days). In control samples, stored at 0.1 MPa (RT and RF), TAM and ENT
increased to values above the unacceptable limit (6.0 log CFU.mL-1) after 2 and 7 days for RT
and RF, respectively. Concerning watermelon juice HS allowed a shelf-life increase up to at least
21 days, with a microbial reduction of ~1.4 log CFU.mL-1 (TAM), whereas the control samples (RT
and RF) increased to values above the unacceptable limit already after 3 days.
HS causes clear inhibition of the microbial growth and, in some conditions, even reduced the
microbial load. It was verified an improvement of food products shelf-life compared to
refrigeration, additionally to high energy savings.
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Simposio:
Título:
Prolongación de vida de anaquel de aguacate (Persea americana Mill.) Hass por la aplicación de
un recubrimiento bioactivo, bajo condiciones ambiente y de refrigeración
Autores:
Aguirre Joya Jorge, Aguilar Gonzalez Cristóbal, Rodriguez Raúl , Ventura Janeth, Belmares Ruth,
Rojas Romeo, aguirre joya cesar
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Coahuila. Departamento de Investigación en Alimentos
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Recubrimiento; bioactivo; vida de anaquel; prolongar; aguacate
Comunicación:
El aguacate (Persea americana Mill.) es un fruto climatérico, originario de América central. En la
actualidad es de gran interés económico para México, puesto que es el principal exportador a
nivel mundial de este fruto, sin embargo, el aguacate, presenta una corta vida útil o de anaquel,
de una semana a temperatura ambiente y dos en condiciones de refrigeración, lo que ocasiona
que llegue a mercados europeos y japoneses con una menor calidad o con daños, que se traducen
en importantes pérdidas económicas para el país. Una alternativa para prolongar la vida del
aguacate “Hass” es la aplicación de un recubrimiento natural bioactivo. El objetivo fue prolongar
la vida de anaquel del aguacate bajo condiciones controladas de humedad relativa y temperatura
ambiente (60 %HR, 25 °C) y de refrigeración (90 %HR, 7±2°C) mediante la aplicación del
recubrimiento formulado y validado en etapas previas, el cual ha sido funcionalizado con la
adición de un extracto parcialmente purificado de polifenoles de hojas de gobernadora (Larrea
tridentata Cov.). Se seleccionaron aguacates homogéneos en madurez, tamaño, y peso, libres de
daños internos y externos. Los tratamientos aplicados fueron: Recubrimiento, recubrimiento con
polifenoles totales de gobernadora (PTG) y el control sin recubrimiento. Para la evaluación en
condiciones ambiente se almacenaron por 8 días en una cámara climatérica con temperatura y
humedad relativa controladas y para condiciones de refrigeración fueron almacenados 21 días.
Cinéticamente se evaluaron: Firmeza, pérdida de peso, luminosidad, °Brix, pH y apariencia visual
interna y externa. La aplicación del recubrimiento natural con 920 ppm de PTG y sin PTG logra
mantener la firmeza, disminuir la pérdida de peso y mejorar la apariencia visual interna y
externa, así como el brillo en la superficie de los aguacates, además de mantener los niveles de
°Brix y pH. La aplicación del recubrimiento con y sin PTG logró incrementar el periodo de vida de
anaquel en una y dos semanas en condiciones ambiente y de refrigeración respectivamente. Al
finalizar el experimento los aguacates sin recubrimiento se encontraban no aptos para su
consumo, mientras que los de los tratamientos se mantuvieron aptos para su consumo.
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Simposio:
Título:
Selective extraction of isorhamnetin conjugates from Opuntia ficus indica (L.) Mill using
supercritical fluids
Autores:
Guajardo-Flores Daniel, Antunes-Ricardo Marilena, Gutiérrez-Uribe Janet
Centro de Trabajo:
Tecnologico de Monterrey
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Isorhamnetin glycosides; supercritical fluid extraction; Opuntia ficus-indica; Response surface
methodology
Comunicación:
Isorhamnetin glycosides from Opuntia ficus-indica Mill were extracted using supercritical carbon
dioxide (SC-CO2) technique. A central composite design (CCD) was used to evaluate the influence
of pressure, temperature and flow rate on the total yield and the selective extraction of
isorhamnetin conjugates. Multivariate analysis was performed to determine the optimum yield
extraction via a response surface methodology. The optimum yield extraction process parameters
within the experimental range were found to be the pressure of 378 MPa, a temperature of 47
°C, and flow rate of 78.23 g/min. Furthermore, SC-CO2 technique was effective for the selective
extraction of isorhamnetin acetylated glycoside at a pressure of 340 MPa, the temperature of 44
°C, and flow rate of 78.23 g/min. To the best of our knowledge, this is the first report on the
extraction of isorhamnetin conjugates from Opuntia spp by SC-CO2 methodology. This report
shows the potential uses of SC-CO2 as an alternative solvent free methodology to selectively
extract high value ingredients from natural sources (specially acetylated sugar moieties) and thus
reduce the number of purification unit operations.
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Simposio:
Título:
Tostado de granos de cacao: Influencia de la temperatura sobre las cinéticas de deshidratación y
coeficientes de difusión
Autores:
Domínguez-Pérez Leydy Ariana, Lagunes-Gálvez Laura Mercedes, Barajas-Fernández Juan,
Moscosa-Santillan Mario, González-Ramírez José Enrique, García-Alamilla Pedro
Centro de Trabajo:
Universidad Juárez Autonoma de Tabasco
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Granos de cacao; tostado; modelación cinética; coeficiente de difusión
Comunicación:
El tostado de granos de cacao es una operación térmica que desarrolla aroma y sabor. La
humedad es el principal parámetro de control para establecer el punto final de tostado. En este
estudio granos de cacao secos fueron tostados a 100, 140, 180 y 220°C durante 60 min. El sistema
de tostado es cilíndrico, con calentamiento por contacto directo, con capacidad de 3 kg, con
control de velocidad de rotación y extracción de aire. El efecto de la temperatura durante el
tostado sobre las características de deshidratación fue evaluado. En el estudio cinético se
evaluaron expresiones clásicas de pseudo orden cero, primer y segundo pseudo orden, además de
seis modelos de expresiones exponenciales. Los parámetros de las constantes cinéticas y
exponenciales se estimaron a través de regresión lineal y no lineal respectivamente. La solución
analítica de la Ley de Fick fue utilizada para calcular la difusividad efectiva. Los parámetros
cinéticos y coeficientes de difusión fueron evaluados por la ecuación tipo Arrhenius mostrando
una clara dependencia de la temperatura. La expresión cinética que presentó la mejor
reproducibilidad fue de primer orden con un r2 >0.98 y en el caso de los modelos exponenciales
fue el de Page con un r2 >0.99. El coeficiente de difusión varío entre 1.19-5.91x10-9 m2/s y la
energía de activación fue de 20.94 kJ/mol.
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Simposio:
Título:
Un planteamiento multidisciplinar para la recuperación y revalorización de proteínas de
subproductos bovinos y porcinos
Autores:
Álvarez García Carlos, Lynch Sarah, Drummond Liana, Mullen Anne Maria
Centro de Trabajo:
Teagasc Food Research Centre
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
revalorización; proteínas funcionales; extracción; indsutria cárnica; sostenibilidad
Comunicación:
La industria cárnica es una de las principales consumidoras de recursos naturales, a la vez que
genera enormes cantidades de residuos: cerca del 50% del peso del animal en vivo es
infrautilizado o desechado, es lo que se denomina “la quinta parte”, compuesta principalmente
por productos tales como órganos internos, sangre o piel. Además, otros residuos como
salmueras, exudados o aguas de proceso son generados también de forma rutinaria.
Habitualmente estos coproductos tienen un valor de mercado bajo, neutro o incluso negativo, ya
que la empresa ha de asumir el coste de su retirada. Sin embargo, son ricos en proteínas de alto
valor biológico, que una vez purificadas pueden alcanzar un valor alto en el mercado, por lo que
se plantea la búsqueda de alternativas que sean capaces de recuperar y revalorizar dichas
proteínas. Como respuesta a este problema surgió el proyecto ReValueProtein, enfocado en
conseguir una industria cárnica más sostenible. Un equipo multidisciplinar formado por
bioquímicos, tecnólogos, ingenieros de procesos o economistas, es el encargado de establecer y
optimizar procesos para extraer, caracterizar y utilizar proteínas recuperadas de sub-productos
cárnicos. Debido a que las subproductos empleados son muy diferentes en cuanto a sus
propiedades, se han empleado diferentes estrategias para recuperar y revalorizar las proteínas de
interés:
Procesos enzimáticos optimizados mediante análisis “in silico” para generar péptidos bioactivos a
partir de proteínas purificadas de sangre.
Procesos de extracción sólido/líquido basados en la solubilización/precipitación isoeléctrica (ISP)
de proteínas del pulmón, corazón o lengua. Los parámetros principales (temperatura, pH,
proporción solvente/muestra y tiempo) han sido modelizados y optimizados mediante
“metodología de respuesta en superficie”.
Procesos de filtración por membranas (ultrafiltración o nanofiltración) se han aplicado en
subproductos líquidos como salmueras, aguas residuales o exudados. Con esta técnica se consigue
el doble objetivo de eliminar el exceso de sal y concentrar las proteínas de interés.
Finalmente, en el caso de los tendones, proteínas de la matriz extracelular como colágeno o
decorina se pueden aislar mediante sucesivos lavados con soluciones salinas. A continuación,
estas proteínas se pueden extruir para generar fibras que pueden ser usadas en ingeniería de
tejidos o medicina regenerativa
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Format:
Symposium:
Title:
Serra da Estrela PDO cheese authentication: RAPD and SCAR approaches for identification of
adulterant breed’s milk
Authors:
Cunha JT, Ribeiro TIB, Rocha JB, Nunes J, Teixeira JA, Domingues L
Centre of Biological Engineering, University of Minho, 4710-057 Braga, Portugal
E-mail:
[email protected]
Keywords:
RAPD; SCAR; Ovine breeds; Milk adulteration; Serra da Estrela cheese; Quality control; Dairy
industry
Abstract:
Serra da Estrela cheese is a Protected Denomination of Origin (PDO) product and is perceived as a
unique high-quality food, being the most famous Portuguese cheese and presenting high
commercial value. It is legitimately manufactured from raw milk of the autochthonous sheep
breed Serra da Estrela; however, the adulteration of production with cheaper and/or lowerquality milks from non-autochthones ovine breeds compromises the quality of the final product
and undervalues the original PDO cheese. Considering that these fraudulent productions may lead
to serious problems at both social and economic levels, it is urgent to develop low-cost,
sensitive, fast and reliable analytical techniques that efficiently allow traceability of the breed
origin of milk in Serra da Estrela PDO cheese. Here we describe a Randomly Amplified
Polymorphic DNA (RAPD) method capable of efficient detection of adulterant breeds in milk
mixtures, containing Serra da Estrela milk, used for fraudulent production of this cheese. Taking
this into account, we suggest RAPD to be a valuable tool for identification of sheep breed in a
first stage of milk authentication in dairy industry. Furthermore, considering the possible
degradation of DNA during milk processing, Sequence Characterized Amplified Region (SCAR)
markers were designed envisioning the detection of milk adulteration in processed dairy foods.
RAPD-SCAR techniques have been here used, for the first time, to identify breed origin in milk
samples, establishing its applicability for quality control on dairy industry, being capable of milk
authentication in the final products. In this sense, our findings will play an important role on the
valorization of not only the Serra da Estrela PDO cheese, but also on other high-quality dairy
products prone to adulteration, contributing to the further development of the dairy industry.
Acknowledgements: Project “Valor Queijo” (CENTRO-07-0202-FEDER-030372).
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Simposio:
Título:
Perfil de viscosidad de mieles procedentes de la zona cafetera de la Sierra Nevada de Santa Marta
(Colombia)
Autores:
Rodríguez Medina Darwin, Díaz Moreno Amanda Consuelo
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Miel; viscosidad; Bingham; regresión multivariada
Comunicación:
La composición de la miel varía según su origen botánico, ocasionando también un cambio en sus
propiedades físicas. Los parámetros reológicos han sido considerados una herramienta analítica
que proporciona conocimientos fundamentales sobre la organización estructural de los alimentos
y explican cómo las características de un material están relacionadas con la viscosidad del
mismo, siendo la viscosidad aquella propiedad de un material de resistirse a un flujo
determinado. La viscosidad de la miel varía con respecto a la temperatura, el contenido de
humedad, contenido de azúcares, la presencia de cristales y sustancias coloidales. Por este
motivo, el perfil de viscosidad es uno de los parámetros fisicoquímicos utilizados para la
diferenciación de mieles y descripción de las características óptimas para su manipulación y
almacenamiento. En este estudio se realizó el análisis de 70 muestras de miel de abejas de la
especie Apis mellifera provenientes de la Sierra Nevada de Santa Marta (Magdalena, Colombia) de
diferentes orígenes botánicos. Se evaluaron características fisicoquímicas como la humedad,
conductividad eléctrica, pH, acidez, rotación específica, hidroximetilfurfural (HMF), actividad de
diastasa, perfil de azúcares, cenizas, minerales, color, actividad antioxidante y fenoles totales.
La viscosidad fue medida con un viscosímetro rotacional en un rango de velocidad de cizalla de
0.1 a 100 S-1 y a temperaturas de 20, 25, 30, 40 y 50 °C. Fueron evaluados diferentes modelos
teóricos de viscosidad, siendo los modelos de Newton, Bingham y Arrhenius aquellos que mejor
ajuste presentaron. Se realizaron pruebas de regresión multivariada por los métodos de mínimos
cuadrados ordinarios (OLS), regresión por componentes principales (PCR) y mínimos cuadrados
parciales (PLS), entre el perfil fisicoquímico y la viscosidad medida a diferentes temperaturas. Se
encontró una alta correlación multivariada de la viscosidad frente a las variables humedad, pH,
rotación específica, color, contenido de azúcares, conductividad eléctrica, cenizas, potasio,
calcio, fenoles totales y actividad antioxidante, siendo hasta del 76.5, 64.7 y 73.8% para los
métodos de OLS, PCR y PLS respectivamente.
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Simposio:
Título:
Caracterización de los Residuos de la Producción de Carne de Jaiba (Callinectes sapidus) y de la
Harina Elaborada a Partir de Ellos con Potencial Uso Para la Formulación de Productos de
Consumo Humano
Autores:
Bolaño Ardila Neleysis , Trujillo Daza Lizeth , Rodriguez Maestre Emerson
Centro de Trabajo:
Facultad de Ingeniería, Dpto. de Ingeniería Agroindustrial, Univ. Popular del Cesar, Centro de
Investigación para el Desarrollo de la Ingeniería, Grupo de Optimización Agroindustrial
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
jaiba azul; residuos; digestibilidad; proteínas; harina; sazonador; caldos
Comunicación:
La jaiba es un crustáceo decápodo que como los cangrejos, tiene reducido abdomen, cabeza y
tórax se unen en una estructura llamada cefalotórax. Su aprovechamiento consiste en la
obtención de la carne con rendimientos entre 12-20%, generando residuos que alcanzan más del
80%. En esta investigación los residuos se caracterizaron de acuerdo al valor de digestibilidad
como criterio de viabilidad para su consumo humano directo, de los cuales solo tres (huevas,
vísceras y patas) son aptos para el consumo, los demás residuos, caparazón, tenazas y pecho con
un 21.24%, 23.34% y 15.27% de quitina respectivamente, son considerados como no aptos.
Aplicando el diseño experimental de mezclas se obtuvo la combinación óptima de digestibilidad
de 72.3%, 58% de proteínas, con una mezcla de 75% entre huevas y vísceras y 25% patas, valores
deseables para la elaboración de la harina base en la elaboración de productos de consumo
humano.
Esta investigación se realizó en los laboratorios del Centro de Investigación para el Desarrollo de
la Ingeniería –CIDI de la Universidad Popular del Cesar, de igual manera en el Instituto de Ciencia
y Tecnología Alimentaría (INTAL, Medellín), Laboratorio de nutrición animal de la Universidad
Nacional y el Instituto de Ciencia y Tecnologías de Alimentos.En la aplicación del diseño de
mezcla se pudo establecer que la mejor combinación de los tres residuos, es la que contiene una
menor cantidad de las patas, teniendo en cuenta la cantidad de exoesqueleto presente que
disminuye su digestibilidad. El porcentaje final de proteína y el porcentaje de digestibilidad por
encima del 70% permiten disponer de una harina con un alto valor nutricional para la
estandarización de nuevos productos alimenticios. Por las características finales, de la harina
obtenida, se trabajó en la elaboración de un sazonador de alimentos, la harina como un producto
de relleno enriquecido y la producción de productos listos para el consumo como sopas y caldos
instantáneos, permitiendo utilizar porcentajes de harina entre el 10 y 30% como máximo debido
al olor y sabor característico de la Jaiba, de esta manera, esta investigación aporta en la
incorporación de nuevos ingredientes en productos existentes en el mercado.
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Simposio:
Título:
Evaluación de la digestibilidad de la proteína del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) sometido a
fermentación sólida con Rhizopus oryzae (MUCL 28168)
Autores:
LONDOÑO LILIANA, BOLIVAR GERMAN, AGUILAR CRISTOBAL, RAMIREZ CRISTINA
Centro de Trabajo:
UNIVERSIDAD DEL VALLE
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Sorgo; Digestibilidad proteica; Fermentación Sólida; Hongos Filamentosos
Comunicación:
El sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) es uno de los cereales más importantes a nivel mundial, su
producción durante el 2015 fue 69 millones de Toneladas, manteniéndose relativamente
constante en los últimos años, siendo usado principalmente para alimentación animal. Presenta
ciertas ventajas frente a otros granos en climas cálidos y secos, así mismo es más tolerante a
suelos húmedos e inundados y con diferentes grados de toxicidad, lo cual hace que sea un cultivo
ideal para crecer en ambientes estresados. El sorgo presenta características nutricionales
semejantes a otros granos, sin embargo la proteína es de baja calidad, lo cual puede estar
asociado a compuestos fenólicos, como los taninos condensados, los cuales forman complejos con
las proteínas, impidiendo su digestión y absorción, además se ha demostrado que las kafirinas,
proteína de reserva principal, se vuelve menos soluble e indigerible durante la cocción húmeda
debido a la formación de enlaces disulfuro. En este trabajo se evalúo la digestibilidad proteica
medida en el sorgo crudo molido sometido al proceso de fermentación sólida con el hongo
filamentoso Rhizopus oryzae. Para el proceso se utilizó sorgo con un tamaño de partícula de 0.8
mm, en un biorreactor en columna tipo Raimbault a una temperatura de 33 °C, flujo de aire 84
mm3/min y 1.16% de salvado de trigo. La digestibilidad de la proteína del sorgo, expresada en
pepsina, para el sorgo sin tratamiento fue 57,34%, mientras que para el sorgo fermentado fue
68,59%, encontrándose un incremento del 19.62%. Este aumento de la digestibilidad de la
proteína es atribuido a la liberación de enzimas hidrolíticas tales como pepsinas, amilasas y
fitasas a partir del microorganismo durante la fermentación; estas enzimas son capaces de
separar la reticulación de los enlaces kafirinas para reducirlos a moléculas más pequeñas, las
cuales son más accesibles para las enzimas proteolíticas. Lo anterior muestra que la fermentación
sólida es un proceso tecnologicamente viable y económico que permite el mejoramiento de la
calidad nutricional de los alimentos destinados tanto a alimentación humana como animal.
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Simposio:
Título:
Diseño de gomita base de miel, menta y eucalipto con variación sensorial en presentación
comercial.
Autores:
Lazcano Hernández Martin, Navarro Cruz Addí Rhode, Azanes Alvarez Adriana, Ávila Sosa-Sanchez
Raúl, Vera López Obdulia, Ochoa Velasco Carlos Enrique
Centro de Trabajo:
Benémerita Universidad Autónoma de Puebla
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Miel subproductos;Analisis Sensorial; Gomita; Menta;Eucalipto.
Comunicación:
México juega un papel importante en el mercado mundial de la producción y los derivados de la
miel, ubicándose entre los 4 primeros lugares del 2010 al 2015; Puebla es décimo productor y se
desconoce el comercio de derivados nivel nacional. Comercialmente subproductos de la miel
encontrados son productos alimenticios, cosméticos y farmacéuticos. El clima de Puebla varía de
templado húmedo a frío y seco hasta tropical húmedo al igual que seco durante el año, por lo que
cada región presenta diferente floración melífera, así como diferentes tipos de mieles
presentando variaciones químicas. El presente trabajo desarrolla formulaciones de gomitas mielmenta y miel-eucalipto con presentación comercial y sus análisis con respecto a la Norma. Se
utiliza una formulación base de gomita (azúcar), se establecen parámetros fisicoquímicos y
sensoriales para el ajuste a la formulación. La gomita de miel-eucalipto el sabor de la miel se
pierde, no así para miel-menta. Se lleva a cabo un análisis sensorial de aceptación con panelistas
no entrenados, para determinar la mejor aceptada, a la materia prima (miel) se le establecen
Grados brix, Acidez, Conductividad eléctrica, Humedad, azucares reductores y HMF. El color y
sabor del producto no es bien aceptado para el “consumidor de gomitas normales”, cambiando
estratégicamente el color y sabor mediante una análisis sensorial para competir con gomita
comercial. El análisis estadístico indica la diferencia significativa para fresa y uva como gomita al
comparar las diferentes formulaciones. Al producto terminado se le determina, humedad, Grados
brix, conductividad eléctrica, acidez, azucares reductores e Hidroximetil furfural, así como
mesoflicos aerobios, hongos y levaduras. Las formulaciones desarrolladas miel-eucalipto además
de miel-menta sabor fresa y uva son un producto que comercialmente cumple con la norma, tiene
viabilidad y es una alternativa al apicultor en diversificación de subproductos de la colmena.
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Simposio:
Título:
Efecto de la nixtamalización ecológica sobre la bioaccesibilidad de fenoles en tortillas elaboradas
con maíz azul.
Autores:
García Rojas Daniel Alberto, Méndez Lagunas Lilia Leticia, Heredia Gutierrez Ana Heredia
Centro de Trabajo:
Instituto Politecnico Nacional/Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo
Integral Regional Unidad Oaxaca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Fenoles libres ;fenoles ligados; fenoles totales; fenoles en tortilla; maíz azul; bioaccesibilidad.
Comunicación:
Los fenoles contenidos en el maíz, son afectados por el pH del licor de cocción (nejayote) en la
nixtamalización tradicional (NT), nuevos métodos de nixtamalización como la ecológica (NE)
podrían disminuir la liberación de fenoles durante la nixtamalización por que conservan el
pericarpio y se mantienen dentro de la gama ácido neutral y aumentar la liberación durante la
digestión gástrica, aumentando así su bioaccesibilidad. Además, poco se sabe del
comportamiento de los compuestos bioactivos de productos a base de maíz nixtamalizado como
las tortillas cuándo son consumidas.
Esta investigación tiene por objetivo evaluar la biodisponibilidad de Fenoles libres (FL), ligados
(FLG) y totales (FT) después de la digestión in vitro (DiV) de tortillas de maíz azul elaboradas con
nixtamalización ecológica. El diseño de experimento fue un diseño totalmente aleatorizado, el
análisis estadístico un ANOVA y la prueba de Duncan para la comparación con el control que fue
la nixtamalización tradicional. Los resultados mostraron diferencia significativa entre NE y NT,
con una superioridad en contenido de FL y FLG en las tortillas de maíz elaboradas con NE. La
digestión gástrica aumentó significativamente (p <0,05) la concentración de los compuestos
fenólicos (En algunos casos hasta el 100%). Estos resultados sugieren que la digestión gástrica
mejora la liberación de compuestos fenólicos de la matriz de la tortilla. Se sugiere que algunos
polifenoles están ligados a compuestos macromoleculares que no son digeribles, haciendo que en
la extracción química sean sobreestimados durante la fase de digestibilidad, por lo que los
fenoles libres son los fenoles bioaccesibles para su biodisponibilidad.
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Simposio:
Título:
Efectos de la temperatura de incubación y la hidrólisis acida de un subproducto del
procesamiento de la caña de azúcar en el crecimiento de los microorganismos probióticos
Lactobacillus paracasei.
Autores:
Acosta-Piantini E, Villaran Velasco M, Lombrana Alonso J
Centro de Trabajo:
Universidad del Pais Vasco
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hidrolisis acida; subproducto; cana azucar; probioticos
Comunicación:
La amplia utilizacion en el mercado mundial de bacterias probióticas hace necesario encontrar
metodos optimos para su crecimiento, utilizando nuevos sustratos, que ademas de abaratar
costos, representen alternativas de aprovechamiento de subproductos agroindustriales de poco
valor agregado. Para eficientizar la utilizacion de estos subproductos se podria utilizar el proceso
de hidrolisis.
El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de la temperatura de incubación y la
hidrólisis acida de un subproducto del procesamiento de la caña de azúcar (melaza) en el
crecimiento del microrganismo probiótico Lactobacillus paracasei.
La metodología consistió en la selección de cepas del L. paracasei (L. casei 431) y evaluación de
su desarrollo microbiano a temperaturas de incubación de 30ºC y 37ºC.
El crecimiento microbiológico se determinó con el tradicional recuento directo en placas y se
midió el potencial de hidrogeno.
Se realizaron inoculaciones del microorganismo en el subproducto no hidrolizado (NH),
hidrolizado (H), enriquecido (E) y en agar MRS, como control, para evaluar los siguientes
tratamientos: 1) 30ºC NH, 2) 30ºC H, 3) 30ºC E, 4) 30ºC MRS, 5) 37ºC NH, 6) 37ºC H, 7) 37ºC E
y 8) 37ºC MRS.
Los resultados fueron los siguientes:
1.
Hubo diferencias significativas entre los tratamientos a 30º C y aquellos a 37º C.
2.
Asimismo hubo diferencias significativas entre los tratamientos en que el subproducto no
estaba hidrolizado con respecto a los que estaba hidrolizado y
3.
Hubo diferencias significativas entre los tratamientos control y los tratamientos con el
subproducto evaluado.
La conclusión es que la temperatura de 30º C y la hidrólisis acida del subproducto agroindustrial
estudiado presentaron efectos significativos en el crecimiento del microorganismo Lactobacillus
paracasei.
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Simposio:
Título:
Evaluación de pretratamientos en el polen apícola como alternativa de adecuación para un
sustrato de fermentación láctica
Autores:
Benavides Guevara Ruth Mary, Quicazán Marta, Ramírez Cristina
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Bogotá
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Microestructura; digestibilidad; probióticos; cultivos
Comunicación:
El polen apícola es un alimento fundamental para la nutrición de las abejas, inducen un proceso
fermentativo interno en la colmena antes de su consumo donde involucran bacterias ácido
lácticas para convertirlo a pan de abejas, sin embargo, aún faltan estudios para que sea valorado
este producto en la alimentación humana. El objetivo de esta investigación fue evaluar
pretratamientos térmicos, alcalinos y enzimáticos, para determinar la digestibilidad, los cambios
nutricionales y microestructurales del polen. Se indujo una fermentación láctica con cultivos
estárter; un cultivo mixto y dos cultivos puros considerados probióticos, para realizar un
seguimiento de pH, acidez, biomasa, antioxidantes, ácidos orgánicos, entre otros. Finalmente
todos los pretratamientos presentaron un incrementó en la digestibilidad del polen de un 62% a
un 84,7%-98%, asociando este resultado con la degradación notoria de su pared primaria,
mediante micrografías. En cuanto a la fermentación se establece que el cultivo puro
L.acidophilus, permitió un producto con mejores características al emplear pretratamiento
térmico húmedo. Este proyecto buscó la transformación del polen apícola para que sea un
recurso alimenticio que impulse a los apicultores de Colombia.
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Simposio:
ALIMENTAÇÃO: NOVOS PROCESSOS ALIMENTARES E QUALIDADE
Título:
Improvement of functional juices using pectinase and naringinase encapsulated in chitosan and
calcium alginate (micro)beads
Autores:
Ribeiro Maria H, Mendes Carla, Alfaia Antonio J
Local de trabalho:
Faculdade Farmácia, Universidade Lisboa
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Chitosan; Encapsulation; Functional juices; Pectinase; Naringinase
Comunicação:
In functional food preparation, polygalacturonases are used on the production of enzymatically
derived pectin moieties. Recent perspectives on the use of pectin and its derivatives as dietary
fibers suggest enzymatic synthesis of the right oligomers from pectin for use in human nutrition.
Polygalacturonases or pectinases are enzymes that degrade pectic substances, have potential
application in juice and fruit beverages to improve the quality of the process and the product.
Bitterness, one problem in some fruit juices, is mainly accomplished by naringin. Naringinase, an
enzyme complex expressing α-L-rhamnosidase and β-D-glucosidase activities, degrade naringin to
its aglycone, naringenin, compounds with biological and pharmacological activities, such as antioxidant, anti-inflammatory and anti-cancer, showing a high potential in the food and
pharmaceutical industries.
The main goals of this work were (i) the development of microencapsulated pectinase and
naringinase in hydrogels, (ii) investigate their application in functional juices production, (iii)
improve the characteristics and quality of juices, (iv) compare the activity of unprocessed and
processed juices in vivo models. To improve the bioprocess, pectinase and naringinase were
tested immobilized in hydrogels approved by FDA, like chitosan and calcium alginate.
Pectinases from Aspergillus aculeatus and naringinase from Penicillium decumbens were tested.
The work focused on the optimization of encapsulated enzymes activity and stability according to
the factors: substrates and enzymes concentrations, reutilizations, application in orange, lemon,
grapefruit, raspberry and mulberry juices.
Pectinase and naringinase were encapsulated in calcium alginate and chitosan microspheres and
tested under different conditions. Higher activity was attained with pectinase encapsulated in
chitosan beads crosslinked with TPP. A residual activity of 98% was obtained. Pectinase and
naringinase showed to be effective in clarifying juice and reducing bitterness showing a high
activity. The relation between bioconversion conditions and pectinase and naringinase stability
under different conditions will be presented, as well the results obtained in bioactivity assays.
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Format:
Symposium:
Title:
Influence of Ohmic Heating on production of whey protein aggregates
Authors:
Pereira R, Rodrigues R, Simões L, Ramos O, Malcata F, Teixeira J, Vicente A
CEB - Centre of Biological Engineering, University of Minho
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Moderate electric fields; whey protein solubility; aggregation kinetics; fibrillar aggregates
Abstract:
Ohmic Heating (OH) and its associated non-thermal effects due to the presence of an electrical
field and frequency has been triggering the use of this technology for whey protein
functionalization. Whey proteins have increasingly been used as functional ingredients in several
food formulations presenting high nutritional and biological value (i.e., digestibility, amino acid
pattern, and sensory characteristics). The purpose of this study was to characterize early steps of
whey protein isolate denaturation and aggregation kinetics under the influence of OH treatments
by combining different thermal and electrical effects. A multivariate characterization was
performed in order to identify a global pattern in denaturation behaviour of WPI under OH
applied by linking different structural stages, such as protein unfolding, exposure of protein
hydrophobic core, loss of protein solubility and formation of protein aggregates. Results shows
that exposure of reactive free thiol groups involved in molecular unfolding of β-lactoglobulin (βlg) can be reduced from 10 to 20 % with OH. The presence of a moderate electric field (up to 12
V/cm) during heating also contributes to a change in the protein aggregation kinetics, as well as
in the shape of the produced whey aggregates. Size growth was significantly reduced from 178
nm to 25 nm (p < 0.05) under influence of OH and transmission electron microscopy (TEM)
discloses the appearance of β-lg small fibrillar aggregates upon the influence of OH. As
conclusion, OH and its capability of fast heating coupled with treatments under relatively low
electrical field strength, contributed to a synergistic effect yielding protein solutions with less
protein aggregates and high amount of soluble proteins during early stages of heating. These
fibril aggregates have a recognized potential to form physical gels, acting as thickeners or gelling
agents in foods, and can be also used for encapsulation of bioactive ingredients. OH provide a
novel method for production of a whey protein matrix with distinctive features and gel-forming
properties.
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Simposio:
Título:
Utilizacion de la transglutaminasa para el desarrollo de fideos en base a mezclas cereal
leguminosa
Autores:
ANTEZANA VALERA A, GUTIERREZ HUYLLA M, VELASCO FLORES M
Centro de Trabajo:
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA-FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA-UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN
SIMON
Email:
[email protected] [email protected]
Palabras Clave:
DESARROLLO PRODUCTOS;TRANSGLUTAMINASA;FIDEOS
Comunicación:
Tanto la industria alimentaria como la biotecnología juegan un papel fundamental en la
optimización del contenido y biodisponibilidad de nutrientes y compuestos biológicamente activos
de los alimentos tanto por técnicas convencionales como por biotecnológicas.
La enzima transglutaminasa posee una serie de propiedades tecnológicas de gran interés para la
industria alimentaria ya que permite desarrollar nuevos alimentos de alto valor añadido de base
proteica.
La base de la alimentación en Bolivia, para las necesidades energéticas, constituyen los hidratos
de carbono, cuyas fuentes de consumo diario son los productos acabados de fideos. Bajo los
antecedentes anteriores se planteó el siguiente objetivo:
Obtener un producto acabado de fideo, en base a las mezclas de harina de Trigo-Soya, con la
adición la enzima transglutaminasa (TG),tomando en cuenta la cantidad de proteínas y
aminoácidos, utilizando el escore químico como parámetro de evaluación de la calidad proteica,
se utilizó la metodología de desarrollo de productos y en el proceso de elaboración se siguió la
siguiente secuencia::materia prima-amasado-cortado-secado y envasado, los prototipos finales
fueron evaluados por métodos sensoriales realizando pruebas con panel entrenado con la
herramienta método de puntaje compuesto y con consumidores bajo una escala hedónica.En
función a las características sensoriales evaluadas se determinó al prototipo ( 75% trigo durum y
25% Soya desgrasada) como el mejor prototipo desarrollado y considerada la de mejor calidad
sensorial por las características de textura, sabor, color y aroma. El presente trabajo cumplió su
finalidad reforzando el compromiso social que tiene la Universidad con la población en su
conjunto, desarrollando pastas de optima calidad nutritiva que cubran las necesidades
carenciales. Sin modificar pautas culturales y/o hábitos alimentarios. Empleando para ello
materia prima de origen local, utilizando un recurso biotecnológico como es la enzima
transglutaminasa ,en la combinación de cereal y leguminosa,aumentando la calidad de la
proteína consumida gracias a la complementación aminoacídica que se produce y también de
vitaminas y minerales
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Póster: P_AL_01
Simposio:
Título:
A novel continuous method to determine the antitrypsin inhibitor activity in soybean derivatives
Autores:
Coscueta Ezequiel, Pintado Manuela, Picó Guillermo, Knobel Gastón, Boschetti Carlos, Pellegrini
Malpiedi Luciana, Nerli Bibiana
Centro de Trabajo:
Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos (IPROBYQ), Consejo Nacional de Investigaciones
Científicas y Técnicas (CONICET) - Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad
Nacional de Rosario
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
soybean derivatives; antinutritional factors; trypsin inhibitor content
Comunicación:
At present, soybean is the world′s most important oilseed, used not only as oil source but for
protein source. However, like other beans and grains, soybeans contain several anti-nutritional
factors (lectins, trypsin inhibitors, rafinose, etc). Trypsin inhibitors (TI) are major components
reported to cause growth, digestive and metabolic diseases. These factors are heat-labile,
therefore, they are able to be removed totally or partially by different treatments during
industrialization. The determination of IT content is of importance to evaluate the quality of
processing stages. At present, the standard method is based on the ability of extracts of soybean
meals to inhibit the activity of trypsin towards a chromogenic substract (Kakade et al. 1969;
AOCS 2009). The amount of product formed during incubation is determined through absorbance
measurements in presence and absence of soy extract, thus giving differences related to the IT
content. It is a discontinuous or stopped assay in which the enzyme (trypsin) is inactivated after
the incubation time (10 minutes) by lowering the pH. The overall assay is complicated and does
not to fulfill the requirements for quality control in industrial processing of soy-beam derivatives.
It presents several shortcomings. In this context, the goal of this work was to overcome the
disadvantages by developing an improved continuous assay and to propose an adequate treatment
of the data in order to inform the results in standard units (TIU). Furthermore, the analysis of the
progress of reaction with time was assessed to determine the optimal conditions that assure a
linear relationship between the measurements and the IT content in samples. The modified
proposed method involves a continuous spectrophotometric rate determination for trypsin
activity. Reaction takes place directly in the spectrophotometer cuvette reducing volume from 10
to 2.5 mL. The analysis of different samples with a wide range of IT content showed no
significant differences (p<0.05) between the results of both methods. The proposed method has
various advantages over the conventional method being faster, less complex, more practical,
more robust, more economical, but above all the possibility to do many tests simultaneously and
further optimize these advantages to be adapted to microplates.
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Póster: P_AL_02
Simposio:
Título:
Análisis de la diversidad de bacterias lácticas productoras de polisacáridos extracelulares y su
caracterización estructural a partir de muestras de aguamiel y pulque
Autores:
López Soto David, Escalante Lozada José , Giles Gómez Martha, Rodríguez Alegría María , Bolívar
Zapata Francisco
Centro de Trabajo:
Instituto de Biotecnología-Universidad Nacional Autónoma de México
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bacterias ácido lácticas; Exopolisacáridos; Glicosiltranferasas
Comunicación:
El pulque es una bebida alcohólica no destilada, de textura viscosa, color blanco y de sabor ácido
al paladar, producto de la fermentación espontánea de la savia de la planta del agave. Es la
bebida con mayor historia en el país, su producción se remota a las civilizaciones
mesoamericanas en México, donde presentó un rol importante en la sociedad, religión y cultura
durante la época prehispánica. El proceso de producción de la bebida está compuesta por tres
fermentaciones: alcohólica, ácida y viscosa. El aumento de la viscosidad en el pulque es
producido por la síntesis de exopolisacáridos (EPS) mediada por la acción de las bacterias ácido
lácticas. El objetivo del grupo de trabajo es el estudio de la diversidad microbiana y metabólica
de diferentes nichos naturales para la búsqueda de genes de interés industrial; el presente
trabajo estudia la diversidad de bacterias lácticas productoras de EPS y la caracterización
estructural de los polímeros producidos a partir de muestras de aguamiel y pulque del Estado de
Hidalgo. Del total de bacterias lácticas (UFC/mL) en MRS-agar asiladas en muestras de aguamiel
el 50% resulto ser bacterias lácticas productoras de EPS y en pulque el 70%. Se realizó la
tipificación de las bacterias lácticas productoras de EPS mediante el análisis de perfil de
restricción del gen ribosomal 16S (ARDRA) con la enzima HaeIII obteniendo 6 grupos filogenéticos,
que mediante el análisis de la secuencia del gen 16S ADNr por homología y similitud se obtuvieron
las especies de Leuconostoc mesenteroides, L. mesenteroides subp. dextranicum, L. kimchii, L.
citreum y las especies de Lactobacillus plantarum y L. brevis. La producción de EPS está
relacionada con la actividad de las enzimas extracelulares glicosiltransferasas (GTF). La máxima
actividad de las GTF se presenta en un rango de pH de 4.5.a 5.5, correspondiente a la fase
exponencial de crecimiento de las cepas caracterizadas. El análisis por cromatografía de capa
fina de los productos de reacción de las GTF muestra la síntesis de homopolisacáridos de tipo
dextrana α(1-6)Glc. El conocimiento de la diversidad microbiana y metabólica durante la
fermentación permitirá estandarizar el proceso de producción.
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Póster: P_AL_03
Simposio:
Título:
Análisis de riesgos microbiológicos presentes en calzado de uso industrial alimentario
Autores:
Maestre María Isabel, Bertazzo Marcelo, Albert Elena, Martínez Miguel Ángel
Centro de Trabajo:
Instituto Tecnológico de Calzado. Elda (Alicante)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
HACCP; calzado laboral; biocarga; microorganismos; eficacia desinfectante; PU celular; EVA
microporoso; materiales porosos
Comunicación:
Sectores industriales, como el alimentario, requieren la máxima inocuidad a lo largo de la cadena
de suministro y producción. Para ello, se ven obligados a implantar sistemas de autocontrol
basados en los principios del Análisis de Peligros y Puntos de Control Crítico (APPCC), un conjunto
de métodos y procedimientos con el fin de garantizar la seguridad y la salubridad de los
productos que elaboran. Uno de los puntos críticos más importantes es la manipulación del
producto por parte del personal involucrado en procesos de fabricación y suministro, dado que
una inadecuada actuación de los operarios en materia de higiene y aseo puede conllevar a
productos insalubres y no seguros para el consumo humano. Es por ello, que se implantan como
medida preventiva determinados requisitos acerca de la indumentaria del personal, incluido el
calzado.
Algunos materiales de suela que conforman el calzado presentan porosidad para proporcionar
ligereza y mayor grado de confort que debido a estas características presentan cavidades de
mayor o menor tamaño, lo que les facilita la retención y proliferación de microorganismos,
resultando necesaria una especial atención en los procesos de limpieza y desinfección a los que el
calzado debe ser sometido para proporcionar el carácter aséptico necesario.
Para estudiar esta problemática INESCOP plantea esta investigación con el objetivo de valorar la
efectividad de los tratamientos desinfectantes en función del desgaste de materiales porosos de
suela de uso habitual en calzado como PU celular y EVA microporoso mediante evaluación de la
carga microbiana. Para ello se ha estudiado la estructura porosa de los materiales en función del
desgaste y también se está evaluando la carga microbiana en materiales poliméricos porosos de
suela de calzado.
Los resultados obtenidos deben ayudar a validar y mejorar los procesos de desinfección actuales
para asegurar la asepsia del calzado, permitiendo a los empresarios de calzado laboral garantizar
que sus productos, tras el tratamiento de desinfección adecuado, quedan exentos de carga
microbiana.
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Póster: P_AL_04
Simposio:
Título:
antioxidant activity of phenolic compounds present in artichoke - Cynara scolimus
Autores:
Zuñiga Hansen M. E., Noriega Rodriguez D., Soto Maldonado C., Pastrana L., Zuñiga Hansen
Centro de Trabajo:
Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso (PUCV) & Centro Regional de Estudios en Alimentos
Saludables (CREAS)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Artichoke; antioxidants; polyphenols; by-products
Comunicación:
The artichoke core - Cynara scolimus - in the fresh state posseses the highest antioxidant content
in all the vegetables studied to date, and the highest antioxidant activity, only after red fruits –
berries type. These antioxidants are also present in leaves and stems, usually discarded at
processing industries, which can be applied to several purposes; food preservation, and even
prevent alive tissues in higher organisms from oxidation. Moreover, it contains inulin; fructan
which acts as an isoluble fibre, and also presents antioxidant activity.
Its antioxidant activity is due to the presence of cafeic acids, phenolic compounds and related
derivatives; cafeoilquinic acids, being the most abundant and important clorogenic acid. The
artichoke also presents another type of phenols; flavonoids, the most noteworthy are apigenin,
cynarin, silymarin and luteolin. These compounds posses an outstanding hepatoprotector activity,
as well as anticarcinogenic, inmunoprotector and antiinflammatory, among others.
Fresh leaves and stems discarded from a Chilean canning factory were lyophilized and ground.
The extraction of polyphenols was carried out with etanol-water solutions at different
concentrations, a temperatura ranging from 30 to 50ºC, extraction times between 10 and 120
minutes and shaking frequency of 200 rpm.
The methods and equipment used to determine the total content of phenols were TCP and to also
establish their antioxidant capacity, ORAC.
The best recovery of phenolic compounds is achieved at high concentratioons of ethanol, but
always with water present in the solution. Temperature and mostly time, do not seem to be
limitant parametres.
Best result with TPC was through extraction 75% ethanol – 25% water, 20 minutes, 50ºC, 200rpm:
0,1742 g eq. Galic acid/ 100g artichoke. ORAC best result was 63883.01 umol eq. Trolox/100 g
artichoke through extraction 75% ethanol – 25% water, 20 minutes, 50ºC, 200rpm.
It is feasible and a good opportunity to obtain antioxidants from artichoke discards using mild
methods with excellent results, low risk to operators and easy application at the industry level.
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Póster: P_AL_05
Simposio:
Título:
Antioxidant activity, antihypertensive activity and free-amino acids of okara hydrolysates
obtained by Cynara cardunculus
Autores:
Voss glenise, Valente Luísa, Pintado Manuela
Centro de Trabajo:
Centro de biotecnologia e química fina – laboratório associado, Escola superior de Biotecnologia,
Universidade Católica Portuguesa/Porto
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
okara; free-amino acid; antihypertensive; hydrolysates
Comunicación:
Okara is a byproduct obtained from the soymilk industry. It is a white yellowish material
consisting of the insoluble parts of soybean seeds that has rich composition (ca. 58% of fiber, 26%
of protein and 11% of fat on a dry basis). Moreover, the protein present in the okara has a high
quality compared with other soy products. Furthermore, the use of functional and bioactive
protein hydrolysates has stood out due to the growing interest of consumers for healthy food.
Therefore, the main objective of this work was to study the enzymatic hydrolysis of two okara
substrates (dry okara, previously autoclaved (OA) and not autoclaved (ONA)), achieved by Cynara
cardunculus. The okara (collected from a soybean producer - NUTRE, Portugal), was divided in
two batches and one was submitted to heat treatment (1 atm, 121 ºC for 20 minutes) and the
other was not heat treated. Finally, both were dried at 65 ºC until constant weight and then
milled with a 1 mm mesh. Both samples were submitted to hydrolysis using Cynara cardunculus at
55 ºC and pH 5,2 according to an experimental design combining two reaction times (2.5 and 5 h)
and five ratios of enzyme/substrate − E/S( 0, 2, 2.5, 3 and 5 E/S). The following parameters were
analyzed: antioxidant activity by ABTS method, antihypertensive activity by angiotensin
converting enzyme (ACE) inhibitory activity fluorometric method and free-amino acids by HPLC
by derivatization method with OPA. For the antioxidant activity, OA showed higher antioxidant
activity than the ONA. For the antihypertensive activity, under all experimental conditions, OA
hydrolysates showed higher ACE-inhibitory activity than the ONA. Concerning free-amino acid
profiles both hydrolyzed samples showed similar and good profile in terms of essential amino
acids. Therefore, it can be concluded that the peptide extracts obtained from enzymatic
hydrolysis of okara protein with Cynara cardunculus present a high nutritional and bioactive
potential, however the pre-thermal treatment applied affected positively this value.
Acknowledgments
Coordenação de aperfeiçoamento de pessoal de nível superior (capes)/ brazil.
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Póster: P_AL_06
Simposio:
Título:
Application of an oil in water (o/w) emulsion as endible coated to the conservation of tomato
Autores:
Guadarrama-Lezama A.Y., Carranza-Juárez C., Hernández-García J.I., Cuenca-Mendoza F. ,
Pozas-Cárdenas G., Pérez-Alonso C.
Centro de Trabajo:
Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Emulsion; Endible coated; Tomato; Preservation
Comunicación:
The aim of this work was to apply an emulsion as coating in red tomato (Lycopersicum
esculentum, Mill) to its preservation. The parameters evaluated were: pH, Brix, weight loss,
strength, color and amount of CO2 released as respiration rate, from the tomato during storage
at 3 different temperatures (5, 15 and 25°C). The tomato without coating was tested as control.
The mixture of hydrocolloids used to prepare the emulsion consisted of: carboxymethylcellulose
(CMC-5%), carnauba wax (CW-1.5%) and glycerol (Gly-1.5%). Gringsted (Gri- 2.0%) was used as
emulsifier. The results showed that after 21 days of storage, the coated tomatoes presented
differences in its physicochemical characteristics, compared to the control. The pH in tomato
decreases from 4.3 to 3.2, the Brix were between 4.5-4.9%, the weight loss in the coated tomato
remains constant. The strength of the tomatoes with the coating was greater than the untreated
tomatoes. The strength of tomato coated was 3.55 x105gf, which not presented a significant
difference during the period of storage, but the tomato untreated had strength values by about
12% less at the final time of storage. Color values after 21 days of storage from coated tomato
changed to some samples. L* value remained in 88%, while that a* and b* values were preserved
in 50.43% and 60.60% respectively. The respiration rate decreases with time of storage and the
temperature, besides the decrease in respiration rate of tomato is higher when the storage
temperature decrease, so it is believed that the coating allows an adequate transpiration of the
fruit, and the physicochemical parameters in tomato are not significant modified.
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Póster: P_AL_07
Simposio:
Título:
Cambios en la composicion nutricional y funcional de la magaya mediante fermentación en estado
sólido
Autores:
Rodríguez Roberto, Pando Rosa, Suárez Belén
Centro de Trabajo:
Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
SSF; apple pomace; selected yeast; nutritional composition
Comunicación:
La magaya, principal residuo de la industria transformadora de manzana en zumo y sidra, está
constituida por pulpa, piel, pepitas y pedúnculos principalmente y constituye cerca del 30% de la
manzana procesada. Desde un punto de vista nutricional y funcional, la magaya presenta bajos
contenidos en proteínas, grasas, vitaminas y minerales y altos niveles de fibra alimentaria.
Para mejorar las características nutricionales y funcionales de este subproducto agroalimentario
se han realizado fermentaciones de magaya, en estado sólido, con 10 levaduras autóctonas
pertenecientes a la colección de cultivos del SERIDA: Hanseniaspora valbyensis (H.v.),
Hanseniaspora uvarum (H.u.), Pichia guilliermondii (P.g.), Metschnikowia pulcherrima (M.p.),
Saccharomyces ludwigii(S.l), Saccharomyces bayanus (S.b.) and Saccharomyces cerevisiae (S.c.).
La magaya usada procedió de un lagar industrial y fue previamente secada en una estufa con
circulación de aire (60° C, 48 h). Las fermentaciones se realizaron por triplicado en recipientes
de polipropileno de calidad alimentaria de 1 L de capacidad a 25 ºC durante 7 dias.
Los resultados obtenidos mostraron un incremento del contenido de proteína en todas las
unidades experimentales, entre el 23% (M. p. 302 y P. g. 388) y el 46% (H. v. 185). También se
detectó un incremento significativo del contenido lipidico en todas las inoculaciones, con un
aumento promedio del 25% frente a la magaya sin fermentar.
La fibra alimentaria mostró un aumento significativo en todas las fermentaciones, que osciló
entre el 30% en las inoculaciones con M. p. 302 al 40% con S. l. 180. Sin embargo, hay que
resaltar que únicamente incrementó la fibra insoluble (promedio 71%) mientras que la fibra
soluble disminuyó en todas las inoculaciones (promedio 14%)
Aunque no se encontraron diferencias significativas en el contenido de fenoles totales entre las
distintas magayas fermentadas, si se detectó un descenso significativo, respecto a la magaya sin
fermentar para las cepas S. c. 3’, H. v. 185 y H. v. 43. Por su parte, la actividad antioxidante de
las magayas fermentadas fue inferior (p<0.05) respecto a la magaya sin fermentar para 7 de las
10 cepas ensayadas.
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Póster: P_AL_08
Simposio:
Título:
Cambios en la textura de filetes de tilapia bioconservados mediante impregnación al vacío con
bacterias lácticas
Autores:
Montalvo Rodríguez Constanza, Ramírez Toro Cristina, Bolívar Escobar Germán
Centro de Trabajo:
Universidad del Valle
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bioconservación; filetes de tilapia; Impregnación al vacío; textura
Comunicación:
La impregnación al vacío (IV) es un método que permite introducir un líquido de interés en los
poros de un alimento a través de un mecanismo hidrodinámico. Los estudios de IV se han
enfocado principalmente en explicar los fenómenos de transferencia de masa entre el líquido de
impregnación y el producto, limitándose solamente a describir los cambios antes y después de la
impregnación, pero pocos estudios reportan el efecto de la IV con bacterias lácticas (BAL) en la
textura de filetes de pescado.
En el presente trabajo se evaluó el ablandamiento de filetes de tilapia bioconservados (FBT)
mediante impregnación al vacío con BAL. Para ello se obtuvo la curva típica de esfuerzo –
deformación mediante el test de compresión uniaxial para los FBT. A partir de la información
suministrada por esta curva y el procesamiento de los se obtuvieron los datos de Esfuerzo en el
Límite de Fluencia (σL), módulo de Deformabilidad (Ed) y Deformación de Hencky (εHF).
En el esfuerzo en el límite de fluencia de los FBT durante el almacenamiento refrigerado se
observó una tendencia decreciente en todos los tratamientos, las diferencias significativas
(p<0,05) se presentaron entre los tratamientos con BAL y sin BAL. Los valores del módulo de
deformación de los FBT durante el almacenamiento presentaron una tendencia decreciente con
respecto al tiempo de almacenamiento, siendo más notoria en los filetes sin BAL, los cuales
presentaron los valores significativamente (p>0.05) más bajos al final del periodo de evaluación.
Para la deformación de Hencky se observó que durante los primeros 7 días de almacenamiento los
valores permanecieron casi constantes y en los días posteriores hay una disminución de los
valores.
Los resultados obtenidos indican que la IV mejora la eficiencia del proceso de bioconservación,
logrando resultados similares a la impregnación en condiciones de presión atmosférica pero en
menor tiempo de proceso. Los resultados indican que es posible lograr un efecto bioconservante
con BAL con un tiempo de impregnación al vacío de 30 minutos.
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Póster: P_AL_09
Simposio:
Título:
Characterization of glycosyl-hydrolases acting on isoflavones from Bifidobacterium
pseudocatenulatum IPLA 36007
Autores:
Mayo Pérez B, Guadamuro García L, Flórez García AB, Vázquez Iglesias L
Centro de Trabajo:
Departamento de Microbiología y Bioquímica, Instituto de Productos Lácteos de Asturias-Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (IPLA-CSIC)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bifidobacteria; probiotics; isoflavones; equol
Comunicación:
Introduction: Glycosidases (glycosyl hydrolases) are a wide and varied group of enzymes able to
hydrolyse the glycosidic linkage between two or more sugars or one sugar and a chemical residue
of other nature. Bifidobacteria species are currently being used as probiotics for the maintenance
of a healthy status. Bifidobacteria have their natural niche in the human and animal
gastrointestinal tracts. Glycolytic activities of probiotic bifidobacteria are thought to have a
prominent role for colonizing and surviving in the intestinal ecosystem. Additionally, these
enzymatic activities might contribute to their probiotic functionality.
Objectives: Bifidobacterium pseudocatenulatum IPLA 36007 is a strain from human origin showing
deglycosylation activity on isoflavone-glycosides, an essential step for isoflavones to become
bioavailable and their subsequent formation of more active compounds such as equol. The
genome of IPLA 36007 has recently been sequenced (Alegría et al., 2014) allowing to investigate
its genetic potential. Genome analysis showed a vast array of genes encoding glycosyl hydrolases,
of which some were tentatively classified as β-glucosidases. This study aimed to identify and
characterize β-glucosidases from IPLA 36007 acting on isoflavone-glycosides.
Results and Discussion: Five genes encoding putative β-glucosidases (Glu-1 through Glu-5) were
synthetized under the control of a heterologous promoter working on bifidobacteria and cloned in
a pUC19-derived vector. Expression in Escherichia coli proved that four of the genes encode
glycosidases, of which three were considered β-glucosidases (Glu-1, Glu-2 and Glu-4) and one an
α-glucosidase (Glu-3). The three β-glucosidases showed activity towards the isoflavone glycoside
daidzin producing daidzein. Activity of Glu-4 was shown to be 6- to 10-fold higher than that of
Glu-1 and Glu-2, respectively. The genetic determinants were subsequently transferred to
pET28a(+), a His-Tag vector designed for convenient cloning and expression of genes, and
purification of the corresponding proteins. Recombinant enzymes were purified by immobilized
metal affinity chromatography and characterized. The main biochemical properties of the two βglucosidases will be presented in the poster.
References
- Alegría, A., Delgado, S., Guadamuro, et al. 2014. The genome of Bifidobacterium pseudocatenulatum IPLA
36007, a human intestinal strain with isoflavone-activation activity. Gut Pathogens 6: 31.
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Póster: P_AL_10
Simposio:
Título:
Characterization of whey protein edible films incorporated with probiotics
Autores:
Odila Pereira Joana, Soares José, Gomes Ana, Pintado Manuela
Local de trabalho:
Universidade Católica Portuguesa, CBQF - Centro de Biotecnologia e Química Fina – Laboratório
Associado, Escola Superior de Biotecnologia
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Whey protein edible films; Bifidobacterium and Lactobacillus; Texture; SEM; FTIR-ATR.
Comunicação:
The packaging material is essential to preserve the physical, organoleptic and nutritional values
of food during storage, transportation and distribution. The development of edible and
biodegradable packaging has received great attention during the last decade by searching for
innovative constituents from renewable sources as an alternative to synthetic plastic packaging.
Furthermore, use of edible films incorporated with bioactive compounds to increase new
functionality or extend the shelf life of food products opens new possibilities as a carrying
material for functional lactic acid bacteria.
A whey protein film can act as a semipermeable barrier to moisture, gases, and aromatics while
maintaining structural integrity and handling characteristics, retaining volatile aromatic
compounds and act as vehicles for additives and probiotics.
In this work the main objective was to study the physico-chemical characteristics of edible films
based on whey protein for coating food products in order to improve their quality and safety.
The selected probiotics, ca. 109 CFU/g of film, were incorporated in whey protein-based films for
obtaining stable edible films with antimicrobial activity or making them a suitable carrier for
viable probiotic bacteria. Films solutions were produced and dried to evaluate the texture,
potential physicochemical interactions and the structure of the films.
The results demonstrated that the texture analysis, young’s modulus, offset yield stress, tensile
strength, strain at tensile strength, and strain energy did not show significant differences
between controls (without bacteria) and films made with Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB12® or Lactobacillus casei 01.
In addition, scanning electron microscopy revealed that the incorporation of probiotic strains in
the edible films did not confer any noticeable modification to the structural conformation of the
films, apart from the presence of the bacterial cells embedded in the protein matrix. Fouriertransform infrared analysis did not indicate formation of new chemical entities when probiotics
are incorporated into whey protein based films.
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Póster: P_AL_11
Simposio:
Título:
Chemical and nutritional characterization of enzymatic extracts from seaweeds of Central West
Coast of Portugal
Autores:
Gomes Ana Maria, Rodrigues Dina, Vasconcelos Marta W, Sousa Sergio, Amorim Manuela, RochaSantos Teresa, Duarte Armando, Freitas Ana Cristina
Centro de Trabajo:
1 CESAM - Centre for Environmental and Marine Studies & Department of Chemistry; 2
Associado, Escola Superior de Biotecnologia; 3 ISEIT/Viseu, Instituto Piaget.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
seaweed extracts; enzymatic hydrolysis; chemical characterization; nutritional value; mineral
content
Comunicación:
Edible seaweeds are a vast untapped resource of very interesting natural occurring bioactive
compounds. Furthermore, their low calorie content and nutritional properties make them
increasingly sought for commercial purposes.
Extraction of compounds from natural products able to be used for food purposes needs to rely
upon compatible methods. Enzyme-assisted extraction can weaken or disrupt cell wall structure
or breakdown storage compounds releasing intracellular compounds. The main objective of this
study was the chemical and nutritional characterization of two selected enzymatic extracts of
seaweeds with biological properties: extracts of Sargassum muticum obtained with Alcalase and
of Osmundea pinnatifida obtained with Viscozyme. Elemental composition as well as amino acids
and monosaccharides composition were also determined. According to elemental inorganic
analysis, the enzymatic extraction enabled the concentration of the majority of the macro and
microelements, and from a functional perspective, S. muticum extract is a good contributor to K,
Mg and P recommended daily intakes (RDIs) whereas O. pinnatifida extract is a good contributor
not only of Fe but also of K, Mg, Zn and Mn RDIs. Despite the widespread increase of the various
macroelements, the ratio Na/K diminished in both extracts (0.15-1.3) in comparison to dry
seaweeds; extracts with low ratio of Na/K are good salt substitute’s possibilities. Relatively
similar organic elemental compositions were observed with slightly higher content in N and C for
the S. muticum extract which correlates well with the higher nitrogen content. Higher content in
H and S was in turn observed in O. pinnatifida enzymatic extract which is in agreement with
higher content of monosaccharides, uronic acids and amino-monosaccharide observed therein
(89.3 mg/glyophilized extract) compared to the S. muticum extract (61.2 mg/glyophilized
extract). O. pinnatifida extract was rich in galactose with smaller quantities of xylose which is in
agreement with agaran polysaccharides. Proportions of fucose/galactose/xylose/glucuronic
acid/mannose found in the S. muticum extract (0.22:1:0.17:0.91:0.41) evidences the presence of
fucoidans. Very low contents (1.4-2.7 g/100gprotein) and diversity of amino acids was observed
in both extracts. The higher content in nitrogen content in the S. muticum extract did not reflect
in a higher content of free amino acids.
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Póster: P_AL_12
Simposio:
Título:
Chemical composition, polyphenols, anthocyanins and antioxidant activity of Syrah grape pomace
flour
Autores:
Costa Joana R., Beres Carolina, Gottschalk Leda, Tonon Renata V., Pastrana Lorenzo, Pintado
Manuela, Cabral Lourdes M. C.
Centro de Trabajo:
Embrapa Food Technology
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
grape pomace; waste valorization; bioactive compounds; antioxidant activity
Comunicación:
There is a current trend for reutilization of food industry by-products and application into new
high added value products. The wine industry is no exception and generates up to 7000 million kg
of wasted biomass in the form of grape pomace, which has recently been studied for its bioactive
compounds. This residue is reported to be rich in high added value compounds such as neutral
polysaccharides, structural proteins and phenols, with wide application in pharmaceutical and
food industries due to their antibacterial, antiviral, antioxidant, anti-inflammatory and anticarcinogenic properties.
The objective of this work was to analyze the composition in polyphenols, anthocyanins as well as
the antioxidant activity of a flour obtained from Syrah grape pomace (Vitis vinifera L. cv. Syrah),
from Brazilian Northeast region.
The grape pomace was dried at 45ºC for 24 hours and then, the flour was obtained by milling and
sieving the dried grape pomace. Total polyphenols and monomeric anthocyanins were analyzed
using the Folin-Ciocalteu and the pH-differential methods, respectively, and antioxidant activity
was determined through ABTS radical cation decolorization assay.
According the results obtained, grape pomace flour could be a potential source of dietary fiber
and bioactive compounds, as well as prebiotic and antioxidant activities. For this reason, this
flour could be potentially used as ingredient to improve the functionality of food formulations.
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Póster: P_AL_13
Simposio:
Título:
Development and acceptability of strawberry jam diet enriched with inulin
Autores:
Bontorin Caroline , Coelho Laylla Marques, Mauricio Angelica, Duarte Giselle
Centro de Trabajo:
UFPR
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
diet; sucralose; sweetener; inulin; sensory analysis
Comunicación:
The aim of this study was to develop strawberry jam diet enriched with inulin, check its
acceptability by sensory analysis and characterize them physico-chemically. Besides the control
formulation were prepared with two more sweeteners, one with inulin and sucralose, and one
with sweetener industry and inulin. We analyzed the physico-chemical and sensory characteristics
of jams as well as their total caloric value. In sensory evaluation, testing and purchase intent
hedonic scale showed no significant difference between jams. Already in test ranking only
difference between the standard formulation and with sucralose, the standard being better
accepted. In analyzing physical chemistry formulations with different sweeteners showed up
because the control had less calories, fewer carbohydrates and higher values for protein, lipid,
moisture, ash and fiber. It follows then that it was possible to develop strawberry jam diet, rich
in fiber and good acceptability.
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Póster: P_AL_14
Simposio:
Título:
Development of an innovative added-value product from outgrade “Bravo de Esmolfe” apple
Autores:
Ribeiro Tânia I. B., Nunes Catarina, Pereira Bruno, Silva Inés, Serra Ana Teresa, Duarte Catarina
M. M., Nunes João
Local de trabalho:
BLC3 Association
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Comunicação:
With an ever increasing demand for healthier food, dehydrated fruits have gained considerable
attention due to their convenience, but also to the growing use of drying processes as suitable
added-value practices for the development of functional products.
Although many commercial fruits have been dehydrated, traditional fruits as Bravo de Esmolfe
(BE) apples have not been explored. BE apple is a Portuguese ‘‘Protected Designation of Origin”
(PDO) product with a unique aroma and exquisite flavour properties. Furthermore, when
compared with commercial apples, it presents higher amounts of polyphenolic (e.g. catechin)
compounds with antioxidant activity. Nevertheless, BE annual production does not exceed 1000
tons and a considerable percentage is rejected by not meeting size quality standards, presenting
an opportunity for product valorisation. The aim of the present work was to develop an addedvalue fruit snack from outgrade BE with improved functional properties.
Preparation of BE apple included cleaning, pealing and slicing, after which they were placed on a
stainless steel holed plate for oven drying at 50ºC with forced air circulation, until constant
weight. Triplicates of dehydrated samples were sealed in metallic bags until further analysis:
Total Polyphenolic Compounds (TPC) were analysed using Folin-Ciocalteau colorimetric method;
and Antioxidant Activity (AA) was evaluated using Oxygen Radical Absorption Capacity (ORAC),
Hydroxyl Radical Antioxidant Capacity (HORAC) and Hydroxyl Radical Scavenging Capacity (HOSC)
methods. As control samples, three Portuguese commercial apple snacks, denominated X, Y and
Z; and BE fresh apples were also evaluated. Statistical analysis of variance (ANOVA) and Fisher’s
Least Significant Difference (LSD) were applied (P < 0.05).
Although the drying processes affected the phenolic content of BE snacks [5,02±0,63 mg GAE/g
Dry Weight (DW)] when compared to fresh samples (7,57±0,93 mg GAE/g DW), the snacks
revealed much higher TPC than commercial dehydrated apples (X:3,24±0,08; Y:3,89±1,03 and
Z:3,01±0,23 mg GAE/g DW). Similar results were observed in terms of AA, where BE snacks
presented a higher activity when compared with commercial samples.These results suggest that
dehydration process is a valuable strategy for valorisation of outgrade BE apple, combining the
creation of a new added-value product with the development of improved functional apple
snacks.
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Póster: P_AL_15
Simposio:
Título:
Efecto de la luz UV-C y azul sobre los compuestos bioactivos y capacidad antioxidante de
tejocote (Crataegus mexicana) fresco
Autores:
Lazcano Hernández Martin, Navarro Cruz Addí Rhode, Kenny J Campos Onofre, Ávila Crisóstomo
Edson, Avíla Sosa-Sanchez Raúl, Vera López Obdulia, Ochoa Velasco Carlos Enrique, Lazcano
Hernandez Martin
Centro de Trabajo:
Benémerita Universidad Autónoma de Puebla
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Tejocote; Luz UV-C; Luz azul; Compuestos bioactivos y Capacidad antioxidante.
Comunicación:
El tejocote (Crataegus mexicana) es una fruta nativa de México el cual hasta el momento ha sido
poco estudiada; sin embargo, presenta cantidades adecuadas de fitonutrientes que lo hacen un
producto atractivo para su estudio. El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto del
tratamiento con luz ultravioleta de onda corta (UV-C) o luz azul sobre los compuestos bioactivos y
capacidad antioxidante de tejocote. Frutos maduros y en buen estado fueron obtenidos de un
supermercado local. Los tejocotes fueron higienizados y tratados con luz UV-C (1, 2, 3, 4 y 5 min)
o luz azul (1, 2, 3, 4 y 5 min) e inmediatamente evaluados en su contenido de flavonoides
totales, compuestos fenólicos, vitamina C y capacidad antioxidante (DPPH). El tratamiento con
luz UV-C y luz azul afecta de manera positiva el contenido de compuestos bioactivos y capacidad
antioxidante, así pues el contenido de flavonoides totales se incrementó al incrementar el tiempo
de proceso alcanzando un aumento de 72-73 % en ambos tipos de luz. Por otra parte, el efecto de
la luz UV-C y azul en el contenido de compuestos fenólicos y vitamina C se obtuvo los primeros
minutos de tratamiento (1 min) alcanzando incrementos de un 10 y 17% para compuestos
fenólicos y de 15-17% de incremento en la vitamina C en tratamientos con luz UV-C y azul,
respectivamente. La capacidad antioxidante presentó incrementos significativos después de 2
minutos de tratamiento (29%) en tejocotes tratados con luz UV-C, mientas que en la luz azul fue
después de 3 min (10%). Es importante hacer notar que existe una buena correlación entre el
contenido de vitamina C y la capacidad antioxidante del tejocote tratado con luz UV-C y azul.
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Póster: P_AL_16
Simposio:
Título:
Efecto del procesamiento de hidrolizados proteinicos de Chenopodium quino sobre la actividad
quelante de Cu2+ y actividad quelante de fe2+
Autores:
López Sánchez Jennifer , Paredes Ruiz Frida, Soriano Santos Jorge
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma Metropolitana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Actividad quelante; estabilidad; Chenopodium quino
Comunicación:
Hoy en día, los alimentos son considerados no solo como fuente de nutrientes, sino también como
un importante recurso para obtener compuestos bioactivos. Entre los compuestos bioactivos de
mayor interés destacan los hidrolizados o péptidos enzimáticos de diversas fuentes con actividad
antioxidante. Estos compuestos bioactivos pueden ser utilizados como ingredientes para el diseño
de alimentos funcionales. Sin embargo, es necesario realizar estudios sobre la estabilidad de
estas bioactividades a diversas condiciones de procesamiento de los alimentos como la
temperatura y el pH. Por ello en el presente trabajo se determinó la actividad quelante de Cu2+
(AQC) y actividad quelante de Fe2+ (AQF) en hidrolizados de proteína de Chenopodium quino y su
estabilidad bajo diferentes condiciones de temperatura y pH sobre la AQC y AQF. La hidrólisis se
realizó a diferentes tiempos (3, 21,36 y 48 h) los hidrolizados obtenidos se denominaron C3, C21,
C36 y C48 respectivamente. No se encontraron diferencias significativas (p<0.05) entre los
hidrolizados C21, C36 y C48 tanto para la AQC y AQF, por lo tanto se utilizó el hidrolizado C21
para las pruebas de estabilidad. El hidrolizado C21 presentó una relación ABS485/530 para la AQC
=1.1. Respecto a la AQF el hidrolizado C21 presentó un valor IC50=2.56mg/mL. Un tratamiento
térmico (40°-120°C) durante 1h no mostró diferencias significativas (p<0.05) para la AQC, sin
embargo la AQF solo se mantuvo a una temperatura de 100°C. Posteriormente se realizó un
ensayo a una temperatura de 100°C a diferentes tiempos (1-4 h) C21 mantuvo ambas actividades
(AQC Y AQF) hasta por 3h. Respecto al efecto del pH, la AQC se perdió a pH ácido, a pH en un
rango de 6.0-12.0 la actividad se mantuvo constante respecto al control. Para la AQF se mantuvo
constante en relación al control a pH tanto ácido como alcalino. Por lo tanto, los hidrolizados de
Chenopodium quino resultan comercialmente atractivos como ingredientes bioactivos para el
diseño de alimentos funcionales.
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Póster: P_AL_17
Simposio:
Título:
Enriquecimiento de productos de panificación en folatos empleando levaduras obtenidas por
evolución dirigida
Autores:
Uña Álvarez J. A., Chiva Tomás R., Tamame González M., Vega Fernández S., Santos García M. A.
Centro de Trabajo:
Departamento de Microbiología Y Genética, Facultad de Biología, Universidad de Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Fólico; productos de panificación; hurmiento; evolución dirigida
Comunicación:
El pan es un pilar básico de la alimentación humana desde la antigüedad; existiendo evidencias
del empleo de panes fermentados desde hace 4000 años en Egipto. En el año 2015, España se
mantuvo como el segundo mercado mundial de pan y bollería. En la actualidad, el consumidor es
más exigente demandando panes más saludables, con más sabor y duración.
En la obtención de panes más saludables la tendencia ha sido a enriquecerlos en algunos
elementos nutricionales y oligoelementos que aportan ventajas a la dieta humana. Ya en el año
1941 se añadían al pan hierro y algunas vitaminas. En 1996, la US FDA establece las normas para
enriquecer productos derivados de cereales con ácido fólico, con el objetivo de reducir el riesgo
de desarrollo de espina bífida y otras afecciones derivadas de la carencia de esta vitamina.
Actualmente ascienden a 58 los países que se han sumado a esta iniciativa. Pero el empleo de la
forma sintética del ácido fólico presenta ciertos inconvenientes –como el enmascaramiento de la
deficiencia en vitamina B12- que podrían solventarse sustituyéndola por formas naturales de la
vitamina. El potencial de la microbiota del hurmiento o masa madre no ha sido totalmente
explotado para el desarrollo de productos derivados de cereales con cualidades nutracéuticas.
Estudios realizados con Lactobacillus han demostrado la capacidad de producir pan enriquecido
en riboflavina empleando cepas sobreproductoras de esta vitamina.
Nosotros hemos llevado a cabo evolución dirigida de cepas industriales de levadura de
panificación comerciales y de nuevos híbridos obtenidos por cruzamiento con cepas salvajes de
levadura aisladas de masas madre tradicionales. El uso como presión selectiva de cantidades
crecientes de metotrexato –antimetabolito del ácido fólico- nos ha permitido desarrollar cepas
con contenido en folatos incrementado. La fermentación de masas de panificación empleando las
levaduras obtenidas permite elaborar productos con mayor contenido de folatos.
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Póster: P_AL_18
Simposio:
Título:
Animal and vegetable proteins to stabilize complex food systems by thermal processing
Autores:
Sousa Isabel, Graça Carla, Raymundo Anabela
Centro de Trabajo:
LEAF, Instituto Superior de Agronomia, Universidade de Lisboa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Proteins; Emulsions; Gels; Rheology
Comunicación:
Animal and vegetable proteins were used to stabilize o/w emulsions of a meat rich filling,
combining collagen and pea protein in different proportions for a total protein content of 9 %
(w/w. Rheology parameters were measured to evaluate o/w emulsions. Temperature sweeps
from 20 to 90 ± 0,5 ºC were applied and impact on emulsions structure was monitored, in the
rheometer, through changes on viscoelastic properties (G′ and G”). These tests are useful to
study structural changes occurring on emulsions, as a consequence of temperature variation and
to select heat-resistant systems. This procedure is a simulation of the industrial processing of
these emulsions through the manufacturing of the new meat product. Five protein mixtures, 9%
(w/w) of total protein, were prepared varying collagen (Ap) and pea (Vp) protein isolates ratio:
100Ap-0Vp, 75Ap-25Vp, 50Ap-50Vp, 25Ap-75Vp and 0Ap-100Vp including fixed amounts of olive oil
(39.5%) and deionized water (24.5%). The emulsions were prepared in a thermo-processor (BimbyWorwerk) at room temperature for 10 minutes (position 6) and kept 24 hours at 4ºC for
equilibrium. SAOS measurements were done in a controlled stress rheometer (Haake Mars III),
with a Peltier system to control temperature, with serrated parallel-plate PP20, 1mm gap.
Heating/cooling curves: 20ºC to 90ºC, at 0.5ºC/min heating rate, kept 5 min at 90ºC, and cooling
from 90ºC back to 20ºC, and kept at 20ºC 5 minutes, f = 1Hz and constant stress, within the linear
viscoelastic region. Subsequently, the mechanical spectra of the materials was performed at
20ºC. Diferent mixtures exhibited different viscoelastic properties: more stable structure
formations in single protein systems over all the temperatures applied. In the mixed systems, an
instability of the emulsion was apparent during the heating cycle. However, in the cooling cycle,
there was a strong buildup of structure that might indicate the prevalence of a gel structure over
the emulsion system. Thermal induced instability of the emulsion system, associated to a
viscosity reduction, is favorable to the pumping stages in processing. The subsequent gel
structure build-up on cooling is the key feature to obtain a stable product at the end of the
processing cycle.
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Póster: P_AL_19
Simposio:
Título:
Evaluation of the effect of high pressure in quality of edible flowers: Viola x wittrockiana
Autores:
Fernandes Luana, A. Pereira José, Casal Susana, Ramalhosa Elsa, Saraiva Jorge
Centro de Trabajo:
Organic Chemistry, Natural Products and Agrifood (QOPNA) – Chemistry Department, University of
Aveiro
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Edible flower; Viola x wittrockiana; High pressure; Visual appearance.
Comunicación:
Edible flowers are becoming more popular, but they are quite perishable, with a very short shelf
life. So, the industry is interested in improving their marketability, not only as fresh but also as
processed products. High Pressure Processing (HPP) is an innovative, emerging technology already
in use by the industry. In order to determine the potential of this new food technology to
maintain the appearance of white pansies (Viola x wittrockiana), in the present study some
combinations of high pressure (75, 150, 450 MPa) and holding time (5 and 10 min) were
performed. The pansies treated with 75/5 and 75/10 MPa/min showed a similar appearance to
fresh flowers, while pansies treated with 150/10, 450/5, 450/10 MPa/min had changes on the
appearance, having the violet color expanded to the white part. All combinations of
pressure/time treatments kept the water activity at high values. Furthermore, some changes
were observed on the weight loss and color, which were more pronounced at 150 and 450 MPa.
So, HPP of pansies applied for small holding times (5 or 10 mins) and at a pressure of 75 MPa is a
possible methodology, without causing changes in pansies’ appearance.
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Póster: P_AL_20
Simposio:
Título:
Identification and characterization of proteolytic activities during mashing of different barley
cultivars
Autores:
Nájera Torres Edgar, González Solís Ariadna, Cruz García Felipe
Centro de Trabajo:
Laboratorio 104, Conjunto E, Facultad de Química, UNAM.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Barley; Beer; Protease;
Comunicación:
Beer production is based on barley malting and mashing. Malting is the controlled germination of
barley in which hydrolytic enzymes are synthetized and activated. During mashing enzymes
degrade carbohydrates and proteins into simpler molecules that can be substrate of the yeast to
produce alcohol. The degradation of proteins into peptides/free amino acids by proteases is
critical for the beer quality. The objectives of this project were to identify proteases in different
barley cultivars, and to evaluate proteolytic activities during mashing. In order to accomplish
these objectives we used different barley (Hordeum vulgare) cultivars. The malting process was
performed under controlled conditions. Proteolytic activities were measured during mashing
(controlling temperature and time), using a colorimetric method based on the hydrolysis of azocasein. For the two cultivars analyzed, the results reveled an increase in proteolytic activity
during the process until 75° C. To determine if the endoprotease B, a cysteine protease that has
been identified as one protease responsible for most of the hydrolytic activity during mashing, we
measured its levels by western blot. Outcomes show that endoprotease B was present only during
the first stages of mashing, evidencing that there are other proteases responsible of the
hydrolytic activity at higher temperatures. Further work will help to elucidate different
proteolytic activities that are important for the brewing process.
Funded by FQ-10-105. ENT received a fellowship by CONACYT.
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Póster: P_AL_21
Simposio:
Título:
In Vivo Antihypertensive Activity of Spent Brewer Yeast Hydrolysate Extract
Autores:
Amorim Manuela , Odila Pereira Joana, Marques Cláudia, Calhau Conceição, Pinheiro Hélder,
Pintado Manuela
Local de trabalho:
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Antihypertensive; Angiotensin-converting enzyme; Bioactive peptides; Brewer’s yeast;
Hypertension
Comunicação:
Modern lifestyles as stress, sedentarism and diet are the main reasons for the development of
cardiovascular diseases (CVDs). In developed world, about 330 million people have hypertension,
as do around 640 million in the developing world, leading cause of premature death and the
problem is growing.
Hypertension is a chronic medical condition in which systemic arterial blood pressure is elevated
to at least 140 mm Hg systolic or 90 mm Hg diastolic consistently and angiotensin-converting
enzyme (ACE) is one of the main regulators of blood pressure. Over the last decades, numerous
studies have investigated food therapy and dietary approaches to prevent chronic lifestylerelated diseases, including hypertension. It has been described the ACE-inhibitory activity of
peptides derived from food natural protein sources such as whey, corn, fish, soy, etc., and it
becomes necessary new sources to obtain new antihypertensive peptides. Thus, spent brewer’s
yeast (BY) is the second largest by-product originated by the brewing industry, and most of this is
sold as animal feed at low price or has to be disposed as waste. Therefore it merits considerable
attention, because of its high nutritional value, ca. 40% of dry mass is rich in protein, and they
can be hydrolyzed into biologically active peptides through the action of specific enzymes,
namely Cynara cardunculus.
In order to upgrade this by-product, the aim of this study was to investigate the short-term oral
antihypertensive effect of BY hydrolysate > 3kDa and < 3kDa on a well characterized model to
study hypertension - Spontaneously Hypertensive Rats (SHR). It was demonstrate that BY fraction
containing peptides with molecular weight (MW) below 3 kDa caused the most noticeable
decrease in systolic, diastolic and mean blood pressure of SHR. These property highlight the
potential use of BY extract as nutraceutical or functional ingredient for the management and
treatment of hypertension.
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Póster: P_AL_22
Simposio:
Título:
Influencia de los métodos de concentración de los mostos en la composición de las sidras de hielo
asturianas
Autores:
Pando Rosa, Rodríguez Roberto, Suárez Belén
Centro de Trabajo:
Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Asturian ice cider; cryoconcentration; cryoextraction; Saccharomyces bayanus; chemical analysis
Comunicación:
La política de diversificación de productos del sector sidrero precisa información sobre la
elaboración de sidras de hielo. Estas sidras son obtenidas a partir de manzanas o mostos que han
experimentado un enriquecimiento en azúcares por congelación. El producto resultante es una
sidra dulce con elevada graduación alcohólica.
El objetivo de este trabajo ha sido evaluar la influencia que distintos sistemas de obtención del
mosto ejercen sobre la composición de las sidras elaboradas con variedades de manzana acogidas
a la DO “Sidra de Asturias”.
Los mostos enriquecidos se obtuvieron a partir de una mezcla de cinco variedades de manzana
mediante tres sistemas: Crioextracción (A)- prensado de manzana congelada, Crioconcentración
(B)- prensado de manzana fresca y congelación del mosto, y Agotamiento (C)- congelación del
mosto residual obtenido por Crioextracción. Las fermentaciones se indujeron con la levadura
autóctona C6 (S. bayanus), comprobando su imposición mediante RFLP del ADN mitocondrial. Los
ensayos se realizaron en volúmenes de 15L, por duplicado y a 14ºC. Finalizada la fermentación las
sidras fueron clarificadas, filtradas y embotelladas.
El grado de implantación de la levadura inoculada fue superior al 90% en todas las unidades
experimentales. En cuanto a la producción de aromas cabe destacar en este tipo de sidras la
abundancia en ésteres de carácter frutal, como octanoato de etilo y decanoato de etilo.
El análisis de varianza de un factor para las 53 variables analizadas (parámetros globales,
azúcares y polialcoholes, ácidos orgánicos, volátiles mayoritarios y volátiles minoritarios)
determinó diferencias significativas (P<0,05) en 42 analitos. Las sidras obtenidas mediante
Crioextracción fueron las que presentaron valores más altos de alcoholes amílicos (261 mg/L) y
más bajos de acidez volátil (0,25 g/L ácido acético). Además, estas sidras y las obtenidas por
Agotamiento (C) se diferenciaron por poseer menores contenidos de metanol, hexanol, 1-butanol,
damascenona y ácido málico. Por su parte, las sidras obtenidas por Crioconcentración (B)
presentaron los menores contenidos de polifenoles totales y la tonalidad más oscura.
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Póster: P_AL_23
Simposio:
Título:
Nanoencapsulación de compuestos bioactivos (Antioxidantes), desde residuos de la agroindustria
del aguacate en Chile (Persea americana. Mill, Avocado)
Autores:
Urra Sanhueza Catherine, Zuñiga Maria Elvira, Soto Carmen, Rúa Maria Luisa, Pastrana Lorenzo,
Zuvanov Virginia
Centro de Trabajo:
Nanoencapsulación de compuestos Bioactivos
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Avocado; Residuos; Nanoencapsulación; Antioxidantes
Comunicación:
Chile es uno de los principales productores a nivel mundial de Persea americana, parte de su
producción es destinada a la elaboración de aceite, conservas de puré y trozos de aguacate,
donde se descarta un alto porcentaje de subproductos (semilla, sobre el 20% del fruto). Este
subproducto contiene una amplia variedad de compuestos bioactivos que podrían ser
aprovechados en la obtención de ingredientes funcionales para el consumo humano, observando
el potencial de la semilla como fuente de compuestos antioxidantes. Sin embargo, muchos de
estos compuestos bioactivos son sensibles a factores físicos, químicos y/o enzimáticos por lo cual
sus propiedades antioxidantes pueden minimizarse e incluso anularse, por lo anterior, se han
desarrollado nuevos sistemas de estabilización que permiten proteger y prolongar el tiempo de
vida de una sustancia con el objetivo de mejorar su eficiencia y controlar la liberación de
compuestos activos por medio de nanosistemas. El Quitosano es uno de los polisacáridos más
abundantes en el medio natural, no es tóxico, no causa alergias o reacción de irritación, tiene
buena textura y estabilidad de sistemas alimenticios, es capaz de enmascarar sabor, color y
textura de algunos compuestos bioactivos, siendo una excelente matriz encapsulante. El objetivo
de este trabajo fue establecer un proceso de nanoencapsulación para los compuestos bioactivos
extraídos desde la semilla de aguacate con nanopartículas de Quitosano utilizando un Nano Spray
Dryer B-90, donde se evaluó por medio de un método de diseño exponencial estadístico de dos
variables independientes (temperatura y razón muestra/material de pared). La caracterización
de las nanopartículas de compuestos bioactivos y Quitosano como material de pared fue;
determinar su morfología y apariencia superficial por medio de microscopia electrónica de
Barrido y de transmisión, el tamaño y la distribución de las partículas se evaluó por medio de un
equipo zetasizer; para la estabilidad térmica se utilizó termogravimetría, además de medir sus
propiedades antioxidantes por medio del Método de la capacidad de absorción de radicales de
oxígeno (ORAC). Este trabajo podría ser muy útil en el desarrollo de sistemas de nanoparticulas
de compuestos antioxidantes con liberación controlada, aplicables en un futuro en el mercado
farmacéutico, biotecnológico, entre otros.
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Póster: P_AL_24
Simposio:
Título:
Nanoencapsulation of Syzygium cumini bioactive compounds
Autores:
Zuvanov Virginia, Tonon Renata, Cabral Lourdes, Rúa María Luisa, Pastrana Lorenzo, Urra
Catherine
Centro de Trabajo:
Universidad de Vigo - Campus Ourense
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
nanoencapsulation; anthocyanins; Syzygium cumini; bioactive compounds
Comunicación:
Originally from India, fruit of jamun (Syzygium cumini) adapted so well to the soil conditions and
Brazil climate that became sub-spontaneous species in the northeast. The harvest takes place
between December and February, when it presents an ovoid shape and dark purple color. Its
flavor is smooth and pleasing to the palate, though a bit harsh. Jamun is a fruit with high
antioxidant capacity, mainly by the presence of anthocyanins, unstable substances to
environmental variations. Anthocyanins are natural water-soluble colorants with another
important property of antioxidant activity, which makes them part of the prevention and
treatment of several diseases, as such diabetes and cancer. Nevertheless, jamun still has low
utilization, being too wasted in the time of its harvest. Nanoencapsulation technology has been
applied by the food industry with the objective of protecting bioactive compounds from exposure
to light, temperature, moisture and oxygen during processing and storage, to control the
migration rate of internal phase to external environment and enhance the bioavailability. This
work aims stabilizating jamun bioactive compounds by spray drying method of
nanoencapsulation. We used the Nano Spray Dryer B-90 with a spray mesh size of 4,0 µm and
drying air flow rate maximum of 150 (L/min) for the production of gelatin nanoparticles. The
central composite rotational design (CCRD) was implemented to study the effect and optimize
the experimental conditions of inlet temperature (ºC) and core/wall ratio (%) on particles size,
morphology and bioactive compounds retention.
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Póster: P_AL_25
Simposio:
Título:
New insights into betalactoglobulin-polyphenol interactions: towards wine astringency reduction
applications.
Autores:
Cabezudo I, Jauregi P, Boschetti C, Romanini D
Centro de Trabajo:
Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos (IPROBYQ-CONICET)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
b-Lactoglobulin; Wine; Astringency; ITC; Tannins
Comunicación:
Red wine is one of the most polyphenol-rich beverages, which have demonstrated to have many
health benefits due to several biological activities. The tannins, however, are responsible for
some undesired sensorial properties, like astringency. Some proteins, such as casein, gelatine,
egg albumin, and isinglass are known to interact with phenolic compounds, in a process called
wine fining. In previous work, we assessed the fining capacity in red wine of B-lactoglobulin
(BLG), a milk whey protein. The aim of this work was to deepen the knowledge studying protein
interactions towards relevant wine phenolics. The isothermal titration calorimetry (ITC) study of
wine tannins and their interactions with proteins was used to better understand how fining with
these proteins work and to insure that polyphenols with antioxidant properties are not “finned”
from wine.
A low molecular weight (LW) fraction and a high molecular weight (HW) fraction of wine
polyphenols were purified. Their interaction with the proteins of interest, BLG and gelatine were
assessed by ITC. The phenolic fractions were purified by Sephadex LH-20 from dry grape pomace.
Then, they were characterized by HPLC, and some polyphenols could be identified in the
mixtures by the use of standards. ITC thermograms corresponding to the titration of gelatine and
BLG with purified tannins, in the presence and absence of salt were obtained. Appreciable
interactions for HW could be detected, for both proteins, which indicated a high binding affinity.
The addition of salt (NaCl 200 mM) produced inhibition of interactions between the gelatine and
HW, denoting a mainly electrostatic character. On the other hand, the interactions of HW with
BLG, were not affected by the presence of NaCl. Finally, the interactions of the proteins studied
were measured with LW, and this time interactions were negligible, indicating a low binding
affinity.
We progressed to obtain a more thorough study on the selectivity of BLG -a globular compact
protein- towards red wine phenolics and its comparison with gelatine -a random-coil proteinused in the clarification of wine.
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Póster: P_AL_26
Simposio:
Título:
Optimisation of antibacterial activity of essential oil, phenolic extract and lacic acid against
Psychrotrophic strains of Pseudomonas
Autores:
Oussaid S., Rendueles M., Houali K., Madani K., Diaz M.
Centro de Trabajo:
Department of Chemical Engineering and Environmental Technology, University of Oviedo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Rosmarinus officinalis; Scirpus holoschoenus; lactic acid; Pseudomonas; antibacterial activity
Comunicación:
Psychrotrophic strains of Pseudomonas are the major cause of spoilage in refrigerated and frozen
food products. It causes significant economic losses and it can be also a problem for human
consumers. Naturally produced extracted from plants has received great attention to replace
chemically synthesized products. With this aim, this study was designed to evaluate the
antibacterial capacity of the Rosmarinus officinalis EO, phenolic extract of Scirpus holoschoenus
and lactic acid. The model microorganism have been Pseudomonas aeruginosa ATTCC 27853 and a
Pseudomonas Sp. isolated from a food product.
Experiments were made to establish the antibacterial activity of each one of the products, and
also combinations of all of them. Results have been analyzed by a simplex centroid mixture
design to identify the optimum combinaison to obtain the effective dose. Working with
Pseudomonas Sp, the best combination was 66% lactic acid + 16% phenolic extract + 16% EO ; for
Pseudomonas aeruginosa the best results were obtained with 50% lactic acid + 16% EO. The
maximum diameter inhibition zone under these conditions were 15± 00 and 18.9 ± 1mm for each
microorganism.
The three same extracts with differents combinations were added in a soup fish at 0.80% (v/v),
experimentally inoculated with Pseudomonas strains and stored at 6 + 1°C during one week. In
the untreated samples, the initially population of 2.9 log CFU/ mL of strains increased to
approximately 4.21 log CFU/ mL in 4th days. For experiments with a mixture of 16,66% phenolic
extract, 66,66% OE and 16,16% lactic acid, a reduction of 0.83 and 0.77 log CFU/mL was recorded
in four days storage with for P. aeruginosa and Pseudomonas Sp., respectively.
The results of the bioassays, support the possibility of using the plant extracts as potential
natural preservatives to contribute in the reduction of experimentally inoculated Pseudomonas
strains in food. The preservative effects were enhanced with combination of the extracts in some
defined ratio.
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Póster: P_AL_27
Simposio:
Título:
Optimisation of polyphenols extraction from cocoa seeds in hydroalcoholic medium
Autores:
Lopes Alessandra, Brito Brenda, Leão Stepháno
Local de trabalho:
Universidade Federal do Pará - Faculdade de Engenharia de Alimentos
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
antioxidants; liquid-solid extraction; Theobroma
Comunicação:
The aim of the study is to investigate the influence of certain parameters on efficiency of the
extraction of polyphenols from cocoa seeds using hydroalcoholic solution. The cocoa seeds are an
abundant source of polyphenols, mainly flavan-3-ol monomers and polymers. These molecules are
of particular interest from the nutritional and pharmacological viewpoints. Many factors affect
the extraction yield such as temperature, time, liquid-solid ratio and particle size. Cocoa seeds
var. Manaus 15 from Cacao Genetic Resources Station ′′José Haroldo′′ germplasm bank (ERJOH) in
Brazil. The liquid-solid ratio was evaluated for four different proportions (10:1; 20:1; 40:1; 80:1;
v:w).:A central composite rotatable design (CCRD) constituted of three factors: ethanol
concentration in the extraction solvent (%), temperature (ºC) and time (min) was designed to
optimize the polyphenols extraction. Total polyphenols content was determined by application of
the Folin–Ciocalteau method. There was no statistically significant difference between the ratio
20:1 and the others of higher proportion so this proportion represents a high extraction yield with
a low quantity of solvent. The statistical analysis and response surface methodology (RSM)
revealed that the optimized conditions were ethanol concentration (40 to 60%), temperature (45
to 60°C) and time (45 to 60 min).
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Póster: P_AL_28
Simposio:
Título:
Positional distribution of fatty acids in triacylglycerols from new omega-3 rich oilseeds using
pancreatic lipase
Autores:
Castejón N, Luna P, Señoráns F.J
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
omega-3; pancreatic lipase; 2-monoacylglycerol; SPE; oilseeds; chia; camelina; echium
Comunicación:
There is an increasing need of different vegetable sources of omega-3 oils for food and feed uses
including aquaculture, as alternative to marine oils (fish and krill) or algal oils. Numerous studies
have been reported about the beneficial effects of omega-3 fatty acids, including prevention of
cardiovascular diseases, antithrombotic and anti-inflammatory functions and playing a very
especially role during fetal and infant growth. In this work the composition and the positional
distribution of fatty acids were determined using pancreatic lipase combined with fractionation
by Solid Phase Extraction (SPE) for new sources of omega-3: chia oil (Salvia hispanica L), camelina
oil (Camelina sativa) and echium oil (Echium plantagineum). Pancreatic lipase selectively
hydrolyzes triacylglycerols at the sn-1 and sn-3 positions, producing free fatty acids and 2monoacylglycerols. Dietary fatty acids in the sn-2 position are preferentially absorbed as
monoacylglycerols, for that reason the composition of sn-2 position in triacylglycerols is critical
significance for human nutrition. A modified version of the Luddy et al. method was used to carry
out the pancreatic lipase-catalyzed sn-2 positional analysis. The reaction time was optimized for
each oil providing the optimum time when the maximum theoretical production of sn-2
monoacylglycerols was obtained. The optimum reaction time was less than five minutes in all
studied cases. The reaction products were analyzed by HPLC-ELSD and fractionated by SPE
obtaining a pure fraction of 2-monoacylglycerols. In addition, fatty acid composition of the 2monoacylglycerols pure fraction was determinate by GC/MS. The results of stereospecific analysis
showed that the sn-2 position contained mainly omega-3 fatty acids in the three vegetable oils
studied: 66.19%, 51.07% and 38.46% in chia oil, echium oil and camelina oil respectively. In
conclusion, the omega-3 fatty acids were distributed mostly in the sn-2 position of the
triacylglycerols in the new sources of omega-3 studied, so these oils demonstrate their potential
interest for new applications in human nutrition.
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Póster: P_AL_29
Simposio:
Título:
Procesos biotecnológicos de maduración de un queso tradicional de asturias. seguimiento y
control del afinado
Autores:
Pombal M., Paredes B., Rendueles M., Diaz M.
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Quimica y Tecnologia del Medio Ambiente. Facultad de Quimica.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
maduración; afinado; queso; microbiología;
Comunicación:
La maduración es la última etapa en el proceso de elaboración del queso. Durante este periodo
de curado y afinado tienen lugar una serie de cambios en las propiedades físicas, químicas y
microbiológicas adquiriendo el queso su aspecto, textura y consistencia, además de su aroma y
sabor característicos. Resulta por tanto de importancia biotecnológica para el control de los
procesos productivos conocer la evolución de diferentes parámetros fisicoquímicos,
microbiológicos y texturales. En quesos tradicionales con baja producción son escasos los estudios
de seguimiento de los procesos de maduración.Este trabajo estudia el seguimiento de la
maduración durante dos meses de un queso tradicional asturiano como es el Afuega′l pitu (DOP)
en dos de sus variedades “Trapu Blancu” y “Trapu Roxu”; a este se le añade pimentón en su
elaboración. Para seguir el proceso de maduración se realizaron determinaciones físico-químicas
(pH, humedad, proteínas, grasas, lactosa, ácidos grasos), microbiológicas, texturales y
organolépticas. Asimismo se estudió como afecta la presencia de pimentón en el proceso de
maduración. Los quesos fueron elaborados y madurados en una quesería industrial tomando
muestras a los 0, 7, 31, 49, 52 y 63 días de maduración. Se han podido relacionar los parámetros
cuantificados de dureza y adhesividad del queso con su contenido en humedad. Entre ambas
variedades se observó que la presencia de pimentón en el “Trapu Roxu” inhibe el crecimiento
microbiológico (especialmente de Geotrichum Candidum) y se produce un menor descenso del
pH. El desarrollo de la flora láctica es más rápido en el Trapu Roxu ya que el pimentón inhibe los
hongos que compiten con las baterías lácticas. Esto puede ser debido al efecto fungicida del
pimentón por la presencia de capsaicina. El seguimiento organoléptico permitió determinar que
entre los 30 y 45 dias de maduración se desarrollan sabores amargos debido a procesos de
proteólisis que disminuyen posteriormente mejorando la aceptabilidad. El control de la
maduración ha permitido conocer la relación entre los procesos físico-químicos , algunos aspectos
de la evolución microbiológica, iniciar el conocimiento de diferentes parámetros de interés en
aspectos organolépticos y establecer el momento más adecuado para la expedición y
comercialización del producto.
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Póster: P_AL_30
Simposio:
Título:
Production, characterization and qualified of flour pomace apple, and their products added to
bakery
Autores:
Coelho Laylla, Wosiacki Gilvan
Centro de Trabajo:
UEPG
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
agroindustriais recovery of waste; flour pomace apple; fiber; bakery products
Comunicación:
The industrialization of the apple, in particular of the juice, generates in the processing, as main
residue, or by-product, the pomace, for which the concern in managing it adequately must be
enters the priorities of the processing industries. The composition physicist-chemistry of the
apple pomace flour in this study presented 43% of staple fibers in dry base. The studies on staple
fibers demonstrate that they show a hypocholesterolemic action, therefore reduce the digestion
and the absorption of the dietary lipids, increases the fecal eliminate acid biliary and steroid the
neutral ones, increases the production of acid of short chain in colon and diminishes the
percentage of biliary elementary schools in bile. The purpose of this study was to develop a food
product, a test for assessing the quality/performance, using the flour cakes, apple supplemented
in bakery products. Comprovando that the flour cakes, apple may be potential alternative source
of dietary fiber for the formulation of food bakery.
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Póster: P_AL_31
Simposio:
Título:
Prolongacion de la vida de anaquel y calidad de tomates (Solanum Lycopersicon) recubiertos con
peliculas lipo-proteicas.
Autores:
Alvarez Pérez Olga Berenice, Rojas Molina Romeo, Rodríguez Herrera Raúl, Aguilar González
Cristóbal Noe
Centro de Trabajo:
Departamento de Investigación en Alimentos, Universidad Autónoma de Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Recubrimientos comestibles; vida de anaquel; tomate; proteína.
Comunicación:
El tomate, es uno de los frutos de mayor consumo en todo el mundo y la preferencia por su
consumo en fresco es predominante. Debido a que se comercializa hacia puntos lejanos de su
lugar de origen, es necesario el desarrollo de nuevas tecnologías de conservación que retrasen los
procesos de deterioro y mantengan su calidad durante la comercialización. Una atractiva
alternativa es representada por los recubrimientos comestibles, los cuales previenen las pérdidas
de humedad y controlan el intercambio de gases como el O2, CO2 y etileno, involucrados en los
procesos de respiración. Dentro de esta investigación se evaluó la aplicación de un recubrimiento
a base de proteína de suero de leche, cera de candelilla y glicerol (PP) sobre la calidad de
tomate, tomando como control frutos sin recubrimiento (SC). La aplicación fue realizada por
inmersión y los frutos fueron almacenados a temperatura ambiente (23±2°C) evaluando tres
parámetros de calidad: pérdida de peso, color (°Hue) y firmeza por 16 días con cinco
repeticiones por tratamiento. Al punto final de la evaluación (día 16), los tomates con el
recubrimiento presentaron una menor pérdida de peso (18.02%), un valor superior de °Hue
(40.34, valores altos indican retraso en la aparición de color rojo) y valores menores de pérdida
en la firmeza (50.35%) durante el almacenamiento comparado con el control (19.82%, 37.85 y
58.29%, respectivamente). Esto se debe a que el recubrimiento actúa como una barrera
semipermeable contra la humedad y el intercambio de O2, CO2 y etileno, lo que reduce la
pérdida de agua en el sistema. Este control en los niveles de O2 y CO2 limita las actividades de
las enzimas que degradan la pared celular permitiendo la retención de la firmeza durante el
almacenamiento y además ocasiona un retraso en la formación del color rojo durante la
maduración donde altos niveles de CO2 disminuyen la síntesis de etileno, lo cual retrasa los
cambios en el fruto. Con la aplicación de un recubrimiento comestible lipo-proteico fue posible
prolongar la vida de anaquel y mantener la calidad del tomate a temperatura ambiente.
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Póster: P_AL_32
Simposio:
Título:
qPCR method for the detection and quantification of Campylobacter bacteriophages
Autores:
Fuciños P, Carvalho C, Prado M, Azeredo J
Centro de Trabajo:
INL - International Iberian Nanotechnology Laboratory,
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
food-borne diseases; food safety; Campylobacter; bacteriophages; QPCR; molecular biology
Comunicación:
Concern about microbial food-borne diseases is growing worldwide. Each year, in the European
Union alone, Campylobacter bacteria, the most frequent food-borne pathogen, causes more than
190,000 human cases. The European Food Safety Agency (EFSA) estimates that the annual cost to
public health systems and lost of productivity in industry may be around €2.4 billion . Poultry is
the main source of Campylobacter contamination in the food chain. A direct link was stablished
between the misuse of antibiotics in poultry farming and the emerging of new drug-resistant
Campylobacter bacteria. The same groups of antibiotics are used for animal production and
human health. Therefore, antibiotics are no longer an option for the control of Campylobacter
contamination, and new antimicrobials are needed. Bacteriophages may provide a natural and
effective tool to reduce Campylobacter in food. However, the optimization of bacteriophage
applications relies on the traditional plaque assay method, which is a time-consuming laborious
technique, and depends on the subjective interpretation of the results. Using Response Surface
Methodology, we have developed and optimized a qPCR method for the detection and
quantification of Campylobacter bacteriophages. The method does not require DNA extraction, is
rapid (< 3 h), highly sensitive, and overcomes the major limitations of the traditional plaque
assay method (1.5–2 days to have a result, errors due to multiple dilutions, and dependence on
the viability of specific host bacteria).
This work was supported by a Marie Curie COFUND Action (Project No: 600375.
NanoTRAINforGrowth - INL Fellowship programme in nanotechnologies for biomedical,
environment and food applications)
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Póster: P_AL_33
Simposio:
Título:
Screening de alto rendimiento para la detección de compuestos de origen microbiano con
actividad anti-biofilm frente a Salmonella
Autores:
de La Cruz Mercedes, Paytubi Sonia, Madrid Cristina, Balsalobre Carlos, Genilloud Olga, Vicente
Francisca
Centro de Trabajo:
1 Fundación MEDINA. Avda. del Conocimiento 34. Parque Tecnológico de Ciencias de la Salud.
18016 Armilla, Granada (España). 2 Dept. Microbiologia, Facultad de Biología, Universidad de
Barcelona. Avda. Diagonal 643. 08028 Barcelona (España).
Email:
[email protected] // [email protected]
Palabras Clave:
Biofilm; Salmonella; Productos naturales; Screening de Alto Rendimiento
Comunicación:
Salmonella es la causa más frecuente de enfermedades transmitidas por alimentos en España. La
contaminación de productos alimentarios por este microorganismo y su presencia en equipos,
conducciones, y materiales (acero, cristal, plástico y metal) ocasiona grandes pérdidas
económicas a la industria alimentaria y un indiscutible riesgo para la salud. La persistencia de
Salmonella viene dada por su capacidad de crecer formando biofilms: comunidades microbianas
complejas incrustadas en una matriz polimérica extracelular de producción propia, que se
adhieren a las superficies. Uno de los principales problemas de los biofilms es que presentan una
mayor protección contra los sanitizantes que las bacterias en suspensión. Por este motivo, el
descubrimiento de nuevos compuestos con actividad anti-biofilm es un reto para la comunidad
científica, y la posible utilización de sustancias de origen microbiano como alternativa a los
desinfectantes tradicionales una opción novedosa.
Se ha puesto a punto una metodología para identificar compuestos que inhiban la formación de
biofilm de Salmonella o que causen la disgregación del ya formado. La librería de productos
naturales de la Fundación MEDINA se caracteriza por su gran diversidad química y microbiológica
y cuenta con extractos procedentes de la fermentación de hongos filamentosos y actinomicetos.
Un conjunto de estos extractos ha sido analizado mediante screening de alto rendimiento para
identificar posibles moléculas con actividad anti-biofilm. Se validaron ensayos de biofilm con la
cepa S. Enteritidis 3934, empleando placas de 96 pocillos de poliestireno. La biomasa asociada al
biofilm fue cuantificada en paralelo mediante tinción con resazurina (tinción de las células vivas
del biofilm) y tinción con cristal violeta (tinción de la biomasa total del biofilm). Tras la
validación, se procedió a analizar la actividad anti-biofilm de un grupo de 1120 muestras. Se han
seleccionado 5 de ellas para fraccionamiento y purificación de los compuestos activos.
Este ensayo ha permitido diferenciar 4 tipos de actividades (no excluyentes entre sí): inhibición
de biofilm, disgregación de biofilm y actividad anti-microbiana de células en suspensión o de
células que forman parte del biofilm.
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Póster: P_AL_34
Simposio:
Título:
Stability kinetic of emulsions performed with clove and cinnamon essential oils
Autores:
Guadarrama-Lezama A.Y., Hernández-García J.I., Carranza-Juárez C., Carrillo-Navas H., PérezAlonso C.
Centro de Trabajo:
Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Stability Kinetic; Emulsion; Essential oils; Eugenol
Comunicación:
The aim of this work was evaluated the stability of emulsions performed with clove and cinnamon
essential oils entrapped in gum Arabic (GA) and maltodextrin 10DE (MD). Droplet size diameter (d
3,0) were determined by 12 weeks for each emulsion. Eugenol was the major compound
identified by gas chromatography in the clove and cinnamon essential oils an in the emulsions
made with the essential oils. Results show that after 12 weeks of storage, emulsions performed
with cinnamon oil increase its droplet size in 51.28%, while emulsions made with clove essential
oil increase its droplet size in only 44.12%. Gas chromatography analysis showed that 87.5% of
eugenol was preserved after emulsification processes in emulsions with clove essential oil, while
emulsion performed with cinnamon essential oil only preserved 50% of eugenol. A decrease in
eugenol percent in essential oils is related with the generation of other compounds by
incorporation of oxygen during homogenization process, probably by an oxidation phenomenon in
the oils. However, it is no discard that the other compounds identified have similar biological
activity as the eugenol. The coalescence kinetic rates were 2.85x10-7 and 2.33x10-7 for
cinnamon essential and clove essential emulsions respectively.
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Póster: P_AL_35
Simposio:
Título:
Wheat dough properties with Chlorella vulgaris addition
Autores:
Sousa Isabel, Graça Carla, Fradinho Patrícia, Raymundo Anabela
Centro de Trabajo:
LEAF, Instituto Superior de Agronomia, Universidade de Lisboa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Dough; microalgae; rheology
Comunicación:
Microalgae is a biological resource with a huge potential as a food ingredient, a promising source
for new food products and applications, enhancing their nutritional and technological properties,
due to well-balanced chemical composition and other biologically active compounds. The use of
Chlorella vulgaris (Cv), that exhibits functional properties and provides specific health benefits,
is an attractive way to design new bakery goods. Supplementation of wheat flour with other
proteins, affects rheological properties of the dough and quality of bread. Incorporation of
Chlorella vulgaris (Cv) in bread dough is investigated, with a special focus on rheological
characteristics assessed by farinographic and alveographic methods. Impact of microalgae
addition on the kinetics of dough fermentation was followed by small amplitude oscillatory shear
(SAOS) measurements in a controlled-stress rheometer. Bread dough was prepared in a thermoprocessor (Bimby-Vorwerk) at room temperature, mixing wheat flour with Cv concentrations
ranging from 1.0 to 5.0 % (w/w) and water. Water content was previously determined by
farinographic analyses. A control dough (without Cv) was prepared. Farinograph analysis were
performed in a Brabender farinograph and alveograph tests were carried out using Chopin AlveoConsistograph. Dough rheology was monitored in situ, during fermentation by a controlled stress
rheometer (Haake Mars III), using a serrated parallel-plate sensor system (PP20), 2mm gap, f = 1
Hz and constant stress within the linear viscoelastic region, as yeast optimal growth temperature
is 37ºC, this temperature was kept during 5400s. Bi-extensional alveograph tests revealed that Cv
addition reduces dough tenacity (P) and increases dough extensibility (L), i.e., the viscous
component is incremented by biomass addition. One can speculate that this results from a
reinforcement of the lubricating effect of the gliadins on the glutenin elastic matrix by the Cv
cells. This will be further investigated by microscopy technics. Regarding the in situ dough
fermentation assays, for the different Cv incorporations the curves almost overlap those for the
control dough, meaning that the presence of microalgae biomass does not interfere with the
fermentation kinetics. The incorporation of Cv biomass on wheat dough increases extensibility,
reducing tenacity but seems to have no impact on the kinetics of yeast fermentation.
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Poster: P_AL_36
Simposio:
Título:
New potential functional food: Dairy spreadable cream incorporating mushroom or seaweed
extracts
Autores:
Gomes Ana Maria, Rodrigues Dina, Fontes Ana Luiza, Pimentel Ligia, Sousa Sergio, Duarte
Armando, Freitas Ana Cristina
Centro de Trabajo:
1 CESAM - Centre for Environmental and Marine Studies & Department of Chemistry; 2
Associado, Escola Superior de Biotecnologia; 3 ISEIT/Viseu, Instituto Piaget.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Functional dairy foods; Osmundea pinnatifida; Pholiota nameko; prebiotic potential
Comunicación:
Fortification of foods with functional ingredients that may impact on specific functions or systems
in the human body, providing health benefits beyond nutritional value has become important
research target. The increasing ageing of populations, the decrease in quality of life due to
stress, the high incidence of the so-called modern diseases (cardiovascular disease, obesity,
cancer, diabetes, and allergies) represent driving forces in the quest for different foods and diets
to promote healthy active ageing, improve well-being and to counteract the incidence of many
diseases. Novel functional products that combine existing nutritional richness with important
health promoting features are thus in order, especially if they are organoleptically appealing.
Seaweeds and mushrooms represent a tremendous potential as sources for many new healthy
functional food ingredients and biologically active compounds constituting a research area with
much to explore for food purposes.
Dairy products have been widely explored by industry and by scientific researchers due to their
health benefits and continuously increasing demand by consumers. Hence, a potential functional
spreadable dairy cream combining pasteurised whey cheese (75%) and greek type yoghurt (22%)
was successfully formulated and explored through the incorporation of the extracts (3%) of
Osmundea pinnatifida obtained with Viscozyme and of Pholiota nameko obtained with
Flavourzyme, assessing its biological and technological potential. Microbial stability, intrinsic
previously identified functional properties (prebiotic and anti-diabetic potential) and sensory
description and acceptance were assessed to evaluate functional food potentiality of dairy matrix
chosen. Independent of the extract added, microbial stability of the spreadable dairy cream
revealed a shelf-life capacity of 5 days. Prebiotic potential of extracts was validated in the dairy
matrix for both L. acidophilus La5 and B. animalis BB12; however upon submission to simulated
gastrointestinal conditions for digestion, growth promotion of B. animalis BB12 was partially lost
in the case of the O. pinnatifida Viscozyme extract. Consumer acceptance and degree of liking
toward the developed products was also assessed and overall results were promising in particular
for the spreadable dairy cream incorporated with the Ph. nameko Flavourzyme extract which
presented scores similar to those of the control.
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Format:
Póster: P_AL_37
Symposium:
FEEDING: NEW FOODS PROCESS AND QUALITY
Title:
Evaluation of an integrative process to obtain antioxidant peptides from the soy meal
Authors:
Barbosa Eitel N, Tonon R, Freitas S, Jauregi P
University of Reading
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Industrial waste management; Alcalase; globulin; antioxidant capacity; FRAP; ABTS; ACE
inhibitory activity; design of experiments
Abstract:
Nowadays, around 200 million tons of soybean meal are produced per year worldwide. This meal
is still mainly destined to the feed industries. With an oil demand growing about 5% a year,
pressured by the energy sector, the feed industry could saturate with resulting negative impact
on industrial sectors, especially the food industry. Therefore, it represents both a waste
management and an economic problem. In this sense, the aim of this work was to obtain
bioactive peptides and hydrolysates from the enzymatic hydrolysis of the defatted soy meal.
Globulins were extracted from the soymeal and hydrolysed by Alcalase. A 2³ full factorial design
of experiments was carried out to analyse the effect of the temperature (T = 45°C to 65°C); soy
meal: buffer ratio (5mg.mL-1 to 15mg.mL-1) and enzyme concentration (E = 1 to 3 mU.mg-1
protein (PTN)) on the antioxidant capacity, analysed by ABTS and FRAP methodologies, and the
antihypertensive activity via the ACEi in vitro activity of the obtained hydrolysates. They were
then fractionated using ultrafiltration (UF, MWCO = 10 kDa) for obtaining smaller peptides. The
best result was obtained at T = 45°C, 5 mg PTN.mL-1 Buffer and E = 1mU.mg-1 PTN, achieving
4.90 ± 0.15 mg PTN.mL-1, degree of hydrolysis (DH) = 33.48 ± 1.01%; antioxidant capacity,
326.26± 2.58 mmol TE.mg-1 PTN (ABTS method) and 26.20 ± 0.00 mmol AAE.mg-1 PTN (FRAP
method); ACE inhibitory activity, 102.15 ± 3.04 %.mg-1 PTN. A further process integration was
carried out at the optimum conditions where the extraction and hydrolysis steps were integrated
into one. After 3.5h of process, the peptides in the permeate fraction of the UF achieved 22.42 ±
0.98 mmol TE.mg-1 PTN and 1.90 ± 0.11 mmol AAE.mg-1 PTN of antioxidant capacity, with 19.96
± 0.58 mg PTN.mL-1 and DH = 39.28% ± 1.13%.
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SIMPOSIO 4: BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA, FORESTAL,
MARINA Y ANIMAL
KN Invitada: Estudio de las bases moleculares de la diferenciación celular de Ustilago maydis
José Ruiz-Herrera*, José Luis Cabrera-Ponce, Claudia G. León-Ramírez, Alejandro Sánchez
Arreguín
Unidad Irapuato, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico
Nacional.
Irapuato, Gto., México
Ustilago maydis, es un hongo Basidiomycota de la familia Ustilaginaceae, que como todos los de su
grupo son parásitos de gramíneas y pastos (Poaceae), alternando una forma levaduriforme haploide
y saprofítica, con otra micelial, dicariótica y patogénica. La transición de levadura a micelio, que es
la forma patogénica en maíz, ocurre en forma natural durante el apareamiento. Sin embargo hemos
podido inducir esta transición in vitro por cambio del pH externo de neutro a ácido, con un óptimo
de 3.0. Usando mutantes hemos demostrado que la vía MAPK es esencial para el crecimiento
micelial, mientras que la vía PKA está involucrada en el crecimiento levaduriforme. Usando como
controles mutantes constitutivas, levaduriforme (CL211) y micelial (GCN5), por medio de
micromatrices demostramos que 154 genes estaban específicamente involucrados en la transición
dimórfica, principalmente los involucrados en ciclo celular, síntesis de proteínas GPI y enzimas de
glicosilación. Más notorio fue la metamorfosis ocurrida cuando el hongo se creció en la vecindad de
callos embriogénicos de maíz. En esas condiciones, U. maydis, que al igual que los miembros de su
grupo son incapaces de formar basidiocarpos, fue capaz de formar cuerpos fructíferos esferoidales
del tipo “gastroide”, que diferían de las esporas (teliosporas) formadas en el ciclo patogénico, ya
que mostraban poros septales y fíbulas y formaban holobasidias en contraste con las fragmobasidias
de las teliosporas en germinación. Las basidiosporas formadas en los basidiocarpos eran capaces de
alternar las dos vías de desarrollo: parasítica, o con formación de basidiocarpos. Por medio de
micromatrices se demostró que en la transición de levaduras diploides a basidiocarpos estaban
involucrados 729 genes, algunos semejantes a los involucrados en la formación de basidiocarpos
por otros Basidiomycota. Se sabe que los Ustilaginomycotina aparecieron hace 300 millones de
años (ma), los pastos lo hicieron hace 70 ma, y el maíz hace solo ca. 8,000 años. Por ello, nuestros
resultados indican que durante la evolución de los precursores de U. maydis, los genes involucrados
en la génesis de basidiocarpos no se perdieron, sino permanecieron silenciosos, lo que habla de un
modelo evolutivo alternativo, y señalan la gran flexibilidad diferenciativa de este hongo.
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Simposio:
BIOTECNOLOGÍA AGRÍCOLA, FORESTAL, MARINA Y ANIMAL
Título:
Control de Mycosphaerella fijiensis agente causal de la sigatoka negra del banano a través de
herramientas biotecnológicas y proteómicas de hongos filamentosos
Autores:
Zapata-Ocampo P, Arias M, Sanchez D, Atehortúa L
Centro de Trabajo:
Grupo de Biotecnología, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Antioquia / Cenibanano-AUGURA
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Cultivo sumergido; Proteìnas antifúngicas; fitopatógenos; bioinsumos
Comunicación:
El hongo Mycosphaerella fijiensis Morelet, agente causal de la Sigatoka negra en el banano y
plátano, es en la actualidad controlado de manera intensiva mediante agentes químicos, en la
mayoría de los cultivos en las diferentes regiones del mundo. En el presente trabajo se evaluó la
capacidad antagónica y antifúngica del hongo Ganoderma lucidum sobre M. fijiensis. Se logró
optimizar el cultivo sumergido de G. lucidum, bajo condiciones de luz LED. Ensayos preliminares
mostraron la acción antifúngica de los extractos proteicos. Se realizó la implementación del
método de análisis antifúngico bajo la Norma de Referencia Estándar M38-A2. Se analizó como la
luz LED determina la actividad observada de los extractos proteicos, donde la respuesta del
hongo fitopatógeno es diferencial. Posteriormente se logró potenciar la actividad de los extractos
optimizando el protocolo de extracción de las proteínas, con diferentes métodos de disrupción
celular. El mejor método fue la homogenización de la biomasa, donde la velocidad del rotor fue
el factor más influyente, se disminuyó el número de ciclos en un 23,33% y el tiempo de
homogenizado en un 46,67%, aumentando la concentración final en un 43,53%. Se determinó la
sensibilidad de M. fijiensis a los nuevos extractos optimizados sobre el crecimiento micelial,
encontrando que antes de la optimización, se tenía una EC90 con una dosis de 1000 ppm, luego
de la optimización una EC95 de 158,49 ppm, lo que representa un aumento de la potencia en un
5% (EC90 a EC95), con una disminución en la dosis del 84,15%, aspecto que se convierte en la
respuesta más importante para el proceso de optimización, ya que se redujo en tiempo, y por
ende en costos, del proceso de obtención del extracto, y fue posible tener un impacto
importante en los resultados de actividad. Finalmente, se realizó la identificación de las
proteínas usando espectrometría de masas, identificando dos proteínas correlacionadas con la
actividad antifúngica, la Endonucleasa y RNasa T2.
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Simposio:
Título:
Diseño y desarrollo de una formulación a base de microorganismos probióticos ruminales para
terneros
Autores:
Gómez Álvarez Martha Isabel, Grijalba Bernal Erika Paola, Chaparro Rodríguez Martha Liliana,
Rodríguez Villamizar Fernando
Centro de Trabajo:
Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, Corpoica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Probiótico; emulsión; bacterias anaerobias ruminales; terneros
Comunicación:
En Colombia, la ganadería bovina representa aproximadamente 88% de la superficie agropecuaria
nacional y tiene una participación cercana al 3.6% en el Producto Interno Bruto. Sin embargo,
presenta indicadores bajos de productividad como producción de leche, edad de inicio de su vida
reproductiva y capacidad de carga, entre otros. Una de las causas de estos problemas es la
deficiente alimentación, que no permite que el animal exprese todo su potencial productivo.
Además, en los nuevos sistemas de producción lechera los terneros son separados de sus madres
al nacer sin adquirir la flora intestinal que ayudará a la correcta digestión y absorción de
nutrientes, presentándose una alta incidencia de diarreas (50 al 60%) y mortalidad (12%). Como
alternativa, para mejorar el establecimiento de la flora intestinal en los terneros, reduciendo la
incidencia de diarreas e incrementando la ganancia de peso, se seleccionó un coctel microbiano
compuesto por cuatro bacterias anaerobias ruminales de bovinos criollos y se desarrolló una
formulación correspondiente a una emulsión W/O como sistema de entrega. Para esto, se realizó
la caracterización de los microorganismos, se estandarizó su producción en un medio líquido y se
desarrollaron prototipos de formulación utilizando coadyuvantes previamente seleccionados.
Posteriormente, se evaluó la estabilidad de los prototipos en condiciones de almacenamiento y la
actividad biológica sobre terneros neonatos. Tres lotes de cada una de las bacterias producidas
en medio líquido presentaron una concentración entre 2,09 x 109 y 4,61X109 UFC/mL, valores de
pH entre 4,56 a 6,68 y un contenido de contaminantes inferior a 103 UFC/mL. El prototipo
seleccionado por ser la emulsión W/O más estable respecto a la concentración, pH y separación
de fases se almacenó durante 6 meses a 4 y 18ºC, tiempo después del cual la pérdida de
viabilidad fue inferior al 10%. Finalmente, la formulación se evaluó sobre 172 terneras de tres
fincas de lechería especializada. Los animales tratados presentaron de 12 a 31% de aumento
sobre la ganancia de peso promedio después de 3 meses, un ahorro de 5 litros/día/ternero en
consumo de leche y una reducción hasta del 63% en la incidencia de diarreas.
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Comunicación Oral – KN Seleccionado
Simposio:
Título:
Extracción asistida por fermentación: Efecto en la recuperación de compuestos fenólicos y su
actividad antioxidante
Autores:
Buenrostro-Figueroa J, Flores-Ortega O, Pérez-Martínez D, Huerta-Ochoa S, Aguilar-González C,
Prado-Barragán LA, Buenrostro Figueroa Jose
Centro de Trabajo:
Departamento de Biotecnología. Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biotransformación; Valorización de Residuos Agroindustriales; Box-Bhenken; Compuestos
fenólicos.
Comunicación:
La cáscara de granada (CG) es un subproducto del procesamiento de jugo de granada, y puede ser
empleado para la obtención de compuestos bioactivos. En la extracción asistida por fermentación
(EAF), los compuestos bioactivos son biotransformados a partir de fuentes naturales debido al
metabolismo secundario del microorganismo o por acción de las enzimas exógenas. La EAF es una
alternativa promisoria que excluye el uso de solventes tóxicos en la etapa de extracción. En este
trabajo se propone la fermentación en medio sólido (FMS) como un pre-tratamiento para
favorecer la extracción y recuperación de compuestos bioactivos a partir de CG como soporte y
fuente de carbono, empleando cepas fúngicas (Rhizopus oryzae, Trichoderma sp., Aspergillus
niger HT4 y A. niger GH1). Las fermentaciones se llevaron a cabo en reactores de charolas (15x60
mm) a 30 °C durante 72 h, ajustando la humedad inicial al 60 % con el medio Czapek-Dox. Se
tomó muestra cada 12 h y el extracto acuoso se filtró y se determinó el contenido de polifenoles
totales (CPT) por Folin-Ciocalteu y la actividad antioxidante (AA) por el método del radical 2,2difenil-1-picrihidrazil (DPPH). La máxima recuperación de CPT y AA (3472.16 y 3032.39 mg de
equivalente de ácido gálico por cada 100 g de CG seca (EAG/100 gCGs), respectivamente) se
obtuvo empleando la cepa A. niger GH1 a las 36 h de cultivo. Mediante un factorial 2k (BoxBenhken) se determinó el efecto de los factores del proceso (pH, temperatura, humedad, MgSO4,
KCl, NaNO3, KH2PO4) sobre el incremento en el CPT y AA de extractos fermentados con A. niger
GH1 durante 36 h. Los factores que influyeron directamente sobre las variables de respuesta
fueron MgSO4, humedad y temperatura. El mayor de CPT y AA fue de 4048.23 y 3604.05
mgEAG/100 gCGs, respectivamente. El presente estudio permitió incrementar 3.09 y 3.26 veces
el CPT y AA de extractos fermentados con A. niger GH1 a partir de CG. El uso de la EAF es una
alternativa con gran potencial para la biotransformación de residuos agroindustriales económicos
y con gran disponibilidad, en una amplia variedad de moléculas de interés industrial.
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Comunicación Oral: OC_BA_01
Simposio:
Título:
Nannochloropsis limnetica: una nueva especie de microalga para la acuicultura
Autores:
Witt F.G., Freire I., Otero A.
Centro de Trabajo:
AlgaEnergy S.A. / Universidade de Santiago de Compostela
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
microalga; Nannochloropsis limnetica; Nannochloropsis gaditana; rotífero; Brachionus plicatilis;
acuicultura; piscifactoría
Comunicación:
Las microalgas son el alimento preferido para la cría de rotíferos en acuicultura. Aunque algunas
especies de agua dulce del género Chlorella han dado buenos resultados, en general son más
satisfactorios los rendimientos con las especies marinas del género Nannochloropsis, que además
de una adecuada tasa de crecimiento presentan un mayor contenido en el ácido graso omega-3
EPA.
En el presente trabajo hemos explorado el potencial de la especie dulceacuícola N. limnetica
frente al de la especie marina N. gaditana tanto a escala de laboratorio como en criadero.
Las dos especies presentaron equivalentes masas celulares y perfiles de ácidos grasos. Cuando se
cultivaron de forma semicontinua (cosechado diario del 40%), sus productividades también fueron
similares, en torno a 0,64 g•l-1día-1. N. limnetica arrojó buenas productividades en el rango
entre 15 y 27ºC, siendo óptimas en torno a 22 ºC.
Cuando se procedió a evaluar el valor nutricional para los rotífero a escala de laboratorio, con N.
limnetica se observó un mayor crecimiento de Brachionus plicatilis y un número de huevos más
elevado por hembra, prácticamente el doble que los valores que se obtuvieron con las mismas
dosis de N. gaditana. El perfil de ácidos grasos en los filtradores era equivalente en ambos casos,
lo que confirmó el potencial de la especie de agua dulce para la acuicultura marina. En
experimentos en criadero en los que la microalga se utilizó como complemento a una dieta
principal de la levadura Saccharomyces cerevisiae, se obtuvieron resultados similares a los
obtenidos en cultivos discontinuos, aunque con tasas ligeramente superiores de huevos por
hembra con la especie de agua dulce. Esto ocurrió tanto con algas cultivadas in situ como con
algas añadidas en forma de pasta concentrada.
Los productos basados en esta especie nueva de agua dulce superan a los que están basados en
Chlorella por su mejor perfil de ácidos grasos; al mismo tiempo, la ausencia de bacterias marinas
dañinas para los peces (vibrios) en la biomasa de N. limnetica representa una ventaja sobre las
especies marinas de Nannochloropsis.
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Simposio:
Título:
Efecto de la temperatura de almacenamiento en la vida útil de filetes de tilapia bioconservados
con bacterias lácticas
Autores:
Ramírez Toro Cristina, Montalvo Rodríguez Constanza, Bolivar Escobar German, Cifuentes García
Dianne Alexandra, Guzmánn Murillo Víctor Hugo
Centro de Trabajo:
Universidad del Valle
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bioconservación; bacterias lácticas; filetes de tilapia; bases nitrogenadas volátiles totales; vida
útil.
Comunicación:
Dadas las características fisicoquímicas de los filetes de tilapia es un alimento propenso a al
deterioro por causas químicas y microbiológicas que afectan la calidad y limitan la vida útil. En
los últimos años se ha demostrado la posibilidad de extender la vida útil en almacenamiento
refrigerado, mediante el uso de la bioconservación con bacterias lácticas, sin embargo se
desconoce el efecto de temperaturas mayores de almacenamiento en la vida útil de los filetes.
En el presente trabajo se determinó la influencia de la temperatura de almacenamiento en la
vida útil de filetes bioconservados de tilapia (FBT) con bacterias ácido lácticas (BAL). Se
evaluaron temperaturas de almacenamiento de 5, 10 y 15°C y como parámetro de calidad para
estimar la vida útil se cuantificó la cantidad de bases nitrogenadas volátiles totales (TVB-N) en el
filete durante 20 días, realizando mediciones cada 5 días.
Los valores de TVB-N en los FBT a 5°C permanecieron por debajo del límite permitido (30 mg/
100 g) durante de los 20 días de estudio. Los FB almacenados a 10 °C se consideraron aptos para
el consumo hasta 10 días, mientras los almacenados a 15°C solamente hasta el día 5. En
contraste, los filetes control (FC) solamente fueron apropiados para el consumo entre 1 – 5 días
según las temperaturas establecidas.
Finalmente los resultados obtenidos permiten afirmar que esta tecnología es promisoria para la
industria piscícola, al presentar una alternativa de conservación que contribuye no solo a
mantener la inocuidad de los filetes de tilapia a temperaturas de almacenamiento d hasta 15°C
durante periodos de tiempo entre 5 y 20 días; sino que también aporta información que puede
contribuir a la reducción de costos que deben asumir productores y comerciantes, quienes deben
afrontar altos costos por la utilización de sistemas de congelación y refrigeración para conservar
los filetes de Tilapia.
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Simposio:
Título:
Caracterización de materiales para bioencapsulación del microorganismo láctico probiótico
(Lactobacillus plantarum C20 CPQBA 144-20 DRM) para complemento probiótico en nutrición
piscícola
Autores:
Rodriguez Arboleda Andres, Montes Galvez Oscar, Ramirez Toro Cristina, Bolivar Escobar German
Centro de Trabajo:
Universidad del Valle (Colombia)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
encapsulación; acuicultura; alimento; probióticos; Lactobacillus plantarum; simulación
gastrointestinal
Comunicación:
En los sistemas de acuicultura es necesario encontrar los métodos que faciliten la aplicación
eficiente de probióticos, de modo que se pueda sustituir el uso de antibióticos y así alcanzar una
producción más limpia y con mayor sobrevivencia. En este estudio se probó el desempeño de
diferentes materias primas para encapsulación de un microorganismo probiótico Lactobacillus
plantarum C20 CPQBA 144-20 DRM aislado de intestino de camarón, probado como estimulante
del sistema inmune y como inhibidor de patógenos que afectan la salubridad de los cultivos.
Los materiales utilizados para encapsulación están compuestos por diferentes matrices, las cuales
tienen como finalidad ofrecer a las bacterias un medio para sobrevivir en el tracto
gastrointestinal, manteniendo su viabilidad. En este estudio se usó goma xantana, alginato de
sodio y almidón de maíz como agentes encapsulantes de L. plantarum, suspendido en medio
enriquecido de soya, el cual aumenta la viabilidad con relación a los medios comerciales, con el
objetivo de desarrollar un complemento probiótico para alimentación piscícola. Las cápsulas
obtenidas mediante método de extrusión fueron secadas mediantes un flujo de aire ascendente,
con un caudal de 5.7x10-3 m3/s a una temperatura de 35 °C y 1 hora; logrando una humedad de
30 % b.h sin que se presente una reducción en la viabilidad con respecto a las cápsulas sin
tratamiento de secado. Se analizó la tolerancia a ácidos gástricos con un pH 2.0±0.2 y sales
biliares con un pH de 7.4±0.2, con condiciones de exposición de 37 °C, 50 rpm por 2 y 2.5 horas
respectivamente. Como resultado de la digestión in vitro, se obtuvo una viabilidad de 1.2x106
UFC/g partiendo de una muestra seca con una viabilidad de 3.0x106 UFC/g.
Los resultados de este estudio sugieren que este método es efectivo para la elaboración de
complemento alimenticio en acuicultura desde un estado temprano de crecimiento, para sustituir
los antibióticos actualmente utilizados en esta industria por una alternativa amigable con el
ambiente.
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Simposio:
Título:
Efecto de la formulación de alga marina (Porphyra umbilicales R.) en biopreparados a base de
Trichoderma harzianum Rifai
Autores:
Romero Arenas Omar, Amaro Leal José Luis, Rivera Tapia José Antonio, Huerta Lara Manuel,
Damian Huato Miguel Angel, Valencia de Ita Ma. Angeles
Centro de Trabajo:
Centro de Agroecología ICUAP, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Trichoderma harzianum; cepa nativa; concentración de conidios y microfotografía.
Comunicación:
En los últimos 10 años se han realizado trabajos de investigación, en los cuales se ha aislado,
seleccionado y evaluado especies nativas de Trichoderma spp con potencial para establecer un
control biológico frente a diversas enfermedades, lo cual; ha propuesto diversos mecanismos de
innovación para la implementación de este hongo con resultados satisfactorios. Estos mecanismos
de acción pueden actuar de manera sinérgica sobre diversos fitopatógenos como Septoria triticii
en trigo, Sclerotinia sclerotiorum en soya y lechuga, Rhizoctonia solani en soya, Sclerotium rolfsii
en pepino cohombro, Alternaria alternata y Fusarium spp. en tomate y Pythium splendens en
frijol. El uso del control biológico para disminuir la incidencia de enfermedades con origen del
suelo es una técnica alternativa al uso de fungicidas sintéticos. Sin embargo, la producción de
biofungicidas presentan limitantes en la viabilidad y concentración óptima de conidios, además se
desconoce el potencial que pueden tener las cepas nativas. En la presente investigación, se
elaboró un fungicida biológico hidratable a base del hongo Trichoderma harzianum Rifai para
evaluar la viabilidad y capacidad de germinación de conidios de 120 días de almacenamiento a 18
oC. Los 4 biopreparados se obtuvieron de compuestos orgánicos e inorgánicos, más una cepa
nativa del estado de Puebla-México, procedente de un suelo erosionado del municipio de Tetela
de Ocampo, México. La formulación a base de alga marina, almidon de maíz, zeolita y conidios de
la cepa TH-CA1, obtuvo una concentración de 83x104 con/mL con un 98% de viabilidad, la menor
viabilidad de conidios se obtuvo en el biopreparado a base de zeolita, donde se observó a través
de una Microfotografía (3000X) una gran cantidad de conidios amorfos y colapsados. Estos
resultados demuestran la factibilidad del uso de alga marina (Porphyra umbilicales R.) como
preservante para la formulación de biopreparados hidratables a base de Trichoderma harzianum
en polvo.
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Simposio:
BIOTECNOLOGIA AGRÍCOLA, FLORESTAL, MARINHA E ANIMAL
Título:
Cyanobacterial diversity as a promising biotechnological asset: reflection on outcomes from the
usage of LEGE Culture Collection’ strains
Autores:
Ramos Vitor, Morais João, Castelo Branco Raquel, Leão Pedro, Vasconcelos Vitor
Local de trabalho:
CIIMAR - Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Cyanobacteria; culture collection; biotechnology; pharmaceutical
Comunicação:
The Blue Biotechnology and Ecotoxicology (BBE) group hosts a Culture Collection (acronym LEGE),
at CIIMAR, Porto, Portugal, that is a recent member of the World Federation for Culture
Collections (WFCC- WDCM 1089). It is also part of the European Marine Biological Resource Centre
(EMBRC), a pan-European infrastructure for marine biological sciences. This increasingly
important Culture Collection comprises more than 350 different cyanobacterial strains, several of
them unique among the phylogenetic diversity of the group. The still growing number of LEGE
strains has been primarily isolated by members of the BBE lab group since 1991, from samples
collected in different environments and locations mainly in Portugal (including Madeira and
Azores Islands), but also elsewhere (e.g. Africa, Central and South America, Antarctica, Oceania).
Based on only a fraction of the existing cyanobacterial diversity present at the Culture Collection,
several studies have shown the potential or the effective capacity of LEGE strains to produce a
myriad of chemical compounds, including toxins or newly discovered bioactive molecules. Most of
these studies, which are from BBE group’s own research, pointed out several possible
pharmaceutical or biotechnological applications for those compounds such as, anti-cancer, antimicrobial, anti-biofouling and anti-biofilm formation. Other relevant property of LEGE strains
that may have biotechnological relevance is, for instance, the production of exopolysaccharides
(EPSs). Promising strains for biotechnology are being cryopreserved and one strain is featuring a
patent application for an anti-malarial purpose. Soon, at least three strains will have their
genomes sequenced, annotated and made publicly available.
In this work, the cyanobacterial diversity of the Culture Collection will be presented, while
showing all these and other published and unpublished biotechnologically-relevant data for the
total LEGE strains. In addition to this survey, some considerations based on our own experience
will be made on the usage of cyanobacteria (e.g. environmental samples vs isolates, strain
selection, cultivation and biomass harvesting) and on downstream processing of biotechnological
products (e.g. enhancement of compound production and extraction).
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Simposio:
Título:
Embriogénesis somática de ajo Alliun sativa
Autores:
Jiménez Bonilla Vilma , Watson Willian, Brenes Jaime
Centro de Trabajo:
Centro de Investigacion de Biotecnología (CIB)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ajo criollo; embriogénesis indirecta; callogénesis; embrión somático; respuesta embriogénica;
desdiferenciación; diferenciación
Comunicación:
El ajo (Allium sativum) presenta propiedades medicinales y culinarias, que lo hace un cultivo con
alta demanda en nuestro país y en el resto del mundo. En Costa Rica se encuentra un material
criollo, muy apreciado por el consumidor nacional por sus cualidades organolépticas, como sabor
y olor. La presencia de problemas fitosanitarios, aunado a problemas en cuanto al número y
tamaño de dientes, variabilidad del diámetro del bulbo y la escases de semilla de calidad hacen
que la producción sea baja. Al considerarse una especie apomixica, sería de gran utilidad el uso
de la embriogénesis somática para producir material de ajo de forma clonal y masiva. El objetivo
de esta investigación fue desarrollar embriones somáticos por la vía indirecta y regenerar
plántulas libres de virus y otros patógenos, para posteriormente ser utilizadas como método de
propagación. El explante utilizado para la inducción de callogénesis fue el meristemo radical. El
medio de cultivo que presentó el mayor desarrollo de callo y posteriormente mayor desarrollo
embriogénico fue el Murashige & Skoog, sacarosa al 3% y pH 5.7, suplementado con, ácido
naftalenacético (ANA), bencil amino purina (BAP) y ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D). Los
callos obtenidos en este medio fueron transferidos a un medio de proliferación de callo por un
mes, el cual contenía 1mg/L BAP y 0,25mg/L 2.4-D, posteriormente los callos fueron
subcultivados en un medio de maduración embriogénica que contenía 0.5mg/L de AG3 y
finalmente se transfirieron al medio de germinación que contenía 0,5 mg/L de BAP.
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Simposio:
Título:
Efecto del suelo en el crecimiento de jatropha curcas, var. doña fernanda, para la península de
yucatán.
Autores:
González Flores Martin, Sierra García Azucena
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma Chapingo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodiesel; Jatropha curcas; Suelos; Crecimiento
Comunicación:
En la actualidad la demanda de energéticos proveniente de los combustibles fósiles es cada vez
mayor, sin embargo la contaminación generada es tan grande que son los principales responsables
del cambio climático en el mundo. Ante tal situación surge el uso de la bioenergía la cual consiste
en utilizar productos derivados de vegetales, algas y otros organismos de gran aporte energético.
La Jatropha curcas es una especie, que dada sus características en la producción de aceite ha
sido objeto de numerosos estudios enfocados a la obtención de biodiesel, y con ello el aumento
de su producción es evidente. El suelo es uno de los factores que influyen directamente en el
crecimiento de las plantas, es por ello que objetivo del presente estudio es valorar el efecto del
suelo de la península de Yucatán en el crecimiento de J. curcas var. Doña Fernanda, ya que esta
variedad es una de las pocas que son no toxicas y pueden ser empleadas en la alimentación.
El método utilizado para la caracterización de los suelos fue mediante perfiles y análisis de
laboratorio, mostrando los resultados con imágenes de satélite analizados con arcgis 10.1 para su
delimitación y cálculo del área potencial. Los resultados demostraron que la especie se desarrolla
adecuadamente en suelos de tipo leptosol, con un excelente drenaje y pH promedio de 7.395 y
un crecimiento medio anual de 1m a 1.20m respectivamente, cabe destacar que para que tenga
un óptimo desarrollo es necesario regarlo por lo menos dos veces por semana, durante 1 hora.
Finalmente se concluye, que la península es un lugar idóneo para establecer plantaciones de esta
especie, considerando que es más viable el empleo de asociaciones con otras especies y no como
monocultivo.
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Simposio:
Título:
Polyembryony Improvement Effect on Chemical and Physical Traits of Maize Kernels
Autores:
Rodriguez Herrera R, Cruz Requena M, Aguilar Gonzalez C, Espinoza Velazquez J
Centro de Trabajo:
Food Research Department, School of Chemistry, Universidad Autónoma de Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Brachitic; grain; polyembryonic; Zea mays L
Comunicación:
Polyembryony is definded as the formation of several embryos in a single seed. This phenomenon
is widely distributed in nature and has been reported on maize. The aim of this study was to
evaluate physical and chemical properties of two maize populations contrasting in polyembryony
frequency as well as the comparison with non polyembryonic populations. Anatomical grain
percentage, density, hardness, size, flotation index and thousand grain weight were the physical
properties studied. In addition, a proximal chemical analysis was performed. Similarties and
differences between polyembryonic and non polyembryonic populations were founded.
Polyembryonic grains properties as anatomical grain percentage, hardness and density were
similar to control populations (not polyembryonic). Similarly, the proximal analysis showed that
ash, protein and moisture content was similar in both type of populations, which suggests that
polyembryonic maize, despite its nature having two or more embryos, are similar to not
polyembryonic maize
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Simposio:
Título:
Biotechnological approaches to increase tolerance to Phytophthora in cork oak and holm oak
Autores:
Cano V (1), Corredoira E(1), Martínez MT(1), Cernadas MJ (1), Montenegro R (1), Nisa M (2),
Ramírez N (2), Hernández I (2), Ruiz Galea M (2), Alegre J (2), Moricillo M (3), Bautista Peris (1),
Segura J (3), Ballester A (1), Arrillaga I (3), San José MC (1), Toribio M (2)
Centro de Trabajo:
(1) Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia (IIAG-CSIC). (2) Instituto Madrileño de
Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario (IMIDRA), (3) ISIC, ERI Biotec, Un. Valencia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Forest biotechnology; Micropropagation; Genetic transformation; Phytophthora; Cork oak; Holm
oak
Comunicación:
Plant regeneration from cells or tissues is a central issue to Plant Biotechnology conferring
agronomic value to other applied biotechnologies such as micropropagation, somatic
hybridization, virus-free plant production, germplasm conservation and genetic transformation.
Cork oak (Q. suber) and holm oak (Q. ilex), both of which are found in a special type of
agroforestry meadowland system in Europe (the Spanish dehesas and the Portuguese montados),
are being increasingly affected by the oak decline syndrome called “la seca” mainly caused by
oomycetes belonging to various species of the genus Phytophthora.
One of the most important strategies used in the fight against pests and diseases is genetic
improvement aimed at producing plants that are tolerant to the pathogenic agents involved.
However, genetic improvement of forest species is a slow process, mainly due to the long periods
required for the species to reproduce. Because of this, biotechnological methods are used to
complement traditional plant improvement methods and to reduce the timespan within which the
improved material reaches the market.
During the last years, our research groups have optimized somatic embryogenesis (SE) and
axillary shoot proliferation protocols to regenerate in vitro Quercus spp. In the current national
project (AGL2013-47400-C4-R) three different strategies to produce stress tolerant genotypes in
holm oak and cork oak are approached. The first one benefits from the natural variability and
uses SE developed protocols to clone and test holm oak genotypes with and without oak decline
symptoms; in the second we are inducing epigenetic memory "priming" with the use of biotic and
abiotic stress treatments during the SE proliferation and maturation phases. A third approach
involves further variability induction by introducing genes that code for proteins involved in
pathogenic processes.
An overview of our research and activities to solve problems of biotic stress in these hardwoods
will be presented.
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Simposio:
Título:
Biotechnological potential of the nitric oxide transcriptional network and nature-originated
compounds in plant hormone signalling.
Autores:
Luis Sanz1, Isabel Mateos1, Pablo Albertos1, Inmaculada Sánchez-Vicente1, Tamara Lechón1,
Guadalupe Fernández-Espinosa1, Hasimah Alimon1, Marta Martínez2, Antonio Fernández2,
Dolores Rodríguez1 and Oscar Lorenzo1
Centro de Trabajo:
1Instituto Hispano-Luso de Investigaciones Agrarias (CIALE). Dpto. de Botánica y Fisiología
Vegetal. Facultad de Biología. Universidad de Salamanca. C/ Río Duero 12, 37185 Salamanca,
Spain///2Biomar Microbial Technologies, Parque Tecnológico de León. Parecela M 10.4, 24009
Armunia-León, Spain
Palabras Clave: Trascription factor; chemical genomics; phytohormone
Comunicación:
Transcription factors (TFs) are key regulatory proteins during plant growth, development and
stress responses, with an increasing broad biotechnological potential for plant breeding
programs. Through functional analysis in the model plant system Arabidopsis thaliana, novel
biotechnological applications in crop plants with agronomic relevance can be subsequently
tested. In this research, we used both knock-out mutants impaired in key TFs (i.e. ABSCISIC ACID
INSENSITIVE51, WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX52) and a collection of Arabidopsis transgenic
plants conditionally expressing TFs under a β-estradiol inducible promoter3. For this purpose, we
developed different screening strategies to identify plants affected by the pleiotropic growth
regulator nitric oxide (NO)1,2,4 during seed germination and root emergence. Insights into the
functional characterization of these TFs will be discussed. Additionally, we implemented a
chemical genomic screening approach to compare the efficacy of natural compound libraries and
identify new modulators of plant hormone signalling, either agonists or antagonists. A natureoriginated compound library extracted from bacteria, microalgae and fungi has been screened for
their effects on seed germination and seedling development. By using wild-type (Col-0)
Arabidopsis seeds and different mutants impaired in hormone signalling pathways (i.e. qdella,
gibberellins; axr6-3, auxin; coi1-16, jasmonic acid; abi5 and pyl, abscisic acid; dwarf,
brassinosteroid; cre1, cytokinin and ein2-5, ethylene), we intend to investigate the phenotypic
effect of these natural substances that resembled hormone or inhibitors treatments in the plant.
Further isolation of the active pure compounds resulted in the discovery of herbicidal properties
and different sensitivity to mutant backgrounds.
References: 1-Albertos, P., Romero-Puertas, M.C., Tatematsu, K., Mateos, I., Sánchez-Vicente,
I., Nambara, E., Lorenzo, O. (2015). Nature Comm. 6:8669, DOI: 10.1038/ncomms9669.
2-Sanz L, Fernández-Marcos M, Modrego, A, Lewis DR, Muday GK, Pollmann S, Dueñas M, SantosBuelga C, Lorenzo O. (2014). Plant Physiol. 166, 1972-1984.
3-Coego et al., (2014). The Plant Journal, (2014) 77, 944–953.
4-Fernández-Marcos M, Sanz L, Lewis DR, Muday GK, Lorenzo O. (2011) Proc. Nat. Acad. Sci. USA,
108, 18506-18511.
Acknowledgments:This work was financed by grants: ERC.KBBE.2012.1.1-01 (EcoSeed-311840); MINECO
(BIO2014-57107-R), CONSOLIDER-TRANSPLANTA (CSD2007-00057) and Junta de Castilla y León (SA239U13).
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Simposio:
Título:
Mapping and candidate genes associated with foliar diseases
Autores:
Rodriguez Herrera R, Push NA, Klein R, Klein P, Rooney W
Centro de Trabajo:
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Burkholderia andropogoni; Setosphaeria turcica; Ramulispora sorghicola; SNP; QTL
Comunicación:
Foliar diseases in sorghum are an agronomical constraint in temperate and tropical environments,
especially under wet, humid conditions. Bacterial and fungal pathogens have been reported as
pathogenic agents causing foliar diseases in sorghum and among them, three are especially
important; Burkholderia andropogoni causing Bacterial Leaf Stripe (BLS), Setosphaeria turcica
(anamorph Exserohilum turcicum) causing Northern corn leaf blight (NCLB) and Ramulispora
sorghicola causing oval leaf spot (OLS). Utilizing a bi-parental recombinant inbred line (RIL)
population from the cross between Sureño x RTx430, used in conjunction with genotyping-bysequencing, we identified regions of the genome conditioning disease resistance to BLS, NCLB and
OLS and identified potential candidates genes conditioning biotic stress tolerance. In the parental
genotypes and in the F2-derived F9 families, significant differences for foliar diseases incidence
were observed. In addition, broad sense heritability values of 0.49 and 0.63 were observed for
NCLB and OLS respectively. A genetic linkage map with 828 highly informative SNP’s was
constructed, spanning a genetic distance of 1617 cM. BLUP’s estimates detected 1 QTL associated
with BLS, another one related to NCLB resistance and one QTL conditioning OLS resistance in
sorghum, which accounted for 11.5, 8.0 and 23.5 5 of the variation of BLS, NCLB and OLS
incidence, respectively, these amounts likely reflects the lack of power of the small RIL
population. As an initial characterization of genes candidates conditioning foliar disease
resistance, we examined annotated genes residing within a 1-LOD interval of peak QTL markers,
and have identify a suite of candidates that may underlie the observed resistance to these
sorghum foliar diseases.
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Simposio:
Título:
Plant innate immunity and crop disease resistance: from the lab to the field
Autores:
Molina A, Jordá L, Torres M. A. , Sacristan S, Miedes E, Melida H, Sopeña S
Centro de Trabajo:
Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP, UPM-INIA)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
inmunidad; resistencia; pared celular; cultivo; patógenos; comercializacion; spin-off
Comunicación:
Plant innate immunity system is a complex network of constitutive and inducible defensive
barriers. Plant cell wall is one of the barriers that pathogens, such as necrotrophic and vascular
fungi, may overcome to successfully colonize plant tissues. The composition and ultrastructure of
plant cell wall are largely unknown despite its relevance in the regulation of developmentalassociated processes, the control of the resistance to biotic and abiotic stresses, and the recent
emerging interest of the cell wall as a renewable source for biofuel production. The traditional
view of the cell wall as a passive barrier has evolved to a new concept that considers it as a
dynamic structure and a source of signaling molecules that regulates plant innate immunity
responses. Cell wall-derived molecules released after pathogen infection or wounding, that are
so-called DAMPs (damaged-associated molecular patterns), can activate the plant immune system
upon recognition by specific plants protein receptors, such as Receptor Protein Kinases. The plant
immune system is also triggered by pathogen-associated molecular patterns (MAMPs) or pathogen
effectors (Avr proteins), which are recognized by plant pathogen recognition receptors (PRR).
These PRRs activate Protein Kinase cascades, which regulate downstream immune responses and
disease resistance. The understanding of the dynamics and evolution of plant defensive responses
is of fundamental importance as they impact agricultural yield, which is essential to sustain our
society. We will present the recent progresses of our group in translational biology and in the
characterization of the function of plant cell wall in innate immune responses. The translational
biology strategy has resulted in the development of agro-biological products, which are currently
commercialized for agricultural production and crop protection.
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Simposio:
Título:
Flavonoides foliares en la predicción del estrés de Vallisneria americana con incremento de N y C
ambiental
Autores:
Cruz-Cerino P(1), Ruiz-Carrera V*(2) , Alderete-Chávez A (1)
Centro de Trabajo:
(1)
Universidad Autónoma del Carmen. Calle 56, Núm. 4 Esquina Avenida Concordia, Colonia
Benito Juárez, Ciudad del Carmen, Campeche, México.
(2)
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Km 0.5 Carretera Villahermosa-Cárdenas,
Villahermosa, Tabasco, México.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Predicción in vitro, estrés abiótico, N:P y C, flavonoides
Comunicación:
La síntesis de flavonoides foliares funciona como mecanismo de defensa por el estrés
abiótico. En aproximación metabolómica se estimaron los cambios en la producción de
flavonoides de Vallisneria americana (Hydrocharitaceae) por el incremento de N y C ambiental.
Con diseño experimental central compuesto (23) se analizaron tres fuentes de N (NO3, NH4,
NH4:NO3) en estequiometría N:P (10, 20 y 30 mM de N y 1 mM de NaH2PO4) y de C de HCO3
(0.57, 0.86 y 1.14 mM) sobre plantas in vitro en crecimiento vegetativo. Los flavonoides foliares
totales (FT) en extracto etanólico fueron cuantificados por el método del tricloruro de aluminio y
se analizaron con la metodología de superficie de respuesta usando el modelo de primer orden
para cada fuente de N. Los modelos de predicción obtenidos indicaron, que los FT (mg Eq. Cat g-1
p.f.) se elevaron en la combinación C alto:N:P bajo con las fuentes de NO3 (>100) y NH4 (>90). En
cambio, el NH4:NO3, registró mayor concentración (>60) en N:P alto:C bajo. Invariablemente los
contenidos de FT fueron menores con NH4. La predicción reduccionista fue compatible con
hipótesis de estrés asociadas a la biosíntesis de flavonoides (balance carbono-nutrientes,
desbalance crecimiento y diferenciación).
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Simposio:
Título:
Estrategias biotecnológicas para la mejora del cultivo del ajo (Allium sativum) en Costa Rica
Autores:
Rivera Méndez William , Brenes Madriz Jaime, Zúñiga Vega Claudia
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
control biológico; ajo; manejo sostenible; cultivo in vitro; Costa Rica; biotecnología agrícola;
Comunicación:
Costa Rica es un país de Centroamérica caracterizado por una gran biodiversidad y su clima
tropical. Tiene una alta tasa de consumo de ajo (Allium sativum) por lo que es un cultivo
importante para el país. Sin embargo, solamente se cuenta con una única variedad productiva
autóctona que de forma común se denomina “criollo”. El uso intensivo de éste, así como las
prácticas agrícolas comunes llevaron al agotamiento productivo. Las causas están asociadas al uso
y tipo de reproducción vegetativa, mala selección de semilla, virus endógenos y aumento de la
agresividad de los ataques de Sclerotium cepivorum y Setophoma terrestris.
El Laboratorio de Biocontrol del Centro de Investigación en Biotecnología del Instituto
Tecnológico de Costa Rica, trabajó durante siete años en el desarrollo de una estrategia
biotecnológica para la recuperación de la semilla y el mejoramiento del paquete productivo del
ajo.
Se desarrolló investigación para el cultivo in vitro del ajo, sobre todo para la producción de
embriones somáticos y el desarrollo de plantas libres de enfermedades y con mejor vigor. Además
de protocolos para la producción en invernadero de las vitro-plantas.
Se buscaron organismos con potencial biocontrolador para las enfermedades mencionadas. Al
final se seleccionó una cepa de Trichoderma asperellum que en pruebas in vitro y de campo
obtuvo buenos resultados en el control. En parcelas demostrativas con agricultores se logró
demostrar que la aplicación de T. asperellum tenía una eficacia de control similar al paquete de
agroquímicos usados por los productores, pero con una disminución de cerca del 50% del costo.
Mediante fermentación en sustrato sólido el aislamiento ha sido reproducido y es ofrecido a los
agricultores.
Se establecieron técnicas sostenibles de producción como desarrollo de parámetros de selección
de semilla, análisis para el diagnóstico de virosis y poblaciones de nemátodos, formas de
inoculación de biocontroladores y uso racional de plaguicidas sintéticos.
Al final el cultivo ha tenido un resurgimiento, quintuplicándose el área de siembra, reduciendo
los costos de producción, incorporando una mayor cantidad de productores, comercializando
semilla libre de enfermedades y reduciendo las pérdidas por enfermedades causadas por hongos y
virus.
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Simposio:
Título:
Molecular characterization of several genotypes of Hylocereus sp. (Cactaceae) in Costa Rica
Autores:
Hernández-Pridybailo A, Zerpa-Catanho D, Acuña-Gutiérrez C, Giraldo-Sanclemente W, Viñas M,
Jiménez V.M.
Centro de Trabajo:
Centro para Investigaciones en Granos y Semillas (CIGRAS)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Pitahaya; molecular markers; DNA polymorphism; dragon fruit
Comunicación:
The genus Hylocereus (Cactaceae) includes several species with high commercial value for fresh
fruit consumption. They are usually known as dragon fruits or pitahayas. In Costa Rica, several
Hylocereus genotypes are cultivated. However, a clear separation between species in this genus
(i.e., H. costaricensis and H. polyrhizus) is not easy because morphological descriptors are
influenced by environmental conditions and due to the high degree of polymorphism found when
using molecular tools. In Costa Rica, dragon fruit cultivars have received names based on some of
their phenotypic characteristics without objective criteria and there is confusion about the
correct taxonomic classification of these plants. This investigation was conducted to assess the
presence of DNA polymorphisms in cultivated pitahaya plants in Costa Rica. This information is
important to support future breeding and germplasm conservation programs locally, driven by the
growing economic interest on this crop. The first step was to collect different landraces from
commercial orchards. Afterwards, DNA was extracted to carry out an analysis of different
molecular markers. Initially, two DNA chloroplast regions (trnL intron and trnL-trnF intergenic
spacer) were amplified and their sequences were analyzed and compared. The results were not
very useful to separate genotypes and suggested the existence of three related groups, but
without a clear separation within groups. Therefore a second approach was assessed, in which
RAPD and ISSR bands were scored as 1 (present) or 0 (absent) to generate a binary data matrix.
Then, a similarity matrix was calculated from the binary data matrix using the similarity index (S)
of Nei and Li (1979). Genetic distances between individuals were estimated by cluster (UPGMA)
and a PCO analyses using “Cluster” and “adegenet” package with Rstudio (R Core Team, 2013).
Both RAPD and ISSR results allowed to classify genotypes into four groups, but also revealed that
some cultivar names are being misused. RAPD and ISSR proved to be more useful to separate
related dragon fruit genotypes than DNA chloroplast polymorphisms and can be used to establish
objective criteria to classify them correctly.
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Simposio:
Título:
Crioconservación de especies leñosas
Autores:
Abdelnour-Esquivel Ana,
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación en Biotecnología, Instituto Tecnológico de Costa Rica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Crioconservación; leñosas; germoplasma; almacenamiento; nitrógeno líquido
Comunicación:
Especies tropicales con valor ecológico y comercial están amenazadas por la deforestación y la
sobre explotación. Como resultado, existe la necesidad de desarrollar estrategias de manejo y
conservación de las poblaciones remanentes, con el fin de proveer materiales para la
reforestación, programas de mejoramiento genético y plantaciones. Debido a que los programas
de mejoramiento están enfocados en cruzamiento y propagación clonal de fenotipos
seleccionados, las estrategias para conservar los recursos genéticos de estas especies deben
incluir la conservación de semillas, embriones, brotes y otros medios de reproducción del cultivo
de tejidos. Las semillas de muchas especies leñosas no pueden ser almacenadas en bancos de
semillas convencionales, ya que no sobreviven a las bajas temperaturas (4ºC a -20ºC) ni a la
desecación. Sin embargo, otros medios para el almacenamiento de germoplasma valioso están
disponibles. La crioconservación consiste en el almacenamiento de material vegetal en nitrógeno
líquido (NL, -196ºC) y entre sus ventajas están la posibilidad de conservar semillas, embriones,
meristemas, ápices, suspensiones celulares y otros producidos por cultivo in vitro, por largos
periodos y bajo condiciones de alta estabilidad genética. La desecación de frutos y semillas caoba
(Swietenia macrophylla), cedro (Cedrela odorata L.), pilón (Hyeronima alchorneoides), tempate
(Jatropha curcas), uña de gato (Uncaria tomentosa), teca (Tectona grandis), cenizaro
(Pithecellobium saman) y madero negro (Gliricidia sepium) entre 3 y 8% de humedad y el
congelamiento rápido en nitrógeno líquido (NL) permitió, según la especie, del 3 al 100% de
germinación. Con ápices de cedro, pilón y uña de gato, utilizando la vitrificación con PVS2 y
PVS3, se observaron porcentajes de regeneración superiores al 50%. En ápices de uña de gato fue
evaluado el encapsulamiento-deshidratación permitió 50% supervivencia. Adicionalmente, 70% de
supervivencia de suspensiones celulares de esta especie se observó al incubarlas en medio con
0,15M sacarosa 24 horas y en este medio más 5% DMSO por 1 hora antes del congelamiento rápido
en NL.
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Format:
Symposium:
AGRICULTURE, FORESTRY, ANIMAL AND MARINE BIOTECHNOLOGY
Title:
Aqueous biphasic systems applied on the recovery of phenolic compounds from the lignin
depolimerization process
Authors:
H. P. M. Santos J., Martins M., A. P. Coutinho J., P. M. Ventura S.
CICECO - Aveiro Institute of Materials, Department of Chemistry, University of Aveiro
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Lignin depolimerization; phenolic compounds; aqueous biphasic systems; ionic surfactants;
electrolytes
Abstract:
The depleting stocks of fossil fuels and the growing concern over the excessive emission of
greenhouse gases have forced researchers to investigate renewable, abundant and comparably
cleaner alternatives to liquid fuels and chemicals produced from petroleum sources [1].
Lignocellullosic biomass namely lignin, is a great alternative to fossil fuels and synthetic
chemicals, since it is available in huge amounts as a by-product of the pulping process. Although
lignin-based materials and chemicals represent potential added-value compounds for
biorefineries, there is a need for developing novel and efficient fractionation processes, due to
the heterogeneity of phenolic compounds resulting from the lignin depolymerization. Herein,
various polymeric aqueous biphasic systems (ABS) composed by sodium polyacrylate (NaPA 8000)
and polyethylene glycol (PEG 8000) were tested, in which common ionic surfactants were used as
electrolytes in low concentrations (0.1 wt%). In this context, the fractionation of five phenolic
compounds, i.e. vanillin (VN), caffeic acid (CA), vanillic acid (VA), gallic acid (GA) and
syringaldehyde (SA) was tested. The main results indicate the isolation of vanillin from the
remaining phenolic compounds; selectivities at circa SVN/CA = 284; SVN/GA= 46 and SVN/VA= 83,
considering vanillin and, respectively, caffeic, gallic, and vanillic acid. Moreover, the variation of
the electrolyte type (anionic and cationic surfactants and tensioactive ionic liquids) seems to
have an important effect on the fractionation of these phenolic compounds, since, with the
change of the type of eletrolyte the selective separation of the remaining compounds (SA, CA, VA
and GA) is achieved. Summing up, this work proved that the use of polymeric ABS with
tensioactive electrolytes is an efficient methodology to fractionate phenolic compounds.
References: [1] A. Brandt, et. al. , Green Chem. 15 (2013) 550-583.
Acknowledgements: This work was developed within the scope of the project CICECO-Aveiro Institute of
Materials, POCI-01-0145-FEDER-007679 (FCT Ref. UID /CTM /50011/2013), financed by national funds
through the FCT/MEC and when appropriate co-financed by FEDER under the PT2020 Partnership Agreement.
The authors thank ﬁnancial support from Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) through the doctoral
and post-doctoral grants SFRH/BD/102915/2014 and SFRH/BPD/79263/2011 of J.H.P.M. Santos and S.P.M.
Ventura, respectively.
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Simposio:
Título:
Ruta de biodegradación fúngica de taninos hidrolizables derivados de ácido elágico
Autores:
AGUILAR C.N., Ascacio-Valdés J.A., Aguilera-Carbo A.F., Rodriguez-Herrrera R., Prado-Barragán
L.A., Buenrostro-Figueroa J., Sepulveda-Torre L.
Centro de Trabajo:
DIA-Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de Coahuila
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
elagitaninos; ácido elágico; biodegradación
Comunicación:
In this study, hydrolysis of pomegranate ellagitannins by Aspergillus niger GH1 was studied by
solid-state culture using polyurethane foam as support and pomegranate ellagitannins as
substrate. The experiment was performed during 36 h. Results showed that ellagitannin
biodegradation started after 6 h of fermentation, reaching the maximal biodegradation value at
18 h. It was observed that ellagitannase activity appeared after 6 h of culture, then, the
enzymatic activity was maintained up to 24 h of culture reaching 390.15 U/L, after this period the
enzymatic activity decreased. Electrophoretic band for ellagitannase was observed at 18 h. A
band obtained using non-denaturing electrophoresis was identified as ellagitannase, then, a
tandem analysis to reveal the ellagitannase activity was performed using Petri plate with
pomegranate ellagitannins. The extracts were analyzed by HPLC/MS to evaluate ellagitannins
degradation. Punicalin, gallagic acid, and ellagic acid were obtained from punicalagin. HPLC/MS
analysis identified the gallagic acid as an intermediate molecule and immediate precursor of
ellagic acid. The potential application of catabolic metabolism of ellagitannin hydrolysis for
ellagic acid production is outlined.
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Simposio:
Título:
Metabolismo del nitrógeno y mejora del crecimiento de plantas de tomate en interacción con
cepas de Trichoderma que expresan el gen amdS de Aspergillus nidulans
Autores:
Rubio MB, Domínguez S, Cardoza RE, Gutiérrez S, Nicolás C, Wagner B, Hermosa R, Monte E.
Centro de Trabajo:
Instituto Hispano-Luso de Investigaciones Agrarias (CIALE), Universidad de Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biocontrol; expresión heteróloga; amidohidrolasa; GeneChip Tomato Array
Comunicación:
El género fúngico Trichoderma incluye especies utilizadas en agricultura como agentes de control
biológico frente a fitopatógenos de interés agrícola o como fertilizantes. Los trabajos más
recientes estudian las respuestas beneficiosas que ejercen algunas cepas sobre las plantas, bien
estimulando su crecimiento, activando sus defensas y/o mejorando la absorción de nutrientes. El
gen amdS, que codifica una acetamidasa de Aspergillus nidulans, se ha utilizado como marcador
de selección en la transformación de hongos filamentosos, incluyendo Trichoderma, pero los
efectos fisiológicos ocasionados por la introducción de este gen en los genomas de dichos
organismos aún no se han explorado. En los genomas disponibles de distintas especies de
Trichoderma no se encontraron genes ortólogos al gen amdS, por lo que en este trabajo se
obtuvieron y caracterizaron transformantes de T. harzianum cepa T34 que expresan dicho gen de
A. nidulans. Aunque no hubo diferencias de crecimiento entre la cepa silvestre y los
transformantes en un medio carente de acetamida, éstos presentaron una mayor capacidad para
utilizar esta amida como fuente de nitrógeno. Ensayos de interacción Trichoderma-tomate
pusieron de manifiesto que el tratamiento con Trichoderma afectaba al crecimiento de las
plantas y que, en comparación con la cepa silvestre, la expresión del gen amdS producía un
aumento significativo en la longitud de la parte aérea y de la raíz de las mismas. Un estudio
transcriptómico, utilizando chips comerciales, de plantas de tomate de tres semanas tratadas o
no con T34 y los transformantes amdS, mostró una menor expresión de genes relacionados con
respuestas de defensa de la planta y una mayor expresión de genes relacionados con el
metabolismo del carbono y del nitrógeno en las plantas tratadas con los transformantes. Además,
las plantas de tomate presentaron una mayor sensibilidad a la infección causada por Botrytis
cinerea, un mayor crecimiento y unos mayores niveles de carbono y nitrógeno. Estos resultados
están de acuerdo con el modelo de compensación defensa-crecimiento propuesto para la
interacción Trichoderma-planta.
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Simposio:
Título:
Diseño, construcción y operación de un triturador de residuos orgánicos húmedos en México
Autores:
Camacho Villan Erik, Castro Gonzalez Alejandra
Centro de Trabajo:
Faculta de Ingenieria
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Diseño; construcción; triturador; residuos
Comunicación:
En Ciudad Universitaria se tienen 23 restaurantes, de los cuales, en uno de ellos se instaló una
planta de biogás a nivel semi-industrial. El triturador representa el 80% del costo total de
inversión de la planta de biogás. De la trituración depende la eficiencia del proceso de
degradación anaerobia. La planta de biogás opera con un turno de 3 personas, la operación física
principal se basa en la trituración de 50Kg diarios de desechos orgánicos de 25 a 3 cm. El tiempo
de proceso de solo la trituración es de 3 horas. A partir de la degradación anaerobia de los
desechos orgánicos se obtienen 3m3 de biogás y sustituyen el 6% del consumo de energético
térmico total del restaurante. En México, el triturador tiene que importarse y su costo es elevado
y disminuye la factibilidad económica de la planta, por lo que se decidió diseñar y construir un
prototipo de triturador con las siguientes características: trituración por corte de cizalla,
potencia de 1.5 Hp, velocidad de 425 rpm, el material de fabricación acero inoxidable 304, con 3
rotores y 3 cuchillas acopladas a los rotores , 2 cuchillas fijas en la cámara de trituración. Este
nuevo triturador disminuyó su inversión en un 95% del costo original y está en proceso de
patente. Además disminuyó el tiempo de residencia en la etapa de hidrólisis y metanogénesis de
30 a 18 días, por lo tanto también ayuda a disminuir el tamaño del digestor en la planta para
diseños posteriores en el tratamiento anaerobio de residuos orgánicos.
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Simposio:
Título:
Distribución regional y densidad poblacional del venado temazate rojo (Mazama temama) en la
región del totonacapan montañoso, Puebla, Mexico
Autores:
Villarreal Espino-Barros Oscar Agustín, Romero Arenas Omar, Apan Araujo Giovanna Lizet
Centro de Trabajo:
Benmérita Universidad Autónoma de Puebla
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Cérvido; SIG; transectos; SUMA.
Comunicación:
Se estableció distribución regional y la densidad poblacional (DP) del venado temazate rojo
(Mazama temama: Kerr 1792) de la subespecie temama, en el Totonacapan montañoso ubicado
en el norte del estado de Puebla, México. El Totonacapan montañoso, es una región étnica, pobre
y marginada del desarrollo rural, con una gran diversidad orográfica, climática, biológica y
cultural. Para determinar la distribución regional de venado, se utilizó un Sistema de Información
Geográfica (SIG), entrevistas a los pobladores y muestreos de campo; mientras que para estimar
la DP, se utilizó una metodología de transectos indirectos de huellas. El análisis estadístico
consistió en una prueba no paramétrica de Ji-cuadrada. Los resultados muestran que la
distribución del cérvido en la región abarca una superficie de 72.107,2 ha. de bosque mesófilo de
montaña de 35 municipios, a una altitud entre 600 y 1700 msnm, siendo la zona núcleo el cerro
Cozoltépetl (2300 msnm). La DP se estimó entre 8,3 y 3,7 venados/km2, lo que resulta semejante
y/o ligeramente superior a las densidades obtenidas en otras regiones de México. Se concluye que
el cévido se encuentra en estado de vulnerabilidad en la región, por lo que se recomienda crear
un área natural protegida (ANP), en el cerro Cozoltépetl, así como continuar con los estudios de
DP, en los sitios muestreados y otras áreas de la región, con la finalidad de crear un Sistema de
Unidades de Manejo para la Conservación de la Vida Silvestre (SUMA), orientadas a dar servicios
de turismo de naturaleza.
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Simposio:
Título:
La unión espermatozoide zona pelucida como indicador de calidad del semen postdescongelado y
de selección del toro reproductor bovino
Autores:
Velásquez Penagos José Guillermo, Barajas Pardo Diana Patricia, Gutierrez Parrado Sonia Lucia
Centro de Trabajo:
Corporación Colombiana de Investigación agropecuaria CORPICA
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bovino; Calidad espermática; unión espermatozoide oocito; selección de toros
Comunicación:
La evaluación de la calidad del semen posdescongelado del bovino reproductor mediante el
indicador de unión espermatozoide zona pelucida (UEZP) utilizado en forma complementaria a la
evaluación tradicional es una alternativa que contribuye en la precisión de la valoración de la
calidad espermática y puede contribuir en la selección del toro reproductor. Esta investigación
tuvo como objetivo estudiar en bovinos sementales la asociación de la unión espermatozoide zona
pelucida del semen posdescongelado (PDC) como indicador de la calidad espermática y de
selección del toro semental. Para el estudio se obtuvo 70 muestras de semen por
electroeyaculación de toros reproductores de la raza criolla Sanmartinero ubicados en la región
de la Orinoquia Colombiana. Se determinaron variables espermáticas en semen fresco como
índice de calidad espermática (ICE) obtenido del producto de su concentración, motilidad,
viabilidad, morfología y producción de pajillas congelables (PPC), y en semen post descongelado
como UEZP y su relación con la motilidad, viabilidad, morfología, ICE, tasas de fertilidad InVitro
(FIV), El análisis de la información se realizó mediante estadística descriptiva y pruebas de
asociación. Los resultados indican para el semen posdescongelado promedios de motilidad de
38.8±5.5%, viabilidad de 57,9±6,14%, morfología de 78,3±4,35%, ICE de 0,54±0,18, PPC de
129,01±76,01, UEZP 20,8±5,68 epz/oocito, FIV 65,5±9,49%. Los niveles de asociaciones indican
para UEZP y ICE de semen PDC un r= 0,79 (p<0,05); para UEZP y ICE de semen fresco un r= 0,81
(p<0,001) y para UEZP y PPC r= 0,82 (p<0,001). Los resultados obtenidos señalan que la
determinación de la unión espermatozoide zona pelucida puede ser una alternativa de evaluación
de la calidad del semen postdescongelado y su respuesta podría ser un indicador indirecto de
selección de toros de mayor eficiencia reproductiva.
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Simposio:
Título:
Production of antimicrobial multifunctional synthetic peptides using rice seeds as biofactories
Autores:
Laura Montesinos1, Mireia Bundó2, Esther Badosa1, , Blanca San Segundo2, María Coca2, Emilio
Montesinos1
Centro de Trabajo:
1 Institute of Food and Agricultural Technology-CIDSAV-XaRTA, University of Girona, Girona
17071, Spain. 2 Centre for Research in Agricultural Genomics (CRAG), CSIC-IRTA-UAB-UB. Edifici
CRAG, Campus de la UAB, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain.
Email:
Palabras Clave:
Antimicrobial peptides (AMPs) are of great interest as therapeutic agents, biopreservatives in
cosmetics, materials and food; and substitutes of antibiotics in animal feed and in crop
protection. The rational design of AMPs may overcome limitations of natural AMPs by improving
their physicochemical and biological characteristics such as increased antimicrobial activity and
stability, and reduced toxicity against non-targeted organisms. In this context, a library of
synthetic linear undecapeptides named CECMEL11,was obtained by combinatorial chemistry, and
members of this library showed potent antibacterial and/or antifungal activities with low
cytotoxicity (haemolytic and phytotoxic activity) and moderate susceptibility to proteolytic
degradation. Some of these peptides were effective to control diseases caused by
phytopathogenic bacteria and fungi, or had cell penetrating properties in eukaryotic cells
suitable to deliver conjugated compounds intracellularly. However, their exploitation requires
the development of sustainable and feasible means of production. Production of AMPs in
plantsystems is a promising alternative to their chemical synthesis. To achieve the production of
CECMEL11 peptides using plant biofactories, synthetic analogs of the BP100 linear undecapeptide
were prepared to fulfil specific requirements for optimal accumulation in plants.. In this work,
the feasibility of using the rice seeds as biofactories is demonstrated by producing and
recovering a BP100 derivative, the BP178 antibacterial peptide (29 aa, 3.2 kDa). Transgenic rice
plants that efficiently expressed a synthetic gene encoding the BP178 peptide, was under the
control of endosperm-specific promoters (Glutelin B1, Glutelin B4 or Globulin 1) were obtained.
The transgenes were stably inherited for at least three generations.
The BP178 peptide was accumulated in protein bodies of the transgenic seed endosperm and
remained stable during long term storage of transgenic seeds. Interestingly, the peptide was
easily recovered from rice seeds using a simple procedure with a yield of 21 µg/g.The purified
peptide showed activity against the bacterial plant pathogen Dickeya sp. Moreover, the seeds
accumulating the peptide showed enhanced resistance not only to Dickeya sp., but also to the
fungal pathogen Fusarium verticillioides, supporting that the in planta produced peptide was
biologically active. The strategy developed in this work for the production of BP178 peptide using
rice seeds as biofactories represents a promising system for future applications of AMPs in plant
protection and possibly in other fields.
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Simposio:
Título:
Recuperación de Compuestos Fenólicos y Actividad Antioxidante de Extractos Fermentados de
Cáscara de Higo (Ficus carica L.)
Autores:
Buenrostro-Figueroa J, Velázquez M, Flores-Ortega O, Huerta-Ochoa S, Aguilar-González C,
Prado-Barragán LA
Centro de Trabajo:
Departamento de Biotecnología. Universidad Autónoma Metropolitana.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Polifenoles; Valorización de Residuos Agroindustriales; DPPH; Fermentación en Medio Sólido;
Box-Bhenken.
Comunicación:
El higo es un fruto que se consume fresco, seco, o industrializado. Durante su procesamiento se
descarta la cáscara generando un subproducto que se puede emplear en bioprocesos para la
obtención de compuestos con valor agregado. La biotransformación de residuos a través de la
fermentación en medio sólido (FMS) conlleva a la modificación enzimática de biomoléculas a
compuestos bioactivos, sin recurrir al uso de solventes orgánicos en la etapa extractiva. En este
trabajo se propone el uso de la FMS como pre-tratamiento de cáscaras de higo (CH) para
favorecer la extracción y recuperación de compuestos con valor agregado. Se utilizaron las cepas
Trichoderma sp., Rhizopus oryzae, Aspergillus niger HT4 y A. niger GH1. Las fermentaciones se
realizaron en reactores de charolas (60x15 mm) empacados con CH deshidratadas (0.85 mm)
como soporte y única fuente de carbono, a una humedad del 60 % con el medio Czapeck-Dox
modificado. Los reactores se incubaron a 30 °C durante 72 h. Se tomó muestra cada 12 h, los
extractos acuosos se filtraron y se determinó el contenido de fenólicos totales (CFT) por FolinCiocalteu y la actividad antioxidante (AA) por el método del radical 2,2-difenil-1-picrihidrazil
(DPPH). La máxima liberación de CFT y AA (477 y 53.78 mg de equivalentes de ácido gálico por
cada 100 g de CH seca (EAG/100 gCHs), respectivamente) se obtuvo con A. niger HT4 a las 36 h
de cultivo.
Una vez seleccionada la cepa, se planteó un diseño Box-Bhenken para determinar el efecto de las
variables del proceso (pH, temperatura, humedad, MgSO4, KCl, NaNO3, KH2PO4) sobre el CFT y
la AA, a 36 h de cultivo. Los factores que influyeron directamente sobre las variables de respuesta
fueron temperatura, humedad, NaNO2 y KCl. El mayor CFT y AA fue de 795 y 92.08 mgEAG/100
gCHs, respectivamente. Se obtuvo un incremento de hasta 4.19 y 8.05 veces el CFT y la AA en
extractos fermentados con A. niger HT4 a partir de CH, respecto a los valores iniciales. Lo anterior
confirma que la FMS es una alternativa para la valorización de residuos agroindustriales a través
de la recuperación de compuestos bioactivos.
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Póster: P_BA_01
Simposio:
Título:
Actividad bactericida de extractos de diferentes cepas de Bacillus sp
Autores:
Estrada Andrade Laura Fabiola, Sansinenea Royano Estibaliz, Juárez Rabanales Anacelia
Centro de Trabajo:
División Académica de Ciencias Básicas de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Actividad; metabolitos; bactericida
Comunicación:
En el presente trabajo de investigación, se efectuó un estudio sobre la actividad bactericida de
extractos de diferentes cepas de Bacillus sp. Para tal efecto, se efectuaron extracciones,
empleando matrices de amberlita de 20 cepas de B. cereus y B. thuringiensis, obteniendo por
cada 125 mL de cultivo una cantidad 0 y 2 mg/mL de cada uno de los extractos corroborando su
actividad bactericida.
El caldo Soya tripticaseína fue el medio que permitió mayor oportunidad de aislamiento de
metabolitos para la gran mayoría de las cepas estudiadas.
El análisis del perfil proteico de las cepas de B. thuringiensis con proteínas Cry, fue inexacto y
complejo, debido a que una gran variedad de proteínas presentaron rangos similares de pesos
moleculares, lo que impidió determinar con exactitud el tipo de proteína y por ende la
especificidad de la actividad insecticida de cada cepa analizada, por lo que se sugiere dar
continuidad con la realización de bioensayos que permitan conocer su toxicidad contra
lepidópteros, coleópteros o dípteros.
Se comprobó una excelente actividad bactericida en el 95% de los extractos analizados contra
bacterias tanto Gram positivas como Gram negativas, particularmente contra las especies de S.
marcescens y Sta. aureus, el 5% restante mostró mediana actividad contra E. coli, Klebsiella
pneumoniae y Salmonella sp.
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Póster: P_BA_02
Simposio:
Título:
Agricultural derivatives as substrates for the production of microbial hyaluronic acid
Autores:
Rodríguez Amado I., Vázquez J. A., Pastrana L., Teixeira J. A.
Centro de Trabajo:
Departamento de Química Analítica y Alimentaria, Universidad de Vigo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Polymer; agroindustrial by-product; fermentation; polysaccharide; biorefinery; hyaluronic acid
Comunicación:
Hyaluronic acid (HA) is a high molecular mass biopolymer composed of dymeric units of N- acetyl
glycosamine and glucuronic acid. HA is an attractive biomaterial for specific applications in the
cosmetic, pharmacological and medical sectors due to its interesting biological properties. HA
was traditionally recovered from terrestrial and marine animal sources but nowadays, the
microbial production by Streptococcus bacteria is being extensively investigated. Since
Streptococci have complex nutrient requirements on organic nitrogen, new low-cost nutritive
sources must be explored to increase the competitiveness of microbial HA production.
The utilization of renewable resources as raw materials for HA production it is being actively
explored. Alternative nutrient sources are mainly industrial by-products of animal origin but
vegetable wastes, like molasses and corn steep liquour (CSL), have been less explored to date.
Since HA production intended for cosmetic and pharmacological applications must be derived
from non-animal sources, these vegetable by-products are promising effluents due to its high
nutritional content.
Cultivation conditions however highly influence the production of microbial HA, but there is no
agreement on the effect of some of these parameters in the production of the polysaccharide. In
this work, we found optimal conditions for the culture of Streptococcus zooepidemicus in
synthetic medium in batch bioreactor at controlled pH, 500 rpm and aeration at 1 vvm. Low-cost
culture media formulated using CSL and/or sugarcane molasses, were tested for HA production by
S. zooepidemicus. We observed the use of molasses as carbon source in culture media containing
tryptone or CSL as nitrogen source, produced a strong inhibition in S. zooepidemicus growth
under optimized culture conditions. Culture medium containing glucose and CSL produced final
HA concentrations (3.48 g/L) comparable to that of synthetic medium (3.60 g/L), and higher than
those reported using animal-sourced agrifood wastes (1.51- 2.41 g/L). However, the use of CSL
delayed the HA production and so, further optimization is needed towards finding alternative
strategies for sustainable industrial HA production using this agricultural derivative.
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Póster: P_BA_03
Simposio:
Título:
Alfa-Enolasa: Marcador de respuesta inmune en etapas tempranas de alevines de trucha arcoíris
Autores:
Santana P, Álvarez C, Luna O, Guzmán F, Mercado L
Centro de Trabajo:
Pontificia Universidad Católica de valparaiso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
enolasa; trucha; respuesta inmune
Comunicación:
La enolasa es una enzima dimérica del metabolismo glicolítico responsable de catalizar la
conversión de 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato. Es conservada universalmente, encontrándose
ampliamente distribuida en arqueas, eubacterias y en eucariontes. En vertebrados superiores
existen 3 isoformas de enolasa tejido-específica que son la enolasa no neuronal o alfa (αenolasa), la enolasa específica del musculo o β-enolasa y la enolasa específica de neuronas o ɣenolasa, las cuales son codificadas por 3 genes diferentes. La enolasa no neuronal es un
homodímero y es la única isoforma encontrada en hígado. Esta enzima se ha caracterizado por ser
una enzima que participa en diferentes procesos biológicos tales como: respuesta a estrés,
receptor para plasminógeno y participar en la respuesta inmune. En peces, existe muy poca
información acerca de la relación que posee α-enolasa con la respuesta inmune, por lo que este
trabajo se centró en estudiar su expresión a nivel de transcrito y proteíco en líneas celulares y en
etapas temprana de desarrollo de trucha arcoíris. Para los análisis a nivel proteíco, se generaron
anticuerpos contra un péptido sintético derivado de α-enolasa y adicionalmente se realizaron
pruebas en la línea celular monocito/macrófago RTS11 y en alevines de 19 días post eclosión,
ambos estimulados y no estimulados con lipopolisacarido (LPS) durante 8 horas. Nuestros
resultados muestran que los anticuerpos generados contra alfa enolasa son capaces de detectar
tanto el péptido sintético como la molécula biológica en las células estimuladas con LPS. Los
ensayos realizados en alevines de 19 días, mostraron que el transcrito de alfa enolasa se
incrementa en respuesta a LPS y conjuntamente se detectó un aumento a nivel proteico en
músculo, riñón e hígado mediante microscopía de fluorescencia. Este trabajo presenta las
primeras evidencias de la participación de alfa enolasa en la respuesta inmune de teleósteos,
mostrando incrementar la expresión de su transcrito y proteína frente a PAMPs en etapas
tempranas del desarrollo de salmónidos.
Agradecimientos: Proyecto financiado por Fondecyt 1140797 y 1140926.
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Póster: P_BA_04
Simposio:
Título:
Assessment of the soil microbial communities after 20 years of TSS application on cereal crops.
Autores:
Aparicio-Tejo PM, Calleja-Cervantes ME, Villadas PJ, Irigoyen I, Fernández-González AJ,
Menéndez S, Fernández-López M
Centro de Trabajo:
Dpto. Ciencias del Medio Natural. Universidad Pública de Navarra
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
bacterial diversity;16S pyro tags; fertilization
Comunicación:
Mediterranean soils, which are carbonate-rich and low in organic matter, are prone to erosion
and important carbon losses due to seasonal changes associated with dry summers and rainy
winters. The use of thermophilic digested sewage sludge (TSS) in these agricultural systems, as
soil amendments, has been acknowledge as an interesting supplier of organic matter and
nutrients. The aim of this study was to assess the effect that, after 20 years, continuous annual
applications of TSS produce on the structure of the soil microbial communities from cereal crops.
These applications were conducted since 1992 with the treatments: a) 40 t ha-1; b) 80 t ha-1;
both applied annually; and c) 40 t ha-1 every 3 years. A mineral fertilization, applied annually,
and a control without fertilization were also assessed. The TSS doses were applied annually in
October, while the mineral is split, one around January and the other on March.
The structure of the microbial communities was studied by a metagenomics approach with 3
replicates by treatment. Amplicons of the V4-V5 hypervariable regions of the 16s rRNA gene were
pyrosequenced. A total of 282,442 reads were obtained, with an average of 9,415 reads per
replicate and coverage of the bacterial diversity higher than 85%. The OTUs (Operational
taxonomic units) detected were 9,744, with a minimum of 807 and a maximum of 1,762. The
difference between bacterial communities composition was analyzed through hierarchical
agglomerative clustering. It yielded that samples are grouped into two main statistically different
clusters. In one of the clusters, all the replicates from the 80 t ha-1 treatment are grouped
together. In the second cluster the rest, that is the mineral, control and the 40 t samples. Thus,
meaning that the main differences are from the 80 t ha-1 treatment. In this treatment, the
phylum Proteobacteria increased while the phylum Acidobacteria decreased. The other main
phyla detected were Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi and Verrucomicrobia. At the
genus level, Flavobacterium, Gaiella, Microlunatus and Steroidobacter had a statistically
significant increase, while genera Streptomyces, Arthrobacter, Terrimonas, Sphingomonas and
Nocardioides had the opposite trend with the application of 80 t ha-1.
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Póster: P_BA_05
Simposio:
Título:
Cambios en la producción de ácido salicílico y ácido jasmónico en plantas de papa (Solanum
tuberosum) como respuesta a la aplicación foliar de inductores bióticos y abióticos
Autores:
González Gallegos Esmeralda, Alcalá Laredo Elan, Arredondo Valdés Roberto, Hernández Castillo
Francisco
Centro de Trabajo:
Departamento de Parasitología Agrícola, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ácido salicílico; Ácido jasmónico; Bacillus spp.; Pseudomonas fluorescens.
Comunicación:
Una alternativa al uso de fungicidas químicos es potenciar mediante la estimulación apropiada la
respuesta defensiva natural de las plantas, fenómeno conocido como inducción de resistencia. El
objetivo del presente estudio fue determinar el incremento en los niveles endógenos de ácido
salicílico (AS) y ácido jasmónico (AJ) en plantas de papa como respuesta a la aplicación foliar de
inductores bióticos y abióticos. Los tratamientos aplicados consistieron en: T1=Best Ultra F
(esporas de Bacillus spp. 108 ufc/mL y Pseudomonas fluorescens 108ufc/mL) a una concentración
de 0.5%, T2=FullKover HF (solución acuosa de ácido jasmónico de origen microbiano a 1500 ppm)
al 0.2%, T3= mezcla del T1 al 0.5% + T2 al 0.1% (productos proporcionados por la empresa
GreenCorp Biorganiks de México S.A. de C.V.); T4=Milor® (Clorotalonil + Metalaxil) al 0.5% y el
T5= testigo absoluto (agua). Se indujo el aumento de AS y AJ con la aplicación de inductores
bióticos y abióticos. La máxima concentración de AS se logró con la aplicación de Bacillus spp. y
Pseudomonas fluorescens (T1) alcanzando 114.02 µg/g de peso seco (469% más que el testigo
absoluto) a las 3 horas. Ambos tipos de inductores (bióticos y abióticos) estimularon la producción
de AJ, mientras que en las plantas testigo (T5) no se detectaron niveles de AJ. Con el inductor
abiótico (T4= fungicida químico) la mayor cantidad de AJ se obtuvo en la primera hora con
1572.18 µg/g de peso seco; mientras que con los inductores bióticos la máxima concentración se
logró a las 6 horas alcanzando 833.32 µg/g de peso seco con el producto FullKover (T2).
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Póster: P_BA_06
Simposio:
Título:
Caracterización de la fracción proteica de ensilados biológicos de residuos de Micropogonias
furnieri
Autores:
Fernandez Herrero A, Vittone M, Salomone A
Centro de Trabajo:
INIDEP
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ensilado biológico; Índice de aminoácidos esenciales; Índice de Eficiencia Proteica; Grado de
hidrólisis
Comunicación:
Se elaboraron ensilados biológicos (A y B) a partir de residuos de corvina rubia (Micropogonias
furnieri) utilizando dos proporciones de sustrato/inóculo; se caracterizó la fracción proteica a fin
de estimar su valor nutritivo como potencial insumo en la formulación de dietas para animales de
cría (ej. rumiantes en lactación). Se utilizó sacarosa: 10 % y yogur, 5 % (A) y 10 % (B). El proceso
se realizó a 29ºC durante 30 días. El pH se estabilizó a los 7 días en 4,5. La composición proximal
(en base húmeda) de la materia prima (MP) fue: proteína 16,84 %; ceniza 6,65 %; extracto etéreo
3,62 % y humedad 74,08 %. El contenido de proteína (11,79 – 11,76 %), ceniza (3,77 – 3,94 %);
extracto etéreo (2,77 – 3,05 %) y humedad (72,01 – 71,22 %) en los ensilados A y B
respectivamente. Los Índices de aminoácidos esenciales revelaron al triptófano como el
aminoácido limitante, seguido por la fenilalanina, mientras que el resto de los aminoácidos están
presentes en cantidades suficientes o superior al valor requerido. Los Índices de eficiencia
proteica se estimaron de acuerdo a Alsmeyer et al. (1974) y Lee et al. (1978); los valores variaron
entre 2,72 - 5,34 (A) y 3,10 – 5,60 (B), los cuales son similares o mayores a la harina de pescado
(2,68 - 3,02). En ambos ensilados, al día 30 desaparecen las bandas proteicas más pesadas y
prevalecen péptidos menores a 10 kDa. El Grado de hidrólisis proteica, en ambos ensilados fue
cercano al 20%. Al igual que la harina de pescado, los ensilados pueden considerarse como una
excelente fuente de proteína by-pass en rumiantes. Estos resultados indican que, ambos
ensilados biológicos obtenidos por fermentación láctica, tienen un buen potencial como
suplemento proteico en rumiantes; siendo suficiente el uso de 10% de sacarosa y 5% de yogur para
obtener el ensilado biológico. Su utilización redunda en grandes ventajas tanto para la industria
ganadera como para la pesquera, estimulando una asociación simbiótica donde la primera
obtiene una fuente proteica de alta calidad y la segunda resuelve un problema de disposición de
residuos orgánicos.
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Póster: P_BA_07
Simposio:
Título:
Centro de Investigación en Biotecnología del Instituto Tecnológico de Costa Rica: impulsor del
desarrollo biotecnológico en el país
Autores:
Rojas-Chaves M, Chacón-Cerdas R, Rosales-Alvarez C
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación en Biotecnología, Instituto Tecnológico de Costa Rica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biotecnología; sociedad; investigación
Comunicación:
El Centro de Investigación en Biotecnología (CIB) del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC)
fue creado el 10 de marzo del 1994 y está adscrito a la Escuela de Biología de esta universidad
pública, conjuntamente con la Carrera de Ingeniería en Biotecnología (IBio)
Tiene como visión ser un centro de investigación y transferencia que utiliza la biotecnología para
el mejoramiento de la calidad de vida. Y su misión es desarrollar investigación y ofrecer
soluciones biotecnológicas pertinentes y de excelencia a través del trabajo multidisciplinario
comprometido con la sociedad. Esto ha posibilitado el desarrollo de tres áreas de trabajo:
Biotecnología Vegetal, Ambiental y Aplicaciones Biomédicas en función de las necesidades de la
sociedad costarricense. Internamente hay una transversalidad para utilizar biología molecular,
ecología, bioquímica, bioinformática y bioprocesos. Colectivamente con otros grupos del TEC, se
investiga en nanotecnología, microscopía electrónica y física de plasma. A la fecha se cuenta 34
investigadores con dedicación parcial, y dedicados asimismo a la docencia de IBio. En los últimos
5 años se han ejecutado 125 proyectos, en sus áreas principales de acción, los utilizan entre
otros, cultivos celulares para la búsqueda de compuestos bioactivos mediante producción
escalonada; análisis molecular de microorganismos, virus y plantas; así como investigaciones
relacionadas con la generación de bioenergías utilizando cultivos no alimenticios y de microalgas.
Asimismo se ha laborado para la evaluación de biocontroladores de diferentes organismos
patógenos en la agricultura. Además en el área biomédica se han implementado técnicas para el
cultivo de piel humana, producción de biomateriales y proteínas de interés biomédico, así como
el establecimiento de bancos de tejidos. Estas técnicas biomédicas han permitido establecer
plataformas para la realización de bioensayos a nivel celular y molecular para evaluar la
actividad de compuestos de origen vegetal.
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Póster: P_BA_08
Simposio:
Título:
Cuantificación de la actividad proteica, peroxidasa y fenilalanina amonio liasa, en el cultivo de
papa, mediante la aplicación de consorcios bacterianos para control de fusarium y rhizoctonia.
Autores:
Hernández Castillo Francisco, Arredondo Valdés Roberto, Laredo Alcalá Elan, Gonzáles Gallegos
Esmeralda, Castro del Angel Epifanio
Centro de Trabajo:
Departamento de Parasitología, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Podredumbre; costa negra; consorcio bacteriano; papa; inductores; resistencia
Comunicación:
La papa es el cultivo alimentario más importante en el mundo después del arroz y el trigo; una de
las mayores limitantes en la producción de la planta corresponde a enfermedades causadas por
hongos de suelo como, la podredumbre seca por Fusarium, que afecta a tubérculos almacenados
y semillas después de la siembra. Por otro lado, la costra negra de la papa es causada por el
hongo Rhizoctonia solani, este hongo afecta las partes subterráneas de la planta durante toda la
temporada de crecimiento. En años recientes, se ha enfocado la atención al empleo de productos
naturales como sustitutos de herbicidas y pesticidas quimicos, debido a los beneficios económicos
y ecológicos que estos presentan. Dentro de los productos naturales que se usan actualmente
encontramos los inductores de resistencia (IR), los cuales poseen la habilidad de estimular
mecanismos enzimáticos o inhibidores de defensa en plantas. El objetivo de este estudio se
enfoca en analizar el rol de las proteínas, peroxidasa (POD) y fenilalanina amonio liasa (PAL), en
inducir resistencia en la planta de papa frente a la infección de un patógeno, mediante la
aplicación de consorcios bacterianos, formulados y provistos por la empresa Biofertilizantes
Mexicanos, S.A. de C.V, analizando la actividad enzimática a diferentes tiempos de aplicación de
dicho consorcio ( 6 h, 12 h, 24 h). La resistencia que se presentó en este estudio se correlaciona
con un alto índice de actividad de la POD y la PAL así como también al incremento de las
proteínas dentro de proceso. Esto demuestra que la PAL, POD y las proteínas juegan un rol
importante en la resistencia del cultivo de papa frente a la infección de Fusarium y Rhizoctonia
solani.
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Póster: P_BA_09
Simposio:
Título:
Dinámica de los miR156 Y miR172 involucrados en el florecimiento de Jatropha curcas L.
Autores:
Salvador-Figueroa M, Sánchez-Gutiérrez A, Ovando-Medina I, Adriano-Anaya L, Vázquez-Ovando A
Centro de Trabajo:
Instituto de Biociencias. Universidad Autónoma de Chiapas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
florecimiento; miRNAs; J.curcas; aceite
Comunicación:
Jatropha curcas L. acumula aceite en sus semillas útil para la producción de biocombustibles y
biolubricantes. El cultivo comercial de esta planta enfrenta diversos obstáculos por el escaso
conocimiento sobre su fisiología y fenología. El florecimiento es un proceso influenciado por
diversos factores. Han reportado a ARF, PPR y DRE/CRT como posibles blancos de los miR156 a, b
y c. Se desconoce si los genes blanco del miR156 están involucrados en la transición vegetativoreproductivo. El objetivo del presente trabajo fue determinar la dinámica de los miR172 y miR156
durante la transición vegetativo-reproductivo de J. curcas L. Se emplearon plantas de la accesión
MAP-08. Meristemos y hojas maduras fueron muestreados mensualmente durante el período
vegetativo y semanalmente en el florecimiento. Después de extraer los miRNAs se adenilaron, se
obtuvieron los cDNAs y se amplificaron. Todos los miRNAs de la familia miR172 en hojas y en
meristemos, mostraron expresión fluctuante y el mayor nivel se alcanzó al momento de la
transición vegetativo-reproductivo. La expresión de los miR156 mostró dos picos, uno en las
primeras etapas de la fase vegetativa y el otro al inicio de la fase reproductiva. En los miR156 de
meristemos el pico de expresión al inicio de la fase reproductiva fue más pronunciado; en hoja
fue mayor en la fase vegetativa. En estado reproductivo, la expresión relativa del miR172abc-3p,
miR172abc-5p, miR172d-3p y miR172d-5p del meristemo fue 4.55, 0.53, 0.04 y 0.25 veces,
respecto a la hoja. En vegetativo la expresión relativa del miR156-5p y miR156-3p en el
meristemo fue 0.22 y 0.92 veces respecto a la hoja y en reproductivo de 1.06 y 4.76 veces. Se
plantean tres posibles explicaciones : A) ambos miRNAs se generan en meristemos y hojas de
manera independiente, y al momento de la transición floral aumentan su expresión; B) los
miRNAs se generan en las hojas y viajan hacia los meristemos donde se acumulan y C) ambos
miRNAs se sintetizan tanto en hojas como en meristemos y los primeros viajan hacia los
meristemos para dar paso a la transición floral.
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Póster: P_BA_11
Simposio:
Título:
Diversidade genética em progênies de Genipa americana L. por meio de marcadores
microssatélites
Autores:
Freitas de Vasconcelos Melo Marília, Cesar Rossini Bruno, Luiz Marino Celso, Veruska Cruz da Silva
Ana, Magno Sebbenn Alexandre, Luis Teixeira de Moraes Mario
Centro de Trabajo:
Universidade Estadual PAulista
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biologia molecular; conservação; melhoramento
Comunicación:
G. americana é uma espécie frutífera tropical, que tem despertado interesse para a pesquisa
devido à sua importância ecológica, social e econômica. No entanto, com a expansão das
fronteiras agrícolas, o número de indivíduos em populações naturais tem diminuído
gradativamente, o que gera redução da base genética ou até mesmo a extinção da mesma.
Estudos sobre ecologia e genética de populações são fundamentais para entender os efeitos da
fragmentação sobre espécies florestais. O presente trabalho foi desenvolvido como o objetivo de
estimar parâmetros de diversidade genética em teste de progênies de Genipa americana L. As
coletas foram realizadas em um Banco Ativo de Germoplasma, numa área de transição entre a
Mata Atlântica, representada pela Floresta Estacional Semidecidual e o Cerrado, no município de
Rosana, São Paulo, Brasil. Tecidos foliares foram coletados de 30 árvores matrizes e um mínimo
de 14 e um máximo de 24 plantas/progênie, totalizando 584 amostras. Utilizou-se sete locos
microssatélites desenvolvidos para a espécie e as análises estatísticas foram realizadas pelo
programa FSTAT. Como cada planta dentro de progênie recebeu pelo menos um dos alelos
maternos, o índice de fixação para a média da população e progênies (F) teve seu valor estimado
por F=1-(Ho/He). O número total de alelos (k) foi 77, variando de 8 a 13 alelos/loco. A
heterozigosidade observada (Ho=0,822) foi maior que a heterozigosidade esperada (He=0,731),
pelo Equilíbrio de Hardy-Weinberg. O índice de fixação (F) foi negativo (-0,123), o que indica
excesso de heterozigotos na população. Assim, fica evidenciada a alta diversidade genética da
população. Os resultados podem ser utilizados para recomendação de indivíduos para coleta de
sementes, bem como para gestão desses recursos genéticos e futuros programas de
melhoramento da espécie.
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Póster: P_BA_12
Simposio:
Título:
Efecto de factores ambientales en la estabilidad de la actividad antimicrobiana de la proteína
marina P-80 de Pseudoalteromonas sp.
Autores:
López-Alcántara Ruth, Bautista Jorge, Monteón Víctor
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Campeche
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
bacteria marina; proteína antimicrobiana; Pseudoalteromonas sp
Comunicación:
Numerosos trabajos han dado cuenta de la existencia de géneros bacterianos marinos, entre ellas
Pseudoalteromonas, que producen sustancias bioactivas como: antibióticos, antitumorales,
enzimas, etc. Sin embargo, la caracterización química, farmacológica y ventaja clínica de ciertas
biomoléculas, solo hasta hace pocos años son objeto de estudio.
En el caso de proteínas con potencial uso farmacéutico es necesario mantener estable sus
propiedades y características de bioactividad después de someterla a distintas condiciones
experimentales.
En este trabajo, se realizaron estudios de la estabilidad de la actividad antimicrobiana de una
proteína (P-80) de Pseudoalteromonas sp. quien inhibe el crecimiento de S. aureus resistente a
meticilina.
La proteína se purificó por cromatografía de exclusión molecular e intercambio iónico (evaluando
en cada etapa actividad contra S. aureus). La estabilidad de su actividad antimicrobiana se
evaluó en presencia de inhibidores TLCK, EDTA, PMSF, DTT, Hg, Cisteína, E-64, PEPS, IT; de iones
Zn, Fe, Mg, Ca, Cu, Mn o Co; pH (6.0, 7.0, 7.5, 8.0, 9.2) o temperaturas (100, 70, 50, 25, 8, -20 y
-70) oC.
Los resultados mostraron que ninguno de los inhibidores tuvo efecto sobre su actividad
antimicrobiana, descartando actividad de proteasa como posible mecanismo de acción. Asimismo,
se observó máxima actividad antimicrobiana a temperatura de 50 oC y pH 8.0, pero retienen el
80% de ella en los intervalos de pH de 7.0 a 8.0 y temperatura de -70 a 50 ºC. De acuerdo al
criterio para proteínas biofarmacéutica se consideran estables cuando no hay disminución
máxima del 15 % de su actividad por efecto de cambios en factores ambientales.
Por otro lado, los iones probados no tuvieron efecto sobre la actividad de la proteína, excepto el
magnesio que estimuló aproximadamente 20 % la actividad, sugiriendo probablemente que el
Mg2+ tiene un papel estructural en la proteína.
La proteína antimicrobiana mostró características adecuadas de estabilidad de su actividad frente
a los factores evaluados de temperatura, pH inhibidores y iones.
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Póster: P_BA_13
Simposio:
Título:
Efecto de formulaciones biotecnológicas para el manejo de la enfermedad de Huanglongbing
(HLB) en árboles de limón mexicano
Autores:
Machuca López Zeiby, Méndez Lozano Jesús, Santos Cervantes María, Rodríguez Negrete Edgar,
San Martín Matheis Héctor, Tucuch Cauich Martín, Leyva López Norma
Centro de Trabajo:
Instituto Politécnico Nacional, El Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo
Integral Regional. (CIIDIR UNIDAD SINALOA)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Huanglongbing; Candidatus Liberibacter spp; Candidatus phytoplasma spp; PCR
Comunicación:
El Huanglongbing (HLB), la enfermedad más destructiva que afecta a la citricultura mundial, se
ha asociado a Candidatus Liberibacter spp. y Candidatus phytoplasma spp. A la fecha ninguna
estrategia de manejo de la enfermedad ha sido eficiente. El HLB se detectó en México en el 2009
y se ha dispersado a 18 de los 28 estados productores de cítricos. Su impacto económico en
México ha sido devastador, provocando una disminución en la producción de limón mexicano de
un 58% en huertos con HLB. En México, el programa de manejo del HLB se limita al control
químico del vector, la eliminación de árboles infectados y al uso de plantas de vivero
certificadas. En este estudio, se evaluó la efectividad de tres formulaciones biotecnológicas
elaboradas a base de agentes antimicrobianos, extractos de plantas e inductores de resistencia
para el manejo de la enfermedad del Huanglongbing asociada a Ca. Liberibacter asiaticus (CLas)
en árboles de limón mexicano en campo abierto en Tecomán Colima. Las bio-formulaciones (FB)
fueron aplicados (foliar y al suelo) mensualmente por 12 meses. El título de CLas fue cuantificado
por nested TaqMan® PCR. También se cuantificaron cambios en el metabolismo de carbohidratos
(almidón, sacarosa, fructosa, glucosa y azúcares solubles totales y reductores). Donde se pudo
observar que las formulaciones FB-1 y FB-3 lograron limitar o disminuir el progreso de la
enfermedad del HLB en árboles de limón mexicano, sugiriendo que estas formulaciones pudieran
ser una alternativa viable para el manejo de la enfermedad del HLB.
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Póster: P_BA_14
Simposio:
Título:
El tomate hereda la resistencia inducida por Trichoderma atroviride frente al nematodo
Meloidogyne javanica
Autores:
Rubio Pérez MB, Medeiros HA, de Araújo Filho JV, de Freitas LG, Castillo P, Hermosa R, Monte E
Centro de Trabajo:
Instituto Hispano-Luso de Investigaciones Agrarias (CIALE). Universidad de Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
nematodos formadores de agallas; biocontrol; inducción de resistencia; heredabilidad; priming
Comunicación:
Los nematodos formadores de agallas en raíz (RKN) son endoparásitos sedentarios capaces de
atacar casi todas las especies de plantas vasculares, llegando a ser una de las enfermedades de
plantas cultivadas más importante a nivel mundial. Algunas especies de Trichoderma han
demostrado potencial de biocontrol frente a hongos y oomicetos fitopatógenos, e incluso frente a
nematodos, incluyendo estados juveniles de RKN y la eclosión de huevos. Nosotros hemos llevado
a cabo ensayos in vivo, bajo condiciones de invernadero, empleando un modelo de separación de
raíces de tomate con objeto de estudiar la habilidad del agente de biocontrol Trichoderma
atroviride (Ta) cepa T11 para inducir resistencia frente al RKN Meloidogyne javanica (Mj) en la
planta. Se monitorizó, a tiempos cortos, la expresión de genes marcadores de defensa en planta
como los que codifican una proteína relacionada con patogenicidad (PR1), una lipoxigenasa
(LOX1), una peroxidasa de pared celular involucrada en lignificación (TPX1), una NADPH oxidasa
(LERBOH1) o una chalcona sintasa (LECHS2). Se estimó el número de nematodos en las raíces y su
estado de desarrollo, y también se exploró si la resistencia inducida por T11 en tomate se
transmitía a la siguiente generación. Los resultados indicaron que las respuestas defensivas
causadas por Ta frente a Mj en tomate ocurrían vía señalización de la ruta del ácido salicílico,
con producción de lignina, especies de oxígeno reactivas y fitoalexinas. Todos estos factores
tendrían efecto en la migración y en el establecimiento de los sitios de alimentación del
nematodo, resultando en un control de los estados juveniles de Mj y reduciendo el número de
agallas en la raíz de tomate. Interesantemente, se observó como esa resistencia inducida por Ta
también estaba presente en plantas de una generación posterior (progenie F1), en las que se
observaba, en ausencia del antagonista, una activación de las mismas rutas defensivas que en su
parental (F0).
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Póster: P_BA_15
Simposio:
Título:
Enzymatic activity changes of polyphenol oxidase associated with postharvest browning in
avocado fruit (Persea americana Mill.) from the Northwest of Mexico
Autores:
Higuera Rubio Jesús, Ibarra Laclette Enrique, Cruz Mendívil Abraham, Calderón Vázquez Carlos
Centro de Trabajo:
Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo
Integral Regional (CIIDIR Unidad Sinaloa).
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Enzymatic Browning; Polyphenol oxidase (PPO); Enzymatic activity
Comunicación:
Avocado is a very popular fruit in Mexican diet because of its delicate flavor, and its nutritional
components that provide benefits to health. The avocado industry in Mexico is based mainly on
variety Hass production; nevertheless, this genotype is highly susceptible to browning, a
physiological disorder mediated by polyphenol oxidase (PPO) activity that affects the
organoleptic properties and limits its shelf life and marketability. There are avocado genotypes in
the Northwest of Mexico with a lower browning rate compared to Hass; however, the biochemical
mechanisms associated with this trait are still unknown. The aim of the present work was to
characterize PPO activity in nine avocado genotypes and to determine its relation with the
browning disorder. Fruit pulp was homogenized and placed on glass containers (3.5 cm x 0.5 cm).
Samples were exposed to fluorescent lamps (36 W intensity) during 90 minutes to accelerate the
process of browning. A computer vision system was used to evaluate the browning index by
monitoring the values of CIE L*a*b* every 15 minutes, between 9 genotypes analyzed were
observed significant differences in the browning, were identified the genotypes with L* values
between 70-40 % browning index respect to hass. At the same time, protein extracts were
obtained and the enzymatic activity of PPO was evaluated. PPO activity was kept up between the
times analyzed of every genotype, however PPO activity differences be observed between
genotypes analyzed (p < 0.05), showing a positive relation between PPO activities and browning
index. In conclusion, there are avocado genotypes in the Northwest of Mexico that showed a
lower susceptibility to enzymatic browning compared to ‘Hass’, which could be associated with a
reduction of PPO activity levels. These avocado genotypes could be attractive for industrial
processing, and also as valuable genetic resources for breeding programs.
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Simposio:
Título:
Establecimiento de protocolo para la induccion de embriogénesis somática indirecta en ajo joo
Autores:
Jimenez Bonilla Vilma , Watson Willian , Brenes Madriz Jaime
Centro de Trabajo:
Centro de Investigación de Biotecnología ( CIB )
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ajo criollo; embriogénesis indirecta; callogénesis; embrión somático; respuesta embriogénica;
desdiferenciación; diferenciación
Comunicación:
El ajo (Allium sativum) presenta propiedades medicinales y culinarias, que lo hace un cultivo con
alta demanda en nuestro país y en el resto del mundo. En Costa Rica se encuentra un material
criollo, muy apreciado por el consumidor nacional por sus cualidades organolépticas, como sabor
y olor. La presencia de problemas fitosanitarios, aunado a problemas en cuanto al número y
tamaño de dientes, variabilidad del diámetro del bulbo y la escases de semilla de calidad hacen
que la producción sea baja. Al considerarse una especie apomixica, sería de gran utilidad el uso
de la embriogénesis somática para producir material de ajo de forma clonal y masiva. El objetivo
de esta investigación fue desarrollar embriones somáticos por la vía indirecta y regenerar
plántulas libres de virus y otros patógenos, para posteriormente ser utilizadas como método de
propagación. El explante utilizado para la inducción de callogénesis fue el meristemo radical. El
medio de cultivo que presentó el mayor desarrollo de callo y posteriormente mayor desarrollo
embriogénico fue el Murashige & Skoog, sacarosa al 3% y pH 5.7, suplementado con, ácido
naftalenacético (ANA), bencil amino purina (BAP) y ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D). Los
callos obtenidos en este medio fueron transferidos a un medio de proliferación de callo por un
mes, el cual contenía 1mg/L BAP y 0,25mg/L 2.4-D, posteriormente los callos fueron
subcultivados en un medio de maduración embriogénica que contenía 0.5mg/L de AG3 y
finalmente se transfirieron al medio de germinación que contenía 0,5 mg/L de BAP.
Palabras clave: Ajo criollo, embriogénesis indirecta, callogénesis, embrión somático, respuesta
embriogénica, desdiferenciación, diferenciación
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Póster: P_BA_18
Simposio:
Título:
Evaluación citotoxica y genotóxica de células en suspensión de Borojoa patinoi
Autores:
Martínez Mira Anny Daniela, Hoyos Sanchez Rodrigo, Orozco Sanchez Fernando
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia (sede Medellin)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Borojoa patinoi; cultivo de células vegetales; citotoxicidad; cancer
Comunicación:
El Borojó (Boroja patinoi Cuatrec) es una especie arbórea originaria del bosque húmedo tropical
del Pacífico de Panamá y el occidente de Colombia. El fruto es reconocido por su gran valor
nutritivo, debido principalmente al alto contenido de carbohidratos, minerales, vitamina C y
aminoácidos esenciales. Las comunidades indígenas lo usan tradicionalmente por sus propiedades
medicinales en la cicatrización de heridas, problemas pulmonares, control de hipertensión y
niveles de azúcar en la sangre. Sin embargo, su estudio se ha visto restringido, debido
principalmente a que B. patinoi es una especie dióica, con arboles no productores de frutos y las
exigentes condiciones ambientales que se requieren para su cultivo. Buscando independencia de
dichos factores, se estableció un cultivo in vitro de células en suspensión de B. patinoi.
Actualmente se evaluan diferentes condiciones de operación a nivel de matraz-Erlenmeyer que
favorezcan el crecimiento de biomasa, tales como medio de cultivo, tipo de tapon y pH.
Estudios fitoquimico de un extracto crudo de células de B. patinoi reportaron la presencia de
lactonas sesquiterpénicas; metabolitos reconocidos por su amplio espectro de actividades
biológicas como antiinflamatoria, antitumoral, citotóxica, antibacterial, antimalaria y actividad
neurotóxica. En este sentido se realizaron ensayos con extractos en diclorometano de células de
B. patinoi, los cuales mostraron actividad citotóxica sobre la línea celular cancerosa Jurkat, a
diferencia de la baja actividad que presentaron sobre una linea celular no transformada CHO-K1.
Por otro lado, estos mismos extractos presentaron actividad antimicrobiana sobre bacterias Gram
positivas.
Por lo anterior, es imprescindible la caracterización de las suspensiones celulares en diferentes
condiciones de matraz Erlenmeyer en función de la actividad citotóxica de extractos crudos
células en suspensión de B. patinoi obtenidos con solventes organicos de diferente polaridad
sobre líneas celulares transformadas y no transformadas, de tal manera que se establezcan las
condiciones del cultivo in vitro que permitan mejorar las propiedades citotóxicas de los extractos
con actividad biológica.
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Póster: P_BA_19
Simposio:
Título:
Evaluación de la germinación de tres variedades de Jatropha curcas con y sin ataque de insecto.
Autores:
Sierra García Azucena, Gónzalez Flores Martín, Cervera Backhauss Elsa
Centro de Trabajo:
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
variedad;germinación;Jatropha curcas
Comunicación:
Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae) es un árbol de múltiples propósitos desde la obtención de
biodiesel, aceite dieléctrico, medicinales, restauración, agroforestal, etc. En México está
distribuido en varios estados de la república y el interés en ella se debe principalmente por ser
una alternativa para zonas rurales debido a su potencial en la obtención de biodiesel. A
diferencia de otros países México por su riqueza genética en J. curcas dispone del potencial para
la creación de variedades con características agronómicas sobresalientes y de alta calidad de
aceite para la obtención de biodiesel, lo que da pauta para alcanzar en mediano y largo plazo la
competitividad en el mercado (Zamarripa, 2011). En este trabajo se evaluó el efecto del ataque
de un insecto en las semillas de las tres variedades tóxicas de Jatropha curcas (La Gran Victoria,
Don Rafael, y Doña Aurelia) desarrolladas por el INIFAP, y su germinación en un periodo de 8 días
evaluando la velocidad de germinación por variedad. Se utilizaron 20 semillas de cada variedad
(10 semillas atacadas con el insecto, 10 sin ataque), con 10 repeticiones. Se colocaron con una
charola de germinación a 30° C. Utilizando como sustrato papel esterilizado. Las semillas fueron
regadas con agua destilada diariamente para mantener húmedo el sustrato.
En caso de la germinación las semillas comenzaron a germinar al tercer día. La variedad de mayor
porcentaje de germinación fue la Doña Aurelia con un 55% sin ataque de insecto, y 10% con
ataque de insecto, seguida de la Gran victoria con ataque de insecto con un porcentaje del 55%.Y
Don Rafael con un 20% con ataque de insecto, 15% sin ataque de insecto. El análisis de varianza
mostró que no existe efecto directo sobre la germinación y el bajo porcentaje puede deberse a
otros factores como semillas vanas o podridas.
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Póster: P_BA_20
Simposio:
Título:
Evaluación de malaria aviar en un gradiente longitudinal en bosque seco del Ecuador.
Autores:
Spencer L, Tellkamp M, Arcos M, Cabada D, Ceballos J, Aldaz MA, Anchali S
Centro de Trabajo:
Universidad de Yachay Tech
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Malaria; aves; vegetación xerofítica
Comunicación:
La malaria es causada por un parásito protozoario del género Plasmodium y considerando que
Plasmodium es específico para cada especie en vertebrados. Tomando en cuenta los cambios de
temperatura en el clima por causa del calentamiento global, muchas de las enfermedades
transmitidas por insectos vectores como en la malaria se han desplazado a mayores altitudes
donde antes no existían. En este trabajo hemos estudiado la presencia de malaria en la región
Norte-Central en el Cantón de Urcuquí en Ecuador, capturando las aves con redes de Neblina
desde los 1300 hasta 2306 metros y tomando extendidos de sangre y tiñéndolos con Giemsa para
determinar la parasitemia. Luego, confirmamos por inmunofluorescencia con sueros hiperinmunes de ratón BALB/c infectados con P. berghei la presencia del Plasmodium. Nuestros
resultados muestran que hay infestación en aves desde 33 a un 100%, lo cual nos permitió evaluar
la potencialidad del establecimiento de la malaria humana en la zona, ya que aunque los vectores
son diferentes entre la malaria aviar y la humana, podemos usar la presencia de la malaria aviar
como sensor indirecto del posible establecimiento de la humana.
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Póster: P_BA_21
Simposio:
Título:
Genomic analysis of Bacillus sp. strain B25, a biocontrol agent of maize pathogen Fusarium
verticillioides
Autores:
Douriet Gámez Nadia, Bloom Jochen, Ibarra Laclette Enrique, Maldonado Mendoza Ignacio,
Calderón Vázquez Carlos
Centro de Trabajo:
Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo
Integral Regional Unidad Sinaloa (CIIDIR-IPN Unidad Sinaloa)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bacillus; biocontrol; genomics; sequencing
Comunicación:
Bacillus sp. strain B25 is a gram-positive, spore-forming bacteria related to the Bacillus cereus
group, that and shows effectiveness as a biocontrol agent against the phytopathogenic fungus
Fusarium verticillioides (Fv), the causal agent of the ear, stalk and root rot of maize, both in
vitro confrontations and on field trials. Further in vitro assays have shown that B25 has protease,
glucanase and chitinase activities and it is also able to produce siderophores. Specific
mechanisms by which B25 controls Fv are still unknown. In order to determine the genetic traits
involved in the bacterial defense, the genome sequence of B25 was obtained by assembling
paired-end Illumina reads. A chromosome of 5,110,703 bp, composed by 5,251 gene-coding
proteins was analyzed. We also describe a genomic comparison between B25 with five Bacillus
spp. strains, Pseudomonas and Serratia, all with antifungal activity. As expected B25 genome
contains genes involved in production of chitinases, glycoside hydrolases and lipases.
Furthermore, a complete mechanism for the biosynthesis and transport of siderophores that
include bacillibactin and petrobactin and other enzymes involved in iron transport have been
identified in B25. A complete system for biofilm production was also observed that could be
involved in root colonization and defense. The data here reported demonstrated that B25 has the
necessary genes involved in a wide variety of mechanisms for controlling the growth of
phytopathogenic fungus. This report is the first comprehensive comparative genome analysis
between strains belonging to this taxonomic group and biocontrol agents of Fusarium. This work
is the starting point for further studies on gene expression of B25 during their interaction with Fv.
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Póster: P_BA_22
Simposio:
Título:
Identificación y caracterización de una levadura con actividad antagonista frente a Botrytis
cinerea
Autores:
González Esparza A, Gentina Morales J, Muñoz Fariña O, Soto Cartes A
Centro de Trabajo:
Universidad Austral de Chile - Universidad Católica de Valparaíso - Universidad Técnica Federico
Santa María
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Identificación; caracterización; Rhodotorula mucilaginosa; actividad antagonista; Botrytis cinerea
Comunicación:
Las levaduras son microorganismos que han sido investigados para el control biológico de diversos
fitopatógenos. En Chile, cultivos vegetales de interés económico y comercial se ven afectados por
la enfermedad de la pudrición gris provocada por un hongo patógeno Botrytis cinerea. Es así que,
en este estudio se identificó, caracterizó y evalúo la actividad antagonista frente a B. cinerea de
una levadura aislada desde la superficie del fruto de la Murta (Ugni molinae Turcz) proveniente
de la localidad de Curanilahue (VIII Región, Chile), con la idea de generar un producto
biocontrolador deshidratado por secado spray. La identificación de la levadura como Rhodotorula
mucilaginosa se efectúo mediante la secuenciación de la región ITS1-5,8s RNAr-ITS2 por Macrogen
– Korea y la comparación de la secuencia de nucleótidos con la base de datos de NCBI usando el
programa BLAST. La actividad antagonista frente a B. cinerea se desarrolló mediante una
evaluación in-vitro en agar papa dextrosa, que mide la expansión lineal de la levadura
antagonista frente al fitopatógeno, alcanzándose 1,5 cm en los 5 días de incubación a 25°C. Para
la caracterización de las condiciones y del comportamiento cinético se llevaron a cabo cultivos de
R. mucilaginosa en un medio complejo YPD (extracto de levadura, peptona y dextrosa) por 48
horas. Así, se realizaron cultivos a diferentes pH y temperaturas determinándose que los valores
óptimos son pH 6 y 30°C. También, a estas condiciones se establecieron parámetros cinéticos en
cultivos de 48 horas, resultando la velocidad específica de crecimiento 0,25 h-1 y el tiempo de
duplicación 2,8 horas. Por otra parte, se confirmó la presencia de trehalosa durante la fase
estacionaria de crecimiento mediante Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia acoplada a
detector IR, con la finalidad de relacionar este contenido en estudios posteriores como indicador
del nivel de resistencia al estrés térmico y oxidativo de R. mucilaginosa.
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Póster: P_BA_23
Simposio:
Título:
Influence of Rhizoctonia solani and Trichoderma harzianum in the induction of common bean
plant defence-related genes
Autores:
Mayo Prieto Sara, González López Óscar, Rodríguez González Álvaro, Lorenzana de la Varga
Alicia, Campelo Roldríguez Mª Piedad, Gutiérrez Martín Santiago, Casquero Luelmo Pedro A.
Centro de Trabajo:
Universidad de León. Instituto de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Biodiversidad
Email:
Palabras Clave:
defence-related genes; Rhizoctonia solani; Trichoderma harzianum; Phaseolus vulgaris
Comunicación:
The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the third most important food legume crop
worldwide, surpassed only by the soybean (Glycine max (L.) Merr.) and peanut (Arachis hypogea
L.).
Root rots are the main diseases caused by soil fungi having their incidence on bean yield.
Rhizoctonia solani JG Kühn [Teleomorph: Thanatephorus cucumeris (AB Frank) Donk] is the main
root rot in León, being detected in 91.8% of affected plants in an evaluation of its occurrence in
bean plants.
Trichoderma (Teleomorph: Hypocrea) is a fungal genus that is found in the soil. It is a secondary
fast growing opportunistic invasive, which produces large numbers of spores, enzymes able to
degrade the fungal cell wall (chitinases, glucanases and proteases) and compounds with
antimicrobial activity. In the Trichoderma-plant interaction various classes of metabolites could
induce plant resistance such as proteins with enzymatic activity, and other secondary metabolites
that trigger plant defence mechanisms against the pathogen, by inducing the expression of
pathogenesis–related (PR) proteins that reduce the disease symptoms.
We study how the interaction of bean plants with R. solani and/or Trichoderma affect the level
of expression of defence-related genes. The effect of Trichoderma harzianum treatment and/or
R. solani infection on the expression of bean defence-related genes was analysed by real-time
PCR. The interaction of plants with R. solani and/or Trichoderma affects the level of expression
of seven defence-related genes: PR1, PR2, PR3 and PR4, which encode for pathogenesis related
proteins related to the salicylate (SA) pathway; CH5b, CH1 encoding for related to the
jasmonate/ethylene pathway (JA/ET), and PAL involved in the phenylpropanoid pathway. T.
harzianum T019 induces the expression of plant defence-related genes which would explain its
positive effects on plant growth and defence in the presence of the pathogen.
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Póster: P_BA_24
Simposio:
Título:
Influencia del tipo de suelo en la aclimatación de brotes axilares de Salix viminalis L.
micropropagados en condiciones fotomixotróficas y fotoautotróficas
Autores:
Vidal N, Casalderrey M, Bello D, Aldrey A, Bogo B, Sánchez C, Trasar C
Centro de Trabajo:
Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
aclimatación; enzimas del suelo; hidrolasas; micropropagación; oxidorreductasas
Comunicación:
El objetivo de este estudio fue comprobar si la turba comercial empleada normalmente en la
aclimatación de brotes micropropagados se podría sustituir por otro tipo de suelo, a fin de
abaratar costes y producir plantas aclimatadas en sustratos similares a los que encontrarán en el
campo. Para ello se utilizaron brotes axilares de mimbre (Salix viminalis L.) micropropagados en
condiciones fotomixotróficas y fotoautotróficas (con y sin aporte exógeno de azúcares) y se
aclimataron en suelos de diferentes características.
Los brotes se cultivaron en biorreactores, en medio líquido MS con los nitratos reducidos a la
mitad y 0,05 mg l-1 de BA, con o sin 30 g l-1 de sacarosa. Las condiciones lumínicas fueron 150
µmol m-2 s-1 PPF, y se suministró aire enriquecido en CO2 (2000 ppm).
Tras seis semanas de cultivo se determinó la altura de los brotes, la presencia de raíces y los
pigmentos fotosintéticos de los brotes sometidos a los dos tratamientos. Los brotes enraizados se
aclimataron en fitotrón en turba comercial. Al mes se transfirieron al invernadero, donde se
trasplantaron a una turba comercial, un suelo de robledal (de elevada calidad) y un suelo agrícola
(relativamente pobre). Los suelos se humedecieron al 100% de la capacidad de campo,
manteniendo dicha humedad mediante riegos periódicos. A las 6 semanas del trasplante se
determinaron diversos parámetros de crecimiento (altura, hojas, peso fresco y seco, contenido
en pigmentos fotosintéticos), así como el pH y la actividad de enzimas hidrolíticos (ureasa,
fosfomonoestarasa ácida, ß-glucosidasa, invertasa y arilsulfatasa) y oxidorreductasas
(deshidrogenasa) de los suelos.
Aunque las plantas trasplantadas a turba mostraron mayor crecimiento de la parte aérea que las
trasplantadas al suelo de robledal y al agrícola, el desarrollo mostrado por las plantas
trasplantadas a estos últimos suelos permite sugerir que la turba comercial podría ser sustituida
por otros tipos de suelo, no necesariamente de buena calidad, para la aclimatación de plantas de
mimbre.
Los autores agradecen la asistencia técnica de Ana Isabel Iglesias Tojo y Purificación Covelo Abeleira. Esta
investigación fue financiada parcialmente por el Ministerio de Educación (PIE 200940I011) y por el MINECO
(CTM2011-25664, proyecto con fondos FEDER).
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Póster: P_BA_25
Simposio:
Título:
Inoculação de bactérias diazotróficas para incrementar a produtividade da cultura do milho
Autores:
Conceição da Costa Lázara, Lara Ribeiro Moreira Lorena, Cristina Mendonça Cardoso Jakoby
Isabel, Santana Pinto Lucas, Ribeiro Neto Moacir, Luiz Souchie Edson
Local de trabalho:
Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Goiano
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Zea mays L.; promoção do crescimento vegetal; micro-organismos
Comunicação:
No Brasil, o milho (Zea mays L.) é considerado uma das culturas estratégicas pelo seu valor
social, cultural e, principalmente, econômico. Dentre os nutrientes exigidos pela cultura, o
nitrogênio (N) merece destaque, já que possibilita incremento da qualidade e produtividade de
grãos. No entanto, o custo de produção é elevado, principalmente pelo uso de fertilizantes
nitrogenados. Com este trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da inoculação de isolados
endofíticos diazotróficos em milho, sob concentrações crescentes de fertilizante nitrogenado. Um
experimento foi conduzido, de fevereiro a junho de 2015, na área experimental do IF Goiano Campus Rio Verde, em delineamento em blocos casualizados, esquema fatorial 4 x 4 (quatro
doses de adubação nitrogenada: 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de N – ureia; três bactérias
diazotróficas: Azospirillum brasilense AbV5 e AbV6 - produto comercial, Lysinibacillus fusiformis e
Microbacterium oxydans, ambas isoladas da rizosfera de milho e um controle não inoculado), com
quatro repetições. Foi utilizando o híbrido de milho DKB 390 PRO 2, de alto potencial produtivo.
Aos 35 dias após a emergência (DAE), foram coletadas cinco plantas por parcela para avaliações
do comprimento das raízes, massa seca (parte aérea e raízes), assim como teor de N e P da parte
aérea. Na colheita, 125 dias após a semeadura, foram coletadas cinco plantas por parcela, para
avaliar a massa seca dos colmos, o peso de 1000 grãos e a produtividade de grãos. Os isolados
diazotróficos testados não possibilitaram incremento da massa de parte aérea e de raízes, assim
como dos teores de N e P de parte aérea, aos 35 DAE. Similarmente, não foi detectado efeito da
inoculação, avaliando-se o peso de 1000 grãos. Entretanto, Lysinibacillus fusiformis é um
diazotrófico destaca-se entre os testados, já que possibilita produtividade de grãos similar a do
inoculante comercial formado por Azospirillum brasilense (AbV5 e AbV6).
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Póster: P_BA_26
Simposio:
Título:
Isolation of a lectin from Bauhinia monandra secondary roots with antifungal and termiticidal
activities
Autores:
Breitenbach Barroso Coelho Luana Cassandra, Napoleao Thiago Henrique, Dantas de Souza Jayra,
Araujo Sa Roberto, Correia da Silva Michele Dalvina, dos Santos Correia Maria Tereza, Guedes
Paiva Patricia Maria
Centro de Trabajo:
Universidade Federal de Pernambuco
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bauhinia monandra; root lectin; antifungal activity; termiticidal activity.
Comunicación:
Lectins, proteins that recognize and bind carbohydrates, are found in several plant tissues, such
as seeds, leaves, bark and roots. Plant lectins have a broad biotechnological potential, being
reported as antifungal and insecticidal agents, for example. In this work, a lectin was isolated
from Bauhinia monandra secondary roots (BmoRoL) and evaluated for antifungal against Fusarium
species and termiticidal activity against Nasutitermes corniger. A root extract in 0.01 M citrate
phosphate buffer pH 6.5 was prepared and treated with ammonium sulphate (60% saturation).
After centrifugation, the precipitate was dialyzed and loaded onto a guar gel column. The
adsorbed BmoRoL was eluted with 0.05 M D-galactose and evaluated by polyacrylamide gel
electrophoresis (PAGE) under native and denaturing (SDS-PAGE) conditions. Antifungal activity
was determined by spreading BmoRoL (120 g) on solidified Potato-Dextrose-Agar medium in Petri
dishes and then a mycelium disk (0.625 cm in diameter) was disposed in the center of each dish.
In control, the citrate phosphate buffer was used instead of lectin. The plates were incubated at
28 ˚C for 72 h and antifungal activity was indicated by a reduction of the fungal growth zone
(diameter) in comparison with negative control. In termiticidal assay, a filter paper disk (4 cm of
diameter) was impregnated with 200 µL of BmoRoL (0.4, 0.2, 0.1, 0.05 or 0.025 mg/mL) and put
in a Petri dish. In negative control, papers were impregnated with citrate phosphate buffer.
Twenty insects (16 workers and 4 soldiers) were carefully transferred to each plate; the assay
was kept in darkness at 28 ºC and mortality was evaluated daily. Native BmoRoL showed a single
polypeptide band on PAGE for basic proteins. SDS-PAGE revealed BmoRoL as a single polypeptide
band of 26 kDa. Hemagglutinating activity of BmoRoL was totally inhibited by galactose and
raffinose. BmoRoL slightly inhibited the growth of Fusarium solani (30%) and Fusarium oxysporum
(18%). The lectin showed termiticidal activity on N. corniger workers and soldiers with LC50 (12
days) of 0.09 and 0.395 mg/mL. In conclusion, BmoRoL, a galactoside-binding lectin, purified in
milligram quantities, showed antifungal and termiticidal activities, demonstrating its
biotechnological potential.
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Póster: P_BA_27
Simposio:
Título:
Levaduras salvajes contra hongos fitopatógenos de interés en el sector agroalimentario
Autores:
Vega Fernández Soledad, Uña Álvarez José Antonio, Chiva Tomás Rosana, Tamame González
Mercedes , Santos García Mª de los Ángeles
Centro de Trabajo:
Departamento de Microbiología y Genética
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
hongos fitopatógenos; levaduras salvajes; biocontrol; antifúngicos
Comunicación:
La infección de hortalizas, frutas y cereales por hongos es uno de los principales factores que
limitan la producción, provocando importantes pérdidas económicas en el sector de la
agroalimentación. La infección se puede dar en la planta, en el fruto, durante o después de la
recolección. Algunos ejemplos representativos de hongos que infectan frutas y hortalizas son
especies de los géneros Botrytis, Penicillium y Aspergillus; y de hongos que infectan cereales
Fusarium y Puccinia. Además, algunos de estos hongos, Aspergillus, Penicillium y Fusarium,
producen micotoxinas capaces de generar una respuesta tóxica en las personas que ingieren
alimentos contaminados.
Actualmente, para el control de las enfermedades fúngicas se recurre al tratamiento de las
plantas infectadas con compuestos de síntesis química tales como propiconazol, cipronazol,
azoxistrobin, todos ellos de uso generalizado y con incidencia negativa en la salud humana y en el
medio ambiente. Una alternativa a este tipo de tratamiento son los métodos de control biológico,
basado en el uso de sustancias naturales producidas por micrioorganismos que conviven con las
plantas susceptibles de la infección, o bien el uso de microrganismos antagonistas que puedan
competir con el hongo infectante por los nutrientes o el espacio, e impidan el desarrollo y
progresión de la enfermedad.
Entre los antagonistas microbianos se encuentran las levaduras, para las cuales se ha demostrado
su eficiencia en el caso de la levadura Metschnikowia fructicola, capaz de inhibir el crecimiento
de especies de los géneros Aspergillus, Penicillium, o Monilinia, entre otros. También se ha
descrito la acción fungicida de la levadura Meyerozyma caribbica contra un hongo que infecta al
mango, Colletotrichum sp.
En este trabajo nosotros presentamos cepas de levaduras salvajes , aisladas de diversos cereales,
capaces de inhibir, en bioensayos en medio sólido, el crecimiento de especies tipo de los hongos
Penicillium digitatum , Fusarium graminearum y Botrytis cinerea. La caracterización de las
levaduras aisladas, así como la determinación de la naturaleza de los compuestos responsables de
inhibir el crecimiento de los hongos, son los objetivos del trabajo que actualmente estamos
realizando.
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Póster: P_BA_28
Simposio:
Título:
Micropropagación de variedades locales de peral gallego en condiciones fotoautotróficas.
Autores:
Bogo B(1), Alonso E(1), Sánchez C(1), Aldrey A(1), Martínez R(2), Vidal N(1)
Centro de Trabajo:
1Departamento de Fisiología Vegetal, Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia, CSIC.
Avda. de Vigo s/n. Apdo 122. 15780 Santiago de Compostela, A Coruña. <[email protected]>
2Asociación Galega de Froita Autóctona do Eume ([email protected]).
Palabras Clave:
Biorreactores; fotoautotrófico; germoplasma; in vitro; Pyrus communis
Comunicación:
En Galicia, el cultivo de variedades locales de frutales se encuentra en regresión debido al
abandono del medio rural y a la introducción de otras variedades comerciales.
El objetivo de este trabajo es la conservación, mediante micropropagación en condiciones
fotoautotróficas, de variedades locales de perales caracterizadas por la “Asociación Galega de
Froita Autóctona do Eume” y mantenidos en su huerto de conservación en San Sadurniño (A
Coruña). Se han establecido in vitro dos genotipos de Pyrus communis (Manteiga País (MP) y
Manteiga Blanca (MB)), a partir de brotes axilares procedentes de estaquillas de árboles de 3-4
años.
Una vez determinada la composición hormonal más adecuada para su propagación en medio
semisólido se estudió la capacidad de multiplicación en medio líquido en biorreactores de
inmersión temporal RITA® y plantform™, en condiciones fotomixotróficas (con aporte exógeno de
azúcares).
Para el cultivo en condiciones fotoautotróficas (sin aporte exógeno de azúcares) se utilizó un
prototipo que suministra aire enriquecido en CO2 y está equipado con luces LED de diferentes
longitudes de onda que permiten obtener un flujo radiante de fotones de 150 µmol m-2 s-1
dentro de los envases de cultivo.
En medio semisólido, se obtuvieron buenos resultados con medio MS con BA entre 1 y 0,8 mg/l y
AIB entre 0,5 y 0,4 mg/l para la propagación de MP, mientras que con esta concentración de BA
los brotes de MB desarrollaron necrosis apical y hojas muy estrechas. En medio líquido, una
concentración de 0,5 mg/l de BA y AIB permitió la adecuada proliferación de MP, tanto en
condiciones fotomixtróficas como fotoautotróficas. Los brotes obtenidos en plantform en estas
condiciones fueron más altos y vigorosos, sin necrosis apical, y con hojas más grandes que los que
crecieron en medio semisólido. Se han obtenido brotes enraizados con varias técnicas de
enraizamiento in vitro y ex vitro, que han respondido positivamente a la fase de aclimatación en
fitotrón e invernadero.
Los autores agradecen a Purificación Covelo su asistencia técnica, y a José A. Bellas su colaboración en la
recogida del material vegetal. Esta investigación ha sido financiada parcialmente por el Ministerio de
Educación (PIE 200940I011).
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Póster: P_BA_29
Simposio:
Título:
Micropropagación en medio líquido de variedades gallegas de cerezos y ciruelos.
Autores:
Bogo B(1), Sánchez C(1), Aldrey A(1), Alonso E(1), Martínez R(2), Vidal N(1)
Centro de Trabajo:
1Departamento de Fisiología Vegetal, Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia, CSIC.
Avda. de Vigo s/n. Apdo 122. 15780 Santiago de Compostela, A Coruña. <[email protected]>
2Asociación Galega de Froita Autóctona do Eume ([email protected]).
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorreactores; germoplasma; inmersión temporal; Prunus
Comunicación:
El cultivo in vitro es una herramienta biotecnológica que puede facilitar la multiplicación,
conservación y almacenamiento de recursos genéticos de especies que se propagan
vegetativamente, como ocurre con los frutales. En Galicia, un gran número de variedades locales
de frutales se encuentra en riesgo de desaparición debido al abandono del medio rural y a su
desplazamiento por variedades comerciales procedentes de otras regiones.
El objetivo de este trabajo es la conservación y producción, mediante cultivo in vitro, de
germoplasma de cerezos y ciruelos caracterizados por la “Asociación Galega de Froita Autóctona
do Eume” y mantenidos en su huerto de conservación en San Sadurniño (A Coruña). Se han
establecido in vitro dos genotipos de ciruelo (Collón de Frade Negro y Claudia Blanca del País) y
tres de cerezo (Negra de San Cristobal, Negra de Fene y de Viño) a partir de brotes axilares
inducidos en estaquillas recogidas de árboles de 3-4 años.
En el trabajo se presentan los resultados obtenidos en la propagación de estos genotipos, tanto
en medio semisólido como en medio líquido en biorreactores de inmersión temporal comerciales
RITA® y plantform™. Además, se realizaron pruebas de cultivo en condiciones fotoautotróficas
(sin aporte de azúcares). Los resultados indican que es posible cultivar los 5 genotipos de estos
frutales del género Prunus tanto en medio semisólido como en medio líquido, aunque es
necesario ajustar la concentración de auxinas y citoquininas a cada especie y sistema de cultivo.
El cultivo sin aporte de azúcares se ha conseguido incrementando la iluminación que reciben los
cultivos y añadiendo aire filtrado enriquecido con CO2 a los biorreactores.
Además, se ha procedido al almacenamiento en frío de cultivos de todos los genotipos, a fin de
facilitar su conservación a medio plazo, y se han iniciado experimentos de crioconservación. En
todos los casos se han obtenido brotes enraizados que se aclimataron fácilmente en fitotrón e
invernadero.
Los autores agradecen la asistencia técnica de Purificación Covelo, y a José A. Bellas su colaboración en la
recogida del material vegetal. Esta investigación ha sido financiada parcialmente por el Ministerio de
Educación (PIE 200940I011).
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Póster: P_BA_30
Simposio:
Título:
Micropropagación en medio líquido en condiciones fotomixotróficas y fotoautotróficas de
genotipos de castaño seleccionados por su resistencia a la tinta
Autores:
Vidal N, Aldrey A, Blanco B, Bogo B, Sánchez C, Cuenca B
Centro de Trabajo:
Instituto de Agrobiológicas de Galicia, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
castaño; in vitro; fotoautotrófico; enraizamiento
Comunicación:
El objetivo de este estudio es la propagación y enraizamiento, en medio líquido, de brotes
axilares de genotipos de castaño seleccionados por su resistencia la enfermedad de la tinta, con
vistas a la reducción de costes, automatización y la futura implantación de un sistema de cultivo
fotoautotrófico. Para ello se han utilizado biorreactores comerciales de inmersión temporal
(RITA® y plantform™), así como biorreactores de inmersión continua diseñados en nuestros
laboratorios.
Los brotes se cultivaron tanto en condiciones fotomixotróficas (con 30 g/l de sacarosa y con flujos
fotosintéticos de fotones (PPF) de 50 µmol m-2 s-1), como bajo condiciones fotoautotróficas (sin
aporte exógeno de azúcares, PPF de 150 µmol m-2 s-1 y suministrando aire enriquecido en CO2
(2000 ppm dentro de los biorreactores)).
En la fase de multiplicación se utilizó medio MS con los nitratos reducidos a la mitad y 0,05 mg/l
de BA, y cubos de lana de roca de 1 cm de lado para mantener los explantos en posición vertical.
Para el enraizamiento se utilizó inmersión basal con 1 g/l de AIB durante 2 minutos, y diferentes
sustratos comerciales. En la fase de multiplicación se evaluaron el nº segmentos por explanto,
longitud del brote más largo, nº de brotes enraizables y el contenido en pigmentos fotosintéticos,
y en la fase de enraizamiento el porcentaje de brotes con raíces y la proporción de plantas
aclimatadas.
En los experimentos de cultivo en biorreactores de inmersión temporal se propagaron con éxito
10 clones de castaño (Vidal et al. 2015). En los experimentos de cultivo en inmersión continua en
condiciones fotoautotróficas se utilizaron 4 clones de castaño en la fase de multiplicación y 15
clones en la fase de enraizamiento. En todos los genotipos se obtuvieron plantas vigorosas que se
aclimataron fácilmente a las condiciones de invernadero y campo.
Los autores agradecen la asistencia técnica de Maite García, Begoña Pato y Begoña Correa. Esta
investigación ha sido financiada parcialmente mediante el programa FEDER INNTERCONECTA 2013/2014
(INTEGRACASTANEA EXP00064828/ITC-20133040).
Reference: Vidal N, Blanco B, Cuenca B (2015). A temporary immersion system for micropropagation of
axillary shoots of hybrid chestnut. Plant Cell Tissue Organ Cult 123:229-243.
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Póster: P_BA_31
Simposio:
Título:
Multiplicación de Carludovica palmata, mediante técnicas de cultivo de tejidos in vitro
Autores:
Chicaíza Finley Diego, Hoyos Sánchez Rodrigo, Zambrano Arteaga Juan
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Multiplicación clonal; cultivo de tejidos; auxinas; citoquininas; enraízamiento; adaptación
Comunicación:
La palma de iraca (Carludovica palmata) pertenece a la familia Cyclanthaceae y se distribuye en
Centro y Sudamérica. Con la iraca se elaboran múltiples productos a partir de sus fibras tales
como el sombrero panamá Hat. El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de
diferentes relaciones hormonales de auxinas y citoquininas para aumentar la eficiencia en la
multiplicación clonal in vitro de C. palmata y su adaptación en vivero. El material vegetal usado
para los ensayo in-vitro fue obtenido de un cultivo establecido previamente. Inicialmente se
evaluó la relación hormonal para la multiplicación clonal de diferentes concentraciones de la
citoquinina 6-bencilaminopurina (BAP). Los explantes se sembraron en distintas concentraciones
de BAP (0,00; 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 2,00; 3,00; 4, 00 y 5,00 mg/L), a los 90 días se midió el
número de brotes. También se evaluaron medios de enraizamiento empleando la auxina ácido 1naftalenacético (ANA) en las siguientes concentraciones: 0,00; 0,025; 0,05; 0,10; 0,50; 0,75;
1,00; 1,25 y 1,50 mg/L de ANA, a los 90 días, se midió la longitud de las raíces y Finalmente se
evaluó adaptación en condiciones de vivero usando tres sustratos diferentes: turba; tierra y
cascarilla de arroz (1:1); turba, tierra y cascarilla de arroz (1:1:1). En cada tratamiento se midió
la tasa de supervivencia, la masa de cada plántula, longitud, número de raíces en los días 0 y 80.
El mayor promedio de multiplicación fue de 17±3 brotes por explante para 2,00 mg/L de BAP. En
ensayos de enraizamiento se encontró que el mayor promedio de longitud de raíces fue 6,5±0,7
cm para 0 mg/L de ANA. Para la fase de adaptación en vivero el 100% plántulas sobrevivieron, y
la longitud de las raíces se incrementó desde 8,0±0,9 a 21,0±1,7 cm desde el día 0 al día 80 y
desde 2,25±0,39 hasta 5,49±0,65 g para la masa de cada plántulas (días 0 y 80 respectivamente).
Se encontró que C. palmata se puede multiplicar eficientemente con técnicas de cultivos in-vitro,
no presenta resistencia al enraizamiento, ni a la adaptación en vivero.
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Póster: P_BA_32
Simposio:
Título:
Nanoencapsulation of two insecticides to optimize the treatment efficacy against pest insects,
while reducing doses.
Autores:
Pitti Caballero Javier, Bastiat Guillaume, Lefrançois Corinne, Lapied Bruno, Apaire-Marchais
Véronique
Centro de Trabajo:
UFR Sciences Laboratoire RCIM 2647/USC INRA 1330, SFR 4207 QUASAV
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
nanoencapsulation - insecticides - optimization- pest insects
Comunicación:
Increasing agricultural productivity is today a challenge with global issues such as climate change,
soaring food and fuel prices. This can happen through improved use and management of
agricultural biodiversity resources (such as seeds, pollination, beneficial fauna). Increasing
agricultural production has a number of implications, amongst which is ensuring that crops are
safe, both during their production and consumption. Crop protection is a critical aspect of
production and the over-use pesticides has impacts on crop-associated biodiversity as well as
human health. In such context, the French Ecophyto 2018 program has been planned to reduce by
50% the use of pesticides in order to avoid side-effects on the environment and non-target
organisms but also to limit the development of resistance. The development of innovative
nanotechnologies for the encapsulation of insecticide opens exciting alternative approaches
against pest insects. This insecticide nanocapsule system is a method used to obtain products
with controlled release properties. It is designed to reduce mammalian toxicity, evaporative
losses, phytotoxicity and also to extend activity, protect insecticides from environmental
degradation and reduce leaching. Consequently, our project is to develop a technique of
nanoencapsulation of two insecticide molecules of different chemical families (pyrethroid,
deltamethrin and oxadiazine, indoxacarb) known to display specific mode of actions in the
central nervous system of insects. The main aim of this mixture, containing low doses of active
ingredients, is to generate a synergistic effect against pest insects. In this case, the first step has
been to perform in vivo toxicity studies on cockroaches (Periplaneta americana) to determine the
lethal dose 50 for each insecticide used in order to determine the best ratio of insecticides coformulated mixture necessary to obtain the synergistic effect. The second step of the project is
to develop a nanocapsule-based formulation containing the two insecticides to test the efficacy
of this formulation on whole insects.
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Póster: P_BA_33
Simposio:
Título:
Perfil metabólico y respuesta fisiológica de Beta vulgaris ssp. maritima (L.) y Beta vulgaris spp.
vulgaris (L.) bajo condiciones de salinidad
Autores:
Sanchéz Sánchez A, Garza Aguirre R, Barrón González M, Moreno Limón S
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma de Nuevo León
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Estrés salino; Beta vulgaris; Metabolómica; CG-MS.
Comunicación:
Las plantas se encuentran expuestas a una gran cantidad de formas de estrés ambiental las cuales
pueden ser potencialmente dañinas para el desarrollo y la sobrevivencia. El efecto negativo del
estrés salino sobre el crecimiento, está asociado principalmente por el bajo potencial osmótico,
deficiencias nutricionales, toxicidad iónica o una combinación de estos factores. Se ha prestado
especial atención al estudio de las plantas halófitas. Sin embargo, sus mecanismos de tolerancia
no han podido ser del todo esclarecidos. La respuesta metabólica al estrés es orquestada por un
fino ajuste de aminoácidos, carbohidratos y aminas los cuales ayudan a la célula a restablecer el
balance químico y energético. En el presente estudio analizamos el metaboloma de Beta vulgaris
ssp. vulgaris y Beta vulgaris ssp. Maritima mediante GC-MS. A través del análisis metabólomico se
logró identificar y cuantificar un total de 34 metabolitos de respuesta a estrés, los cuales se
clasificaron en 3 grupos: carbohidratos, ácidos orgánicos y aminoácidos. El análisis de
componentes principales (PCA) reveló que la etapa del desarrollo durante el estrés salino es un
factor crítico del cual depende el establecimiento de las plántulas. El grupo de los carbohidratos
mostró una mayor actividad seguido de los aminoácidos. El galactinol y la rafinosa, ambas parte
de la familia de ORF′s, presentan una síntesis 300 veces mayor que el grupo control después de 24
horas de choque salino. Estos oligosacaridos han sido relacionados como osmoprotectores en
Arabidopsis thaliana. De igual forma para los amino ácidos, la prolina, serina y arginina mostraron
niveles 2 y 3.5 veces superiores a los grupos control respectivamente. Estos aminoácidos además
de ser osmoreguladores, participan en la biosíntesis de otras moléculas antioxidantes y son
señalizadores de rutas metabólicas alternas. Este es el primer reporte sobre la comparación
diferencial de metabolitos en dos diferentes edades y en condiciones de crecimiento bajo estrés,
lo cual genera conocimiento sobre las rutas y estrategias metabólicas que estas plantas halófitas
poseen para establecerse y sobrevivir en condiciones extremas de salinidad. Comprender estas
adaptaciones facilita su uso como potenciales herramientas para la ingeniería genética y la
creación de variedades tolerantes.
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Póster: P_BA_34
Simposio:
Título:
Rápido isolamento e caracterização de locos microssatélites polimórficos para Myracrodruon
urundeuva (Anacardiaceae), usando sequenciamento de nova geração
Autores:
Danilla Danilla Cristina Lemos Souza, Bruno Bruno César Rossini, Marília Marília Freitas de
Vasconcelos Melo , Francine Francine Beatriz Souza, José José Cambuim; Wanderley dos Santos,
Celso Celso Luis Marino, Mario Mario Luiz Teixeira de Moraes
Local de trabalho:
UNESP - Universidade Estadual Paulista
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Espécie florestal; Aroeira; Marcador molecular SSR; Conservação genética.
Comunicação:
Myracrodruon urundeuva (aroeira) é uma espécie arbórea de ampla distribuição geográfica no
Brasil que possui reconhecido valor econômico, devido à extraordinária durabilidade e resistência
de sua madeira, além de seu uso farmacológico. Porém a alta taxa de fragmentação de seus
habitats levou-a à categoria de ‘em extinção′, com redução, isolamento e limitação de habitats
para re-colonização e expansão das populações, promovendo perda de diversidade genética.
Deste modo, é de importância econômica e da conservação, para manejo das populações
remanescentes da espécie, a existência de estudos moleculares que visem à avaliação da
diversidade genética. Dentro desta abordagem, os marcadores moleculares microssatélites vêm
sendo utilizados para avaliar a estrutura genética de populações e, apesar dos microssatélites
serem marcadores extremamente úteis, para muitas espécies vegetais, incluindo M. urundeuva,
não há locos específicos descritos. Para tanto, baseado em sequenciamento de nova geração
(Illumina), foi construída uma biblioteca de DNA da espécie em uma corrida paired-end, no
sequenciador MiSeq System. Após a corrida, o software SSR_pipeline foi utilizado para a
identificação das regiões microssatélites e o software Primer3 para a construção dos primers
flanqueadores ao locos. Foram obtidos mais de 100 mil locos, dos quais 50,4%, 24%, 9,8%, 10,4% e
5,4% para di-, tri-, tetra-, penta- e hexanucleotídeos, respectivamente. Dentre esses, foram
desenhados 20 pares de primers, com sucesso de amplificação e polimorfismo para 12 deles. As
genotipagens se deram com adição de uma cauda universal M13, com fluoróforos aos primers, e
leitura em sequenciador automático. Três deles já foram analisados em dois testes de progênies
de M. urundeuva, oriundos de populações de diferentes biomas brasileiros: Aquidauana-MS e
Seridó-RN. Para 504 indivíduos genotipados foram detectados 50 alelos. O número de alelos por
loco variou de 6 a 12 e a riqueza alélica de 5,3 a 10. As informações obtidas com este estudo
serão úteis para fins de conservação da espécie, como também para seleção de matrizes
potenciais para recuperação ambiental.
Apoio: FAPESP
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Póster: P_BA_35
Simposio:
Título:
Search for cyanobacterial bioactive compounds towards natural antifouling development
Autores:
Antunes Jorge, Azevedo Joana, Leão Pedro , Vasconcelos Vitor
Local de trabalho:
Interdisciplinary Centre of Marine and Environmental Research (CIIMAR/CIMAR), University of
Porto, Porto, Portugal
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Comunicação:
Fouling remains a problem with serious economic and environmental impacts which makes the
development of environmentally clean antifouling compounds essential. Marine organisms are a
potential rich source of compounds for antifouling, antibiofilm and antipathogenic purposes,
which despite increased interest in the last years, remains underexplored. It has been already
demonstrated that some compounds produced by cyanobacteria exhibit inhibitory effects on the
settlement of both micro and macro-fouling organisms. However, the search for bioactive
compounds has been mainly restricted to cyanobacterial strains isolated from tropical or subtropical waters. Therefore, the isolation of natural products from cyanobacteria and
determination of their structure can provide important chemistry for the future development of
environmentally friendly antifouling paints. We conducted an extensive screening with 73 crude
extracts from marine, brackishwater and freshwater cyanobacteria, which were evaluated for
their anti-microfouling and anti-macrofouling potential. A bioassay against macrofouling was
conducted with Mytillus galloprovincialis plantigrade larvae. Settlement of the larvae in the
presence of the extracts was assessed by the production/non production of mussel adhesive
structures (byssus threads). The extracts were further tested regarding their potential to inhibit
the growth of known fouling marine bacterial species. Several of the tested crude extracts
demonstrated significant activity towards the control of growth and/or attachment of the tested
macro and microfouling organisms. Therefore, these strains will be further explored to reveal the
bioactive compounds responsible for the antifouling activity.
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Póster: P_BA_36
Simposio:
Título:
Secuenciación parcial del gen HDS a partir de ARN en genotipos élite de Tectona grandis L.f.
Autores:
Méndez-Álvarez D, Albertazzi F, Rojas F, Murillo O
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Expresión Genética; SNP; Marcadores Moleculares; HDS; Tectona grandis159
Comunicación:
Los programas de mejoramiento genético en especies forestales han avanzado lentamente hasta
incursionarse con el uso de herramientas de la biología molecular como son los marcadores
genéticos. Sin embargo, se reportan pocas investigaciones basadas en expresión, en especial con
Tectona grandis, la especie forestal de mayor tasa de plantación en los trópicos. Surge la
importancia de incursionar en esta área y generar conocimiento de apoyo a programas de
mejoramiento genético en esta especie. Este trabajo se desarrolló con el material vegetal de la
empresa Panamerican Woods S.A., miembro de la cooperativa internacional de mejoramiento
genético GENFORES. Se extrajo ARN de hojas por medio del kit Qiagen; a partir del cual se
sintetizó ADNc y se procedió a realizar un PCR. Se secuenció aquellas muestras que presentaron
amplificación. Las muestras secuenciadas del gen HDS se corroboraron en las bases de datos
internacionales. Se detectó un sitio de polimorfismo único (SNP), que se identificó con las
secuencias de otras especies forestales y se determinó el tipo de aminoácido que lo conforma
(leucina y ácido glutámico). Mediante la estructura tridimensional de la proteína para el gen HDS
se localizó la posición del SNP y se modeló para cada aminoácido; obteniendo diferencias en sus
enlaces y su forma. El cambio de aminoácido es capaz de afectar la actividad de la proteína. La
detección, el uso y el desarrollo de marcadores moleculares como los SNPs en especies con
información genética limitada generan un avance en este tipo de tecnologías incursionando así en
la selección asistida con marcadores moleculares en teca.
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Póster: P_BA_37
Simposio:
Título:
Somatic embryogenesis: a biotechnological tool for improving holm oak (Quercus ilex L.)
Autores:
Cano V (1), Corredoira E (1), Martínez MT (1), Cernadas MJ (1), Montenegro R (1), Arrillaga I (3),
San José MC (1), Ballester A (1), Toribio M (2).
Centro de Trabajo:
(1) Instituto de Investigaciones Agrobiológicas de Galicia (IIAG-CSIC), (2) Instituto Madrileño de
Investigación y Desarrollo Rural, Agrario, Alimentario (IMIDRA), (3) ISIC/ERI Biotec/ Un. Valencia.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Forest biotechnology; Regeneration; Multiplication; Somatic Embryogenesis; Holm oak
Comunicación:
The holm oak (Quercus ilex L.) is one of the most important species of the genus Quercus in
terms of surface area occupied, rusticity, ecological and landscape value, and economic interest.
Production of acorns as food for Iberian pigs is one of the most appreciated characteristics of this
species in the dehesa (meadowland ecosystem). The species is also of great value as a host for
edible fungi production in plantations, particularly the black truffle.
Genetic improvement programs are required in order to satisfy the increased demand for
production of the species, as well as to produce plants more resilient to different types of stress.
Although vegetative propagation is a powerful improvement tool, the holm oak is somewhat
recalcitrant to traditional techniques. The use of biotechnology methods to regenerate plants
may resolve this problem. Somatic embryogenesis (SE) is the most suitable method of
regenerating forest species, because of the high multiplication rates achieved and because it is
amenable of automatization. Adult trees of the genus Quercus can be cloned by SE (Corredoira et
al. 2014). In holm oak, SE has been induced in catkins (Blasco et al. 2013), and plants have been
regenerated from somatic embryos obtained from developing ovules (Barra-Jiménez et al. 2014).
However, there are some difficulties associated with the use of floral explants to induce SE,
including seasonal limitations to the availability of the material. In order to overcome this
inconvenience, we have defined a protocol for inducing somatic embryos from leaves and apices
derived from in vitro shoot cultures established from mature selected holm oak trees. This
procedure enables better control of the growth conditions for the source material and ensures
the availability of plant material throughout the year.
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Póster: P_BA_38
Simposio:
Título:
Testing and improving simple cryopreservation
cyanobacterial strains from a Culture Collection
methods
for
biotechnological-important
Autores:
Morais João, Ramos Vitor, Castelo Brancoi Raquel, Barreiro Aldo, Vasconcelos Vitor
Local de trabalho:
CIIMAR - Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Cyanobacteria; cryopreservation; culture collection; viability
Comunicação:
In the last decade, cyanobacteria have been pointed out as one of the promising group of
organisms for the discovery of natural compounds with interest in pharmacology and other
biotechnological applications. With more than 350 different cyanobacterial strains, the Blue
Biotechnology and Ecotoxicology Culture Collection (acronym LEGE) at CIIMAR (Porto, Portugal)
comprises a rich cyanobacteria diversity, most of it isolated from marine environments. Several
studies have shown that LEGE strains are capable to produce a vast array of bioactive compounds
against different biological targets. The increase of the number of strains in the collection,
associated with the ability of cyanobacteria to produce compounds with high biotechnological
interest, have demanded the need for suitable preservation of LEGE isolates. So, to avoid the loss
of such source of valuable metabolites, we have decided to enhance cryopreservation methods in
order to preserve this important biological resource. We have applied common cryopreservation
methods, differing in their cooling step, for a selection of cyanobacteria LEGE strains
representative of the overall diversity present in the collection. For each strain, an evaluation of
different attributes was made, allowing the grouping of strains through its categorization by
cyanobacterial trait. The evaluated features included the (i) cellular arrangement, (ii)
presence/absence of vacuoles, (iii) capacity to produce large quantities of exopolysaccharides,
and (iv) salt content of culture medium. Results from the recovery of cyanobacteria evaluated by
vital staining (Trypan blue staining) will be presented, while a comparison of the effectiveness of
the tested cryopreservation methods and their suitability for each cyanobacterial trait will be
discussed.
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Póster: P_BA_39
Simposio:
Título:
The effect of bioinoculants on the growth of Quercus suber L. seedlings growing in two different
nurseries
Autores:
Araujo Giovania, Sousa Nadine, Ramos Miguel, Vega Alberto, Paula Castro
Centro de Trabajo:
Universidade Catolica do Porto
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
ectomycorrhizal; Quercus suber; bioinoculants; nurseries
Comunicación:
Symbiotic ectomycorrhizal (ECM) fungi are crucial partners of several tree species. The benefits
of this relationship can be obtained by inoculating plants with these microorganisms at nursery
stage. Moreover, to combine ECM fungi with plant growth promoting bacteria-PGPB is a promising
approach in bioinocula formulation for increased plant performance. Q. suber has great
economic, socio-environmental and ecological value, mainly in agroforestry systems, however the
survival rate of transplanted seedlings is often low and alternatives for improving the
development of cork oak urge. We have tested the inoculation of Q. suber L. seedlings with two
bio-inoculants, a commercial product containing Pisolithus tinctorius, Scleroderma sp. and six
bacterial species and a non-commercial bacterial and fungal dual inoculum comprising Suillus
granulatus and Mesohrizobium sp..The aim was to compare the effect of each inoculum on the
quality of seedlings produced in different forest nurseries located in two Portuguese regions,
Amarante and Buçaco. One month old Q. suber seedlings were inoculated by applying each
inoculum close to the root system. After six months, biometric (shoot height, root length, stem
diameter and the fresh weight of shoots and roots) and nutritional (nitrogen and phosphorus)
parameters were determined. The percentage of ECM fungal colonisation and the number of ECM
root tips per root length were assessed and the ECM fungal community analysed by denaturing
gradient gel electrophoresis. In both nurseries, the dual inoculum was the most efficient in
promoting shoot development and improving nitrogen use efficiency. In the nursery of Buçaco,
this superior performance was further observed in higher diameter, root and shoot fresh weigh,
and also in higher Dickson Quality Index and phosphorus use efficiency. The results show there is
great potential for the use of ECM fungi combined with PGPB as bioinoculants to improve the
quality of nursery produced seedlings.
Acknowlegments: This work was supported by Amorim Florestal, S.A. and PEst OE/EQB/LA0016/2013. The
authors acknowledge CAPES - Ministry of Education of Brazil and Fundação para a Ciência e a Tecnologia and
Fundo Social Europeu (III Quadro Comunitário de Apoio)
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Póster: P_BA_40
Simposio:
Título:
The resin diterpenes dehydroabietic and abietic acids are widespread Cyanobacteria
Autores:
Leão Pedro N., Costa Maria Sofia, Rego Adriana, Ramos Vitor, Preto Marco, Vasconcelos Vitor,
Magalhães Catarina
Centro de Trabajo:
Interdisciplinary Centre of Marine and Environmental Research (CIIMAR/CIMAR), University of
Porto
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
cyanobacteria; resin acids; diterpenes; biosynthesis; biomarkers
Comunicación:
Terpenes, the largest class of natural products, are commonly associated with plants and fungi,
although a small number of terpenoids have been known for decades to be produced by bacteria.
The diterpenoids dehydroabietic and abietic acids are biogenetically-related defense metabolites
abundant in resin, and are used as biomarkers for conifer plants. As part of our continuing
investigations on the chemical diversity of cyanobacteria, we isolated dehydroabietic acid from
the biomass of two cyanobacterial strains. Further investigations showed that this compound, as
well as abietic acid are widely distributed among the cyanobacterial diversity, being found in
filamentous, heterocystous and free-living unicellular strains, from inland, estuarine and marine
environments. We also observed that dehydroabietic acid is found in low concentrations in
culture supernatants of actively growing cyanobacteria and we found that the two resin acids
inhibited the growth of a small coccoid cyanobacterium. The discovery of the two acids among
several members of the Cyanobacteria has implications for their use as exclusive plant
biomarkers. Moreover, it provides an opportunity to study and, eventually, manipulate diterpene
biosynthesis in these organisms.
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Póster: P_BA_41
Simposio:
Título:
Transferibilidade de marcadores moleculares SSR de Acca selowianna para o gênero Plinia.
Autores:
MARTINS Diego Albino, Olkoski Denise, Wagner Júnior Americo, Waclawovsky Alessandro Jaquiel,
Nodari Rubens Onofre
Local de trabalho:
Instituto Federal de SC - Campus São Miguel do Oeste
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
Marcadores Moleculares; Microsatélites; Germoplasma; Jaboticaba.
Comunicação:
O Brasil é detentor de grande biodiversidade. Especialmente no que tange a frutíferas nativas, o
ecossistema floresta com araucária abriga várias espécies da família Myrtaceae entre elas está a
jabuticabeira que é nativa do centro sul e sudeste do Brasil. Os remanescentes naturais que
abrigam plantas de jabuticabeiras estão sob ameaça devido ao avanço das atividades antrópicas e
degradação de florestas. Muito da diversidade genética original está sendo perdida antes mesmo
de ser conhecida e catalogada. Umas das formas de conservar a biodiversidade existente é pela
formação de bancos de germoplasma, no entanto para que tal técnica seja efetiva é importante
que se possa conhecer a diversidade genética existente na população em que se está
trabalhando, e para isso os marcadores moleculares baseados em amplificação de regiões
microssatélites são os mais indicados. Apesar da alta eficiência da técnica, os custos para iniciar
a uilizá-la ainda são muito elevados, e uma das formas de baratear o processo é através do teste
de transferibilidade de marcadores desenvolvidos para outras espécies aparaentadas, que reduz
enormemente o custo do processo. Nesse trabalho testou-se a transferibilidade de 18 primer’s
desenvolvidos inicialmente para goiaba serrana (Acca selowianna) para jabuticabeiras (Plinia sp.).
Foi possível identificar 9 loci microssatélites que amplificam em jabuticabeira, e estabelecer o
mix da reação de PCR para cada um deles, bem como as temperaturas de anelamento adequadas.
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Póster: P_BA_42
Simposio:
Título:
Use of Crataeva tapia bark lectin as termiticidal agent and biospecific ligand
Autores:
Guedes Paiva Patricia Maria, da Silva Ferreira Rodrigo, Napoleao Thiago Henrique, Carneiro-daCunha Maria das Graças, Breitenbach Barroso Coelho Luana Cassandra, dos Santos Correia Maria
Tereza, Vilela Oliva Maria Luiza
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Crataeva tapia; insecticidal activity; lectin affinity chromatography
Comunicación:
Lectins are hemagglutinating and carbohydrate-binding proteins that occur widely in plants. The
interaction of lectin with glycosylated molecules can promote insect mortality as well as can be
explored for isolation of glycoproteins. Crataeva tapia wood is resistant to biodegradation and
the bark of this plant contains a lectin (CrataBL). The aim of this work was to determine the Nterminal sequence of CrataBL, its termiticidal activity on Nasutitermes corniger soldiers and
workers, and the potential of CrataBL-Sepharose matrix for glycoprotein isolation. CrataBL was
isolated after preparation of bark extract in 0.15 M NaCl, precipitation of bark extract proteins
with 30–60% ammonium sulphate and chromatography of precipitated protein fraction on CMcellulose column. The N-terminal sequence analysis was performed by automated Edman
degradation and the homology of the sequences was searched using the BLAST protein sequence
in NCBI database. Each termiticidal assay used CrataBL at a determined concentration (0.1, 0.2,
0.4, 0.8 or 1.0 mg/mL) and a total of 20 termites (16 workers and 4 soldiers). The negative
control corresponded to 0.15 M NaCl and evaluation of insect survival was made daily until death
of all insects. Significant differences between treatment groups were analyzed by Student’s ttest (significance at p < 0.05) and the lethal concentrations required to kill 50% (LC50) of
termites were calculated by probit analysis with a reliability interval of 95%. CrataBL-Sepharose
4B matrix was prepared and evaluated for ability to bind casein, fetuin and ovalbumin (1 mg).
The bound proteins were eluted from matrix using 1.0 M NaCl. The determined N-terminal
sequence (18 amino acids) from CrataBL showed similarity to miraculin and miraculin-like
proteins from different plants. CrataBL promoted mortality of workers (LC50 for 6 days was 0.45
mg/mL) while mortality of soldiers was only detected at highest lectin concentration. CrataBLSepharose 4B column was efficient to bind casein, fetuin and ovalbumin and similar yield was
determined when the matrix was used for at least 9 chromatographic processes. This work
revealed a new termiticidal agent and the potential use of CrataBL affinity matrix for isolation of
glycoproteins.
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Poster: P_BA_43
Simposio:
Título:
Estudio del crecimiento y desarrollo del Comino crespo (Aniba perutilis) para su multiplicación
clonal en vivero.
Autores:
Reyes Torres Paola, Hoyos Sanchez Rodrigo
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional De Colombia Sede Medellín
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Dormancia apical; raíces adventicias; Actividad apical y Meristemo.
Comunicación:
El comino crespo (Aniba perutilis) es una especie nativa del amazonia colombiana que se
distribuye desde las selvas húmedas de Costa Rica, extendiéndose por la región de los Andes
hasta Bolivia y la Amazonía brasilera. Se encuentra en zonas de bosques primarios, entre los 0 y
los 2.600 mslm. Según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y los Recursos
Naturales (IUCN) considera que el comino es una “especie” que se enfrenta a un riesgo
extremadamente alto de extinción en estado silvestre”. De ahí el interés por establecer un
método que permita la propagación asexual in vivo del comino crespo (A. perutilis). Para esto, se
estableció un protocolo de multiplicación asexual del comino crespo en vivero. Para ello se
determinó la influencia del estado de crecimiento y desarrollo de plántulas y su eficiencia en la
formación de raíces adventicias. Donde se presentó una correlación entre el tamaño de las hojas
apicales, numero de hojas, numero de nodos y distancia de los nodos apicales con la capacidad
de enraizamiento. Inicialmente se midieron los tiempos de la dormancia y la actividad de
crecimiento apical, donde se estableció que las plántulas de comino en vivero permanecían
semanas en periodos de dormancia apical (7,6 semanas) y luego este iniciaba un periodo de
actividad apical (8 semanas). También se encontró una relación entre el contenido de
carbohidratos en los estados de actividad y dormancia apical con la formación de raíces
adventicias. Donde las plantas en estado dormante presentan una mayor concentración de
carbohidratos mientras que las activas tienen una menor concentración. Por otro lado, también
se busca la identificación de hormonas en ambos estados de crecimiento del meristemo apical
con el fin de establecer la influencia del efecto hormonal en la formación de raíces adventicias.
Con este estudio se puede establecer los tiempos en los cuales es correcto cortar los esquejes de
comino que garanticen un mayor porcentaje de enraizamiento, así como establecer que
tratamientos favorecen el desarrollo de las raíces y aumentan la adecuada propagación de
esquejes o estacas en comino.
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Poster: P_BA_44
Simposio:
Título:
Producción de ácido jasmónico por un sistema de fermentación sólido utilizando una cepa de
Botryodiplodia theobromae
Autores:
Laredo Alcala Elan1, Michelena Alvarez Georgina2, González Gallegos Esmeralda1, Arredondo
Valdés Roberto1, Martínez Hernandez José3 y Herrnandez-Castillo Francisco1*
Centro de Trabajo:
1 Departamento de Parasitología Agrícola. Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro.
2División Biotecnología, Instituto Cubano de investigación de los Derivados de Caña de Azucar,
3Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila. Saltillo, Coahuila, México.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ácido jasmónico, Botryodiplodia theobromae , Hormona reguladora de crecimiento, fermentación
sólida.
Comunicación:
El ácido jasmónico (AJ), es un regulador del crecimiento vegetal endógeno, el cual mediantes su
aplicación exógena ha demostrado ser capaz de potencializar los mecanismos de defensa y
regulación en las plantas, sin embargo su aplicación en el campo es muy limitada debido a los
altos costos de producción. Por lo que en los últimos años la principal alternativa de su
producción ha sido el uso del metabolismo de diversos microorganismos, siendo el más
ampliamente utilizado Botryodiplodia theobromae. En este estudio se evaluó la capacidad
productora de AJ de una cepa Botryodiplodia theobromae aislada de zonas tropicales del sureste
de México, la evaluación de la producción se realizó mediante un sistema de fermentación en
estado sólido utilizando como soporte sólido el bagazo de caña azucarera y el medio utilizado fue
el medio Miersh modificado. Los resultados demostraron la capacidad de producción de AJ
mediante este sistema. Los niveles de producción de AJ alcanzaron su punto máximo de
concentración en un 30% menos tiempo respecto a los reportados en la literatura y de igual forma
la producción volumétrica logro un nivel de 2705.8±1 ppm. De tal forma se comprobó que en
temas de producción de ácido jasmónico el sistema de fermentación en estado sólido se presenta
como una alternativa biotecnológica.
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SIMPOSIO 5: SOLUCIONES MEDIOAMBIENTALES:
TRATAMIENTOS Y BIORREMEDIACIÓN
Simposio:
SOLUCIONES MEDIOAMBIENTALES: TRATAMIENTOS, BIORREMEDIACIÓN, CARACTERIZACIÓN
Título:
Effects of graphene oxide on Pseudomonas putida
Autores:
Collado Alonso S, González Combarros R, Díaz Fernández M
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medioambiente. Universidad de Oviedo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Antimicrobial activity; Flow cytometry; Graphene oxide; Metabolic activity; Pseudomonas putida;
Wastewater treatment
Comunicación:
The use of graphene and its derivates in commercial products is following an increasing rate.
Consequently, the occurrence of these materials on either urban or industrial wastewaters is
becoming increasingly common. Taking into account that wastewater treatment plants are
usually the last barrier before the water is discharged into the environment, it is important to
understand the effects of these graphene materials in the biotreatment process. In the present
study, the toxicity effect of graphene oxides (GO) on the microbial functions related to the
biological wastewater treatment process is studied, using Pseudomonas putida and salicylic acid
(SA) as bacterial and pollutant models, respectively, in simulated urban and industrial
wastewaters (SUW and SIW, respectively). A novel flow cytometry method using a dual IP/cFDA
staining have been used to measure the metabolic activity and bacterial viability of P. putida in
contact with GO. It was observed a continuously reduction in the percentages of viable cells and
a slight increase, lower than 5%, in the percentages of damaged cells and dead cells values
suggesting that P. putida in contact with GO loses the membrane integrity but preserves the
metabolic activity. The growth of P. putida was strongly inhibited by the GO presence; only 0.05
mgmL-1 of GO reduced by a third the maximum growth achieved in its absence. The negative
effect of GO on the viability becomes important for GO concentrations higher than 0.1 mgmL-1.
Regarding the specific removal rate of the SA, it was observed a decreased of its value with GO
concentration up to 0.1 mgmL-1 suggesting that the presence of GO always reduces the P. putida
growth but, for concentrations higher than 0.1 mgmL-1, it also reduces the activity of the
bacterium. Similar growth inhibition values were observed in SUW and SIW. However, the
negative effect of GO on the viability is more marked in SIW than in SUW, being important for GO
concentrations higher than 0.1 mgmL-1 for SIW and 0.5 mgmL-1 for SUW.
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Simposio:
Título:
Aplicación biotecnológica de holocelulasas producidas por Basidiomicetos para la bioconversión
de residuos de palma de aceite y cacao.
Autores:
Frias De La Cuz A, Arboleda Valencia J, Gonçalves de Siqueira F
Centro de Trabajo:
Universidad Del Atlántico
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Basidiomicetos; Biocombustible; Holocelulasas;
Comunicación:
La necesidad de reducir las emisiones de gases invernaderos se ha convertido en un incentivo
para el desarrollo de procesos que generen combustibles a partir de celulosa. Una de las maneras
de reducir los costos de obtención de etanol, a partir de celulosa, es el uso de microorganismos
que puedan fermentar este polímero y disminuir al máximo el uso de costosos reactivos en los
procesos de pre-tratamiento químico. En base a lo anterior, el presente trabajo propone la
búsqueda de hongos basidiomicetos asociados a la descomposición de madera presentes en el
bioma Colombiano: bh-MB, con el fin de generar alternativas a la producción de bioetanol y que
puedan emplearse para mejorar las herramientas tecnológicas en los procesos de bioconversión
de biomasa en el país; proporcionando moléculas más estables, activas, económicas y que a largo
plazo sean usadas durante la degradación, evitando que sean agresivas, disminuyendo el tiempo
de exposición del material y los costos del tratamiento. Primeramente se evaluará
cualitativamente (método Hankin y Anagnostakis 1975) y cuantitativamente (Método DNS) la
actividad enzimática de las cepas que resulten positivas a la prueba de Rojo Congo; las cepas que
presenten actividad enzimática serán identificadas taxonómicamente con ayuda de
características macroscópicas y microscópicas y molecularmente mediante extracción de ADN
genómico, usando el DNeasy Plant Mini Kit® y por PCR, amplificando un fragmento de la región
intertranscrita (ITS) utilizando los primer ITS5 e ITS4 descritos por Toju en el 2010; después se
caracterizarán por la obtención de enzimas a través del cultivo in vitro en medios suplementados
con residuos de cosecha de Palma de aceite y cacao como fuentes potenciales, con el fin de
producir enzimas a partir de los hongos seleccionados, por último se evaluará la eficiencia del
pre-tratamiento enzimático de los hongos en comparación con métodos clásicos de
deslignificación comunes en procesos de bioconversión. Con esta metodología, se espera que los
Basidiomicetos provenientes de bh-MB tengan la capacidad de degradar residuos lignocelulósicos
y que la eficiencia producida por las enzimas de los hongos seleccionados sea mayor a la
eficiencia presentada por las enzimas comerciales en los procesos de degradación de materiales
lignocelulósicos
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Simposio:
Título:
Evolución de la población fúngica cultivable durante el proceso de compostaje de lodos mediante
sistemas de membrana semipermeable: identificación y caracterización enzimática
Autores:
Robledo-Mahó Tatiana, Rodríguez-Calvo Alfonso, Camacho- R. Lucero, Aranda Elisabet, GonzálezLópez Jesús, Calvo Concepción
Centro de Trabajo:
Instituto del Agua, Universidad de Granada
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hongos; lodos; compostaje; membrana semipermeable; microbiota; enzimas extracelulares;
hidrolíticas; oxidoreductasas
Comunicación:
El proceso de compostaje con lodos de depuradoras representa un sistema eficaz para la
eliminación de estos residuos, en los que el empleo de membranas semipermeables, permite una
aceleración del proceso y por tanto, una reducción de los costes operacionales. La
caracterización de la microbiota implicada en dicho proceso puede constituir una herramienta
útil de mejora y efectividad, ya que depende fundamentalmente, de la capacidad metabólica de
microorganismos como los hongos, que tienen un papel relevante en la degradación del material
lignocelulósico. Por otro lado, este ecosistema puede representar un medio singular para la
búsqueda de microorganismos con capacidad para degradar moléculas complejas y productores
de enzimas con alto valor industrial. El objetivo de este trabajo fue: (I) el estudio de la evolución
de la población fúngica cultivable, (II) la identificación molecular y (III) la caracterización
enzimática de los hongos aislados durante el proceso de compostaje.Se tomaron muestras del
material a compostar (lodos de depuradora y estructurante vegetal) y de varios tiempos del
proceso de compostaje de una pila con sistema de membrana semipermeable, construida a escala
real en las instalaciones de Biomasa del Guadalquivir S.A en Granada. La evolución de la
microbiota fúngica se determinó a través del método de dilución seriada. El aislamiento e
identificación filogenética se llevó a cabo mediante la amplificación y secuenciación de la región
ITS1-5.8S-ITS2 o D1/D2. Se determinaron las actividades amonificante y fosfato soluble, así como
las actividades hidrolíticas: amilolítica, lipolítica, proteolítica, pectinolítica, hemicelulolítica,
celulolítica. Como actividades oxidoreductasas se determinaron la actividad lacasa, tirosinasa,
polifenol oxidasa y peroxidasa usando técnicas cualitativas colorimétricas.La evolución de la
población fúngica mesófila experimentó un aumento en el número de UFC g-1 en los primeros
días, disminuyendo en la fase termófila hasta la etapa de maduración. Los hongos identificados
más representativos durante todo el proceso fueron Byssochlamys spectabilis, Scopulariopsis
brevicaulis, Hormographiella aspergillata, Aspergillus sp. y Penicillium sp. La actividad
amilolítica, polifenol oxidasa, celulolítica, fueron las más frecuentes junto con la actividad
proteolítica, y la lipolítica, siendo algunas de las especies encontradas poco conocidas por la
producción de este tipo de enzimas.
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Comunicación Oral: OC_BR_01
Simposio:
Título:
Efecto de la tecnología de microorganismos eficaces en suelos intervenidos antrópicamente del
parque forestal embalse del neusa, departamento de cundinamarca.
Autores:
Pérez Bravo Jahanavy, Tijaro Orejuela Mery, Niño Galeano German
Centro de Trabajo:
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Microorganismos; Fisico-quimico; UFC; iones.
Comunicación:
Los Microorganismos Eficaces (E.M.), corresponden a una mezcla de bacterias y hongos
importantes para el proceso de mejoramiento del suelo, tecnología desarrollada por el profesor
Terou Higa de la Universidad de Ryukyus, Okinawa, Japón (Higa, 1991), combinación que se debe
tener en cuenta debido a que a través del tiempo las diferentes actividades antrópicas entre ellas
monocultivos, ganadería, extracción minera, entre otras ha generado efectos negativos como la
erosión, la desertificación y la pérdida de biodiversidad en los ecosistemas. Este estudio analiza
los efectos de la inoculación de los E.M. de forma directa o en compost en suelos intervenidos
antrópicamente con cultivos de especies exóticas como Pinnus sp. y Eucaliptus sp., que
generaron en el suelo cambios fisico-químicos y microbiológicos en el Embalse del Neusa, zona
Laureles Cundinamarca- Colombia. Para llevar a cabo este trabajo se extrajo el suelo del área de
estudio, donde se identificaron las caracteristicas microbiológicas y fisico-químicas mediante el
pH y la concentración de iones como nitrógeno, carbono, fósforo, magnesio, entre otros, antes y
después de los tratamientos con EM. Se utilizó inoculación directa de EM e inoculación de EM
mezclada con diferentes tipos de compost, además se analizó el cambio físico-químico del suelo.
Los resultados mostraron que los tratamientos de EM mezclados con compost tuvieron un
incremento en los nutrientes y UFC a diferencia de los tratamientos donde se inocularon los EM
directamente al suelo, Se evidencio un crecimiento significativo principalmente en las UFC,
encontrando organismos importantes para la restauración geomorfológica como Bacillus
weihenstephanensis, Lactobacillus pentosus, entre otros; por otra parte se vio un incremento de
nutrientes del suelo al final del estudio, demostrado en la cantidad de fósforo que aumento de 8
(col (+)/kg) a 116 (col (+)/kg). El tratamiento 10 que contenia EM mezclado con compost de
cerdaza, papa, aserrín presentó los mejores resultados. Se concluye que la tecnología E.M. tiene
un efecto positivo en la restauración geomorfológica al mejorar las propiedades microbiológicas y
fisco-químicas, además se afirmó que el los cambios de E.M. tiene una mayor eficacia con la
inoculación con compost, que la inoculación directa en el suelo.
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Simposio:
Título:
Determination of native microorganisms of the rhizosphere of the plant Fique (Furcraea andina)
in Mogotes Colombia
Autores:
Pinilla Corzo Rigoberto, Vargas Gutierrez Maria Paula, Rincon Perez Andres Leonardo, Chacon
Ariza Pedro
Centro de Trabajo:
University of Santander
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Fique; Agroagrochemicals; Rhizosphere; Microorganisms
Comunicación:
The Fique (Furcraea andina) is located in the Andean region, mainly in the countries of Colombia,
Ecuador and Venezuela. There is now only Fique in Colombia, Costa Rica, Venezuela and Ecuador;
Colombia has 30,000 hectares planted, and reported an average production of 34500 tons of fiber
processed into yarn, crafts, packaging or fabrics. The soil undergo agricultural practices with
highly toxic agrochemicals, which cause an adverse effect on the rhizosphere microorganisms,
responsible for performing various biogeochemical cycles, maintain biotic balance, mineralized
substrates and decompose organic matter. This paper seeks to determine the amount of
rhizosphere microorganisms in a culture of Fique impacted by agrochemicals. In the municipality
of Mogotes Colombia, three sites were selected high, medium and low within a culture of Fique
to take four rhizosphere samples at each site, randomly selecting a plant. With the four samples
of each zone, a composite sample made later10g were transferred to sterile flasks with 90ml of
distilled water. The three flasks were subjected to shaking at 100RPM for 10 minutes. After serial
dilutions were made to 10-6 and inoculated in duplicate dilution 10-2, 10-4 and 10-6 in Petri
dishes with agar for yeasts SABO, RB for fungi and bacteria in AN. The fungi were incubated for 7
days at 30°C, bacteria and yeast for 24 hours at 37°C. By getting the growth in each petri dish
could be observed a total of 7206 CFU/g of bacteria, fungi 1206 CFU/g and 743 CFU/g yeast.
Comparing the results with other studies found that the soil planted with Fique recorded a low
amount of microorganisms; the lowest counts were located in the lower area of cultivation due to
the process of accumulation of chemicals from leaching and runoff during the rainy season.
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Simposio:
Título:
Marine hydrocarbonoclastic bacteria as whole-cell biosensors for hydrocarbons
Autores:
Rojo Fernando, Sevilla Emma, Yuste Luis
Centro de Trabajo:
Centro Nacional de Biotecnología, Departamento de Biotecnología Microbiana, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biosensors; hydrocarbons; marine bacteria; crude oil spills
Comunicación:
Whole-cell biosensors are useful and cost-effective systems for the in-situ monitoring of seawater
for hydrocarbons derived from oil spills. Currently available biosensors for hydrocarbons show
limitations derived from the low water-solubility of these hydrophobic compounds and by the
high ionic strength of seawater. To tackle these problems, we tested the usefulness of the marine
hydrocarbonoclastic bacterium Alcanivorax borkumensis, which is highly specialized in
assimilating alkanes, as a host for a whole-cell biosensor system. Three plasmids were
constructed allowing the expression of the green fluorescent protein (GFP) in response to
different hydrocarbons (C6-C10 n-alkanes, C8-C18 n-alkanes, or pristine, respectively). The
reporter plasmid responding to C6-C10 n-alkanes was introduced into either Escherichia coli
(commonly used in many whole-cell biosensors but not optimized for alkane degradation) or in A.
borkumensis. The response (GFP production) of the reporter strains to these alkanes, and to
samples contaminated with gasoline or crude oil, was analysed. The E. coli sensor provided the
fastest response to pure alkanes (25-fold induction after two hours under the conditions used) as
far as the alkanes were present in water samples of moderate ionic strength. In seawater samples
E. coli showed no response unless the sample was diluted four-fold in water. On the contrary, the
sensor based on A. borkumensis efficiently responded to alkanes in seawater, rendering induction
values of 18- to 50-fold (depending on the alkane considered) after 3-4 hours. Under the
conditions used, the detection threshold for octane in seawater of the A. borkumensis sensor was
of 0.5 µM, four-fold better than that of the E. coli sensor using samples of a moderate ionic
strength. The sensor based on A. borkumensis was also better at sensing the alkanes present in
gasoline or in crude oil.
A. borkumensis cells containing the reporter plasmid for C8-C18 n-alkanes, or that for pristine,
required longer incubation times to render a clear induction signal (24-30 h). This is probably due
to the high hydrophobicity of these hydrocarbons and to a relatively high basal expression of GFP
in these two plasmids. The behaviour of the bioreporter strains with different oil-contaminated
samples will be presented.
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Simposio:
Título:
Producción de biosurfactantes empleando Pseudomonas aeruginosa para la biorremediación de
hidrocarburos.
Autores:
Cal y mayor Luna Carlos, Pérez Armendáriz Beatriz
Centro de Trabajo:
Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Hidrocarburos; biosurfactantes; Pseudomonas aeruginosa; biorremediación; producción
Comunicación:
Acatzingo Puebla es un municipio ubicado a 30 km de la capital del estado en el cual atraviesan
ductos de PEMEX. Dichos ductos pasan debajo de las tierras de cultivo y en varios de ellos se han
construido tomas clandestinas de diésel y gasolina. Por las fugas de los hidrocarburos se han
perdido cosechas enteras de maíz, frijol y haba, ocasionando que los suelos se vuelvan áridos y
sin capacidad de producción agrícola. En la biotecnología ambiental los biosurfactantes están
ganando interés para aplicarlos en procesos de biorremediación de ambientes contaminados con
compuestos orgánicos persistentes, debido a que incrementan la biodisponibilidad y
biodegradabilidad. Los biosurfactantes son compuestos anfifílicos producidos por microorganismos
como metabolitos secundarios y que tienen propiedades tensoactivas, emulsificantes,
dispersantes, altos índices de emulsión y baja toxicidad ambiental. El objetivo de este trabajo es
proponer una tecnología factible con la utilización de Pseudomonas aeruginosa para la remoción y
biodisponibilidad de hidrocarburos. Se obtuvo una cepa que se identificó molecularmente como
P. aeruginosa mediante la metodología de los cebadores universales 16S del ADNr. La
caracterización cinética mostró una tasa específica de crecimiento de 0.64 h-1 con un tiempo de
duplicación de 1.14 h. Además se realizaron cinéticas de producción de biosurfactantes en medio
mineral con diésel, aceite vegetal y aceite vegetal suplementado con dextrosa al 2% como fuente
de carbono, obteniendo una máxima de producción de 122, 84 y 280 mgL-1 respectivamente. Los
rendimientos para diésel son Yx/s = 0.003, Yp/x = 2.169, Yp/s = 0.007. Para aceite vegetal Yx/s =
0.018, Yp/x = 0.492 Yp/s = 0.009 y aceite vegetal suplementado con dextrosa al 2% Yx/s = 0.027,
Yp/x = 1.626, Yp/s = 0.043. Actualmente se están realizando diseños experimentales con
superficies de respuesta para saber la combinación de factores que optimicen la producción de
biosurfactantes de P. aeruginosa, valorizando fuentes de carbono baratas como el aceite de
cocina usado. Posteriormente el biosurfactante se empleará en pruebas de toxicidad y
biodegradación en suelos contaminados con hidrocarburos de Acatzingo Puebla. Este trabajo
permitirá conocer la degradación inespecífica de P. aeruginosa, y la eficiencia que tiene el
biosurfactante en la biorremediación.
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Simposio:
Título:
Tratamiento de desechos del cianuro por biorremediacion
Autores:
DELOYA MARTINEZ ALMA,
Centro de Trabajo:
TECNOLOGICO DE COSTA RICA
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Microorganismos autóctonos; medio
microorganismos; biorremediación.
protector;
liofilización;
lixiviación;
consorcio
de
Comunicación:
En la investigación que se presenta a continuación se desarrolló un consorcio autóctono de
microorganismos degradadores del cianuro para aplicarlo en el tratamiento biológico de los
desechos peligrosos del cianuro.
Los microorganismos autóctonos obtenidos, se liofilizaron en diferentes medios protectores, como
la Gelatina y Caldo lactosado a diferentes temperaturas, (-35,-45,-55 y -65).
Para tratamiento preliminar de los desechos del cianuro se aplicó un método de pretratamiento
en lechada, para la lixiviación preliminar del desecho, con periodos de 3-5 días y un tratamiento
posterior, por Lagunas aireadas, aplicando el consorcio de microorganismos liofilizados.
Se obtuvieron ocho diferentes liofilizados de los microorganismos degradadores del cianuro, bajo
diferentes condiciones de temperaturas y con dos medios protectores de liofilización que
presentaron excelentes recuperaciones a los seis meses de la liofilización.
Los microorganismos liofilizados, pueden aplicarse en la biodegradación de los desechos del
cianuro procedentes de las minas de oro o cualquier otro desecho de cianuro como los baños de
electrodeposición de metales, así como los procedentes de la industria manufacturera de joyas.
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Simposio:
Título:
Identificación de los halos de ramnolípidos revelados en agar CTAB/MB - HCl mediante
Cromatografía Líquida de Ultra Performance acoplada a espectrometría de masas en tándem
(UPLC-MS/MS)
Autores:
Calleja Ayala Gustavo, Romero Guerra Guillermo, Alván Vargas María, Merino Rafael Fernando,
Gutierrez Moreno Susana
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bromuro de Cetiltrimetil amonio (CTAB); Pseudomonas; UPLC; espectrometría de masas (MS);
ramnolípidos
Comunicación:
Los ramnolípidos (RL) son biosurfactantes con gran alcance aplicativo tanto en el sector industrial
como ambiental. El método de revelado de RL en agar Bromuro de Cetil-Trimetilamonio y azul de
metileno (agar CTAB/MB) fue desarrollado para detectar cepas productoras de RL. Las recientes
investigaciones describen que un inóculo de la sustancia ramnolipídica producida por una bacteria
es capaz de revelar distintos patrones de halos en donde se distinguen zonas blancas de
precipitación separadas por zonas translúcidas. Estas zonas podrían tener diferencias debido a
que una bacteria puede producir distintos tipos de RL. Por ello el objetivo de este trabajo fue
identificar diferencias en la composición química de los RL que podrían estar contenidos en cada
zona de precipitación. Utilizamos una mezcla ramnolipídica producida por la cepa Pseudomonas
aeruginosa 6K11 cultivada en medio mineral suplementada con 3% de glicerol v/v. La mezcla
purificada de RL se inoculó en placas de agar CTAB/MB, las cuales fueron incubadas a 35°C por 48
horas y luego a 4°C por 24 horas, posteriormente se añadió HCl al 1N observándose 4 bandas de
precipitación. Dichas bandas fueron extraídas y diluidas a 0.1 mg/mL en metanol. La
identificación de los RL se realizó con un UPLC MS/MS Se encontraron 9 tipos de RL en la banda 1
(Rha-C8-C10, Rha-C10-C8, Rha-C10-C10, Rha-Rha-C8-C10, Rha-Rha-C10-C8, Rha-Rha-C10-C10,
Rha-Rha-C10-C12:1, Rha-Rha-C12-C10 y Rha-Rha-C10-C12), 7 en la banda 2 (Rha-C8-C10, RhaC10-C8, Rha-C10-C10, Rha-Rha-C8-C10, Rha-Rha-C10-C8, Rha-Rha-C10-C10 y Rha-Rha-C10-C12:1),
4 en la banda 3 (Rha-C10-C10, Rha-Rha-C8-C10, Rha-Rha-C10-C8 y Rha-Rha-C10-C10) y 3 en la
banda 4 (Rha-Rha-C8-C10, Rha-Rha-C10-C8, Rha-Rha-C10-C10).La estructura molecular es
probablemente el factor más importante en la migración de los RL puesto que se observó que la
relación de la presencia de isómeros se mantiene en las cuatro bandas. Además de existir
predominancia de di-RL. Podemos concluir que la diversidad de las especies de RL disminuye en
la migración de cada banda según su complejidad estructural (cantidad de ramnosas, isomería y
masa) lo que comprueba las diferencias en cuanto a composición química de los RL que se
encuentran dentro de cada banda o zona de precipitación.
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Simposio:
Título:
A bioplastic-based enzymatic system for decolourization of wastewater dyes: use of bacterial
laccases inmmobilized on polyhydroxybutyrate beads.
Autores:
Roig Molina Emma, Bello-Gil1 Daniell, Fonseca Jennifer , Maestro Beatriz , Ferrándiz Marcela ,
Franco Esther , Mira Elena, Sanz Jesús M.
Centro de Trabajo:
Instituto Biología Molecular y Celular, Universidad Miguel Hernández. Grupo de Investigación de
Biotecnología, Instituto Tecnológico Textil (AITEX).
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Dye decoloration; textile industry; enzyme immobilization; laccases; polyhydroxyalkanoates; BioF
Comunicación:
The presence of synthetic dyes in wastewater from the textile industry constitutes a serious
environmental and health problem, as these compounds are toxic and carcinogenic, so they must
be removed before dumping. The use of laccase enzymes for dye decoloration has been increased
in recent years. While fungal laccases are the most widely used for these tasks, bacterial laccases
also possess an evident biotechnological interest since they are generally more thermostable, and
halotolerant, and display a wider optimum pH range as well as a broad substrate range.
Therefore, bacterial laccases have the potential to become outstanding biocatalysts for the
treatment wastewater derived from the textile industry. In this work we have developed an
enzymatic bioreactor with the ability to decolorate dyes, by making use of natural and
environmental-friendly polyhydroxyalkanoates (PHAs) as supports for the immobilization of the
CueO laccase from Escherichia coli through the BioF affinity tag (BioF-CueO fusion protein). We
have characterized the system and optimized the enzymatic immobilization by evaluating the
maximum adsorption capacity on polyhydroxybutyrate (PHB) beads, as well as the pH profile,
kinetic constants, substrate range and recycling capacity. Our results indicate that PHA-based
laccase bioreactors are a promising alternative for the decoloration of industrial wastewaters.
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Simposio:
Título:
Biological decolourization activity of reactive dyes by yeast strains in liquid media.
Autores:
Canaza Jorges Alejandro, Estevez Pintado Maria Manuela, Lima Castro Paula Maria, Moreira
Patricia Raquel
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Palabras Clave:
dye decolourization; yeast; enzymatic activity; biosorption; phytotoxicity.
Comunicación:
The worldwide production and use of synthetic dyes has been increasing over the last decades
and thus also their impact in the environment, as many of these compounds and their metabolites
are potentially carcinogenic and mutagenic.
Treatments to efficiently degrade and eliminate these toxic compounds from industrial effluents
have been successfully developed and tested, but none is simultaneously of universal application,
economic and with low environmental impact. The ability of yeast to mineralize aromatic amines
is known. The potential of biological decolourization of dyes mediated by yeast enzymes is
enormous due to these organisms versatility.
This communication reports the decolourization of the dyes Remazol Black B-A, Remazol Yellow
RR, Levafix Blue CA, Levafix Red CA, Everzol Yellow, Sumifix Yellow, Sumifix Red, Everzol Red,
Samofix Black, Navy Everzol ED, Sumifix Blue ESC, Sumifix Blue and Everzol Blue Led, mediated
individually by Candida tropicalis LIIIST7, Pichia sp. LIVST11, Candida ortopsilopsis HOMOGS20,
Yarrovia lipolytica HOMOGST27, Pichia stipitis LIIIS36, Kluyveromyces marxianus HOMOGST31 and
the unidentified yeast strain HOMOGST27A, all previously isolated from wastewater treatment
plant and cheese samples.
Colour reduction assay was performed in NDM liquid medium (Normal Medium of Decolourization)
with 100 mg/L of each dye. Changes in the solubilized dye concentration were measured by
spectral scanning. The strains exhibit different traits of decolourization, which occurred through
mechanisms of cell adsorption (colourful yeast cells pellet) or through degradation (the presence
of colourless yeast cells pellet might unfold the existence of an underlying biodegradation
mechanism), or through both processes, depending of the dye and the strain. The strain Pichia
stipitis LIIIS36 exhibited the highest efficiency in decolourization for all the dyes tested in a
period of time ranging between 12 – 24 h hours. Enzymatic activities of manganese peroxidase
(MnP), azoreductase, oxireductase and lacase were detected for Pichia stipitis LIIIS36.
Phytotoxicity response for the descolourization products of Pichia stipitis LIIIS36 was also
performed using the Trifolium pratense assay.
Pichia stipitis LIIIS36 has revealed important traits which make it a promising strain for a yeastbased biological decolourization process for reactive dyes.
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Simposio:
Título:
Biorremediacion de aguas contaminadas con hidrocarburos mediante sistemas de biopelículas
formadas sobre materiales adsorbentes hidrofóbicos.
Autores:
Rodríguez-Calvo Alfonso, Mazuecos-Aguilera Ismael, Robledo-Mahón Tatiana, Silva-Castro Gloria
Andrea, Manzanera Maximino, González-Lopéz Jesús, Calvo Concepción
Centro de Trabajo:
Instituto de Investigación del Agua - Universidad de Granada
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorremediación; Tratamiento de Aguas; Degradación de Hidrocarburos; Biopelículas;
Comunicación:
La contaminación de aguas con hidrocarburos ocasiona daños ecológicos de importancia con un
efecto negativo en diferentes ámbitos. La mayoría de los hidrocarburos pueden ser degradados
por los microorganismos autóctonos del propio ecosistema contaminado. Además, el uso de
microorganismos inmovilizados en un soporte formando biopelículas está recibiendo un interés
creciente en el campo de la biorremediación. Como ventajas de estos sistemas citar: mayor
estabilidad de las especies microbianas, menor periodo de adaptación microbiana y una
biodegradación más eficaz debido a una mayor carga microbiana. El objetivo de esta
investigación es estudiar la capacidad de distintos materiales adsorbentes de hidrocarburos para
formar biopelículas estables degradadoras de hidrocarburos y evaluar la eficacia de estos
sistemas para el tratamiento de aguas contaminadas. Los ensayos se realizaron en dos tipos de
reactores, unos de configuración horizontal y otros de configuración vertical, donde se introdujo
el material adsorbente. El agua contaminada con hidrocarburos se recirculó durante 7 días (fase
de tratamiento). A continuación los soportes se depositaron en vasos de precipitado y se
mantuvieron durante 1 mes, para determinar la capacidad de biodegradación de la biopelícula
formada (fase de biorremediación). Se cuantificó la población bacteriana adherida al soporte y en
suspensión. La concentración de hidrocarburos se cuantificó mediante cromatografía de
gases/espectrometría de masas. La formación de biopelícula se estudió por microscopía
electrónica de barrido (SEM). Durante la fase de tratamiento la concentración de
microorganismos adheridos a los soportes alcanzó valores próximos o superiores a 7 Log(UFC/ml).
Durante la fase de biorremediación se observó una estimulación de la microbiota alcanzándose
valores próximos o superiores 8 Log(UFC/ml). Los estudios de SEM mostraron que los soportes
facilitaban la formación de una biopelícula estable. Respecto a la concentración de
hidrocarburos, durante la fase de tratamiento hubo una eliminación de hidrocarburos superior al
85% de los hidrocarburos presentes en el agua, debido fundamentalmente a un proceso físico de
adsorción. En la fase de biorremediación se demostró la eficacia degradadora de los
microorganismos adheridos con degradación de alcanos lineales y ramificados, naftalenos y
disminución de los índices C18/Fitano y C17/pristano.
Agradecimientos: Investigación subvencionada por la Compañía Logística de Hidrocarburos CLH, S.A.
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Simposio:
Título:
Aplicación de técnicas de citometría de flujo a procesos biológicos de nitrificacióndesnitrificación de lixiviados
Autores:
Collado Alonso S, Menéndez-Manjón Tartiere P, González Combarros R, Oulego Blanco P, Alonso
Tuero S, Díaz Fernández M
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medioambiente. Universidad de Oviedo
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
actividad celular; citometría; depuración; lixiviado; nitrificación- desnitrificación; viabilidad
celular
Comunicación:
Los lixiviados suponen un problema medioambiental importante, debido a su toxicidad y a los
grandes volúmenes generados en los vertederos, por lo que deben ser tratados antes de ser
vertidos, con el fin de evitar efectos perjudiciales sobre la salud y el medio ambiente. El método
de depuración más extendido para este tipo de agua residual son los sistemas biológicos de
nitrificación-desnitrificación. Sin embargo, estos sistemas requieren la evaluación de la viabilidad
y actividad de los lodos de una forma rápida y fiable, para así reducir el tiempo de respuesta
frente a cambios en el estado fisiológico del lodo. A este respecto, la citometría de flujo se está
comenzando a estudiar como técnica de determinación de viabilidad y actividad celular en lodos
activos de tratamiento de aguas residuales urbanas, con resultados muy prometedores. Sin
embargo, aún no existen estudios referidos a su aplicación a lodos para el tratamiento biológico
de aguas residuales industriales, como es el caso de los lixiviados. Por ello, el objetivo de este
trabajo es estudiar, por vez primera, la aplicabilidad de la citometría de flujo sobre fangos
activos de nitrificación-desnitrificación procedentes de una planta industrial de tratamiento de
lixiviados. Para ello, se ha desarrollado un protocolo multiparamétrico de citometría de flujo y se
ha aplicado a lodos de nitrificación y de desnitrificación. El protocolo obtenido, basado en la
tinción del lodo con tres fluorocromos, permitió cuantificar tres subpoblaciones distintas (viables,
dañadas y muertas), como paso previo para el desarrollo de modelos cinéticos segregados más
exactos que los actuales. Además, los resultados obtenidos se compararon con las medidas
obtenidas con otros métodos usados frecuentemente para la evaluación de la actividad o
viabilidad celular, como son los sólidos suspendidos volátiles (SSV), las tasas de nitrificación o de
consumo de oxígeno (OUR) y el recuento en placa. Estos métodos más convencionales
demostraron dar resultados poco exactos sobre concentraciones de microorganismos en el lodo y
de su nivel de daño celular, en cuanto que no evalúan conjuntos de subpoblaciones bacterianas
presentes que sí son detectables con la técnica de citometría de flujo aquí desarrollada.
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Simposio:
Título:
Escalado del proceso de decoloración de efluentes industriales textiles con el hongo anamorfo r1
de Bjerkandera sp
Autores:
Osorio Echavarria J, Gaviria Arroyave M. I., Quintero Díaz J. C.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
hongos ligninolíticos; efluentes textiles; lecho fijo; escalado; decoloración
Comunicación:
Los efluentes provenientes de industrias textiles generan impactos ambientales negativos por lo
cual deben ser tratados antes de ser descargados a los cuerpos de agua. Los hongos ligninolíticos
han mostrado gran potencial para ser utilizados en procesos de biorremediación de aguas con
compuestos recalcitrantes y tóxicos, debido principalmente al sistema enzimático oxidativo
extracelular que emplean naturalmente para la degradación de la lignina de la madera.
En este trabajo, el hongo ligninolítico anamorfo R1 de Bjerkandera sp. se empleó para desarrollar
una tecnología continua utilizando un biorreactor modelo de lecho de fijo de 0.25 L empacado
con estropajo como base para realizar el escalado del proceso de degradación de efluentes de la
industria textil en condiciones no estériles a 5 L.
Una aplicación industrial del sistema implica un eficiente escalado del proceso. Para el caso de
estudio (reactor de lecho fijo) y debido a la naturaleza heterogénea del soporte usado (estropajo)
se hace imposible aplicar correlaciones empíricas planteadas para procesos en tanques agitados y
el conocimiento pleno del fenómeno para generar un modelo se hace bastante arduo. Se ha
elegido la teoría de la similitud, geométrica e hidrodinámica, como fundamento del escalado del
proceso.
La caracterización hidrodinámica del reactor de 0.25 L a 36 h, arrojó un módulo de dispersión de
0.14 y un número de Peclet de partícula (Pep) de 0.55. Este último fue elegido como criterio de
escalado mediante un ejercicio de análisis dimensional, ya que relaciona las fuerzas de difusiónconvección de gran influencia en la eficiencia de reactores tubulares. El sistema a 5 L se diseñó
teniendo en cuenta un factor de escala de 2.78 y la caracterización hidrodinámica se realizó a
tres niveles de aireación pulsante (LPM: litros por minuto): 0, 1.8 y 1, encontrando que a 1LPM y
HRT de 36h, el sistema presenta similitud hidrodinámica con el reactor modelo y un Pep casi
idéntico (0.58). Con este nivel de aireación, los ensayos de decoloración en continuo arrojaron un
69% de remoción. Luego de 180 horas se cambió el sistema al modo en continuo con recirculación
aumentando la decoloración hasta el 88% y conservando la hidrodinámica.
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Simposio:
Título:
Removal of emerging contaminants present in natural waters by treatments of nanofiltration
membranes
Autores:
López Ortiz C.M., Bernal Romero del Hombre Bueno M.A., Moya Llamas M.J., Vásquez Rodriguez
E.D., Sentana Gadea I., Varó Galvañ P., Boluda Botella N.
Centro de Trabajo:
Instituto Universitario del Agua y de las Ciencias Ambientales
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Emerging Contaminants; Nanofiltration; drinkable water
Comunicación:
The group of Emerging Contaminants (ECs) or Contaminants of Emerging Concern (CECs) not only
includes some pesticides and industrial compounds but also comprises pharmaceuticals and
personal and care products. These substances have been unnoticed as regards both their levels
and impact on the environment. In the last years, different studies have been carried out in order
to detect and remove them.
Previous studies have shown that there are different levels of some ECs in natural waters of
Spain. The presence of these contaminants in drinkable waters raises concerns about possible
risks on human health; hence it is important to obtain drinkable waters with the lowest possible
concentration of these pollutants. Moreover the removal of these compounds is difficult using
conventional water treatment techniques (such as coagulation and flocculation) Hence it is
interesting to investigate alternative water treatment technologies.
Membrane filtration is one of the most promising technologies for the removal of ECs in water.
High pressure-driven membranes are both highly selective and very efficient and have been able
to treat contaminated raw-water sources until potable waters levels. In spite of their operational
cost, membranes have a set of characteristics that facilitate their large scale usage, including
stability, ease of operation and modulation. In the present study, the efficiency of nanofiltration
(NF) treatments to reduce levels of ECs in natural waters has been evaluated. Two NF membranes
(Desal HL and NF 90) have been operated. The results showed removal efficiencies higher than
70% for the studied contaminants.
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Simposio:
Título:
Desenvolvimento do protótipo de um Butijão de 13 Kgf de Biogas 2G a partir do reaproveitamento
do chorume e da glicerina do biodiesel.
Autores:
RESENDE FABIO, COELHO SILVANIA, CABRAL CARLOS, SOUZA ROBERTO, PIMENTEL LUIZ,
RODRIGUES JACQUELINE, PEREIRA LUANA
Centro de Trabajo:
CENTRO DE TECNOLOGIA E DESENVOLVIMENTO REGIONAL
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
BIOGÁS; CHORUME; GLICERINA
Comunicación:
Uma das alternativas para o tratamento do resíduo gerado nos aterros sanitários a exemplo do
chorume é a biodigestão anaeróbia o que permite o reaproveitamento do chorume para produção
de biogás, com vistas a benefícios a preservação do meio ambiente. O presente trabalho teve
como foco avaliar o uso da glicerina bruta, oriunda da cadeia produtiva de biodiesel como uma
fonte de carbono disponível e que pode alimentar um reator bioquímico CSTR (biodigestor) para a
produção de biogás. Para desenvolver o processo de biodigestão foi utilizada a glicerina residual
do processo de produção de Biodiesel como fonte de carbono a qual apresenta um pH igual a 4,0
e o chorume de aterro sanitário rico em bactérias metanogênicas. A pressão interna do reator foi
monitorada por um ciclo de 20 dias, cuja leitura da pressão é realizada pelo medidor de pressão
Piezovac. Através da biodigestão anaeróbia entre a glicerina e o chorume, atingiu-se uma pressão
de 3,00 Mbar de biogás quando o reator bioquímico CSTR foi carregado com 4.500 mililitros de
chorume e 500 mililitros de glicerina. O biogás produzido pela biodigestão anaeróbia da glicerina
e do chorume apresenta considerável potencial energético, uma vez que, se submetido a um
processo de purificação, seu poder calorífico pode se aproximar daquele observado no gás
natural, com a vantagem de o biogás ser um combustível renovável e disponível. No entanto, o
aspecto motivador para implantação deste tipo de projeto deve ser mesmo o ganho ambiental e a
produção de energia, visto que a comercialização de créditos de carbono, neste caso, não dará
retorno financeiro significativo.
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Simposio:
Título:
The aerobic degradation of organic fraction of municipal solid waste and their conversion into
biogas
Autores:
Martínez Valdez Francisco Javier, Barrena Gomez Raquel, Saucedo Castañeda Gerardo, Kolmilis
Dimitrios, Sanchez Ferrer Antoni
Centro de Trabajo:
1Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa (UAM-I
2Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Composting; anaerobic digestion; organic fraction of municipal solid wastes
Comunicación:
Respirometry in composting is used for the evaluation of microbial activity. Microbial activity is
achieved through the action of enzymes that are responsible for the hydrolysis of complex
macromolecules that constitute the organic waste. In recent years, much effort has been made in
the introduction of anaerobic digestion for the industrial treatment. However, studies have
concluded that the organic matter hydrolysis is the limiting step in degradation rate of OFMSW.
Therefore, the aim of this study was observed that the aerobic pre-treatment increases the
methanogenic potential in the anerobia digestion of OFMSW. Assays were performed in reactors
packed with 6 kg of OFMSW in triplicate. Reducing sugars, soluble protein, fatty acids, amylase
activity and protease activity were determined in samples. Oxygen uptake rate progressively
increase up to the maximum (2.8-3.5 mgO2/gIDM*h) around day 5 and temperature reached a
maximum 72°C. Concentration increase of reducing sugar (35 mg/g DM), soluble protein (3-3.5
mg/g DM), free fatty acids (400 mM / g DM), amylase activity (2 U/gDM) and proteolytic activity
(16.44 U/gDM) can be related to microbial metabolic activity increased. The results determined
on the fifth day of aerobic degradation of OFMSW, the maximum enzyme activity and thus the
highest concentration of soluble substrates were attained so it was decided to select this day to
stop the aerobic process and continuing the anaerobic process with fresh organic waste added to
pre-treated material. Anaerobic digestion showed that the mixture of waste without pre-treat
more waste pre-treated increased production rate and the total production of methane 16.7%,
methane production was high as 601 ± 5 CH4 (Lstd.)* (kg SV)-1. It showed that aerobic treatments
could increase production constant and total methane production in anaerobic digestion.
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Simposio:
Título:
Sistema integral celda de combustible microbiana-humedal artificial de alta tasa (CCM-HAAT)
para depuración de aguas residuales de alta carga orgánica y generación de energía.
Autores:
Corzo A.(1,2), Sanabria O.A.(1), Garcia M(2).
Centro de Trabajo:
1 Facultad de Ingenieria. Universidad Nacional de Colombia 2Universidad Industrial de Santander
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Comunicación:
La alta carga orgánica de algunos tipos de aguas residuales exige tratamientos, que en su mayoría
son costosos y con alto impacto ambiental en su construcción e implementación. Las
biotecnologías como los humedales artificiales son una alternativa potencial para resolver esta
problemática. Así mismo, encontrar nuevas fuentes de energía renovable son una necesidad,
siendo la biomasa y los residuos orgánicos un factor apropiado para su generación. Para dar
respuesta a estos dos requerimientos, en esta investigación se evaluó la viabilidad de integración
de un sistema para depuración de agua residual y generación de energía, utilizando humedales
artificiales de alta tasa rellenos con medios de soporte plástico reciclado (MSP) de alta porosidad
(90-95%) y gran superficie específica (≥ 300 m2/m3), integrados con una celda de combustible
microbiana. Para ello, se construyó un sistema piloto, compuesto por tres líneas de HAAT, dos de
ellas plantadas con Cyperus Alternifolius, y una sin vegetación como control del experimento.
Cada línea estuvo compuesta por dos reactores rectangulares conectados en serie, y una celda
microbiana de grafito-acero inóxidable, con el ánodo ubicado en el fondo del primer reactor y el
cátodo en la superficie del segundo reactor. Durante la fase de arranque (3 meses de duración),
el sistema fue alimentado con agua residual sintética, carga hidráulica de 0.164 m/día por línea,
y baja carga de contaminantes (DQO= 500 mg/L) para favorecer la generación de biopelícula en
los MSP y la adaptación vegetativa. Se monitoreó la generación de energía a través de la
medición del voltaje in situ, y la reducción de materia orgánica mediante el análisis de DQO. En
los tres meses de operación la adaptación de la especie vegetal al MSP fue total, observándose
crecimiento y reproducción. La generación de energía fue posible gracias a las condiciones
anaeróbicas-aeróbicas de los HAAT, llegando a producir un máximo de densidad de intensidad de
7,35 mA/m2, y de densidad de potencia de 463,64 mW/m2 en los reactores plantados. La
remoción de DQO fue mayor en los reactores con vegetación (80% vs. 52%). Esta fase de arranque
permitió establecer que el sistema CCM-HAAT es una combinación factible y prometedora de
tecnología sostenible.
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Simposio:
Título:
Exploración de residuos de la industria de palma colombiana como fuentes de carbono para la
producción de biopolímeros tipo pha
Autores:
Arcila Echavarría Diana Catalina, Gómez Vanegas Natalia Andrea
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Polihidroxialcanoato (PHA); Polihidroxibutirato (PHB); Glicerol; Raquis de Palma; Halomonas
boliviensis; Ralstonia eutropha
Comunicación:
La producción de combustibles alternativos como el Biodiesel, trae consigo la generación de
diferentes subproductos: en la extracción de los aceites se obtienen residuos de naturaleza
lignocelulósica y en la transesterificación de estos, glicerol. En el caso particular de Colombia, la
industria de producción de aceite de palma para obtener biodiesel es creciente; esto implica la
generación anual de 1.2 millones de toneladas de racimos vacíos de frutos de palma (RVFP) y de
486.000 toneladas de Glicerol de la transesterificación del aceite. Por ello, dada la disponibilidad
de estos subproductos en el país es importante plantear una alternativa para su valorización.
En este estudio se evaluaron los hidrolizados enzimáticos de RVFP y el glicerol como fuente de
carbono (FC) para la producción de biopolímeros tipo PHA a partir de Ralstonia eutropha (ATCC
17699) y Halomonas bolivienses (ATCC – BAA – 759). Como base para el estudio se reemplazó la
glucosa de un medio estándar reportado en la literatura, por cada una de las fuentes
alternativas, manteniendo la misma relación C/N. La recuperación del biopolímero se hizo
mediante digestión ácida y su identificación a través de Espectroscopía Infrarroja con
Transformada de Furier (FTIR). Las mayores productividades se lograron con hidrolizados de RVFP
para ambos microorganismos, logrando un 90% respecto al estándar para la Ralstonia eutropha y
un 66,7% respecto al estándar para la Halomonas bolivienses. Los parámetros cinéticos obtenidos
Ks= 21,8 h-1 y μ=0,0008 mg/h para la Ralstonia eutropha y Ks= 0,98 h-1 y μ=0,042 mg/h para la
Halomonas bolivienses, muestran que hay afinidad por los sustratos utilizados, lo cual valida su
potencial valorización mediante esta aplicación.
El material obtenido se identificó como Polihidroxibutirato (PHB) y se valida con las propiedades
térmicas obtenidas mediante análisis térmico (Differential Scanning Calorimetry). Este material
se perfila con aplicaciones médicas como matriz para liberación controlada de medicamentos.
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Simposio:
Título:
Evaluación cinética y molecular de la eliminación de amonio y 2-clorofenol en reactores sbr
nitrificantes.
Autores:
Martínez Jardines Miguel Angel, González Robles Rosa, González Márquez Humberto, Claire Texier
Anne, Cuervo López Flor
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Amonio; 2-clorofenol; nitrificación; inhibición; reactores SBR; población microbiana.
Comunicación:
En este estudio se evaluó en términos cinéticos y de dinámica poblacional, la eliminación de dos
contaminantes de las aguas residuales, el amonio (NH4+) y el 2-clorofenol (2-CP), utilizando dos
lodos nitrificantes y dos reactores de lotes secuenciados (SBR). El SBR1 fue inoculado con un lodo
expuesto previamente a 2-CP, mientras que el SBR2 se inoculó con un lodo expuesto previamente
a p-cresol. Se realizaron 7 ciclos con una duración de 30 días cada uno en presencia de diferentes
concentraciones de 2-clorofenol (mg C-2-CP/l): dos ciclos con 20, dos ciclos con 40 y tres ciclos
con 60. Se encontró que ambos lodos fueron capaces de consumir totalmente el 2-CP a partir del
segundo ciclo de operación. Sin embargo, el proceso nitrificante en ambos casos resultó inhibido
por la adición de 2-CP, pues las velocidades específicas de consumo de amonio y producción de
nitrato disminuyeron de acuerdo a un control sin el compuesto clorado. Al final del ciclo 7, se
obtuvo un proceso nitrificante estable y eficiente con ambos lodos. El análisis de la dinámica
poblacional de los lodos nitrificantes indicó que en el reactor SBR1, la estructura de la población
cambió al adicionar cada una de las diferentes concentraciones de 2-CP, mientras que en el lodo
del SBR2, la estructura poblacional solo cambió al adicionar 20 mg C-2-CP/l y posteriormente, se
mantuvo estable independientemente del incremento a 40 y 60 mg C-2-CP/l. La utilización de
sistemas SBR y lodos nitrificantes previamente expuestos a compuestos fenólicos permitieron
eliminar simultáneamente amonio y hasta 60 mg C-2-CP/l. Con los lodos del SBR1, expuestos
previamente al 2-CP, este comportamiento pudo estar asociado con la aparición de cepas
tolerantes al 2-CP, a una mejora metabólica de las cepas participantes y a la diversidad
poblacional encontrada, mientras que en el caso de los lodos del SBR2, con exposición previa al
p-cresol, la eliminación de ambos compuestos se podría atribuir a una mejora metabólica y
cinética de los microorganismos presentes, más que a los cambios observados en su población
microbiana.
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Simposio:
Título:
The effect of pretreatment by ultrasound on anaerobic co-digestion of sewage sludge and cattle
manure
Autores:
Coura Renata D"arc, Ferraz Ana, Rodrigues Ana Cristina, Brito António Guerreiro de
Centro de Trabajo:
University of Lisbon - Agricultural Superior Institute
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Anaerobic co-digestion; biogás; ultrasound; cattle manure; sewage sludge;
Comunicación:
The anaerobic digestion (AD) process has been widely applied in the treatment of agroindustrial
and agricultural wastes and wastewaters for the simultaneous stabilizing of organic matter and
biogas production in the alternative energy source.
However, it is known that the anaerobic codigestion (ACoD) of different substrates can enhance
methane production for providing the adjustment of the carbon to nitrogen ratio. In this context,
in addition to concerns about global warming and considering the fact that there are many
municipal anaerobic wastewater treatment plants in periodic idle mode because of an over
designed capacity was decided, to assess the potential for improvements in the process by
applying ultrasound as co-substrate′s pretreatment on the ACoD of sewage sludge and bovine
manure.
The two anaerobic sequencing batch reactors were simultaneously operating at a temperature of
25° C and prepared with 40% of anaerobic biomass. The low frequency sonication (35khz) was
applied in samples of 500 ml, using the power input of 318 W, for 30 minutes with manual shaking
every 10 minutes.
The results indicate an increased removal efficiency, in terms of total COD, of 35,5%, when using
the pre-treatment. The application of pretreatment also reduced by 56% the hydraulic retention
time necessary to achieve the maximum rate of methane production. Biodegradation rates
calculated for mixtures without and with pretreatment was 0.06gO2 /gSSV.d and 0.13gO2 /
gSSV.d, respectively.
The application of ultrasound as a pretreatment of the co-substrates contributes to optimization
of ACoD process of agricultural and agroindustrial wastes and wastewaters.
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Simposio:
Título:
Simulación técnico-ambiental del uso de residuos de la producción de aceite de oliva en la
fabricación de productos cerámicos
Autores:
Castro Galiano E, de la Casa Hernández JA
Centro de Trabajo:
Dpto. Ingeniería Química, Ambietal y de los Materiales; Universidad de Jaén
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
aceite de oliva; alperujo; Aspen Plus; cerámica; CO2; energía; residuos; simulación
Comunicación:
La producción de aceite de oliva constituye una de las principales industrias de España y de los
países mediterráneos. Además, el cultivo del olivo se está extendiendo por prácticamente todo el
mundo. Como resultado de la obtención de aceite de oliva, se generan también diferentes
residuos, como el alperujo, las aguas de lavado de aceite, las cenizas de biomasa que se
producen por combustión, etc. Estos residuos representan un peligro medioambiental, debido a
su alta carga contaminante, a la vez que ocasionan un coste adicional por su tratamiento.
En este trabajo se analiza, mediante el empleo de un software comercial de simulación (Aspen
Plus), las posibilidades de utilización de estos residuos en la formulación de productos cerámicos
de arcilla cocida. El estudio se ha realizado considerado como caso base la operación normal de
una planta cerámica y comparando los resultados con otros seis escenarios, en los que se ha
sustituido una fracción de la arcilla original por diferentes proporciones de los residuos de la
producción de aceite de oliva mencionados anteriormente.
Los resultados mostraron que las propiedades mecánicos de los nuevos productos cerámicos son
equivalentes a las de los productos convencionales, por lo que no existen problemas desde el
punto de vista de su aplicabilidad.
Por otra parte, la adición de estos residuos puede representar también un ahorro importante en
el consumo de combustible del secadero de productos cerámicos, que oscila entre el 2,8 y el 18%
de gas. Adicionalmente, se puede conseguir una disminución en las emisiones de CO2 con
respecto a la operación convencional de un 13%, desde 0.171 hasta 0.149 t CO2/t de producto.
Estos resultados muestran que existe una posibilidad de reducir los problemas ambientales
derivados de los residuos de la producción de aceite de oliva que pueden tener un efecto
económico positivo también en la industria cerámica.
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Simposio:
Título:
Bromelain isolation from pineapple residues by carrageenan complex formation
Autores:
Campos Débora A., Pastrana-Castro Lorenzo M., Teixeira José A., Pintado Maria M., Picó
Guillermo A.
Centro de Trabajo:
CBQF – Centro de Biotecnologia e Química Fina – Laboratório Associado, Escola Superior de
Biotecnologia, Universidade Católica Portuguesa/Porto
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
bromelain; carrageenan; complex formation; precipitation
Comunicación:
The isolation and purification of bioproducts are very important processes in the biotechnology
industry, representing 80–90% of total production costs. Furthermore, the development of simple
and viable methods for protein purification has been an essential pre-requisite for many advances
in biotechnology (Harikrishna et al.,2002). Bromelain (BR) is a crude, aqueous extract from the
stems and immature fruits of pineapples (Ananas comosus) and can be found in the tissue of
plants of the Bromeliaceae family and belongs to cysteine-proteinases family (Rowan et al.,
1990). Several processes of extraction were developed, but all with some disadvantage (high
cost, low purity, high use of chemical products). From an industrial view (low cost of production)
the most suitable was the simplest method; a cooled pineapple juice centrifuged, ultrafiltrated
and lyophilized, constituting an unusually complex mixture of different type of compounds,
interfering with BR bioavailability. Two types of BR were describe, from stem (EC. 3.4.22.32) and
from fruit (EC. 3.4.22.33), previously called bromelin (Cooreman et al., 1978). These group of
enzymes offer a wide spectrum of therapeutic efficacies: they demonstrate, in vitro and in vivo,
antiedemateous, antiinflammatory, antithrombotic and fibrinolytic activities (Maurer et al.,
2001), increasing the importance of determining a viable extraction and purification method for
this enzyme. A new method of purification and isolation of Bromelain was developed, using a
natural food safe polysaccharide (carrageenan).
Carrageenan (Carr) is derived from certain species of red seaweeds (Rhodophyceae) and shows a
wide range of rheological and functional properties. Previous reports have demonstrated the use
of this polysaccharide to isolate and immobilize enzymes (Fabian et al., 2010). A complex
formation of BR-Carr was studied and improved to obtain an isolate BR by precipitation. The BRCarr was evaluated by several techniques, such as DLS (dynamic light scattering), FPLC (highresolution fast protein liquid chromatography) and biochemical methods (Bromelain activity).
Based on this, it was possible to separate and precipitate BR from an aqueous extract maintaining
its activity. Although it was possible to obtain a first step in the purification, in the future other
successive steps will be evaluated to increase the purity.
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Simposio:
Título:
Aprovechamiento del residuo agroindustrial cascarilla de algodón para la producción de un hongo
basidiomicete en cultivo sumergido
Autores:
Gutiérrez López Y, Arias Zabala M, Agudelo Escobar L
Centro de Trabajo:
Grupo de Biotransformación - Universidad de Antioquia
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Cultivo sumergido; hongo basidiomicete; residuos agroindustriales; cascarilla de algodón
Comunicación:
Los hongos basidiomicetes representan un mercado promisorio dentro de los productos
biotecnológicos; pueden ser empleados en biorremediación , en la producción de enzimas y
recientemente en la producción de alimentos funcionales para humanos y animales. Estos hongos
conocidos por degradar residuos ricos en compuestos complejos como la lignina, celulosa y
hemicelulosa, ya que cuentan con la maquinaria enzimática para obtener de ellos los nutrientes
necesarios para su crecimiento.
Esta investigación estuvo orientada hacia el aprovechamiento de un residuo agroindustrial con
alto potencial para ser empleado en el cultivo de un hongo basidiomicete. Se seleccionó la
cascarilla de algodón como sustrato, ya que este material es generado como residuo en grandes
cantidades en la industria textil en nuestro país. Se seleccionó Grifola frondosa como el hongo
basidiomicete para el cultivo, debido al potencial uso en la industria nutraceútica y alimenticia,
tanto de la biomasa como de los metabolitos que produce.
Para establecer la factibilidad de crecimiento del hongo en este sustrato, se realizaron los
cultivos a nivel de Erlenmeyer en volumen de 250 mL utilizando un medio de cultivo diseñado con
la cascarilla de algodón como fuente de carbono. Se determinó el efecto de la suplementación
del medio de cultivo con nitrógeno en el crecimiento de la biomasa. Finalmente, se evaluó el
comportamiento del cultivo sumergido en reactor de 5L empleando el medio que mejores
resultados presentó, para establecer las variables operacionales y los tiempos del proceso.
Los resultados obtenidos indican que este material puede ser empleado por el hongo como
sustrato para su crecimiento. Se evidenció una significativa degradación de la cascarilla de
algodón, lo que representa una oportunidad para el aprovechamiento de este residuo. Sin
embargo, debido a las propiedades particulares de este material, el cultivo sumergido en reactor
presenta grandes restos en cuanto a la determinación de las condiciones óptimas de operación
para lograr mejores rendimientos.
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Simposio:
Título:
Análisis respirométrico de la fermentación en medio sólido de subproductos agroindustriales y
composta.
Autores:
Martínez-Montiel L, Tovar-Gálvez L. R., Martínez-Valdez F. J., Saucedo-Castañeda G.
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Fermentación en medio sólido; composta; subproductos agrícolas; modelamiento matemático
Comunicación:
La generación de residuos sólidos orgánicos (RSO) en la Ciudad de México se estima en 4,250
toneladas/día, recibiendo tratamiento solamente 2,500 toneladas en la Planta de Compostaje del
Bordo Poniente (PCBP) transformando la materia orgánica en composta. La fermentación en
medio sólido (FMS) es frecuentemente empleada para la producción de metabolitos producidos
por microorganismos a partir de materiales susceptibles de ser biodegradados, pudiendo ser
descritos por modelos matemáticos en términos de consumo de sustrato o formación de algún
producto.
El objetivo del trabajo fue obtener los parámetros respirométricos de la FMS no axénica de
subproductos agroindustriales (SA) utilizando composta madura como soporte y fuente de
microorganismos. Se analizaron en reactores tubulares de 5 cm de diámetro y 15 cm de altura,
diferentes tratamientos de composta madura de la PCBP adicionada con cáscaras de papa,
cáscaras de manzana, cascarilla de arroz, pulpa de café, una mezcla de los 4 (50 mg/gMS) y un
control ajustado a la misma humedad que los demás tratamientos. El CO2 y O2 fueron medidos
durante 48 horas por respirometría en términos de producción y consumo total. Un modelo
matemático fue propuesto para describir los parámetros respirométricos basado en un modelo de
decaimiento de primer orden y el modelo clásico de Pirt. Se analizaron pH, humedad (%) y
relación C/N. Se obtuvo que la mayor tasa de producción de CO2 (1.7 mgCO2/gMSI*h) fue a las 4h
con la mezcla de los 4 SA; la producción total de CO2 estuvo entre 24.4 y 39.7 mgCO2/gMSI
duplicando en ambos casos lo producido por el control. Las constantes de primer orden obtenidas
por el modelo propuesto, estuvieron entre 0.21 y 0.61 d-1 clasificando todos los tratamientos
como materia orgánica de fácil degradación reportado por otros autores. De acuerdo con el
coeficiente respiratorio, el proceso fue aerobio. Todos los ajustes realizados entre los datos
experimentales y los calculados por el modelo propuesto fueron siempre mayores a 0.99.
Se concluyó que los datos experimentales fueron ajustados de manera precisa al modelo
matemático propuesto, describiendo adecuadamente los parámetros cinéticos de la FMS de
subproductos agroindustriales.
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Simposio:
Título:
Análisis fisicoquímico y molecular de composta producida en la planta de compostaje de bordo
poniente de la ciudad de méxico de 2013 a 2015.
Autores:
Martínez-Montiel L, Serrato-Díaz A, Fernández-Perrino F. J., Saucedo-Castañeda G
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
composta; compostaje; análisis fisicoquímico; estabilidad; PCR-DGGE
Comunicación:
La planta de compostaje de Bordo Poniente (PBCP) es considerada la más grande del mundo por
la cantidad de materia orgánica (MO) que recibe diariamente (2,400 toneladas). El compostaje es
un proceso de fermentación aerobio en fase sólida donde MO es oxidada y estabilizada por
microorganismos. La estabilidad de MO se refiere al grado de descomposición y la madurez con
efectos fitotóxicos. Recientemente se emplean técnicas de biología molecular como la reacción
en cadena de polimerasa (PCR) en combinación con electroforesis en gel con gradiente
desnaturalizante (DGGE) para comparar la estructura de comunidades microbianas de
ecosistemas analizando cambios temporales o el impacto de perturbaciones ambientales.
El objetivo fue analizar fisicoquímicamente y molecularmente la composta producida en la PCBP
de 2013 al 2015. Se obtuvieron 15 muestras de 4 kg, durante diferentes meses del 2013 al 2015.
Se determinó humedad, pH y C/N. El CO2 y el O2 se midieron por respirometría en términos de
producción y consumo totales. La comunidad bacteriana presente fue identificada mediante el
análisis de las secuencias de la región V6-V8 del gen 16S rDNA empleando la técnica PCR-DGGE.
La humedad de las muestras mostró diferencias significativas estando entre 11 y 39%, siendo
mayor en los meses con precipitación pluvial. El pH estuvo por encima de 8, denotando la
alcalinización del material por la formación de amoniaco. La relación C/N de todas las muestras
estuvo entre 8 y 12 estimando la estabilidad de la MO. La tasa máxima de producción de CO2 fue
entre 0.01 y 0.45 mgCO2/gMSI*h. Se identificaron 20 microorganismos, 4 estuvieron presentes en
todas las muestras, 12 se mostraron intermitentes dependiendo de la temporalidad climática
anual y 4 estuvieron en una sola muestra. Se identificó una perturbación de la comunidad
microbiana posiblemente relacionada con un cambio operacional de la PBCP.Relacionando todos
los parámetros estudiados, la composta producida en la PCBP, independientemente del momento
de muestreo, cuenta con las mismas características finales considerándose como producto
maduro que llegó a la estabilización de la MO por acción principal de los microorganismos
identificados estando dentro de los intervalos establecidos para composta madura por normas
internacionales.
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Simposio:
Título:
Performance and efficiency for the removal of organic micropollutants by membrane bioreactor
Autores:
López Ortiz C.M., Vásquez Rodríguez E.D., Moya Llamas M.J., Bernal-Romero del Hombre Bueno
M.A., Trapote Jaume A., Cases López V., Prats Rico D.
Centro de Trabajo:
Instituto del Agua y de las Ciencias Ambientales
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
MBR; membrane; Chemical Oxygen Demand; micropollutants; Suspended Solids ; nutrients.
Comunicación:
This study was carried out in a membrane bioreactor (MBR) laboratory scale, which has been
treated wastewater synthetic equivalent to urban characteristics; 7 doped drugs. The plant works
at residence times of 21 hours, at ambient temperature, dissolved oxygen concentrations of 1 to
5 mg/L and 2.72 L/m2h average flow.
The efficiency of removal of micropollutants was evaluated after having stabilized the system
evaluated by weekly sampling of the effluent.
Throughout the period of operation global illumination efficiency of organic matter, nitrogen and
total phosphorus was on average 96%, 34% and 40%, respectively. As micropollutants studied,
analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) it showed that the reduction
efficiency reaches values above 95% for most of the compounds, except carbamazepine,
diazepam and diclofenac, which are the most recalcitrant, with results below 55% reduction.
These results demonstrate that the treatment is appropriate to reduce risks arising from the
presence of micropollutants in treated water, thus contributing to the conservation and recovery
of the receiving means (rivers, seas, etc.) and, where appropriate, allow reuse of these waters.
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Simposio:
Título:
Remoción simultánea y selectiva de azufre y nitrógeno a través de un consorcio de bacterias
inmovilizadas sobre sílice.
Autores:
Ojeda Juan, Dinamarca Alejandro, Canales Christián, Baeza Patricio, Romo Natalia
Centro de Trabajo:
Universida de Valparaíso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodesulfurización; Biodesnitrogenación; Modificación genética; Consorcio inmovilizado
Comunicación:
La Biodesulfuración (BDS) y la Biodesnitrogenación (BDN) son procesos alternativos que utilizan
bacterias para remover selectivamente azufre (S) y Nitrógeno (N) de moléculas presentes en
combustibles fósiles. Entre los procesos de BDS surge la inmovilización bacteriana por adsorción
sobre soportes inorgánicos, la cual permite una mayor interacción entre las fases inmiscibles,
mejorando la separación de los compuestos de reacción aumentando por lo tanto el costo
beneficio del proceso. En la actualidad se han encontrado una serie de microorganismos que son
utilizadas en los procesos de BDS, sin embargo pocos ensayos se han realizado en el campo de la
BDN. El presente trabajo postula la utilización de una bacteria modificada genéticamente que
pueda remover selectivamente el enlace C-N y que junto a otro microorganismo que remueva
además el enlace C-S, genere un consorcio microbiano. En esta investigación se utilizó la cepa C.
Marina modificada y la cepa R. Rhodochrous para la eliminación de N y S, respectivamente.
Previo a la reacción biocatalítica, se realizaron ensayos de inmovilización de C. Marina
modificada sobre el soporte Sílice (Si) para comprobar que los mecanismos de adsorción no se
vean afectados por la modificación genética. Para ello se comparó la adsorción in batch de la
cepa normal y modificada sobre Si de diferentes tamaños de partículas (0.71–1.18 mm y 3.35–5.6
mm). En matraces erlenmeyer de 25 ml fueron suspendidas células en un rango de 1 x107 a 25
x107 bacterias en 10 ml de solución salina (0.85 % NaCl) y posteriormente agregado 1.0 g de
soporte de diferente tamaño. La cuantificación de bacterias adsorbidas fue realizada por medidas
de turbiedad (OD600) y complementadas por metodologías de conteo en placa. Los resultados
muestran que no se observaron diferencias significativas en los procesos de adsorción entre las
cepas normales y las cepas modificadas, no obstante se observó una mayor adsorción cuando se
utilizó un mayor tamaño de partículas de soporte. Los ensayos de BDS de Dibenzotiofeno (DBT) y
BDN de Quinolina (Q) utilizando bacterias individuales y consorcios formados están siendo
realizados, y los resultados serán mostrados en la presentación de este trabajo en el congreso
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Simposio:
Título:
Generación de drenaje acido y biorremediacion en un pasivo ambiental minero
Autores:
Donati E.R., Plaza Cazón J., Benítez L., Willis Poratti G.
Centro de Trabajo:
CINDEFI, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
drenajes ácidos; biorremediación; pasivos mineros; humedales
Comunicación:
La actividad minera metalífera deja una gran cantidad de residuos y deshechos cuya disposición
inadecuada genera un significativo impacto ambiental. En el noroeste de Argentina, el incorrecto
cierre de la actividad minera ha dejado decenas de pasivos mineros, algunos de los cuales ya
afecta el entorno circundante y el resto constituye un riesgo ambiental que es necesario atender
y remediar. En este trabajo presentamos los estudios realizados sobre el pasivo minero de Pan de
Azúcar, Jujuy, en la Puna argentina (3800 msnm). Pan de Azúcar es una mina de plata, cinc y
plomo que estuvo bajo explotación hasta 1986, dejando millones de toneladas de colas en diques
de cola desbordados. El pasivo es atravesado por el Río Cincel que desemboca en Laguna
Pozuelos, de aguas ligeramente alcalinas, que es sitio Ramsar y hábitat de decenas de especies
de aves acuáticas. Se obtuvieron muestras de suelos, aguas y vegetación en el pasivo minero,
detectándose contenidos relevantes de cinc y plomo en correlación con la distancia y la dirección
respecto del pasivo ambiental. En los enriquecimientos realizados sobre los residuos mineros y
sobre los drenajes ácidos ya existentes (de bajos valores de pH y altísimas concentraciones de
hierro y cinc), se logró el aislamiento de diferentes especies mesófilas de microorganismos hierro
y azufre oxidantes. En ensayos en laboratorio, estos mismos microorganismos generaron drenajes
ácidos a partir de las colas de mineral, demostrando el riesgo ambiental que representa el
pasivo. Se realizó un bioensayo sobre el drenaje a fin de determinar su efecto ecotóxico,
encontrándose que incluso a diluciones del orden de 106 con agua del Río Cincel tendrían un
fuerte impacto sobre el medioambiente. Para remediar los drenajes ácidos, se realizaron ensayos
con humedales artificiales a nivel de laboratorio; los humedales contenían caliza para
incrementar el pH, material vegetal del lugar que mostró capacidad sorbente de metales y
comunidades microbianas acidófilas de sulfato-reductoras para precipitar los metales. Este
tratamiento permitió el descenso significativo del contenido metálico y un ascenso importante
del pH del drenaje que podría ser extrapolado a escala ambiental.
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Simposio:
Título:
Remediación de Cromo utilizando diferentes metodologías biológicas”
Autores:
Donati E.R., Urbieta M.S., Segretin A.B., Willis Poratti G., Castro C.
Centro de Trabajo:
CINDEFI (CCT La Plata-CONICET, UNLP), Facultad de Ciencias Exactas, UNLP
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biorremediación; metales pesados; relevamiento molecular; procariotes
Comunicación:
El relevamiento ambiental de comunidades microbianas en ambientes extremos permite la
búsqueda de nuevos microorganismos que pueden ser usados en mejorar o desarrollar procesos
biotecnológicos en diversas áreas. En particular, las comunidades microbianas de ambientes
contaminados con metales pesados de origen natural o por intervención humana, han
desarrollado estrategias de resistencia y pueden ser utilizados para aplicaciones biotecnológicas
tales como la biominería y la biorremediación. El sistema geotermal de Copahue, Neuquén, en la
Patagonia argentina, contiene varias manifestaciones geotermales con temperaturas hasta 90°C,
con valores de pH entre 2 y 7, condiciones aeróbicas y anaeróbicas y con concentraciones
significativas de diversos metales. En ellas, se realizó el relevamiento molecular de procariotes a
través de la detección y cuantificación directa de microorganismos utilizando tinciones DAPI y
FISH y por recolección del ADN total para amplificación, separación a través de DGGE, y
clonación y secuenciación del gen 16S rARN con la posterior clasificación y eventual
identificación. En este relevamiento se encontró una alta diversidad de arqueas en los puntos de
muestreo más extremos de temperatura y pH y de bacterias en los más moderados.
Simultáneamente se hicieron diferentes enriquecimientos en medios específicos que permitieron
el aislamiento de especies conocidas y también de nuevas especies. Entre otras, se aisló una
arquea con temperatura óptima de crecimiento en el rango de 65-75 °C, autótrofa facultativa y
capaz de oxidar hierro y azufre. Se probaron las propiedades lixiviantes de esta especie frente a
distintos sulfuros metálicos que pueden ser aprovechadas tanto en biominería como para la
biosolubilización de metales desde residuos y materiales agotados. También se encontraron
especies sulfato-reductoras incluyendo algunas no reportadas previamente y capaces de reducir
sulfato anaeróbicamente incluso bajo condiciones ácidas no habituales para estos
microorganismos. Se realizaron ensayos exitosos de precipitación de metales pesados con estas
especies que podrían usarse en la remediación de efluentes contaminados. Finalmente, también
se aislaron especies capaces de la reducción de cromo hexavalente en cromo trivalente, mucho
menos móvil y tóxico. En este trabajo se presentarán y discutirán los resultados del relevamiento
molecular, de los aislamientos y de los ensayos de biorremediación de metales.
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Simposio:
Título:
Remediación de arsénico para agua de consumo humano por filtración descendente mediante
materiales porosos con nanopartículas Fe3O4 magnéticas, sin liberación al ambiente.
Autores:
Montero Campos V, Puente Urbina A, Starbird Pérez R, Calvo Gutierrez J
Centro de Trabajo:
Instituto Tenológico de Costa Rica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Nanopartículas magnéticas; Arsénico; Remediación; Nanotoxicología
Comunicación:
La contaminación natural de origen volcánico de abastecimientos de agua subterránea con
arsénico en el mundo, se ha convertido en un problema complicado y creciente dado las
carencias actuales del agua, aunado a esto el alto costo de los tratamientos con membranas
selectivas con la consiguiente generación de lodos, la poca eficiencia que se logra con la adición
de reactivos oxidantes y floculantes, así como el tratamiento mediante el uso de nanopartículas
de forma indiscriminada con la posterior eliminación al ambiente de manera riesgosa para la
salud. En la presente investigación se desarrolló filtros con silica porosa modificada soportando
nanopartículas de Fe3O4 magnéticas (magnetita) en una proporción de 2:1. Las nanopartículas
fueron sintetizadas por coprecipitación de Fe (II) y Fe (III) bajo atmosfera inerte y depositas en el
soporte; para la caracterización se usó Microscopia Electrónica de Barrido, Espectroscopia
Infrarroja Transformada de Fourier, Espectroscopia Raman, Análisis Termogravimétrico y
Calorimetría Diferencial de Barrido y Difracción de Rayos X. Las nanopartículas logradas
presentaron un tamaño promedio de 15 nm medido por Microscopía Electrónica con un poder
magnético determinado de forma cualitativa. El prototipo de laboratorio con una altura de 60 cm
y un diámetro de 5 cm fue ensamblado con 5 filtros de material nanoestructurado de 1 g cada
uno, envueltos en telas resistentes y porosas al agua favoreciendo el flujo continuo en una razón
de 0,015 L/min, ensayado con disoluciones de arsénico de 50 µg/L, cantidad similar a los
abastecimientos tratados actualmente en Costa Rica, completándose la remoción en 7 minutos a
menos de 10 µg/L (límite máximo permitido) cuantificado por medio de Espectroscopia de
Absorción Atómica con Generación de Hidruros. Posterior a los filtros de reacción se ensamblo el
prototipo, con filtros de limpieza en una proporción de 1:8, el agua resultante tuvo 0 N.T.U, para
una salida final por un tubo magnetizado que garantiza que no se transporte al exterior ninguna
nanopartícula y de esta manera contribuir a la seguridad nanotoxicológica de las personas y del
ambiente. El sistema garantizó el minimo de desechos contaminates.
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Simposio:
Título:
Estudio de bacterias usadas en biorremediación de uranio y torio: un enfoque matemático desde
el análisis formal de conceptos
Autores:
Quintero N., Restrepo G.
Centro de Trabajo:
Universidad de Pamplona
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Análisis Formal de Conceptos; capacidades de bioadsorción; desechos radiactivos; torio; uranio
Comunicación:
La contaminación de los ecosistemas terrestres con radionucleídos procedentes de centrales
nucleares, accidentes y ensayos de seguridad o pruebas atmosféricas y subterráneas, es un
problema de escala mundial. Para “limpiar” los ecosistemas y recuperar radionucleídos como el
Uranio (U) y el Torio (Th), se han propuesto diversos métodos químicos, como el intercambio
iónico, la electrólisis, la extracción por solventes entre otros, que poseen ventajas y desventajas
asociadas. Asimismo se ha propuesto la alternativa biotecnológica, que aprovecha la capacidad
de algunos organismos como las bacterias, para hacer bioadsorción de metales radiactivos.
Esta capacidad se mide a través del coeficiente de adsorción, Q, expresado en mg de metal/ g de
biomasa seca de bacteria, y depende de parámetros tales como pH, concentración de la biomasa
bacteriana y concentración de la soluciones utilizadas, entre otros.
El objetivo de este trabajo es analizar las capacidades bacterianas de bioadsorción de U y Th
juntos en solución acuosa y su relación con el tipo de bacteria, Gram-positiva o Gram-negativa;
una metodología para hacerlo es el Análisis Formal de Conceptos.
A través de esta técnica matemática se construye un contexto donde los objetos, en este caso,
las bacterias y sus atributos o propiedades,en este caso, las capacidades de bioadsorción de U y
Th, se relacionan y al final se obtienen unas afirmaciones lógicas, conocidas como reglas de
asociación (implicaciones y asociaciones); a través de estas reglas se hallaron relaciones
significativas entre las capacidades bacterianas de bioadsorción de U y Th y los tipos de
bacterias.
Se concluye que bajo las condiciones de pH y las concentraciones de biomasa y de solución
establecidas, las bacterias Gram-positivas usadas en el contexto formal, son más eficientes en la
biorremediación de U y Th juntos desde soluciones acuosas.
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Poster: P_BR_01
Simposio:
Título:
Techno-economic and environmental assessment of the use of Colombian lignocellulosic residues
for biofertilizers production
Autores:
Ruiz Encarnación, Hernández Valentina, Castro Eulogio, Cardona Carlos Ariel
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biofertilizers; anaerobic digestion; solid state fermentation; lignocellulosic biomass
Comunicación:
According to the United Nations the world population could reach 9.15 billion persons by 2050.
This is a worldwide challenge for agriculture since it would be necessary to increase the food
supply in quality as well as in quantity, and at least a 50% of the food production should come
from already cultivated soils. These intensive farming practices will lead to a further
impoverishment of the soil because of the extraction of the required nutrients by the harvested
plants. The use of fertilizers can increase crop yields and soil productivity by replacing soil
nutrients consumed in the previous plant growth cycle. The use of these agrochemicals is
influenced not only by population growth but also by economic growth, agriculture production,
prices, and governmental policies. Despite of these benefits of using agrochemicals in agriculture
practices, the excessive use and poor application methods of chemical fertilizers can cause
unwanted side effects. They include a the high environmental cost. In Colombia, wholesale prices
of agrochemicals such as urea, diammonium phosphate (DAP) and potassium chloride (KCl) ranges
from 25 to 35% above international prices, while retail prices are 15% higher than wholesale
prices. Furthermore, approximately 70 and 75% of the nitrogen and phosphorous applications,
respectively, are lost by soil fixation and the high share percentage of these agrochemicals of the
production costs (15-30%) per hectare, is placing their future use at risk of become nonviable for
Colombia. In this work the techno-economic and environmental assessment of the production of
biofertilizers from two of the main agroindustrial residues in the country (sugar cane bagasse and
empty fruit bunches) through anaerobic digestion and solid state fermentation are presented.
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Póster: P_BR_02
Simposio:
Título:
An ancestral arsRB operon from Terribacillus sp. AE2B122 confers arsenic resistance in Escherichia
coli.
Autores:
Sánchez Barrionuevo Leyre, Mellado Durán Encarnación, Escobar Niño Almudena, Cánovas López
David
Centro de Trabajo:
University of Seville, Department of Microbiology and Parasitology/ Department of Genetics.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Arsenic resistance; GST-S-transferases; Terribacillus; Oxidative stress.
Comunicación:
Arsenic is widely distributed in the environment and occurs primarily in two oxidation states,
arsenate [As (V)] and arsenite [As (III)], and both are toxic to the majority of living organisms.
The frequent abundance of arsenic in different environmental ecosystems has guided the
evolution of detoxification systems in microorganisms. Out of these, the arsenic resistance
system (ars) appears to be widely distributed among prokaryotes. It involves a set of genes that
display large variations in their number and genomic organization, of which an arsenite efflux
pump (ArsB), and a transcriptional repressor (ArsR) 1, encoded by constituted the ancestor of the
modern ars clusters. It is postulated that the arsenate reductase (ArsC) was incorporated into the
ars operon during evolution upon exposure of organisms to an oxidative atmosphere, which
mediated the formation of As (V).In a first stage, we analysed the resistance to heavy metals [Zn
(II), Cu (II), Co (II and III) and Cd (II)] and metalloids [As (III and V) and Cr (VI)] in Terribacillus sp.
AE2B 122, and found that it is moderately resistant to As, Cr and Co. We focused in arsenic
resistance in this bacterium because it tolerates high concentrations of arsenite and arsenate,
and several homologs of typical arsenic resistance genes were found in the genome of the
bacterium.
arsB 3675, arsB 2733, arsC 3384 and arsC 2854, located in the genome of Terribacillus sp. AE2B
122, were expressed in E. coli AW3110, a strain lacking the chromosomal arsRBC operon.2 Only
arsB3675 could confer high resistance to As (III) in E. coli. The arsC homologs, which contain
glutathione-S-transferases (GSTs) domains, could only confer slight increased resistance to As (V)
and oxidative stress. Therefore, bioinformatics, expression and functional analysis suggest that
arsenic resistance in Terribacillus is mediated by the simplest and ancestral configuration of
arsenic resistance genes, arsRB.
References
1. Rosen, B. P. Biochemistry of arsenic detoxification. FEBS Lett. 2002, 529:86-92
2.Carlin, A., W. Shi, S. Dey, and B. P. Rosen. The ars operon of Escherichia coli confers arsenical and
antimonial resistance. J. Bacteriol. 1995, 177:981-986
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Póster: P_BR_03
Simposio:
Título:
Biodegradación de ampicilina mediante desnitrificación: caracterización cinética y fisiológica
Autores:
Banda Soriano Yeny, Texier Anne-Claire, Cuervo Lopez Flor
Centro de Trabajo:
Universidad Autónoma Metropolitana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Ampicilina; Desnitrificacion; Degradacion
Comunicación:
Dado que la presencia de compuestos orgánicos emergentes en las aguas residuales cada vez es
mayor, se evaluó en cultivos en lote la capacidad de un lodo desnitrificante para biodegradar
ampicilina (AMP) como única fuente de electrones. Como inóculo se utilizaron lodos en estado
estacionario desnitrificante provenientes de un reactor UASB alimentado con 250 mg Cacetato/Ld, una relación C/N de 1.4 y un tiempo de residencia hidráulico de 2 días. Bajo estas
condiciones de operación, el inóculo presentó eficiencias de consumo de acetato y nitrato
cercanas al 90% y rendimientos de formación de HCO3 y N2 de 0.8.
Con estos lodos desnitrificantes se determinó en ensayos en lote, el comportamiento cinético y
fisiológico del proceso respiratorio utilizando diferentes concentraciones de acetato o AMP (20,
40, 60, 80, 100 mg-C/L) como únicas fuentes de electrones y nitrato como aceptor final de
electrones. En ambos ensayos se evaluaron las relaciones C/N estequiométricas, con acetato 1.1
y con AMP 0.86.
En los todos ensayos con acetato, los lodos consumieron totalmente ambos sustratos en 4 horas
de cultivo y los biotransformaron a N2 y HCO3 como productos de la desnitrificación. Las
velocidades específicas de consumo y producción obtenidas se utilizaron como referencia para los
experimentos con AMP.
Cuando la AMP fue adicionada como única fuente de electrones, también hubo un consumo total
de ésta y de nitrato a las 24 horas. A diferencia de los ensayos con acetato, al utilizar AMP, se
registró la presencia de N2O como intermediario nitrogenado de la desnitrificación y de dos
compuestos aromáticos como intermediarios carbonados. Aun así, los lodos desnitrificantes
biotransformaron mayoritariamente el nitrato y AMP a N2, CO2 y HCO3, respectivamente. Sin
embargo, se encontró un efecto inhibitorio de la AMP sobre el proceso, puesto que las
velocidades específicas de consumo y producción disminuyeron aproximadamente 10 veces con
respecto a las obtenidas en los ensayos de referencia con acetato. Los resultados obtenidos en
este trabajo indican que es posible eliminar completamente hasta 100 mg C-AMP/L y obtener
mediante la desnitrificación, N2 y CO2 como productos mayoritarios.
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Póster: P_BR_04
Simposio:
Título:
Cambios físico-químicos del orujo de uva (Vitis labrusca L.) provocados por el basidiomiceto
Peniophora albobadia LPSC # 285
Autores:
Troncozo Maria I., Martínez Hernández María Jesús, , Balatti Pedro A., Saparrat Mario C. N.
Centro de Trabajo:
Centro de Investigaciones Biologicas, CIB-CSIC.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
medioambiente; residuos; hongos; aplicaiones
Comunicación:
La elaboración artesanal del “vino de la costa” (Berisso, Argentina) genera residuos
lignocelulósicos, cuyo acumulación genera problemas fitosaninarios y medioambientales. El
tratamiento de estos residuos con hongos ligninolíticos es una estrategia para la remediación y
revalorización de estos residuos agroindustriales. Estudios previos revelaron que Peniophora
albobadia coloniza el orujo de uva aunque aún se desconoce los cambios que el hongo provoca
durante el proceso de transformación del residuo vitivinícola. El objetivo del presente trabajo fue
identificar las características físico-químicas del orujo que son alteradas por la actividad del
hongo.
Para ello, orujo con un 70% de humedad fue inoculado con una suspensión miceliar del hongo y se
incubó a 28 ºC durante 30, 60 y 90 días, realizando tratamientos simultáneos en las muestras
control, no inoculadas. Al finalizar cada periodo, se determinó la tasa de reducción de la biomasa
de orujo por medio de la pérdida de peso. Además mediante espectroscopia infrarroja con
transformación de Fourier (FT-IR) y análisis de componentes principales (ACP), se analizó la
composición química del residuo. A partir del orujo también se obtuvo una fracción soluble
acuosa (FSA) sobre la cual se determinó el pH, el contenido de fenoles libres, la concentración de
amonio y de azúcares reductores.
P. albobadia redujo alrededor de un 19 % el peso del orujo a los 90 días de tratamiento,
aproximadamente 2 mg por día (R² = 0,89). Se observó una disminución del contenido fenólico y
azúcares solubles en la FSA, así como un aumento en el contenido de amonio y pH por acción
fúngica durante todo el tratamiento (Test-T; P < 0,05). La actividad del hongo en el orujo se
asoció a variaciones en el contenido en lignina, lípidos, carbohidratos y nitratos.
Los resultados sugieren que P. albobadia es un buen candidato para continuar estos trabajos y
profundizar en el estudio de las enzimas que participan en el proceso
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Póster: P_BR_05
Simposio:
Título:
Caracterización de la vía de degradación del p-cimeno/p-cumato y sus efectos globales en el
metabolismo de la bacteria Burkholderia xenovorans LB400.
Autores:
Agulló Carvajal L, Romero Silva MJ, Seeger Pfeiffer M
Centro de Trabajo:
Universidad Técnica Federico Santa María, Departamento de Química, Laboratorio de
Microbiología Molecular y Biotecnología Ambiental
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
B. xenovorans LB400; biodegradación; p-cimeno; p-cumato; metabolismo; estrés.
Comunicación:
Los compuestos aromáticos son degradados por bacterias mediante la ruptura del anillo
aromático. El p-cimeno es un terpeno aromático presente en un amplio rango de especies de
plantas. No obstante su degradación ha sido poco estudiada. El objetivo de este trabajo fue
estudiar el metabolismo de p-cimeno y los genes catabólicos involucrados en su degradación en la
bacteria degradadora B. xenovorans LB400. Se determinó la localización y la presencia de los
genes implicados en la degradación de p-cimeno. Los genes cym y cmt se encontraron agrupados
en el cromosoma mayor. B. xenovorans LB400 fue capaz de crecer en medio mínimo utilizando pcimeno o p-cumate como única fuente de carbono y energía. El crecimiento de la cepa LB400 en
p-cumato alcanzó una mayor biomasa que p-cimeno. Se observó en las células cultivadas en pcimeno o p-cumate la transcripción de los genes cymAb y cmtAb y la actividad p-cumate
dioxigenasa, respecto a células crecidas en glucosa. El proteoma de la cepa LB400 cultivada en pcimeno en comparación con las células cultivadas en glucosa, mostró diversos cambios. El
crecimiento en la p-cimeno activa una respuesta de estrés, la cual se manifestó con un aumento
de las chaperonas moleculares DnaK, GroEL y ClpB, CopA oxidasa de cobre. Durante el
crecimiento en p-cimeno diversas proteínas del metabolismo energético se vieron afectados, lo
que indica un importante requisito energético bajo esta condición. Una posible proteína
relacionada con el metabolismo del di-cGMP se observó reprimida, lo cual se correlaciona con
una disminución de la formación de biopelículas determinada en cultivos crecidos en p-cimeno.
La microscopía electrónica mostró cambios morfológicos, principalmente a nivel de membranas
en células crecidas en p-cimeno. Diversas proteínas de membranas y transporte fueron inducidas
por p-cimeno. Pruebas preliminares de crecimiento de la interacción de p-cumato con otras
fuentes de carbono muestran una tendencia hacia el consumo preferente de otros aromáticos
sobre el p-cumato. Este estudio demostró la funcionalidad de la vía catabólica p-cimeno/pcumato en B. xenovorans LB400, su interacción con otras fuentes de carbono y la respuesta global
que se activa en presencia de p-cimeno.
Financiamiento: FONDECYT 1110992 y 1151174, DGIP 131342, 131562.
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Póster: P_BR_06
Simposio:
Título:
Caracterización de las propiedades Mecánicas de Placas a base de Almidón-Gelatina y Fibra de
lino (Linum usitatissimum) por el Proceso de Compresión Moldeo
Autores:
Galicia-García T, Andreucceti C, González-Núñez R, Martínez-Bustos F, Quintero-Ramos A,
Márquez-Meléndez R, Rodrigue D
Centro de Trabajo:
Universidad Autonoma de Chihuahua
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Almidón acetilado; fibra de lino; compresion-moldeo
Comunicación:
Debido a la reciente generación de residuos plásticos y su dificultad para reciclarlos y
reincorporarlos al medio ambiente en corto tiempo, se busca el uso de materiales alternativos
provenientes de residuos y coproductos de origen agrícola y pecuario de bajo costo y de alta
disponibilidad, que puedan ser utilizados en equipos comúnmente empleados en la industria de
procesamiento de resinas sintéticas, para la generación de productos a base de materiales
biodegradables. El presente trabajo tiene como objetivo la obtención de placas por el proceso de
compresión moldeo y su caracterización en sus principales propiedades mecánicas (resistencia
máxima a la tracción σmáx, alargamiento a la ruptura ε y módulo de elasticidad E). Se utilizó
como materia prima almidón acetilado de maíz y gelatina como matrices, así como fibra de lino
(Linum usitatissimum) nativa y tratada químicamente, como material de refuerzo. Las
concentraciones para cada tratamiento fueron establecidas mediante ensayos preliminares. Cada
formulación fue acondicionada en una cámara de mezclado (Haake Rheometer (D500, Haake,
Alemania) y posteriormente la mezcla homogénea fue moldeada en una prensa automática
(Carver, EUA) a un rango de temperatura de 60 a 140°C a un tiempo de calentamiento de 3 a 9
min. Las placas obtenidas presentaron una superficie homogénea sin grietas, ni orificios. Los
valores de σmáx decrecieron 52% mediante la incorporación de fibra modificada, este mismo
efecto se presentó en la matriz polimérica a base de proteína en donde decreció un 80%. Para los
valores de ε la incorporación de fibra modificada incremento un 60% en las matrices a base de
proteína, mientras que para el tratamiento con fibra nativa se presentó un valor de E mayor (221
MPa), así como un incremento del 18% para el tratamiento con matriz de almidón y fibra
modificada. Se concluye que mediante la incorporación de fibra tratada químicamente se obtiene
fibras con una mayor fineza que pueden influir directamente en las propiedades mecánicas. Las
placas obtenidas mediante este proceso representan un alto potencial para futuros estudios en
procesos como el de inyección moldeo y termoformado para la obtención de piezas sólidas.
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Póster: P_BR_07
Simposio:
Título:
Characterization of rhizospheric bacteria and fungi isolated from contaminated soil and its
potential use as plant growth promoter under high levels of arsenic
Autores:
Soto Perlwitz Javiera, Ortiz Javier, Fuentes Alejandra, Almonacid Leonardo, Lagos Claudio, César
Arriagada
Centro de Trabajo:
Laboratorio de Biorremediación, Universidad de La Frontera
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Arsenic; Plant growth promoter; rhizosphere
Comunicación:
In Chile, the soils of the coastal area of Puchuncaví Valley have been affected for decades of
emissions derived from copper smelting, containing a wide variety of heavy metals and metaloids
such as copper, arsenic, lead, zinc, cadmium, among others. As a result of this activity,
ecosystems associated with these soils are severely damaged, the pollution reaches critical
levels, and where some metals and metalloids highly toxic such as arsenic predominate.
The objectives of this work was to select arsenic-tolerant fungi and bacteria from the rhizosphere
of plants present in a soil with high concentration of heavy metals and As and determine the invitro production of metabolites. To achieve these objectives we isolated and molecularly
identified fungi and bacteria capable of withstanding high concentrations of arsenic, minimum
inhibitory concentration was evaluated to different heavy metals and we verified the strains
ability to solubilize phosphate, siderophores, indoleacetic acid and organic acids production.
Ten bacterial strains and eight fungal strains were isolated, which from, 6 and 4 respectively
were selected for their resistance to As. Two bacteria belonging to the genus Pseudomonas
protruding compared to the other by their ability to solubilize phosphate and siderophore
production, however, these were the least on producing indoleacetic acid. As for fungi, none
could solubilize phosphate or produce siderophores, but Ulocladium sp stands for their ability to
withstand high concentrations of metals and the production of IAA in the presence of arsenic.
Therefore, these microorganisms could be tested as plant growth promoters.
Acknowledgement: Beca Conicyt 21140503, Fondecyt Regular 1130662
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Póster: P_BR_08
Simposio:
Título:
Characterization of the anaerobic metabolism of the tetralin degrader Sphingopyxis granuli TFA
strain.
Autores:
González-Flores Yolanda, Santero Eduardo, Reyes-Ramírez Francisca
Centro de Trabajo:
Departamento de Biología Molecular e Ingeniería Bioquímica, Centro Andaluz de Biología del
desarrollo (CABD/CSIC), University Pablo de Olavide
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Anaerobiosis; nitrate; respiration; regulation
Comunicación:
Sphingopyxis granuli TFA strain is an alphaproteobacteria isolated from the Rhine river which is
able to degrade the pollutant compound tetralin. We have shown recently that TFA is able to
grow anaerobically using nitrate as final electron acceptor for respiration and transforming it to
nitrite. In fact, a cluster of genes (narUGHIJ) coding for proteins involved in nitrate respiration
has been found in its genome. To date, no anaerobic growth had been described in Sphingopyxis
representatives (1).
We are interested in studying the regulation mechanisms of anaerobic respiration in TFA. The
genome sequence of TFA revealed the presence of three regulatory genes encoding for homologs
of FixLJ proteins and two fnr-like regulatory genes (SGRAN_2447 and SGRAN_3861). FixLJ is a two
component regulatory system able to detect low oxygen concentration and activate the
expression of the transcription factor FixK, which in turn regulates the expression of many microaerobic genes. Fnr proteins are transcriptional regulators able to detect oxygen levels by
themselves and directly regulate the expression of a wide range of genes in response to changes
in oxygen. In Escherichia coli, Fnr protein shows four highly conserved cysteine residues involved
in the co-ordination of a redox sensitive [2Fe-2S] cluster. In other bacteria as Rhodobacter
sphaeroides the third Cys residue is displaced two positions downstream (FnrN group) (2). TFA
SGRAN_2447 and SGRAN_3861 exhibit the redox-responsive cysteine motif with the third cysteine
displaced as in the FnrN group. SGRAN_2447 shares a 24.6% identity with E. coli Fnr and a 38.2%
with R. sphaeroides FnrL while SGRAN_3861 shows a 27.0% and a 31.3% identity respectively. In
order to study their role in regulation we have constructed TFA mutant derivatives lacking either
SGRAN_2447 or SGRAN_3861 genes and analyzed their growth at low oxygen concentrations. In
addition, we have performed functional complementation assays in some E. coli fnr mutants to
examine both the ability to restore the anaerobic growth and activate expression from a FNRdependent promoter fused to lacZ. Our results are presented here.
1. García-Romero et al. 2015. BMC genomics (in press).
2. Bueno et al. 2012. Antioxidants & Redox Signaling, 16(8):819-852.
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Póster: P_BR_09
Simposio:
Título:
Cinético de la fermentación de glucosa en presencia de lindano (g-hexaclorociclohexano)
mediante Saccharomyces Cerevisiae.
Autores:
Sánchez Torres Eduardo, Villacampa Elfau José Ignacio, Monzón Bescós Antonio
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Lindano; Saccharomyces Cerevisiae; Fermentacion anaerobia
Comunicación:
El hexaclorociclohexano (HCH) es un compuesto que aparece en el medio ambiente debido a su
uso en el pasado como plaguicida comercial. El denominado HCH técnico, producido por cloración
de benceno (Kutz et al. 1991), es una mezcla de cinco isómeros, entre los cuales solamente un
10-15% en peso corresponde al Lindano ( -HCH), que es el isómero de mayor actividad pesticida.
Este es un proceso muy ineficiente ya que produce de 6-10 toneladas de los otros isómeros por
cada tonelada de Lindano, isómeros que a menudo han sido arrojados sin control en las cercanías
de la planta de producción, contaminando gravemente los suelos y sus aguas subterráneas
(Hennebel y cols., 2001; Hadzi-Panzov et al 2001; Mecedora y Schwarzbauer 2008). En la
actualidad, en la Comunidad Autónoma de Aragón, la presencia de lindano en distintos medios
contaminados constituye un problema ambiental pendiente de resolver.
Como alternativa de depuración de aguas contaminadas con HCH a los métodos físicos (e.g.
adsorción sobre carbón activo, zeolitas o sílice); o químicos (e.g. hidrodehalogenación catalítica),
está la bioremediación mediante microorganismos especializados, como los hongos (Tu 1976), o
las bacterias anaeróbicas (Jagnow et al., 1977) o aeróbicas (Mertens et al., 2006).
En este trabajo se presenta un estudio de eliminación Lindano mediante con la levadura
Saccharomyces cerevisiae (SC) LALVIN CLOS (YSEO) de Lallemand en un proceso de fermentación
anaerobia, utilizando como sustrato glucosa suplementada con peptonas (medio Sabouraud), en
condiciones controladas de pH y temperatura. Se ha estudiado el efecto de las condiciones de
operación y de la concentración inicial de Lindano. Los resultados obtenidos se han evaluado
mediante distintos modelos cinéticos, con objeto de optimizar las condiciones de trabajo en el
biorreactor, y evaluar los rendimientos de eliminación de Lindano.
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Póster: P_BR_10
Simposio:
Título:
Diseño de microorganismos recombinantes para la degradación de compuestos disruptores
endocrinos (EDCs) aromáticos.
Autores:
Sanz D, García J, Díaz E
Centro de Trabajo:
Centro de Investigaciones Biológicas-CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorremediación; disruptores endocrinos (EDCs); compuestos aromáticos
Comunicación:
Los disruptores endocrinos (EDC) son contaminantes que interfieren en el sistema endocrino de
los seres humanos y otros animales, provocando graves alteraciones en el funcionamiento de
tejidos y órganos. Los alquil o di-alquil ésteres del ácido ftálico (ácido 1,2-bencenodicarboxílico)
se sintetizan en grandes cantidades para la producción de plásticos, y dado que no están
covalentemente unidos al polímero pueden ser liberados fácilmente al medio ambiente,
constituyendo una de las principales fuentes de EDC contaminantes siendo además hepatotóxicos,
teratogénicos y carcinogénicos (Annamalai et al., 2015 Environ Int 76:78).
La utilización de microorganismos para la eliminación de EDCs es una estrategia todavía poco
explotada y de gran interés biotecnológico. La degradación aeróbica de ftalatos se ha
caracterizado en algunas bacterias y se conocen los determinantes genéticos implicados. Por el
contrario, hasta la fecha no se han caracterizado los genes implicados en las etapas iniciales de
la degradación anaeróbica de ftalatos hasta benzoil-CoA (Liang et al., 2008 Appl Microbiol
Biotechnol. 80:183). Azoarcus sp. CIB es una β-proteobacteria anaerobia facultativa que se ha
utilizado como sistema modelo para el estudio de la degradación anaeróbica de un gran número
de compuestos aromáticos, incluyendo el intermediario central benzoil-CoA (Martín-Moldes et al.
2015 Syst Appl Microbiol. 38(7):462). En este trabajo se han clonado y expresado en la cepa CIB
los genes que presuntamente codifican la ruta periférica para la degradación anaeróbica del oftalato. La cepa resultante, Azoarcus sp. CIB-PHT, fue capaz de utilizar eficazmente o-ftalato
como única fuente de carbono y energía, revelando así por primera vez los genes implicados en la
ruta periférica de degradación anaeróbica de o-ftalato en bacterias. La expresión heteróloga en
Azoarcus sp. CIB-PHT de genes codificantes de hidrolasas de ésteres de ftalato inicia una nueva
estrategia para el diseño de cepas recombinantes de interés biotecnológico para la eliminación
de estos EDCs de ambientes contaminados.
Este trabajo ha sido financiado por la Fundación Ramón Areces (XVII Convocatoria).
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Póster: P_BR_11
Simposio:
Título:
Ecotoxicity and biodegradability of ibuprofen in a continuous stirred tank bioreactor
Autores:
García-Encina P.A., Ortiz de García S., Zambrano Flores J.V., Irusta Mata R.
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodegradation; Ecotoxicity; Ibuprofen
Comunicación:
Ibuprofen is one of the most consumed analgesics in the world. Several authors have reported its
presence in the environment. Several studies on the physicochemical and biological processes for
ibuprofen removal have shown percentages of removal highly variable. The biological treatment
is the one that have generated the greatest interest due to the possibility of biodegradation
process. Therefore, in this study, the ecotoxicity and biodegradability of ibuprofen have been
studied in a continuous stirred tank bioreactor (CSTR) to know its adverse effects on biomass and
its removal efficiency. Three different experimental stages (with different feeds and operational
conditions) were designed and were operated with the purpose of study the behavior of ibuprofen
on the reactor biomass and the removal efficiency of the ibuprofen and wastewater substrate
during sixty nine days. The bioreactor was fed with doped water with a total Organic load rate
(OLR) ranged between 0.56 and 1.41 kgCOD·m-3·d-1 and ibuprofen OLR between 0 and 0.94
kgCOD·m-3·d-1. Ibuprofen concentrations were measured by high performance liquid
chromatography and the MICROTOX® acute toxicity test were performed to estimate the
ecotoxicity of bioreactor influent and effluent. Biodegradation of ibuprofen increased as
increased the substrate OLR. However, once biodegradation of ibuprofen was close to 100%,
changes on OLR did not affect over the biodegradation ratio of ibuprofen. At this point the
biomass had achieved the acclimatization of the ibuprofen as an emergent toxicant. Generally,
the ibuprofen ecotoxicity assays have shown a typical dose effect curve of organic compounds.
The effective concentration 50 (EC50) was around 40 mg·L-1. The ecotoxicity behaviour is similar
to the biodegradability. At low concentrations of ibuprofen (lower than 1 mg·L-1) a hormesis
effect was observed. The ibuprofen did not present a chronic toxicity effect on biomass due to an
adaptive process of microorganisms and the removal efficiency of ibuprofen reached the 100%. A
continuous monitoring of ecotoxicity in a CSTR bioreactor could be used as a chronic toxicity
proxy for different emerging pollutants and secondary treatment technologies of wastewater
treatment plants.
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Póster: P_BR_12
Simposio:
Título:
Efecto de la aplicación de un surfactante en la biorremediación de un suelo contaminado con
petróleo crudo
Autores:
Trejos Delgado Catalina, Cardona Gallo Santiago, Hormaza Anaguano Angelina
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellin.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biorremediación;Tween-80;microorganismos;hidrocarburos;dióxido de carbono.
Comunicación:
Uno de los reservorios más grandes en el mundo donde se depositan un sinnúmero de compuestos
tóxicos es el suelo. La biorremediación es la tecnología que se encarga de transformar mediante
el uso de microorganismos, dichos compuestos tóxicos en otros menos peligrosos, sin necesidad
de agregar gran cantidad de productos químicos, energía y tiempo. El lavado de suelos con
surfactantes, puede ser utilizado en forma preliminar o simultánea con dichos procesos de
saneamiento y es recomendable para la desorción de contaminantes tales como los metales
pesados e hidrocarburos, ambos en altos niveles de concentración.
El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de tres concentraciones del
surfactante Tween-80, T0: 0 g/kg, T1: 2.5 g/kg, T2: 5 g/kg en el mejoramiento del proceso de
biorremediación de un suelo contaminado con petróleo crudo en tres intervalos de tiempo. Se
utilizaron recipientes de vidrio que contenían 10 gramos de suelo contaminado con 21.200 ppm
de HTPs. Se mantuvo una relación C:N:P constante en los tratamientos obtenido por el modelo de
McCarty. Los tratamientos se mantuvieron a temperatura constante de 25°C. Para determinar la
actividad microbiológica presente en el suelo contaminado se midió la cantidad de CO2
desprendido utilizando NaOH 1M para capturar este compuesto y 1.25M de BaCl2 para
precipitarlo. Se tituló la solución del NaOH y BaCl2 de cada tratamiento con HCl 1M.
Del estudio se pudo comprobar que la aplicación del surfactante en los tratamientos T1 y T2
mejoraba la actividad microbiana del suelo viéndose representada en un incremento de la
cantidad de CO2 (37.4 y 45.32 mg CO2) con respecto a T0 (33 mg CO2) a las 16 horas. Dicha
diferencia se vio potenciada a medida que transcurría el tiempo, logrando a las 40 horas una
producción de 73.04 mg CO2 tanto para el tratamiento T1 como para T2. De esta manera se
puede predecir que el surfactante en estudio puede mejorar la disponibilidad del contaminante
en el suelo para ser biodegradado por los microorganismos presentes, evidenciándose en el
incremento de la producción de dióxido de carbono siendo medida indirecta de la actividad
microbiológica.
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Póster: P_BR_13
Simposio:
Título:
Efecto de las condiciones climáticas en la acumulación de glicósidos de esteviol en Stevia
rebaudiana (Bertoni) cultivada en invernadero
Autores:
Fiedler Montero Ilse, Arias Castro Carlos, Rodríguez Mendiola Martha, Fiedler Montero Ilse
Centro de Trabajo:
Instituto Tecnológico de Tlajomulco
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
stevia; invernadero; control climatico; glicosidos
Comunicación:
Stevia rebaudiana Bertoni, es una planta herbácea perenne originaria de Paraguay. Cobra un alto
valor debido a que contiene compuestos cuyo poder edulcorante en estado puro y cristalino
puede ser 300 veces mayor que el del azúcar de caña. Las cantidades de principios activos están
en función del rendimiento total de biomasa que, depende de las características climáticas, el
manejo cultural, la gestión del agua y también la aplicación de fertilizantes. Aún existen grandes
vacíos en el conocimiento de esta especie, principalmente en aspectos como la nutrición y las
variables ambientales y su relación con la síntesis de las principales moléculas edulcorantes; por
lo que la presente investigación se planteo como objetivo evaluar el efecto de las variables
climáticas (temperatura, húmedad relativa, radiación solar) en altura de planta, área foliar y
cantidad de clorofila. El estudio considero un diseño al azar, realizando análisis de varianza y
comparación de medias. Los resultados indican que los tratamientos donde hubo mayor
intensidad de radiación solar presentan mayor rendimiento de hojas por mayor acumulación de
biomasa, y por ende es de esperarse que logre acumular mayores metabolitos (glicósidos de
esteviol).
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Póster: P_BR_14
Simposio:
Título:
Eliminación fraccionada de metales pesados de las aguas continentales mediante la utilización de
nanopartículas magnéticas derivatizadas con grupos quelantes de alta afinidad
Autores:
Hornos Adán Felipe, Esquembre Tomé Rocío, Gómez Pérez Javier, Díaz García Clara.
Centro de Trabajo:
Instituto de Biología Molecular y Celular (IBMC) - Universidad Miguel Hernández
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
nanopartícula magnética; polielectrolito; detoxificación; metales pesados
Comunicación:
Como parte de la actividad humana, uno de los problemas medioambientales más graves de la
utilización de cantidades enormes de metales es su liberación tanto en las aguas continentales y
marinas como en los suelos. A diferencia de los contaminantes orgánicos, los metales pesados no
son biodegradables y tienden a acumularse en los organismos vivos (formando complejos con
biomoléculas tales como proteínas y ácidos nucleicos), lo que da lugar a su biomagnificación
dentro de la cadena trófica. Es por ello, que incluso concentraciones minúsculas de estos
contaminantes (en el orden de ppm o ppb) resultan un riesgo para la salud humana.
Proponemos la utilización de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) que presentan propiedades
supermagnéticas recubiertas por un polielectrolito catiónico, polialilamina, derivatizado con
grupos EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) para conseguir la eliminación de los metales
pesados presentes en disolución acuosa o en los lodos que se generan como subproducto de las
explotaciones mineras. La derivatización de los grupos amina del polielectrolito con anhídrido de
EDTA permite la obtención de polímeros cuyos monómeros contienen grupos quelantes similares
al EDTA (habiendo perdido únicamente uno de sus grupos carboxilato al formarse el enlace amida
correspondiente). Parte de los grupos EDTA unidos a la cadena principal del polielectrolito se
unen fuertemente a la superficie de la partícula de magnetita aprovechando su capacidad
quelante por los iones Fe2+ y Fe3+, quedando además grupos EDTA expuestos al disolvente a los
cuales los metales pesados en forma catiónica se unen con una enorme afinidad.
Debido a que las constantes de unión de los metales pesados por los grupos de EDTA muestran
una elevada dependencia con las características del ion, la exposición de las nanopartículas
recubiertas permitiría la eliminación específica de los distintos metales presentes en el medio en
orden decreciente de su constante termodinámica de unión. Un tratamiento de estas partículas
en medio fuertemente ácido provoca la disociación y recuperación de los cationes metálicos por
un lado y por otro lado posibilita la reutilización de las partículas magnéticas tras su separación y
lavado, lo cual supone una ventaja del método propuesto al reducir el coste de operación del
procedimiento.
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Póster: P_BR_15
Simposio:
Título:
Estudio de los mecanismos de biosorción de Ag(I) de disoluciones acuosas con la bacteria
Klebsiella sp. 3S1, aislada de aguas residuales
Autores:
Ruiz Ramos E, Muñoz Cobo AJ, Espínola Lozano F, Vidal Castro AM
Centro de Trabajo:
Dpto. Ingeniería Química, Ambiental y de los Materiales, Universidad de Jaén
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biomasa; biosorción; metales pesados; descontaminación: Klebsiella
Comunicación:
La contaminación de aguas por metales pesados es un problema medioambiental de primera
magnitud a nivel mundial. Concretamente, los iones de plata tienen un efecto muy perjudicial
para los ecosistemas acuáticos, donde pueden bioacumularse en distintos organismos, afectando
a la cadena trófica. La biosorción con microrganismos es un método alternativo a las técnicas
convencionales de eliminación de metales pesados que presenta ventajas medioambientales y
económicas, especialmente en disoluciones diluidas.
En este trabajo se estudia la eliminación de Ag(I) de disoluciones acuosas con Klebsiella sp. 3S1,
una bacteria que ha sido seleccionada entre un grupo de microrganismos aislados de aguas
residuales que mostraron resistencia y tolerancia a distintos metales pesados, Pb(II) y Zn(II),
además de Ag(I). Los principales mecanismos implicados se investigan mediante técnicas de
microscopía electrónica de barrido (SEM) y de transmisión (TEM), acopladas a microanálisis (EDX),
además de la espectroscopía infrarroja (FTIR) que se emplea para determinar la implicación de
grupos funcionales a nivel superficial. La capacidad de biosorción de plata por parte de Klebsiella
sp. 3S1 es elevada (114 mg/g), observándose también su capacidad para formar biopelículas, lo
que la hace un microrganismo adecuado para su empleo en biofiltros. Se ha confirmado la
capacidad de Klebsiella sp. 3S1 de retener iones de plata tanto en su superficie como en el
interior del citoplasma (bioacumulación) a través de la formación de nanopartículas de cloruro de
plata, que pueden presentar interesantes aplicaciones en nanotecnología o biomedicina.
[1] Muñoz AJ, Ruiz E, Abriouel H, Gálvez A, Ezzouhri L, Lairini K, Espínola F. Heavy metal tolerance of
microorganisms isolated from wastewaters: Identification and evaluation of its potential for biosorption.
Chem Eng J 2012;210:325-32.
Página 360 de 551
Póster: P_BR_16
Simposio:
Título:
Evaluación de las interacciones físico-químicas y biodisponibilidad del Cr (III) y Cr (VI) en
biosólidos de la planta de tratamiento de aguas residuales San Fernando - Medellín
Autores:
Ortega Bedoya Isabel , Ruiz Villadiego Orlando
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biosolidos; cromo; biodisponibilidad; materia orgánica; suelos.
Comunicación:
La presencia de varias curtiembres y algunas empresas de ensamble y pintura de automóviles en
el sur del Valle de Aburrá, conlleva a que la planta de tratamiento de aguas residuales San
Fernando reciba a diario efluentes con altos contenidos de cromo y como consecuencia se
generan biosólidos con niveles elevados de dicho metal. La mayoría de los meses del año la
PTARSF cumple con los límites de cromo total permitidos por ley (Bedoya, Acevedo, Peláez, &
Agudelo, 2013), pero se han enfrentado a la problemática de la biodisponibilidad del cromo en
suelos que son abonados con sus biosólidos, debido a la especiación del cromo en Cr(III) y Cr(VI) y
en especial a la toxicidad de esta última especie.
Determinar el contenido total de metales pesados en biosólidos que son destinados a uso
agropecuario es de gran importancia debido al riesgo que existe de que se acumulen en el suelo y
en la cadena trófica. Sin embargo, la medición de la concentración total no es un criterio
suficiente para evaluar el verdadero riesgo, ya que la movilidad de los metales pesados y su
biodisponibilidad para las plantas dependerá de la especie química a la que se encuentren
asociados. (González, Tornero, Ángeles & Bonilla, 2009).
Se ha demostrado que en suelos con pH neutro o ligeramente alcalino la movilidad de los metales
tóxicos es considerablemente baja, pero en suelos ácidos aumenta la solubilidad de los metales
pesados y por lo tanto aumenta la biodisponibilidad para ser adsorbidos por plantas o que se
trasladen hacia aguas subterráneas. (Scanar, Milacic,& Burica, 2000). Cuando un metal se
encuentra enlazado débilmente a una especie química, su índice de biodisponibilidad es mayor
porque el metal puede ser solubilizado con ligeros cambios en las condiciones ambientales del
suelo, como una reducción del pH o del potencial redox. (González Flores et al., 2009; Scanar et
al., 2000). Este trabajo tiene como finalidad determinar las isotermas de adsorción de Cr (VI) en
los biosólidos de la PTARSF a diferentes pH y temperaturas y evaluar las interacciones de los
biosólidos con suelos que difieren en su composición de materia orgánica.
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Póster: P_BR_17
Simposio:
Título:
Evaluación del crecimiento bacteriano a traves de bioestimulación con nutrientes en una muestra
de suelo contaminada con el pesticida ddt
Autores:
Prada Vásquez María Angélica , Cardona Santiago
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional de Colombia, sede Medellin
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
crecimiento bacteriano en el suelo
Comunicación:
Se evaluó en una muestra de suelo contaminada con el pesticida 1,1,1-tricloro-2,2’bis(pclorofenil)etano (DDT) el aumento de la densidad microbiana en una muestra de suelo cuando se
adicionaron dosis de nutrientes tales como melaza y KNO3. La dosis de nutrientes necesaria fue
calculada a través del método de McCarthy
El crecimiento bacteriano fue evaluado realizando siembras periódicas en la muestra de suelo
utilizando el método de siembra en profundidad. El medio de cultivo utilizado fue el Luria Bertani
En las siembras, se preparó una dilución de 9 gr de suelo en una solución NaCl al 0,9%
previamente esterilizada. Posteriormente se tomo 1ml de la muestra y se transfirió a un tubo con
9 ml de la solución salina esteril 10-1 y a partir de allí se hicieron diluciones sucesivas hasta
llegar a la dilución 10-4. Se incubaron una temperatura de 36°C por un periodo de 3 días. Luego
se realizó el recuento de las unidades formadoras de colonia (UFC) en las cajas de Petri cuando
su número era inferior a 300 UFC. Se observó un aumento significativo en la densidad microbiana
del suelo cuando se aplicaron los nutrientes en la muestra de suelo, obteniendo un valor de UFC
de 5,4*104. Mientras que para la muestra de suelo sin adicion de nutrientes reporto un valor de
1,3*102
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Póster: P_BR_18
Simposio:
Título:
Expresión de los genes cas en la bacteria cianotrófica P. pseudoalcaligenes CECT 5344 R1
Autores:
Blasco Pla R, Becerra León G, Merchán Sorio F, Igeño ¡González MI
Centro de Trabajo:
Departamento de Bioquímica. Facultad de Veterinaria. Universidad de Extremadura.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Pseudomonas; transcriptomica; cas; Fur
Comunicación:
P. pseudoalcaligenes CECT 5344 R1 es una bacteria cianotrófica que es capaz de utilizar cianuro,
en altas concentraciones, como fuente de nitrógeno a pH alcalino. El análisis transcriptómico
(RNA-Seq) de un mutante en el gen fur (ferric uptake regulator) de P. pseudoalcaligenes CECT
5344 R1 indica que en esta bacteria la proteína Fur regula la expresión de más de 100 genes, la
mayoría de ellos negativamente. Entre los genes regulados positivamente por Fur se encuentran
genes que codifican proteínas implicadas en el estrés oxidativo (sodB y sodC) y con el
metabolismo energético. Además, con respecto a la regulación positiva ejercida por Fur en P.
pseudoalcaligenes CECT 5344 R1, los datos de transcriptómica de un mutante en fur en
comparación con la cepa silvestre indican una represión muy significativa de los genes cas de uno
de los dos sistemas CRISP-Cas presentes en el genoma de esta bacteria. El sistema CRISP-Cas está
considerado como un sistema de inmunidad adquirida contra elementos genéticos exógenos,
como DNA plasmídico o DNA de virus (Horvath y Barrangou, 2010). El sistema CRISP-Cas se
localiza en regiones intergénicas no codificantes. Flanqueando a las secuencias CRISP se localizan
los genes que codifican las proteínas Cas, que procesan el DNA o RNA exógeno (Hale et al., 2009).
Es decir, en condiciones fisiológicas de insuficiencia de hierro Fur actúa como un activador de la
expresión de este sistema CRISP-Cas permitiendo a la bacteria ser más receptiva a material
genético exógeno que podría codificar nuevos mecanismos para su adquisición. Además en P.
pseudoalcaligenes CECT 5344 R1 concentraciones limitantes de carbono y de nitrógeno también
inducen en la expresión de los genes cas.
Financiación: Ministerio de Ciencia e Innovación (BIO2011-30026-C02-01), Gobierno de Extremadura (Ayuda a
Grupos-BioMic GR15083), Fondos FEDER y Ayuda a grupos de la Universidad de Extremadura.
Referencias
Hale C. R. et al. (2009) RNA-guided RNA cleavage by a CRISPR RNA-Cas protein complex. Cell, 139: 945-956.
Horvath P. y Barrangou R. (2010) CRISPR/Cas, the immune system of bacteria and archaea. Science, 327:
167-170.
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Póster: P_BR_19
Simposio:
Título:
Influencia de fuente de carbono en la eliminación de nutrientes y fármacos de aguas residuales
mediante el cultivo de microalgas
Autores:
García Perez Ana Isabel, Otero Cabero Marta , Paniagua Bermejo Segio, Coimbra Ricardo N.,
Escapa Santos Carla
Centro de Trabajo:
Instituto de Recursos Naturales, Medio Ambiente y Biodiversidad. Universidad de León
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Microalgas; biorremediación; aguas residuales; nutrientes; contaminantes emergentes
Comunicación:
En los últimos años, una de las principales líneas de investigación en el cultivo de microalgas se
ha dirigido hacia la biorremediación de aguas residuales debido a su gran eficiencia en la
eliminación de nitratos y fosfatos (Arbib et al., 2013); siendo éstos los principales contaminantes
a eliminar en los procesos de depuración y a su vez los principales nutrientes necesarios junto con
el carbono para el crecimiento microalgal. Sin embargo, aunque la inyección de CO2 procedente
de gases de combustión permite disminuir costes y reducir su emisión, no siempre resulta viable
su suministro (Acién et al., 2012). Además, los recientes avances en técnicas analíticas han
permitido la detección y cuantificación de contaminantes emergentes (CEs) en aguas naturales.
Entre ellos, los fármacos han despertado una especial preocupación debido a su capacidad para
provocar respuestas fisiológicas en organismos para los que no estaban destinados (Escher et al.,
2011). Estos compuestos provienen de efluentes domésticos, hospitalarios e industriales y su
presencia en aguas naturales ha sido relacionada con la incapacidad de las estaciones de
tratamiento convencionales debido a no haber sido originalmente diseñadas para su eliminación.
Por este motivo recientes investigaciones han evaluado la eliminación de fármacos mediante el
cultivo de microalgas, mostrando altas eficiencias en la eliminación de estos contaminantes
(Escapa et al., 2015; Matamoros et al., 2015). Por ello, el objetivo fundamental del estudio
consistió en comparar el crecimiento de la microalga Chlorella sorokiniana utilizando dos fuentes
diferentes de carbono: dióxido de carbono suministrado a demanda y bicarbonato adicionado de
manera diaria e inicial. De forma simultánea se evaluó la influencia de dichas fuentes de carbono
sobre la eliminación de nutrientes (nitratos y fosfatos) y paracetamol. Los resultados mostraron
que el crecimiento de Chlorella sorokiniana es viable utilizando como fuente de carbono
bicarbonato, mostrando una reducción próxima al 30%, no existiendo diferencias significativas
entre la adición del bicarbonato de manera inicial o diaria. Además, la eliminación del fármaco y
los nutrientes tan sólo se vio afectada por una menor producción de biomasa, siendo los
resultados comparables a otros estudios respecto a la cantidad eliminada en función de la
biomasa producida.
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Póster: P_BR_20
Simposio:
Título:
Influencia del medio de cultivo en efecto del cianuro en el transcriptoma de Pseudomonas
pseudoalcaligenes CECT 5344
Autores:
Blasco Pla R, Becerra León G, Carmona Gallardo MI, Guijo Sánchez MI, Merchán Sorio F, Igeño
González MI
Centro de Trabajo:
Departamento de Bioquímica. Facultad de Veterinaria. Universidad de Extremadura.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Pseudomonas; transcriptomica; cianuro; respiracion
Comunicación:
A pesar de ser una molécula pequeña, el cianuro provoca una enorme variación de la expresión
de genes de Pseudomonas pseudoalcaligenes CECT 5344. Esta bacteria es capaz de asimilar
cianuro como fuente de nitrógeno en medio mínimo. Sin embargo, en medio LB existen otras
fuentes de nitrógeno, fundamentalmente aminoácidos. La comparación del efecto del cianuro
sobre la expresión de todos los genes mediante RNA-seq en ambos medios de cultivo permite
estudiar el efecto del medio sobre la expresión de genes como consecuencia de la adición de
cianuro.
En medio mínimo el cianuro hace que varíe la expresión de cientos de genes, tanto positiva como
negativamente. Así, la presencia de cianuro induce la expresión de operones implicados en el
metabolismo del nitrógeno (cianato, aminoácidos y nitrilos), en la respuesta al estrés oxidativo y
en la respiración insensible a cianuro (oxidasas terminales). Los genes regulados negativamente
codifican proteínas pertenecientes a tres categorías: proteínas ribosómicas, transportadores
(fosfato y sulfato) y proteínas implicadas en el metabolismo energético (ciclo de Krebs y
fosforilación oxidativa). Estos resultados se han validado por q-PCR.
Muchos de los genes cuya expresión varía en respuesta a cianuro en medio mínimo también lo
hacen, y en el mismo sentido, en medio LB. Sin embargo, existen genes cuya expresión se ve
afectada diferencialmente dependiendo de que el medio sea mínimo o rico. Entre ellos destacan
algunas de las oxidasas terminales y otros genes que podrían proporcionar pistas acerca de la ruta
de asimilación del cianuro. Se han realizado mutaciones en algunos de estos operones pudiendo
determinar su papel en el metabolismo del cianuro y también del hierro. Además, los resultados
de transcriptómica se han validado mediante PCR en tiempo real.
Los autores agradecen la financiación de este trabajo por parte del Ministerio de Ciencia e Innovación
(BIO2011-30026-C02-01), del Gobierno de Extremadura (GR15083), fondos FEDER y ayuda a Grupo de la
Universidad de Extremadura. Los autores también agradecen la ayuda técnica de G. Gutiérrez.
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Póster: P_BR_21
Simposio:
Título:
Interacción de Fusarium oxysporum MX17 y Fusarium solani MXPE15 con oro
Autores:
Martínez Aldino I, Mendoza López R, Argumedo Delira R
Centro de Trabajo:
Unidad de Servicios de Apoyo en Resolución Analítica, Universidad Veracruzana
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Bioprecipitacion; Biosorción; Bioacumulación; ácidos grasos; oro
Comunicación:
Algunos hongos han desarrollado mecanismos fisiológicos de resistencia a los metales, como la
bioacumulación, biosorción o biotransformación metálica. Fusarium oxysporum y Fusarium solani
pueden reducir intra y extracelularmente iones de oro formando nanopartículas como un
mecanismo de protección. El daño causado por iones metálicos a las células vivas también puede
ser manifestado por un aumento en la permeabilidad de la membrana y cambios en la
composición de los ácidos grasos. Tomando en cuenta lo anterior, la presente investigación tuvo
como objetivo examinar los efectos del oro iónico en Fusarium oxysporum MX17 y Fusarium solani
MXPE15 aislados en desechos metálicos de los alrededores del relleno sanitario el Tronconal
Xalapa-Veracruz, México al incubarse en medios minerales con oro en solución (30 y 37 mg L-1)
en condiciones estacionarias y con agitación, así como observar si existía alguna variación en el
perfil de ácidos grasos en las mismas condiciones de cultivo. Se realizaron cuatro etapas
experimentales: 1) biosorción, 2) bioacumulación y 3) bioprecipitación fúngica de oro y el 4)
perfil de ácidos grasos de ambos hongos. La espectrometría de emisión por fuente de plasma
acoplado inductivamente reveló que Fusarium oxysporum MX17 y F. solani MXPE15 biosorbieron
menos del 1% del total de oro agregado. Mientras que F. solani MXPE15 bioacumuló hasta 7.7% de
oro al ser cultivado con agitación. Además, la respuesta de defensa principal que presentaron F.
oxysporum MX17 y F. solani MXPE15 fue la bioprecipitación de oro, la cual se favoreció en
condiciones estacionarias, el primero bioprecipitó 56% y el segundo 44%, ésta respuesta es
distinta a los reportados para estos hongos y podría servir como base para crear un proceso
biotecnológico que recupere oro en soluciones acuosas. En cuanto al perfil de ácidos grasos,
Fusarium oxysporum MX17 y F. solani MXPE15 sintetizaron una mayor cantidad de los ácidos
palmítico (C16:0) (44.2%), esteárico (C18:0) (17.43%) y oleico (C18:1) (18.00%), ácidos grasos
reportados en perfiles para estos hongos. Dicho perfil no es afectado cuando los hongos fueron
incubados con 30 y 37 mg L -1 de oro.
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Póster: P_BR_22
Simposio:
Título:
Neutralization of cyanide components tailings and components in artisanal mining with
methodologies of chemical oxidation for the production of tiles
Autores:
Barreda Miguel, Barreda Hugo
Centro de Trabajo:
Universiad Catolica de Santa Maria
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
toxic ; tailings; polymetallic; leaching; cyanide
Comunicación:
At present, the development of mining contemplates aspects related to the need to find
alternative reuse of tailings without affecting the social and environmental interests, and is
initiative of mining companies under guidelines established, one of these processes shown that
the flotation process polymetallic ores in a single mine produces approximately 25000 Ton / day
and become part of the tailings problems of mining operations as allow leaching of toxic
components (Hg, CN, ADR, etc.); that pollute soil and water; and consequently adversely affect
the health of the workers and the surrounding population. In this regard the need to formulate
solutions arises against this kind of existing environmental problems; thereby increasing the
treatment of this material generating lower costs and increase interest in these mining
operations.
In this paper the characterization of the material and a method for manufacturing tiles are made
from tailings from mining-scale plants, in order to neutralize the cyanide with hydrogen peroxide
and sodium hypochlorite and grinding processes, homogenization, molded and dried, whose
compact construction aggregate states determine a value added; composition results achieved in
reducing the content of total cyanide 2 gr to 0.09 gr, obtaining a tile in a 95.5% free of cyanide.
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Póster: P_BR_23
Simposio:
Título:
Optimización del pretratamiento enzimatico para la obtención de geltinas de alta calidad a partir
de residuos de tenería
Autores:
Perez Limiñana M.A., Escoto Palacios M.J., Arán Aís F., Orgiles Barceló C.
Centro de Trabajo:
INESCOP. Centro de Innovación y Tecnología
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
residuos; tenería; gelatina; biopolímeros; microencapsulacion; colágeno; pretratamiento
Comunicación:
Durante la transformación de la piel en cuero, la industria de la curtición genera una gran
cantidad de residuos. Los restos de piel sin curtir pueden llegar a constituir el 65% del total de
residuos sólidos generados en una tenería. Aunque éstos no están considerados como peligrosos y,
por ello, su gestión muchas veces suele consistir en su transporte hasta el vertedero, su
naturaleza orgánica los hace susceptibles de sufrir degradación biológica, pudiendo ocasionar
problemas durante su transporte y manipulación. Las actuales políticas medioambientales de la
UE promueven, además de la reducción de residuos industriales, su reciclado y transformación en
subproductos de cierto valor añadido. Puesto que los residuos sólidos de la industria del curtido
son ricos en colágeno, la obtención de gelatina a partir de los mismos se presenta como una vía
idónea para su valorización.
La capacidad de gelificación de la gelatina hace que sea ampliamente utilizada en alimentación,
fotografía, cosmética, farmacia y microencapsulación. La microencapsulación representa una
opción interesante para el desarrollo de nuevos materiales con propiedades multifuncionales e
inteligentes de liberación controlada.
Durante la obtención de gelatina a partir de residuos de origen bovino, generalmente se realiza
un pretratamiento alcalino para facilitar la solubilización y extracción del colágeno. El
pretratamiento alcalino es largo y genera grandes volúmenes de agua residual. Este trabajo
propone el uso de un pretratamiento enzimático alternativo al alcalino para reducir
considerablemente el tiempo de pretratamiento y agua residual. Las propiedades de la gelatina
y, por tanto, su aplicación final dependerán de las condiciones de obtención de la misma.
Se ha analizado la influencia de las condiciones del pretratamiento enzimático en la calidad de la
gelatina y, por tanto, en su posible uso como agente de microencapsulación. Se ha comprobado
que variables como concentración de enzima, tiempo y temperatura determinan en gran medida
el rendimiento del proceso de extracción y la calidad de la gelatina (evaluada mediante el valor
de Bloom).
Los autores agradecen al programa LIFE+ la financiación parcial de este trabajo a través del proyecto LIFE
microTAN (LIFE12 ENV/ES/000568) y a INCUSA el suministro desinteresado de los residuos de tenería.
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Póster: P_BR_24
Simposio:
Título:
Physicochemical characterization of a waste from argentine agriculture: Soybean Hull as
potential tool for bioadsorption applied to the downstream processes of enzymes
Autores:
Le Roy Caroline, Brassesco Emilia, Jáuregui Paula, Pico Guillermo
Centro de Trabajo:
Universidad National de Rosario
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Soya; bioabsorption
Comunicación:
Argentine produce 60 millions of tones of soybean/years, 7% represents the hull, a waste which is
used as food supplement for cow or is discarded in the environment, producing a negative impact
on it. In previous work we have recovered peroxidase from soy bean hull, however the non
soluble fraction on this, is formed by polysaccharides with a great porosity which make a material
with potential uses in adsorption process. The goal of this work was to evaluate the potential of
soybean hull to be used as an absorbent matrix for macromolecules found in water waste. The
matrix was chemically modified using four independent treatments: water washed (control),
NaOH, citric and tartaric acids. The chemical structure modifications implied by the treatments
(using IR), the number of carboxyl group present, the pH of electrical charge zero and the pKa
were evaluated. Finally we evaluated the ability of soya hull to retain water and to absorb
macromolecules.
The pKa for both acid treatments were higher and contain in average five times more carboxyl
group per gram de soya hull than the control and base washed batch. In additionIR displayed
modification of the chemical group found at the surface of the hull. Three zones of transmittance
were modified: between 1600 and 1800 cm-1 (that can be assigned to carboxylic acid group)
where an increase in the transmittance was observed for the NaOH and chloride ammonium
treatment and between 2400 and 2700 cm-1 and at 2100 cm-1 (thiocyanate or isothiocyanate)
where transmittance augment and decrease respectively for both acidic treatment. NaOH was
the treatment that induced the highest water retention level, approximately two times more
than for both acid treatments. Finally, we demonstrated that soybean hull was able to absorb
macromolecules (positively electrical charge like lysozym) regardless of treatment but that
optimum absorption was reached at pH 5.0 with the NaOH batch, also it showed a mayor water
retention ability . This chemical treated waste to be shown as a potential material to be used in
the separation of macromolecules at scaling up level.
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Póster: P_BR_25
Simposio:
Título:
Producción de ramnolípidos y evaluación de la capacidad emulsificante en cepas de Pseudomonas
sp. aisladas de suelos contaminados con petróleo
Autores:
Pacheco De la Cruz Pamela, Paredes Contreras Vivian, Uscamaita Rojas Jackeline, Gutierrez
Moreno Susana, Merino Rafael Fernando
Centro de Trabajo:
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biosurfactantes; Ramnolípidos; Actividad emulsificante; Ìndice de emulsión
Comunicación:
El petróleo es una de las principales fuentes de energía de la sociedad actual, por lo que la
industria petrolera es una de las actividades más importantes y contaminantes al mismo tiempo.
Frente a la necesidad de reducir los impactos negativos que genera, surge la biorremediación
como una alternativa efectiva, mediante la aplicación de biosurfactantes que intensifican la
emulsificación de hidrocarburos incrementando su biodisponibilidad para la degradación
microbiana. En este contexto, es conocido que las bacterias del género Pseudomonas se
caracterizan por producir biosurfactantes ramnolipídicos. Nuestro objetivo fue evaluar la
capacidad de producción de ramnolípidos (RL) y la capacidad emulsificante mediante la medición
de la actividad emulsificante (AE) y el índice de emulsión (IE24) en cepas de Pseudomonas sp.
aisladas de suelos contaminados con petróleo.
Se analizaron 30 cepas de Pseudomonas sp. previamente caracterizadas como hiperproductoras
de ramnolípidos según el método de agar CTAB/MB (Tabuchi, 2014). La capacidad de
emulsificación se probó mediante AE según Escalante (2002) y el IE24 según Abouseoud (2008).
Se encontró que la cepa Pseudomonas sp. IIIAPK-2b1 presentó la máxima actividad emulsificante
con 3,6309 UAE/ml, el máximo índice de emulsión con 82,75%, y un área de halo (RL) de 1,0439
cm2. La cepa Pseudomonas sp. IIT1P2 presentó una AE de 1,3397UAE/ml, un IE24 de 57%;
resultando ser la que presenta mayor área de halo de producción de RL con 1,523 cm2. La media
de la AE de todas las cepas evaluadas fue de 0,6418 UAE/ml, mientras que la media del IE24 fue
de 68,14% y, la media del área de halo H5 (RL) fue 1,022 cm2. Se evaluó la correlación de la
capacidad emulsificante frente a la producción de ramnolípidos, donde mediante el método de
AE se obtuvo un índice de correlación de Pearson de 0,059 mientras que mediante el método IE24
se obtuvo un índice de correlación de Pearson de - 0,30, presentando en ambos casos
correlaciones muy bajas.
Se concluye que no hay correlación entre la capacidad emulsificante y la producción de
ramnolípidos en las cepas evaluadas y que dichas variables son independientes.
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Póster: P_BR_26
Simposio:
Título:
Recubrimiento de semillas con ureasa y fosfatasa co-inmovilizadas en soportes polifenólicos de
origen edáfico para mejorar la biodisponibilidad de N y P
Autores:
Busto M.D., Mvila B.G., Pilar-Izquierdo M.C., Ortega N., Ramos-Gómez S., Palacios D., PérezMateos M.
Centro de Trabajo:
Facultad de Ciencias-Universidad de Burgos
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biodisponibilidad de N y P; fosfatasa; inmovilización de enzimas; recubrimiento de semillas
Comunicación:
El excesivo uso de fertilizantes nitrogenados y fosfatados en la agricultura plantea no sólo un
importante problema económico, como consecuencia de su elevado coste y de los desequilibrios
en el suelo que perjudican su fertilidad, sino también graves problemas medioambientales como
son la eutrofización de las aguas, y en el caso de los nitrogenados la liberación a la atmósfera
gases de efecto invernadero. Una alternativa biotecnológica para reducir el uso masivo de
fertilizantes es el recubrimiento de semillas con una capa de ureasa y fosfatasa que promuevan la
solubilización localizada del N y P orgánico del suelo, mejorando la biodisponibilidad de los
nutrientes vegetales.
En este contexto, en este trabajo se ha estudiado la encapsulación de semillas de cebada
(Hordeum vulgare) en perlas huecas de alginato de calcio (hollow beads) con ureasa (de
Canavalia ensiformis) y fosfatasa (de Escherichia coli ATCC 27257), libres (UFL) y co-inmovilizadas
en soportes polifenólicos edáficos (UFIn). Las semillas recubiertas con UFL y UFIn fueron viables
(% germinación: 90 y 88%, respectivamente), presentando elevados niveles de actividad ureasa y
fosfatasa. El estudio de la movilización del N y P del suelo y del desarrollo de la planta se realizó
sembrando en sendos semilleros semillas pregerminadas sin recubrir (control) y recubiertas con
UFL y UFIn. Tras 35 días, los suelos cultivados con semillas recubiertas con UFIn presentaban
mayores niveles de actividad ureasa (20%) y fosfatasa (11%) y de N-amoniacal (165%) y P
inorgánico (165%), que los suelos sembrados con semillas sin tratar. En relación al desarrollo de la
planta se observó que el recubrimiento no afectaba a la longitud del tallo, si bien provocaba un
aumento importante en la biomasa de la planta. Además, en las plantas procedentes de semillas
encapsuladas con UFL y UFIn la asimilación de N y P era un 300 y 152%, y un 370 y 152%,
respectivamente, superior al observado en plantas control. Finalmente, destacar que las plantas
de semillas recubiertas con UFIn presentaron a lo largo del periodo de estudio un contenido en N
y P superior al umbral crítico establecido para estos nutrientes.
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Póster: P_BR_27
Simposio:
Título:
Revalorización de harinas cárnicas mediante la obtención de biopolímeros para otros usos
industriales
Autores:
Escoto Palacios M. J., Pérez Limiñana M. A., Arán Aís F., Orgilés Barceló C.
Centro de Trabajo:
INESCOP. Centro de Innovación y Tecnología
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
residuos; SANDACH; colágeno; harina cárnica; reutilización; biopolímero
Comunicación:
Se estima que anualmente emergen en la UE alrededor de 20 millones de toneladas de
subproductos animales no destinados al consumo humano (SANDACH) provenientes de mataderos,
plantas de transformación de productos cárnicos, granjas, etc. Estos residuos se caracterizan por
su alto contenido en agua, lo que promueve la proliferación de microorganismos, su
descomposición y la contaminación medioambiental. Debido a la creciente exigencia por parte de
la Unión Europea en el tratamiento de los subproductos de la industria cárnica, estos residuos son
habitualmente procesados mediante un proceso de transformación o “rendering”, a partir del que
se obtienen harinas cárnicas y grasas animales. La legislación europea establece el modo de
recogida, transporte, almacenamiento, manipulación y uso/eliminación en función del tipo de
SANDACH, el cual se divide en tres categorías dependiendo del riesgo potencial para los animales,
humanos y el medioambiente. Las harinas cárnicas obtenidas de los SANDACH Categoría 3, de
bajo riesgo, se denominan también proteínas animales procesadas (PAP). Éstas son adecuadas
para la alimentación de animales, pero debido a su insolubilidad, heterogeneidad y la presencia
de sustancias no-proteicas, es difícil encontrar nuevas aplicaciones. En este sentido, las políticas
medioambientales actuales de la UE promueven, además de la reducción de los residuos
industriales, su reciclado y transformación en productos con cierto valor añadido, que puedan ser
reutilizados en otros sectores industriales. Puesto que las harinas cárnicas son materiales ricos en
colágeno, estos residuos podrían ser revalorizados ya que son una fuente de gelatina y/o
colágeno hidrolizado que puede ser reutilizado en otras aplicaciones industriales de mayor valor
añadido. Por tanto, el objetivo de este trabajo es evaluar la influencia del proceso de extracción
en las propiedades de la gelatina y colágeno hidrolizado obtenidos a partir de harinas cárnicas así
como evaluar su viabilidad en diferentes aplicaciones tales como adhesivos naturales, agentes
reductores y/o estabilizantes para la síntesis de nanopartículas, agentes recurtientes o la
preparación de soportes para el crecimiento tisular.
Este proyecto ha recibido financiación del Séptimo Programa marco de la Unión Europea para
investigación, desarrollo tecnológico y demostración en virtud del acuerdo de subvención nº
603986.
Página 372 de 551
Póster: P_BR_28
Simposio:
Título:
Tratamiento de aguas residuales generadas en la producción de harina de pescado en un
biorreactor de membrana
Autores:
López Avilés Guadalupe, Lesage Geoffroy, Almendariz Tapia Francisco Javier, Perez Fabiel Sergio,
Monge Amaya Onofre
Centro de Trabajo:
Universidad de Sonora
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
biorreactor de membrana; efluentes pesqueros; nitrificación; salinidad
Comunicación:
Actualmente en el Estado de Sonora, México se tiene una actividad importante de las industrias
productoras de harina de pescado, las cuales producen efluentes que contienen una alta
concentración de nitrógeno, iones y materia orgánica, además de diversos microcontaminantes
tóxicos, que los hacen una fuente de contaminación real cuando son descargados directamente al
mar. Una alternativa de tratamiento es utilizar los biorreactores de membrana, donde las aguas
residuales pueden ser tratadas en espacios más pequeños que los utilizados en los sistemas de
tratamiento convencionales. Durante esta investigación, un reactor de membrana de placas
sumergida alimentado con aguas residuales sintéticas de composición similar a los efluentes
generados en este tipo de industrias fue operado con diferentes cargas nitrogenadas (0.067,
0.089 y 0.133 gNH4-N/L∙d), con el fin de estudiar la eliminación de nitrógeno, materia orgánica,
el crecimiento de la biomasa y la saturación de la membrana. Se utilizó un reactor de 30 L con un
flujo de alimentación de 10 L/d, tiempo de retención de sólidos de 45 d, pH 7-7.8 y temperatura
de 24 °C. Como primera actividad se adaptó la biomasa del reactor a condiciones salinas y
nitrificantes, observando una remoción superior al 90% de materia carbonada y nitrogenada en 80
días de operación. Posteriormente se probaron las diferentes cargas de nitrógeno donde se
mantuvo la remoción de la materia orgánica por arriba del 90% durante los 200 días del
experimento, lo mismo ocurrió con la remoción de nitrógeno, excepto con la carga nitrogenada
de 0.133 gNH4-N/L∙d, donde la eficiencia de remoción fue de 38 %. Por otro lado, la saturación
de la membrana se debió principalmente al depósito de la torta en la superficie de la membrana
debido al crecimiento de la biomasa. Los resultados obtenidos en el estudio demostraron la
factibilidad de utilizar biorreactores de membrana para el tratamiento de aguas residuales con
alta carga orgánica y baja carga nitrogenada, por lo que efluentes como los generados en la
producción de harina de pescado pueden ser tratados en este tipo de reactores.
Página 373 de 551
Póster: P_BR_29
Simposio:
Título:
Unravelling the estradiol degradation pathway in Novosphingobium tardaugens ARI-1
Autores:
Ibero Juan, Sanz David, Galán Beatriz, Díaz Eduardo, García José L.
Centro de Trabajo:
Department of Environmental Biology, Centro de Investigaciones Biológicas, Consejo Superior de
Investigaciones Científicas
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
estradiol; Novosphingobium; biodegradation pathway; expression
Comunicación:
Novosphingobium tardaugens NBRC 16725 (described as strain ARI-1) is a Gram-negative aerobic
bacteria isolated from activated sludge in a sewage treatment plant in Japan. Its ability to use
17β-estradiol (E2) as sole source of carbon and energy, an important environmental contaminant
that acts as an endocrine disruptor, was previously shown by Fujii et al. (AEM 68: 2057. 2002.).
However, little is known about the metabolic degradation pathway of this compound. Our
laboratory has carried out an in silico study of its sequenced genome (access number PRJDB314),
which has allowed us to identify the genes putatively involved in the degradation pathway of E2.
These genes are located in a gene cluster approximately 26 kb in size and are divided into at
least two operons. These genes have high similarity with those involved in degradation of
testosterone by Comamonas testosteroni and degradation pathways of cholesterol and cholic acid
in various actinobacteria. This similarity has led us to assign a function to most of them and
predict how the route of elimination of E2 may work. To experimentally confirm the involvement
of the selected genes in the metabolism of E2 a transcriptomic study was made, determining the
differential expression of such genes when bacteria grow in the presence of E2 as sole carbon
source compared to control condition growing in pyruvate. Furthermore, in order to assess the
metabolic potential of the bacteria as a tool for the biodegradation of other endocrine disruptors
it has been determined its ability to grow in minimal medium in the presence of various steroids.
Several studies of directed mutagenesis are in development for accurate characterization of the
various gene functions and to identify regulatory systems of the E2 degradation pathway. This
work was funded by the Ramón Areces Foundation.
Página 374 de 551
SIMPOSIO 6: INGENIERÍA BIOQUÍMICA: BIOCATÁLISIS,
BIORREACTORES, DOWNSTREAM, BIOSENSORES E
INTEGRACIÓN DE PROCESOS
Simposio:
INGENIERÍA BIOQUÍMICA: BIOCATÁLISIS,
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Multienzyme oxidation of amino alcohols and aldol addition: reactions scheme for
chloroperoxidase and aldolase.
Autores:
Masdeu G., Valencia D., Guillén M., Caminal G., López-Santín J., Álvaro G.
Centro de Trabajo:
Departament d"Enginyeria Química, Biològica i Ambiental. Universitat Autònoma de Barcelona.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
chloroperoxidase; aldolase; multienzyme reactions; amino alcohol oxidation; N-Cbz-3aminopropanol;
Comunicación:
Chloroperoxidase (CPO)-catalyzed oxidation of β-amino alcohols to yield β-amino aldehydes is
presented. Amino aldehydes have a special interest as substrates of aldolases for stereoselective
aldol addition of dihydroxyacetone (DHA) or dihydroxyacetone phosphate (DHAP) to yield amino
polyols, precursors of valuable imino cyclitols. This multi-enzymatic process requires coupling
both enzymatic reactions in an efficient way, minimizing secondary reactions and ensuring
enzyme stability. The above enzymatic oxidation requires peroxide, which concentration
influences both the oxidation rate as well as the enzymes activity. One-pot coupling with aldol
addition using DHAP or DHA dependent aldolases is expected to minimize further oxidation of
amino aldehydes to amino acid driving the reaction to the target products.
In the present research, the following aspects have been studied:
- Determination of the main operational conditions for the enzymatic oxidation: reaction
medium, substrate concentration and selection of peroxide.
- Identification of by-products in CPO oxidation of N-Cbz-β-aminopropanol employing H2O2 or
tert-butyl hydroperoxide.
- Coupling of the enzymatic oxidation to aldol addition of DHA or DHAP using fructose-6phosphate aldolase (FSA) and rhamnulose-1-phosphate aldolase (RhuA) respectively. Proposal of a
reactions scheme including all secondary reactions.
- Stability of CPO and aldolases and enzymes immobilization.
The reported results constitute a necessary knowledge to determine the optimal conditions for
maximal product yield and to evaluate viability of the multi-enzymatic process.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Gas-lift anaerobic membrane bioreactor as a solution to the treatment of industrial wastewater
with high oil and grease content
Autores:
Ramos Rodriguez Cipriano, Diez Blanco Victorino, Martinez Diez Raquel, Perez Megias Laura,
Basset Olive Nuria, Urbiola Vega Javier, Garcia Rodriguez Ana
Centro de Trabajo:
Universidad de Burgos, Facultad de Ciencias
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Gas-lift Anaerobic Membrane Bioreactor; Oil and Grease; Food Industry; Biogas
Comunicación:
The methanogenic potential of oil and grease can be more than twice than proteins and
carbohydrates’ one. However, the presence of high amount of oil and grease in wastewater can
produce a negative effect on the performance of conventional biological processes causing
settling problems and thus biomass wash-out. For this reason, physical-chemical processes are
frequently applied, implying an increase in chemical reagents use and sludge production. These
problems can be solved in an anaerobic membrane bioreactor (AnMBR). This technology consists
in an anaerobic process coupled with a physical barrier (ultrafiltration membrane) in which the
biomass- is retained, obtaining a high quality effluent free of suspended solids. In this way, not
only the problem of washout is avoided by returning the biomass to the digester, but it improves
the decomposition of oil and grease matter and, therefore the production of biogas.
A pilot scale AnMBR is installed in a food industry producing pre-cooked meals. The system is
designed as a sidestream AnMBR, placing the membrane module externally. The bioreactor is an
UASB-type digester and the membrane module consists of a polymeric tubular membrane. The
filtration cycle is divided into 45 min of filtration and 1 min of backwashing. The planned
treatment capacity is 1 – 4 m3/d and the bioreactor is directly feed by pre-screened raw
wastewater with an oil and grease content between 20 – 60 g/L. In order to reduce the crossflow
velocity over the membrane, a fraction of biogas generated by biological process is injected to
the membrane module, reducing membrane chemical cleaning frequency. In prior tests, a
specific gas demand (SGD) of 0.3 m3/(m2·h), reduced the crossflow velocity from 4.0 m/s to 1.6
m/s at a flux of 50 LMH, reducing the energy demand. Regarding the efficiency of the anaerobic
process, tests carried out in a smaller pilot plant showed an organic matter removal up to 98%
and a methane content in biogas of 72%, treating wastewater with an oil and grease
concentration up to 40 g/L.
Acknowledgements
Authors acknowledge the financial support of LIFE+ program to WOGAnMBR project (LIFE13
ENV/ES/000779)
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Thermo-stabilization by surface coating with polymers of an immobilized endoxylanase for xylooligosaccharides production
Autores:
Romero-Fernández M, Moreno-Pérez S, Martins-de Oliveira S, Guisán J.M.
Centro de Trabajo:
Instituto de Catálisis y Petroquímica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Endoxylanase; Xys1; xylo-oligosaccharide production; enzyme immobilization; surface coating;
polymer coating; prebiotics
Comunicación:
The recombinant endoxylanase Xys1Δ, from Streptomyces halstedii JM8, has been used for xylan
hydrolysis to obtain xylo-oligosaccharides, which confer some prebiotic effects upon human
health. Xys1Δ enzyme has been overexpressed and immobilized on 6% glyoxil-agarose support. In
order to further thermo-stabilize the resulting immobilized Xys1Δ derivative, a novel strategy
based on surface coating with polymers has been developed and applied to XOS production.
Firstly, surface of immobilized Xys1Δ derivative was modified by covalent coating with three
different derived dextran polymers, each one harboring a different pattern of chemical group
substitutions, and at three different coating degrees. Then, it was also modified through ionic
binding by coating with different sizes of polyethylenimine and coating degrees. Afterward, with
the two optimal modified derivatives in terms of thermo-stability, dextran-modified Xys1Δ
derivative and PEI-modified Xys1Δ derivative, coating with a second layer was developed by ionic
exchange with PEI polymer, and by covalent binding with derived dextran polymer, respectively.
The optimal dextran-modified Xys1Δ derivative was obtained with surface coating with the 20% of
a derived dextran polymer while the other 80% of dextran groups were modified to hydroxyl
groups, at 0.05 g dextran/mg immobilized protein. Also, the optimal PEI-modified Xys1Δ
derivative was obtain with surface modification by coating with a 25,000 Da polyethylenimine
polymer, at a ratio of 0.1 g PEI/g immobilized Xys1Δ derivative. These two optimal modified
derivatives provide a stabilization factor of a 5, compared to the non-modified derivative, at
70ºC and pH 7. In addition, when the surface of these two optimal derivatives, is modified by
coating with a second layer, there is a considerably higher stabilization factor. Furthermore,
surface coating with a bilayer formed by polyethylenimine over a prime derived dextran layer
seems to promote a slightly higher stabilization effect. Finally, hydrolysis reaction of soluble
beechwood xylan at 32.5 mg/ml in distilled water was accomplished by 1% (w/v) of PEI-dextranmodified immobilized Xys1Δ derivative at 50ºC and pH 5, along with non-modified derivative.
With both derivatives, at 22h maximum reaction yields for xylobiose and xylotriose (43% and
15.7, respectively) were reached with final concentration values of 14.0 mg/ml and 5.10
mg/mlrespectively.
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Format:
Comunicación Oral: OC_IB_01
Symposium:
BIOCHEMICAL ENGINEERING: BIOCATALYSTS, BIOREACTORS, DOWNSTREAM, BIOSENSORS AND
PROCESS INTEGRATION
Title:
Taylor made magnetic particles for protein purification
Authors:
Carvalho, Jr LB, CABRERA MP, MACIEL JC, MERCÊS ARD, AZEVEDO WM, CORREIA MTS, BELTRÃO EIC
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Magnetic particles; Proteins; Purification.
Abstract:
Microparticles magnetic composites can be prepared containing ligands that specifically complex
to aimed proteins so that these can be removed from heterogeneous preparations. Afterwards,
either changing pH and ionic strength or using competitive compounds to the ligand-protein
bound the aimed proteins can be easily collected by washing the magnetic-ligand-protein
preparation under a magnetic field. The composites are synthesized by co-precipitating the
ligand with salts solutions of Fe2+ and Fe3+ in alkaline conditions at 100 °C. Alternatively, the
ligands are covalently bound to the magnetic particles through incorporated matrices such as
Dacron and polyaniline. These composites were characterized by scanning electron microscopy
(SEM), magnetization measurements, X-ray diffractometry (XRD) and infrared spectroscopy (IR).
The following ligands have been successfully employed to purify these proteins: Trypanosoma
cruzi or Schistosoma mansoni antigens – human antibodies (IgG); levan - Canavalia ensiformis
(Con A) and Cratylia mollis lectins; Parkia pendula seed gum - Canavalia ensiformis lectin;
Canavalia ensiformis lectin - fetuin glycoprotein and heparin - human plasma antithrombin. Based
on these results one can assume that any protein can be purified under such conditions provided
adequate ligand is strongly incorporated into the magnetic particles. This proposal presents the
following advantages: ease magnetic microparticles synthesis using cheap reagents, purification
steps simply applying a magnet and reuse.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Understanding the Immobilized Metal Affinity Chromatography (IMAC) process by using a
superporous agarose monolith as chromatographic support
Autores:
Elviro M., Martín del Valle E.M., Galán M.A.
Centro de Trabajo:
Department of Chemical Engineering, University of Salamanca
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
IMAC; superporous agarose; monolith; BSA
Comunicación:
Purification of biomolecules is a key step in the biotechnology industry as it often represents the
major manufacturing costs. Affinity chromatography is a high performance purification step with
high selective separation as it uses a reversible binding between biomolecules wanted to purify
and a specific ligand joined to a chromatographic support.
Immobilized metal ion affinity chromatography (IMAC) is a type of affinity chromatography based
in the affinity of some side chain of amino acids for metal ions bound to a metal-chelating agent
immobilized on a chromatographic matrix. Since the interaction between the immobilized metal
ions and the side chain of amino acids has a reversible character, it can be utilized for adsorption
and then be recovered using nondenaturing conditions.
In the last years, new kinds of chromatographic supports have emerged to improve the
chromatographic properties and industrial scale-up of the known matrix, as higher mass transfer,
and specially a lower pressure drop.
After the development of a superporose agarose monolith and its validation in IMAC
chromatography,it was proved their improvements comparing to other chromatographic supports:
higher superficial area available for enzyme adsorption, higher amount of catalase adsorbed, the
decreasing of time needed for adsorption and elution and it had been reused until fourteen times
without any losing of yield neither Cu2+ regeneration.
In this work the influence of the kind of target compound was evaluated. Adsorption kinetics,
efficiency of elution, number of reutilization and reproducibility of the process were studied
using BSA as target protein. In this way it is possible to understand better the chromatographic
process inside the monolith, necessary to scale up.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Aqueous Two-Phase Systems for Extraction of Monoclonal Antibodies: from Micro to Macro Scale
Autores:
Aires-Barros Raquel, Silva Daniel, Azevedo Ana, Fernandes Pedro, Chu Virginia, Conde João Pedro
Centro de Trabajo:
Instituto Superior Tecnico, Department of Bioengineering, Universidade de Lisboa; IBB; INESC
Microsistemas e Nanotecnologias and IN-Institute of Nanoscience and Nanotechnology
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
mAbs purification; aqueous two phase systems; microfluidic platform
Comunicación:
The number of biotechnology-based pharmaceuticals in the late-stage pipeline has been
increasing more than ever in particular monoclonal antibodies (mAbs) represent a quarter of all
biopharmaceuticals in clinical trials. As a result, there is an enhanced demand for more efficient
and cost-effective processes. Continuous discoveries in molecular biology and genetics, combined
with new advances in media and feed development, have significantly increased the production
titers. In order to keep up this gain, it is now essential to design new, as well as to improve the
existing downstream processes that remain an unresolved bottleneck.
Aqueous two-phase systems (ATPS) have shown to be a valuable option for the downstream
processing of biopharmaceuticals, combining a high biocompatibility and selectivity with an easy
and reliable scale up and capability of continuous operation. A continuous operation process,
based in ATPS, for the capture of mAbs from different mammalian cells culture supernatants has
been developed and validated in a pump mixer settler battery [1].
ATPS process design and optimization is time consuming and requires large material volumes,
limiting its application to the current downstream processing. A microfluidic platform based on
ATPS was designed for screening and optimizing mAbs extraction conditions, combining the
process efficiency of ATPS with the reduced times and volumes associated with microfluidics [2].
Different phases of a PEG/phosphate buffer ATPS were introduced in parallel in a 150 µm width,
20 µm height and 16.8 cm long microchannel along with FITC marked mAbs. Fluorescent
microscopy was used to track the mAbs along the channel. The performance parameters obtained
in the microfluidic platform were similar with results obtained at the macroscale. The
microfluidic device also allowed to determine the binodal curves of different ATPS phase
diagrams [3].
[1] P.A.J. Rosa, et al “Continuous purification of antibodies from cell culture supernatant: from concept to
process”, Biotechnol.J. (2013)
[2] D.F.C. Silva et al “Design of a microfluidic platform for monoclonal antibody extraction using an aqueous
two-phase system. J. Chromat. A 1249, 1-7. (2012).
[3] D.F.C. Silva et al. “Determination of Aqueous Two Phase System Binodal Curves using a Microfluidic
Device” J. Chromat A, 1370, 115–120 (2014).
Página 380 de 551
Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Matrices de polielectrolitos naturales: su potencial aplicación en la bioseparación de enzimas a
nivel industrial
Autores:
Brassesco Maria Eemilia, Woitovich Valetti Nadia, Picó Guillermo Alfredo
Centro de Trabajo:
Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos–CONICET.Facultad de Ciencias Bioquímicas y
Farmacéuticas. Universidad Nacional de Rosario. Rosario- Argentina
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
adsorción; cromatografia; alginato; matrices
Comunicación:
El costo de la bioseparación de una enzima a nivel industrial corresponde entre el 40-90% del
total del proceso biotecnológico. Los métodos tradicionales a escala laboratorio suelen ser no
económicos, contaminantes y los reactivos empleados no reciclables. La adsorción en tanque
agitado o lecho empacado empleando matrices reutilizables formadas por polielectrolitos
naturales se presenta como una alternativa económicamente beneficiosa y sin impacto negativo
sobre el medio ambiente. El objetivo de este trabajo es estudiar la capacidad de adsorción de
lechos formados por dos polímeros naturales (alginato y goma guar) utilizando comomodelo una
enzima aplicable tanto en medicina como en la industria alimenticia: la lisozima (LZ).
Metodologías: Se prepararon matrices goteando una solución de alginato de sodio (Alg) (0.6 - 1.0%
p/V)-goma guar (GG) 0.5% p/V sobre una solución 0.1 M de CaCl2, obteniéndose esferas de 2-3
mm de diámetro. Mediante reacción con epiclorhidrina (Epi) se unieron covalentemente (entre
HO-) sus cadenas polisacáridas. Se caracterizaron por espectrofotometría de IR y se determinó su
valor pHzpc. Mediante diseño factorial se fijaron los valores de pH, [Alg] y [Epi] para la mejor
capacidad de adsorción. Se estudió la cinética de captación e isotermas de adsorción en tanque
agitado.
Resultados: El sistema 0,5% p/V GG - 0,6%p/V Alg mostró la mejor capacidad de adsorción, 2.4
mg LZ/g de matriz húmeda siguiendo una cinética de pseudo orden 1 y alcanzando el equilibrio
de adsorción en 40 min.La capa de agua adsorbida por los polisacáridos retrasa la interacción de
la LZ con los grupos COO- del Alg. Los espectros de IR muestran que los grupos COO- y C-O-C de la
matriz interaccionan con LZ. El mecanismo de adsorción siguió el modelo físico de Freundlich,
con bajas energías de interacción. La LZ adsorbida se pudo recuperar en un 98% en 9 min
mediante agregado de NaCl 300 mM. Además la matriz no mostró modificaciones físicas ni de
rendimiento en el proceso de adsorción-desorción en 5 ciclos de reutilización. El método se
muestra potencialmente aplicable en escalado para el recupero de enzimas de pH isoeléctrico
mayores a 7.00.
Subsidiado Argentina innovadora 2020- PICT 2013-271- FonCyT
Página 381 de 551
Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Estudio del rompimiento de E. coli en un molino de perlas para la recuperación del ADNp
Autores:
Padilla Zamudio Adriana, Guerrero Germán Patricia, Lucero Acuña Jesús Armando, Montesinos
Cisneros Rosa María, Tejeda Mansir Armando
Centro de Trabajo:
Universida de Sonora
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
ADN plasmídico; Rompimiento celular mecánico; Recuperación primaria
Comunicación:
Varios estudios sobre la posible aplicación de ADN plasmídico (ADNp) en terapia génica y en el uso
de vacunas se han publicado en la última década, sin embargo aún no se logra el objetivo de su
aplicación en seres humanos, una de las causas es debido a las dificultades que representa el
producir está molécula a nivel industrial. El estudio de los diferentes procesos de obtención y
purificación, así como de los parámetros óptimos, es de vital importancia para llegar a este
objetivo y poder cumplir con todas las medidas de control y pureza establecidas. El proceso para
la producción y obtención de ADNp comprende las etapas de fermentación, recuperación
primaria, recuperación intermedia y purificación. La recuperación primaria inicia después de la
fermentación, con la cosecha y el rompimiento de la célula para la liberación del ADNp. Esta
investigación se enfoca en la recuperación primaria del plásmido pVAX1-NH36 hospedado en E.
coli DH5α, por medio del rompimiento celular en un molino de agitación con perlas de vidrio. Se
estudió el efecto de la velocidad de agitación y la concentración celular. Los resultados obtenidos
en los estudios electroforéticos muestran una buena calidad de ADNp manteniendo su forma
superenrrollada durante el proceso de ruptura. Por medio del análisis por Cromatografía Líquida
de Alta Resolución (HPLC) en columna de Interacción Hidrofóbica (HIC) se calculó la
concentración del ADNp durante el tiempo del proceso y se obtuvieron cinéticas de liberación de
plásmido en cada corrida. Este análisis muestra una concentración máxima de ADNp en tiempos
menores a 5 minutos, con la velocidad de agitación de 15 Htz fue de 450.72 µg ADNp/g de célula
lisada y en comparación con el rompimiento mediante un tratamiento alcalino se obtuvo una
concentración de 353.10 µg ADNp/g de célula lisada. La variación de la concentración de ADNp se
describió por medio de un modelo matemático, una cinética de primer orden, que permitió
calcular la constante de velocidad para una mejor interpretación del fenómeno.
Página 382 de 551
Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Purificación de dna plasmídico por cromatografía de intercamio iónico en matriz de membranas y
de partículas perfusivas
Autores:
Franco Medrano Diana Ivonne, Guerrero Germán Patricia, Tejeda Mansir Armando, Montesinos
Cisneros Rosa María, Ortega López Jaime
Centro de Trabajo:
Universidad de Sonora
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Purificación; Dna plasmídico ;cromatografía de intercamio iónico
Comunicación:
En la actualidad la demanda de DNA plasmídico (pDNA) de alta pureza se ha incrementado en
respuesta a los rápidos avances en su uso en terapias génicas y vacunación. Ambas técnicas se
basan en la introducción de genes en células receptoras para restaurar, cancelar, mejorar o
introducir una función bioquímica. Tanto los vectores virales y no virales pueden llevar a cabo el
transporte de los genes terapéuticos hacia los núcleos de las células blanco, sin embargo los
vectores pDNA, que son vectores no virales, son considerados más seguros, simples de usar y
fáciles de producir a gran escala. El desarrollo de una operación unitaria eficiente y rentable de
captura de las moléculas de pDNA de grandes volúmenes de lisado representan un gran reto. Un
bioproceso típico consta de cuatro etapas: propagación celular, recuperación primaria,
recuperación intermedia y purificación final. Esta última es crucial para obtener un producto de
alta pureza libre de contaminantes. La cromatografía es la única operación unitaria aceptable
para la captura y purificación del plásmido. De los tipos de cromatografía, el intercambio iónico
resulta favorable para la captura del pDNA debido a su estructura química. El objetivo de esta
investigación fue describir, analizar y comparar la purificación final del plásmido pVAX1-NH36
contenido en E. coli, por cromatografía de intercambio iónico en columnas, utilizando matrices
de membranas Mustang Q o partículas perfusivas POROS 50 HQ, para determinar cuál promete
más ventaja en cuanto a recuperación de pDNA. Se alimentaron a las columnas en modo frontal,
lisados pre-purificados mediante ultrafiltración de flujo tangencial (TFF). Las soluciones
conteniendo el pDNA en cada etapa del bioproceso, fueron analizadas por electroforesis en gel de
agarosa y Cromatografía Líquida de Alta Resolución con una columna de Interacción Hidrofóbica
(HPLC-HIC). Los resultados obtenidos muestran el 88% de recuperación de pDNA en la columna
empacada con membranas y 94% de pureza, mientras que 63% de recuperación en la columna con
partículas y 82% de pureza.
Página 383 de 551
Format:
Symposium:
PROCESS INTEGRATION
Title:
Purification of supercoiled minicircles by a nicking endonuclease-assisted hydrophobic interaction
chromatography method
Authors:
Alves Cláudia, Šimčíková Michaela, Brito Liliana, Monteiro Gabriel, Prazeres Duarte Miguel
iBB - Institute for Bioengineering and Biosciences, Department of Bioengineering, Instituto
Superior Técnico, Universidade de Lisboa
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Gene therapy; minicircle; nicking endonuclease; hydrophobic interaction chromatography;
purification
Abstract:
The transfer of nucleic acids into cells to treat, cure or prevent a disorder is accomplished, in
gene therapy, with the use of viral or non-viral delivery vectors harboring the genes of interest.
Comparatively to their viral counterparts, plasmid DNA vectors present several advantages such
as their low immunogenicity and non-integrative nature. However, due to their size and presence
of prokaryotic sequences, they also present low transfection efficiency and short duration of
transgene expression. The aforementioned drawbacks can be solved with the use of smaller,
plasmid-like molecules denominated minicircles (MC) which are composed solely by the
eukaryotic therapeutic cassette and thus will not trigger immunological reactions or silencing of
transgene expression upon transfection. Production of MC vectors has as starting point the
engineering of a conventional “parental” plasmid (PP) with the target genes and its replication in
Escherichia coli. Induction of PP intramolecular recombination in vivo results in the excision of
the eukaryotic cassette (MC), being also formed during this event a miniplasmid (MP) composed
by the prokaryotic backbone. The similarity in size and topology of the products of PP
recombination results in a difficult separation which is the major hurdle for wider use of MCs in
gene therapy.This work addresses the establishment and evaluation of a nicking endonucleaseassisted hydrophobic interaction chromatography (HIC) method to isolate supercoiled (sc) MC
molecules. At the early stage of vector design, sites for the nicking endonuclease Nb.BbvCI were
strategically placed in the prokaryotic backbone of the PP. A process was then established
involving E. coli culture and recombination of PPs into target MC, cell harvesting and alkaline
lysis, precipitation with isopropanol and ammonium sulfate and diafiltration/concentration by
microfiltration. In preparation for the HIC step, an in vitro enzymatic digestion with Nb.BbvCI was
performed to convert sc MPs and non-recombined PPs into their open circular forms whereas MC
remains unaffected. Finally, sc MCs were isolated from MP, PP and RNA by hydrophobic
interaction chromatography using a downward step elution with ammonium sulfate. Process
reproducibility and robustness were successfully evaluated, being its performance assessed
through agarose gel analysis of dialyzed relevant fractions.
Página 384 de 551
Format:
Comunicación Oral
Symposium:
PROCESS INTEGRATION
Title:
Thermosensitive Micellar Systems using Ionic Liquids as Co-Surfactants for Extractive Platforms
Authors:
Vicente FILIPA A., Malpiedi LUCIANA P., Silva FRANCISCA A., Pessoa Jr. ADALBERTO, Coutinho
JOÃO A. P., Ventura SÓNIA P. M.
University of Aveiro
E-mail:
[email protected]
Keywords:
Aqueous micellar two-phase systems; Triton X-114; ionic liquids; co-surfactant; selective
extraction
Abstract:
Since they are mostly composed of water, aqueous micellar two-phase systems (AMTPS) using
common surfactants, are emerging as an advantageous liquid-liquid extraction (LLE) systems.
AMTPS composed of two surfactants enhanced their extraction, hence exploiting this advantage
by introducing ionic liquids (ILs) as a new class of co-surfactants came as an attractive
alternative. Thus, this work aims the development of a new technology towards the extraction
field.
Herein, imidazolium and phosphonium-based ILs were applied in the design of new AMTPS, based
on Triton X-114 as the main surfactant. To evaluate their potential, the partition of cytochrome c
(Cyt c) and Rhodamine 6G (R6G) was analyzed, considering the effect of the ILs as co-surfactants
in the coexistence curves and their impact upon the solutes partition. The obtained results
clearly demonstrate that ILs have major effects on the Tcloud. The presence of ILs as cosurfactants was demonstrating the increased capacity of these new AMTPS to enhance the
partition coefficient of cytochrome c KCyt c (indicated as log KCyt c) from -0.587 ± 0.117 up to 1.510 ± 0.139, but also to improve the selectivity SR6G/Cyt c from 925.25 up to 3418.89 [1].
[1] Vicente, F. A. et al. Sep. Purif. Technol. 135, 259–267 (2014).
Acknowledgements
This work was developed within the scope of the project CICECO-Aveiro Institute of Materials, POCI-01-0145FEDER-007679 (FCT Ref. UID /CTM /50011/2013), financed by national funds through the FCT/MEC and when
appropriate co-financed by FEDER under the PT2020 Partnership Agreement. The authors thank ﬁnancial
support from Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) through the doctoral and post-doctoral grants
SFRH/BD/94901/2013 and SFRH/BPD/79263/2011 of F. A. e Silva and S.P.M. Ventura, respectively.
Santander Scholarship granted to Filipa A. Vicente and the financial support from Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, Process N° 2011/20521-0) given to Luciana P. Malpiedi. The
authors also thank the financial support from FAPESP through the project FAPESP 2012/12022-6. This project
was also afford by Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) and Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) from Brazil.
Página 385 de 551
Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
In situ immobilization of Thermomyces Lanuginosus (TLL) in silica by sol-gel process: application
in 4-methoxy cinnamoyl glycerol synthesis
Autores:
Escobar Sindy, Bernal Claudia, Mesa Monica
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
lipase Thermomyces lanuginosus; sol-gel; immobilization; Triton X-100; 4-methoxy cinnamoyl acid
Comunicación:
The lipase Thermomyces lanuginosus (TLL) was immobilized through sol-gel encapsulation route
assisted by Triton X-100 surfactant. The effects of the presence of surfactant, changes on the
temperature, pH, and offered enzyme on the activity and immobilization yield of biocatalysts
were studied. The optimal immobilization conditions were determined by the One Factor at a
Time (OFAT) method and response surfaces. The results showed that at 40°C, 24 h of gelation,
and load of 300 IU, the TLL was effectively immobilized, with high expressed activity (199 IU/g).
The optimization of variables (pH, temperature, and offered enzyme) during immobilization
process permitted to establish that the most significant variables in the biocatalysts preparation
are the quantity of offered enzyme and pH. The optimized biocatalysts were characterized by
physicochemical methods like: TGA (total quantity of organic matter and first approach to know
if it is confined into the siliceous structure), Bradford (quantity of encapsulated protein) and
Nitrogen Adsorption (porous characteristic of the siliceous matrix after removing the
encapsulated enzyme). These results showed that the enzyme was effectivity immobilized on
silica matrix. In addition, the immobilized enzyme was thermally stable under reaction conditions
of 4-methoxy cinnamoyl glycerol (4-MCG). On the other hand, the synthesis of 4-MCG by
enzymatic via at 60 °C, hexane as solvent, and 24 h was evaluated and the preliminary results
show that glycerol and 4-methoxy cinnamoyl acid are converted in the product of interest. These
results showed that the encapsulation of Thermomyces lanuginosus through sol-gel route allow to
obtain a biocatalyst active and promisor to synthesis of 4-MCG.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Could the MOFs materials be the next generation of carriers for enzymes immobilization?
Autores:
GASCON PEREZ VICTORIA, Carucci Cristina, Xiao XinXin, Sanchez-Sanchez Manuel*, Magner
Edmond
Centro de Trabajo:
Department of Chemical and Environmental Sciences, Materials and Surface Science Institute,
University of Limerick (*Instituto de Catálisis y Petrooleoquimica).
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Alcohol dehydrogenase; biocatalysts; glucose oxidase; immobilization; MOFs
Comunicación:
Enzymes are well known as the natural biocatalysts. Tremendous efforts have been applied in
using enzymes as catalysts for a wide range of reactions. As a consequence, a wide range of
materials have been prepared and characterised as carriers to protect and to stabilize enzymes
[1]. Metal-organic frameworks (MOFs) materials have been used extensively for the storage of
gases and small molecules, a consequence of the pore sizes of these materials, which are in the
micro scale [2]. Thousands of different MOFs with different structures and composition have been
described. Properties such as high surface area, pore volume, versatility of structure and
composition make MOFs attractive as carriers for biomolecules. However, only a small number
are suitable for enzyme immobilization purposes. The immobilization of small proteins such as
cytochrome c and microperoxidase have been reported very recently [3-4]. The focus of this work
is to synthetize specific MOFs materials with mesopores in the crystal structure [5], enabling
immobilization/encapsulation of different enzymes. Alcohol dehydrogenase, an enzyme used for
the production of enantiomerically pure alcohols, and glucose oxidase, an enzyme that is
commonly used in biosensors, have been utilised as model enzymes for the study. Both enzymes
have been successfully immobilised on a number of MOFs with retention of activity and no loss in
response over a period of three days. These results represent a general route of immobilising
enzymes for a range of applications.
[1] ACS Catal. 2011, 1, 956-968.
[2] Acta Cryst. B. 2014. 70. 3-10.
[3] J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13188-13191.
[4 J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10382-10385.
[5] Green Chem., 2015, 17, 1500-1509.
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Simposio:
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BIOSENSORES
E
Título:
Inmovilización y estabilización de dos enzimas multiméricas complejas: dos sacarosa sintasa de
origen bacteriano.
Autores:
Trobo Maseda Lara, Herrera Orrego Alejandro, Guisán Seijas Jose Manuel
Centro de Trabajo:
Instituto de catálisis y petroleoquímica
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
UDP-glucosa; Acidithiobacillus caldus; Nitrosomonas europaea; SuSy; inmovilización multimérica;
Comunicación:
Se han estudiado dos enzimas sacarosa sintasa (SuSy) de origen bacteriano (Acidithiobacillus
caldus (SuSyAc), Nitrosomonas europaea (SuSyNe)). Estas enzimas catalizan la producción de UDPglucosa a partir de sacarosa y UDP. Por ello, son muy útiles para reciclar el costoso cofactor UDPglucosa, utilizando un exceso de sacarosa, en interesantes reacciones regioselectivas de
glicosilación catalizadas por glicosil-transferasas.
Las SuSy tienen estructura tetramérica, lo que dificulta mucho su estabilización por técnicas de
inmovilización. Este es el reto que se intenta resolver en este trabajo. Para llevar a cabo la
inmovilización, se han usado soportes de agarosa “funcionalizados” con grupos aldehído, lo que
promueve la unión covalente multipuntual; Con este soporte se pretende unir, de forma
permanente, el mayor número de subunidades posible y lograr la rigidificación de la enzima. Con
la SuSyNe se consiguió inmovilizar las cuatro subunidades, sin embargo con la SusyAc se consiguió
inmovilizar un número menor de subunidades; a la vista de estos resultados se procedió a
aumentar el nivel de estabilización con el derivado de SuSyAc, con el fin de fijar las cuatro
subunidades, mediante modificación adicional de la superficie del catalizador con diferentes
polímeros, como dextrano aldehído y polietilenimina (PEI), o una combinación de ambos agentes.
Los catalizadores obtenidos mediante estos procesos eran mucho más estables que el derivado de
referencia a 45 ºC y pH 5 (condiciones de reacción). En ambos casos conseguimos aumentar el
factor de estabilización, en el caso de la SuSyNe era 40 veces más estable y para SuSyAc hasta
240 veces.
Por último se realizaron ciclos de reacción, a pequeña escala, con estos derivados, usando como
substratos UDP (0,3 M) y sacarosa (1,5 M), y siguiendo las reacciones mediante el análisis por
HPLC de los productos formados (UDP-glucosa y UMP), obteniendo resultados de conversión muy
similares a los obtenidos con la enzima soluble y demostrando la reutilización del derivado,
realizando al menos dos ciclos.
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Simposio:
BIORREACTORES,
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BIOSENSORES
E
Título:
Ibuprofen monoglyceride production with free and immobilized calb lipase in glycerol-toluene
systems
Autores:
Ladero Galán Miguel, Ravelo Velasquez Marianela, García-Ochoa Soria Félix
Centro de Trabajo:
Chemical Engineering Department. Chemical Sciences Collegue. Complutense University
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
lipase; multiphase system; cosolvent; stability; mass transfer; activity; immobilization; kinetics
Comunicación:
Introduction: Glycerol is now considered a platform-chemical (C3), being produced in huge
amounts as a by-product of the biodiesel industry [1]. Glycerol esterification with carboxylic
acids leads to several products of interest in the chemical, food, cosmetic and pharmaceutic
industries, including the production on profen prodrugs [2]. In this work, Lipozyme 435, an
immobilized industrial biocatalyst based on Candida antarctica lipase B produced by Novozymes
Ltd., and Lipozyme CALB L, the free form, are employed in the presence of glycerol and toluene,
adding or not water at zero time, to compare the stability and activity achieved in several
multiphase systems design to produce ibuprofen monoglyceride.
Experimental: Both enzyme preparations were kindly provided by Novozymes Ltd., all other
chemicals and solvents being purchased to Sigma-Aldrich. Preliminar reaction tests were
performed to study ibuprofen solubility in glycerol and several apolar solvents, ibuprofen
partition between toluene and glycerol rich phases, limitations due to external and internal mass
transfer phenomena when using Lipozyme 435 , and compositional and temperature effects on
the activity and stability of the enzyme. Experimenting at 50-80ºC and 20-100 g/L ibuprofen at
fixed enzyme concentrations glycerol-toluene were the basis of the selection of adequate kinetic
models by statistical non-linear techniques, with or without water added at zero time.
Results: When using Lipozyme CALB L in open systems with water withdrawal, first-order kinetics
and total conversion for ibuprofen were observed in all cases. Closed systems involved the need
of considering a reverse reaction and resulted in partial conversion (60-70%). In both cases, no
deactivation is observed. With Lipozyme 435, higher amounts of enzyme are needed, water plays
an stabilizing role, while its absence at zero time results in second-order deactivation due to
ibuprofen. Water addition enhances enzyme activity by a two- or three-fold factor, depending on
the reaction temperature, so effectiveness factors increases sharply. When using immobilized
enzyme, final ibuprofen conversion depends on water addition and reaches 95% using open
systems.
[1] Fan, X., Burton, R., Zhou, Y. (2010). Open Fuels&Energy Sci. J. 3:17-22.
[2] Morrone, R., D’Antona, N., Lambusta, D., Nicolosy, G. (2010). J. Mol. Catal. B: Enzym. 65 (1-4):49-51.
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Simposio:
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BIOSENSORES
E
Título:
Inmovilización de Pseudomona stutzeri y Thermomyces lanuginosa en sílica octil para la síntesis
de ascorbil palmitato
Autores:
Tufiño C, Bernal C, Wilson L
Centro de Trabajo:
Escuela de Ingeniería Bioquímica de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Inmovilización; Pseudomona stutzeri; Thermomyces lanuginosa ; sílica; ascorbil palmitato
Comunicación:
El ascorbil palmitato es un éster de ácido graso que posee propiedad antioxidante con
aprovechamiento en procesos de la industria alimenticia y cosmética. Su síntesis se la realiza por
una reacción de esterificación del ácido ascórbico y el ácido palmítico mediada por una lipasa.
Este grupo de enzimas se caracterizan por tener alta actividad y selectividad catalítica, que al
complementar con la estrategia de inmovilización se puede lograr procesos más estables, con un
mejor rendimiento de producción mediante la reutilización de la enzima. Para la preparación de
las enzimas inmovilizadas se debe seleccionar un soporte adecuado. Se ha visto que la sílica
mesoporosa proporciona una estructura de poros ordenados, en grandes áreas de superficie,
además de ser inertes, estables a temperaturas elevadas y pueden ser modificados químicamente
con grupos funcionales, como por ejemplo grupos octil. El objetivo de este estudio es inmovilizar
la lipasa de Pseudomona stutzeri y Thermomyces lanuginosa en sílica octil comparando su
comportamiento catalítico en términos de actividad, estabilidad y rendimiento de reacción en la
síntesis de ascorbil palmitato. La inmovilización de ambas lipasas en silica octil permite obtener
catalizadores con altas actividades expresadas, 31,08 y 203,95 UI/g obtenidos con lipasas de
Pseudomona stutzeri y Thermomyces lanuginosa respectivamente. La estabilidad térmica de
ambos biocatalizadores, a condiciones no reactivas similares a las usadas para la esterificación de
ácido palmítico y ácido ascórbico (100% acetona, 45°C) muestran una permanencia de su
actividad mayor que la comparada con la enzima soluble después de 28 horas, siendo el
biocatalizador de Pseudomonas stutzeri el mas estable (169,4% de actividad residual) mientras
que Thermomyces lanuginosa presentó un 62% actividad residual, en ambos casos se aumentó en
un 66% la actividad en contraste a la enzima soluble. La reacción de esterificación muestra que
ambos biocatalizadores esterifican el ácido palmítico de manera más eficiente que las lipasas
solubles, mostrando que la inmovilización en los soportes hidrofóbicos de sílica favorecen la
actividad y la estabilidad de las lipasas en reacciones de interés industrial como es la síntesis de
antioxidantes. Agradecimiento al proyecto FONDECYT 1130535 y a la beca de Magíster de la OEA.
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Simposio:
BIORREACTORES,
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BIOSENSORES
E
Título:
Inmovilización de lipasa sobre Amberlite® XAD 1180 y su uso para la obtención de
Autores:
Máximo Martín MF, Bastida Rodríguez J, Montiel Morte MC, Hidalgo Montesinos AM, Ortega
Requena S, Serrano Arnaldos M
Centro de Trabajo:
Departamento de Ingeniería Química. Facultad de Química.
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Productos cosméticos; lipasa inmovilizada; Amberlite® XAD 1180; espermaceti; solvent-free
Comunicación:
A lo largo de la historia los mamíferos marinos han sido fuente de gran cantidad de materias
primas que las industrias empleaban en la fabricación de diversos productos. Por otro lado, la
producción de perfumes y cosméticos se ha convertido en un sector de gran importancia y los
consumidores son cada vez más exigentes en cuanto a la calidad del producto, el uso de
compuestos naturales y el respeto al medio ambiente. En determinados casos, los productos
empleados en farmacia y cosmética se han sustituido por otros de origen vegetal o sintético,
pero, a veces, se hace imposible esta sustitución. Además estos sectores exigen unos niveles de
pureza e inocuidad muy estrictos.El uso de procesos biocatalíticos es una alternativa a los
métodos convencionales de síntesis, que emplean condiciones muy enérgicas (T > 160°C) y
generan muchos subproductos. En este ámbito destacan las lipasas, biocatalizadores altamente
selectivos que trabajan en condiciones suaves y que permite el desarrollo de procesos
enzimáticos económicamente rentables para la preparación de productos de alto valor añadido.
Adicionalmente, pueden desarrollar su actividad en ausencia de disolventes (“solvent free”) lo
que aporta ventajas al proceso, puesto que permite obtener productos finales sin residuos de
disolventes orgánicos y simplifica las operaciones de “downstream”. La lipasa más utilizada es la
CalB de Candida antárctica que opera a temperaturas elevadas y puede ser utilizada de forma
repetida o en continuo sin pérdida significativa de actividad.
Los resultados que se presentan corresponden a la síntesis biocatalítica de la mezcla de ésteres
cetílicos componentes del espermaceti, producto natural procedente la cabeza del cachalote con
importantes propiedades cosméticas. Como biocatalizador se emplea Lipozyme® CalB L
inmovilizada sobre una resina polimérica, Amberlite® XAD 1180. La caracterización del producto
obtenido permite comprobar que la mezcla de ésteres cetílicos obtenida es comparable al
espermaceti que actualmente hay en el mercado.
Agradecimientos: Trabajo financiado por el MICCIN (Proyecto CTQ2015-66723-R) y por la Comisión Europea
(FEDER). Mar Serrano tiene una beca predoctoral FPI del MINECO. El biocatalizador ha sido suministrado por
D. Ramiro Martínez Gutiérrez (Novozymes Spain S.A.).
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BIOSENSORES
E
Título:
Activación de proteasas de Bacillus subtilis por inmovilización en sílica meso-macroporosa para la
síntesis de lipoaminoácidos
Autores:
Bernal Claudia, Illanes Andres, Wilson Lorena
Centro de Trabajo:
Escuela de Ingeniería Bioquímica, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
proteasa; lipoaminoácidos; inmovilización; silica porosa
Comunicación:
Los lipoaminoácidos son moléculas anfifílicas, inocuas y biodegradables que pueden ser usadas
como emulsificantes en la industria alimentaria y farmacéutica. El gran desafío para su
producción es lograr la regioespecificidad requerida; por ello, las enzimas son catalizadores muy
apropiados para llevar a cabo esta reacción de síntesis, si se logra su estabilización en
condiciones operacionales. Para tal propósito, la proteasa de Bacillus subtilis (alcalasa 2.5L) fue
inmovilizada en sílica a través de interacciones electrostáticas (sílica amino) y uniones covalentes
(sílica glioxil). Se caracterizaron fisicoquímicamente tanto los soportes como los biocatalizadores
obtenidos, correlacionando la superficie química de los soportes (FTIR y potencial Z) con el
comportamiento catalítico de la proteasa inmovilizada (actividad expresada, estabilidad térmica,
afinidad por sustratos). Los resultados muestran que la expresión de la actividad se ve favorecida
por la unión covalente proteasa-silica glioxil (235 UI/g), siendo superior a la obtenida cuando las
interacciones son electrostáticas (sílica amino, 142 UI/g). Ello es probablemente consecuencia de
la distribución espacial en la estructura de la proteína de los aminoácidos involucrados en las
interacciones enzima soporte según el tipo de química de superficie usada. Igualmente, el
desempeño catalítico de los biocatalizadores obtenidos se vio favorecido, obteniéndose una
constante de Michaelis (Km) de 3.1 mM, muy inferior a la de la enzima soluble (Km = 15.1 mM).La
estabilidad térmica de los biocatalizadores obtenidos bajo condiciones similares a las usadas para
la síntesis de lipoaminoácidos (acetona, 45°C), muestran una estabilización significativa cuando
la proteasa es inmovilizada, siendo aún más importante cuando las interacciones covalentes
median el proceso de inmovilización. Los ensayos preliminares de la síntesis de laurato de glicina
muestran conversiones de 58% luego de 24 horas de reacción cuando la proteasa es inmovilizada
en sílica amino, siendo esta 2 veces mayor en comparación con la enzima soluble. Ello indica que
el uso de sílica como soporte para la inmovilización de proteasa no solo favorece la expresión de
la actividad debido a la mayor afinidad por el sustrato sino también el desempeño del
biocatalizador en reacciones de alto valor agregado, como es la síntesis de
lipoaminoácidos.Agradecimientos: Proyecto Fondecyt Iniciación 11150050
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Simposio:
BIORREACTORES,
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BIOSENSORES
E
Título:
Yarrowia lipolytica lipase 2 immobilization in different nanosupports.
Autores:
Rivera Ivanna, Petranovsky Vitalli, Sandoval Georgina.
Centro de Trabajo:
Centro de investigación y asistencia en tecnología y diseño del estado de jalisco, centro de
nanociencias y nanotecnología UNAM
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
lipase; yarrowia lipolytica; immobilization; nanosupport
Comunicación:
Lipases are defined as triacylglycerol acylhydrolases capable of hydrolyzing carboxyl esters of
long chain acylglycerols into fatty acids [1]. Lipases are capable to catalyze a large variety of
reactions with potential for production at industrial scale.
However for some of this applications the cost of commercial lipases makes unaffordable the
commercialization of the products. In order to overcome this problem in house production of the
enzyme is one interesting alternative for the reduction cost of the enzyme. Other higly use
alternative is immobilization, a process by which an enzyme is confined to a space portion
defined to produce insoluble forms which retain their catalytic activity and can be reused
repeatedly.
There are several methods and supports that can be used for lipase immobilization depending of
several factors such as type of support, enzyme, temperature and pH. Due to their large variety
of morphologies in nanostructures, such as nanoporous particles, nanofibers, nanotubes and as
well as their particular physicochemical properties result attractive to be used as a support in
enzyme immobilization.
In this work, we report the immobilization of lipase 2 from Yarrowia lipolytica by adsorption in
different nanoclays. Also, some properties of the immobilized lipase, like substrate preference,
optimal temperature and solvent resistance, were evaluated.
[1] L. Casas-Godoy, S. Duquesne, F. Bordes, G. Sandoval, A. Marty, Lipases: an overview, in: Methods in
Molecular Biology: Lipases and Phospholipases: Methods and Protocols, G. Sandoval, Ed., pp. 3-30, Springer
Science Business Media, United States of America (2012).
Página 393 de 551
Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Estabilización de una xilanasa comercial inmovilizada mediante recubrimiento de su superficie
con diferentes multicapas de polímeros.
Autores:
Martins de Oliveira S, Moreno-Pérez S, Romero-Fernández M, Guisan Seijas J
Centro de Trabajo:
Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Xilanasas; xilooligosacários; estabilización enzimas; polímeros; recubrimiento
inmovilización
superficie;
Comunicación:
Los xilooligosacáridos (XOS), son pequeños oligómeros constituidos de 2 a 10 unidades de
monómeros de xilosa, con un alto potencial como prebióticos. Dichos productos beneficiosos para
la salud, se pueden obtener de forma enzimática, a través de la hidrólisis de xilano mediante el
uso de endo-xilanasas. A nivel industrial es aconsejable la inmovilización enzimática, esto va a
permitir utilizar una menor cantidad de enzima ya que una vez finalizado el proceso, pueden ser
recuperadas, facilitando el reciclaje del biocatalizador, además de adquirir mayor resistencia
térmica y estabilidad operacional que la forma soluble de la enzima. El objetivo de este trabajo
se centró en mejorar la estabilidad de una endo-xilanasa comercial (Bioxilanase L Plus), mediante
su inmovilización y recubrimiento con capas protectoras de polímeros, para la obtención de XOS.
Se escogió una inmovilización de tipo covalente multipuntual, en agarosa activada con grupos
glioxil en su superficie, de forma que la enzima se uniera a través de la región más rica en grupos
amino, dicha interacción es muy fuerte y promueve una rigidificación de la estructura terciaria
de la enzima, lo que se traduce en un aumento de su estabilidad.
Una vez inmovilizada, se recubrió la enzima con diferentes capas de polímeros viscosos
protegiéndola así de las condiciones desfavorables del medio. Una primera capa de polietilenimina (PEI), una segunda capa de dextrano oxidado y una tercera capa de poli-etilenglicol
(PEG). Para los tres polímeros se probaron diferentes pesos moleculares y cantidades,
obteniéndose el mejor resultado con PEI 10000, dx 6000 oxidado al 100% y PEG-amino de 2000.
Conseguimos mejorar la estabilidad de la enzima inmovilizada respecto a la soluble a 60°C y pH7.
El derivado sin modificar conservaba un actividad del 56 %, y cuando lo recubrimos con la
multicapa recuperaba el 87% respecto a la enzima inmovilizada. Conseguimos mejorar la
estabilidad a 60ºC y pH7, de la enzima inmovilizada respecto a la soluble en 380 veces, y cuando
recubrimos con la multicapa hasta 24 veces respecto a la enzima sólo inmovilizada. Por ejemplo,
conservábamos un 87% de actividad residual después de 24 horas a 60°C y pH7.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Biocompatible transformation of rutin to oligomers by laccase and evaluation of the antioxidant
properties
Autores:
Eibes G., Gullón B., Lú-Chau T. A., Moreira M. T., Lema J. M., Eibes Gemma
Centro de Trabajo:
Department of Chemical Engineering, Institute of Technology, University of Santiago de
Compostela
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Flavonoids; rutin; oligomerization; laccase; antioxidant activity
Comunicación:
Flavonoids are a class of phenolic secondary metabolites of plants that are well known due to
their biological and pharmacological effects. Rutin, one of the most commonly found flavonoids
glycosides, has been shown to have clinically relevant functions, including antiallergic, antiinflammatory, antitumor, anticarcinogenic, antidiabetic, vasoactive among others [1]. Some
works have indicated that the polymer generated by the oxidative polymerization of rutin showed
amplified antioxidant activity and, in addition, the poly(rutin) might provide the potential for
controlled biodistribution in vivo due to the high molecular weight [2]. More recently, it has been
suggested that antimutagenicity of rutin was enhanced after polymerization by laccase [3].
However, the conditions of the enzymatic reaction are far from being optimized. As for instance,
the medium of this enzyme catalyzed reactions often contained organic solvents (methanol,
dioxane, DMSO) of high toxicity. The use of such organic solvents is incompatible with
biotechnological processes, and their use is banned in cosmetics and food applications. In
addition, envisaging this application, it may be preferable the use of natural enzymes rather than
recombinant ones.
In the present work, the enzymatic transformation of rutin by the natural enzyme laccase from
Trametes versicolor was evaluated. A compatible solvent, ethanol, was added at different
concentrations to increase rutin solubility in water. The antioxidant activity of the
transformation products was measured periodically, as well as the total phenolic and total
flavonoid contents. After 24 h of enzymatic catalysis, 85% of rutin was transformed (initial
concentration 3 g/L) in a medium containing 50% ethanol (v:v). The presence of oligomers of
rutin was confirmed by MALDI-TOF analysis. The fractionation by molecular weight (MW) of the
transformation products demonstrated that the highest antioxidant activity corresponded to
oligomers with MW higher than 10 kDa.
[1] Sharma S, Ali A, Ali J, Sahni JK, Baboota S (2013). Expert Opin Investig Drugs 22:1063-79
[2] Kurisawa M, Chung JE, Uyama H, Kobayashi S (2003) Biomacromolecules 4:1394-1399
[3] Rhouma GB, Chebil L, Krifa M, Ghoul M, Chekir-Ghedira L (2012) Food Chemistry 135:1700-1707
Página 395 de 551
Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Chemoenzymatic synthesis of novel neoglycoprotein in biosolvents.
Autores:
Hoyos P., Gómez S., Bavaro T., Terreni M., Hernáiz M. J.
Centro de Trabajo:
Universidad Complutense de Madrid
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Beta-galactosidases; biosolvents; functionalized disaccharides; neoglycoprotein; biocatalysis
Comunicación:
Carbohydrates are involved in many biological processes such as cell recognition and
communication, growth regulation, antibody interaction, bacterial and viral infection and other
crucial intercellular recognition. Thus, the interest on understanding these biological functions
has considerably increased in the last decades as well as there are many new research
opportunities in the field of therapeutic glycans. For this reason, preparing new oligosaccharides
in large quantities has become a major issue; however, the development of efficient and general
synthetic routes for carbohydrates remains still a major challenge because of the complexity of
their structures. [1]
In this context, implementation of chemoenzymatic procedures has led to important
improvements in the synthesis of many glycoconjugates, avoiding the use of several protection
and deprotection steps commonly needed in the traditional synthetic routes. Beta-galactosidases
are very interesting glycosidases and useful as biocatalyst in the synthesis of Beta-galactosides
with biological interest [1]. Recently, we have reported the sustainable enzymatic synthesis of
disaccharides by these enzymes in presence of ionic biosolvents, obtaining high conversion rates
and excellent regioselectivity [2, 3]. In this work, we describe two very effective
chemoenzymatic routes for the synthesis of new functionalized disaccharides, Gal-Beta-(1→3)GlcNAcSCH2CN and Gal-Beta-(1→6)-GlcNAcSCH2CN, catalyzed by -galactosidase-3 from Bacillus
circulans ATCC 31382 and Beta-galactosidase from Escherichia coli, respectively. As cyanomethyl
thioglycosides have been widely used for attaching carbohydrates to proteins under mild reaction
conditions, N-acetylglucosamine (GlcNAc) has been functionalized with this group and employed
as acceptor in the enzymatic synthesis of the disaccharides of interest. Subsequently, Gal-Beta(1→6)-GlcNAcSCH2CN has been activated in anomeric position with imino methoxyethyl (IME)
reagent useful for the conjugation to the protein. The glycosylation of ribonuclease A, selected
as a model protein, with IME disaccharide has provided the neoglycoprotein with 92% of yield.
References
[1] Farrán, A.; Cai, Ch.; Sandoval, M.; Xu, Y.; Liu, J.; Hernáiz, M. J.; Linhardt, R. J. Chem. Rev. (2015) 115,
6811-6853.
[2] Pérez-Sánchez, M.; Cortés-Cabrera, A.; García-Martín, H.; Sinisterra, J.V; García, J. I.; Hernáiz, M. J.
Tetrahedron (2011) 67, 7708-7712.
[3] Bayón, C.; Cortés, A.; Aires-Trapote, A.; Civera, C.; Hernáiz, M. J. RSC Adv. (2013) 3, 12155-12163.
Página 396 de 551
Simposio:
INGENIERÍA BIOQUÍMICA: BIOCATÁLISIS, BIORREACTORES, DOWNSTREAM, BIOSENSORES E
Título:
Desarrollo de procesos en cascada catalizados por enzimas. Aplicaciones de hidrolasas y
oxidorreductasas en la preparación selectiva de compuestos orgánicos.
Autores:
Gotor-Fernández V, González-Martínez D, Méndez-Sánchez D, Martínez-Montero L, Lavandera I
Centro de Trabajo:
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Biocatálisis; Enzimas; Hidrolasas; Oxidorreductasas; Reacciones en cascada; Síntesis asimétrica
Comunicación:
Los procesos biocatalíticos proporcionan hoy en día alternativas sostenibles y eficientes para un
gran número de métodos sintéticos convencionales, permitiendo el desarrollo de reacciones muy
selectivas y con gran eficiencia atómica. Actualmente existe una tendencia clara hacia la
ejecución de transformaciones que constan de varias etapas desarrollándose de manera
secuencial o en cascada. De esta manera, se facilita la recuperación del producto final con
excelentes rendimientos, sin necesidad del aislamiento de los intermedios de reacción, muchas
veces inestables bajo determinadas condiciones de reacción o aislamiento. En esta presentación,
se mostrará la versatilidad de diversas clases de enzimas de la familia de las hidrolasas y las
oxidorreductasas en el diseño de procesos multienzimáticos o quimioenzimáticos, los cuales
permiten la obtención de diversos compuestos orgánicos oxigenados como epóxidos, lactonas o
alcoholes. Así, por ejemplo nuestro grupo de investigación ha descrito recientemente la
formación de perácidos mediante reacciones de perhidrólisis de ácidos carboxílicos catalizadas
por lipasas. Estas especies intermedias permiten la oxigenación química in situ de alquenos y
cetonas para la formación de epóxidos (1) y lactonas(2) respectivamente, transcurriendo los
procesos quimioenzimáticos globales de oxigenación con buenas conversiones y bajo condiciones
suaves de reacción en disolventes orgánicos. Alternativamente, oxidorreductasas como las
alcohol deshidrogenasas o las lacasas, actúan preferentemente en medios acuosos pudiendo
emplear pequeñas cantidades de disolventes orgánicos como cosolventes. Estas transformaciones
permiten el acceso a alcoholes ópticamente activos a partir de aldehídos,(3) cetonas
racémicas,(4) o a través de procesos de desracemización partiendo de los propios alcoholes
racémicos.(5) En todos los casos ha sido posible el aislamiento de los correspondientes alcoholes
con excelentes rendimientos y purezas ópticas.
1. D. Méndez-Sánchez, N. Ríos-Lombardía, V. Gotor, V. Gotor-Fernández, Tetrahedron 2014, 70, 1144-1148.
2. D. González-Martínez, M. Rodríguez-Mata, D. Méndez-Sánchez, V. Gotor, V. Gotor-Fernández, J. Mol.
Catal. B: Enzym. 2015, 114, 31-36.
3. A. Díaz-Rodríguez, N. Ríos-Lombardía, J. H. Sattler, I. Lavandera, V. Gotor-Fernández, W. Kroutil, V.
Gotor, Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1443-1446.
4. D. Méndez-Sánchez, J. Mangas-Sánchez, E. Busto, V. Gotor, V. Gotor-Fernández, Adv. Synth. Catal. 2016,
358, 122-131.
5. D. Méndez-Sánchez, J. Mangas-Sánchez, I. Lavandera, V. Gotor, V. Gotor-Fernández, ChemCatChem 2015,
7, 4016-4020.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
La preparacion de diferentes derivados de una misma lipasa altera drasticamente sus propiedades
funcionales en medios organicos.
Autores:
Moreno-Pérez S., Guisán Seijas J.M., Fernández-Lorente G.
Centro de Trabajo:
ICP, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Comunicación:
Las lipasas son muy importantes en la industria a nivel de biocatalizadores-biotecnológicos, ya
que llevan a cabo gran número de reacciones, debido a su alta versatilidad. Sus propiedades son
dependientes de las condiciones del medio por su complejo mecanismo de acción interfacial, que
involucra significativos cambios conformacionales en su estructura tridimensional. La
inmovilización enzimática suele realizarse para abaratar costes del proceso, ya que nos permite
reutilizar el catalizador durante varios ciclos, controlar el transcurso de la reacción o aumentar
su estabilidad. Pero la inmovilización posee más ventajas, gracias a esta técnica junto con
técnicas de post-inmovilización podremos diseñar catalizadores a medida con propiedades
funcionales completamente distintas, según la reacción que llevemos a cabo y el propósito
perseguido.
Estudiamos diferentes reacciones para obtener alimentos funcionales ricos en omega-3 (ésteresetílicos, triglicéridos o lípidos hipocalóricos), que llevan investigándose durante años por sus
beneficios para la salud. En todas ellas obtuvimos resultados sorprendentemente distintos
dependiendo de la naturaleza del soporte empleado, fuerza de interacción debido a los grupos
químicos que participen en la unión, región enzimática implicada, estrategias de postinmovilización e ingeniería del medio incluso para una misma lipasa.A modo de ejemplo, en la
etanolisis con la enzima de Thermomyces lanuginosa (TLL), estudiamos actividad inicial,
selectividad y estabilidad. El mejor tipo de inmovilización fue la hidrofóbica, respecto a la iónica
y covalente, en actividad y selectividad. Destacó Sepabeads-C18 frente a otra resina hidrofóbica
en presencia de medios orgánicos. Se obtuvo un rendimiento del 80% del éster-etílico del EPA a
las 3horas de reacción a 25ºC, con una selectividad de 20. Además recubriendo el derivado con un
polímero catiónico conseguíamos que mantuviera toda su actividad (2.24UI/mg) después de
24horas a 45ºC. En ausencia de solventes con el mismo derivado conseguimos aumentar la
actividad hasta 9.96UI/mg. Este derivado resultaba 1000 veces más activo y 20 veces más estable
que el derivado comercial de Novozymes. Los resultados obtenidos resaltan que la ingeniería
enzimática es crucial para la biocatálisis, ya que para una misma lipasa las propiedades
catalíticas son completamente diferentes dependiendo del soporte, estrategia de inmovilización
y post-inmovilización así como del medio de reacción empleado.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Influence of free fatty acids and their role in enzymatic transesterification
Autores:
Canet Morral Albert, Bonet Ragel Kírian, Benaiges Massa Maria Dolors, Valero Barranco Francisco
Centro de Trabajo:
Departament d"Enginyeria Química, Biològica i Ambiental, Universitat Autònoma de Barcelona
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
lipase; transesterification; biodiesel
Comunicación:
Biodiesel – fatty acid alkyl esters – is currently well-accepted as a potential alternative to fossil
fuels and their problems. However, the presence of free fatty acids in many cheap and nonedible feedstocks for biodiesel is a main drawback for conventional synthesis. Enzymatic
synthesis has been applied by far as the most attractive solution to this problem, although the
effect of these acids on transesterification rate and enzyme stability has not been yet studied.
Moreover, the mechanism of enzymatic transesterification has been represented by two different
viewpoints. In one, lipase synthetizes esters by direct alcoholysis of triacylglycerols; in the other
one, free fatty acids play an important role, because it involves a first hydrolysis of
triacylglycerols and a subsequent esterification of the resulting fatty acids.
A recombinant 1,3-positional selective Rhizopus oryzae lipase produced by our research group
was used immobilized by adsorption on Relizyme OD403S in a free-solvent experiments using
methanol as an acyl-donor. Specially, different mixtures of olive oil and free oleic acid were used
as substrate for transesterification to study the effect of free fatty acids. On the other hand, to
study biodiesel mechanism, a molar balance was carried out for experiments using mixtures of
triolein and free linoleic acid. Thus, the balance of the species consumed and synthetized during
the reaction – methyl oleate, methyl linoleate, free oleic acid and free linoleic acid – must fit in
one of the exposed mechanism above.
Results show that free fatty acids clearly increase transesterification rate and enhance lipase
stability. Moreover, it was determined that biodiesel synthesis occurs by both pathways: direct
triacylglycerol alcoholysis and also by esterification of the attained fatty acids after
triacylglycerol hydrolysis.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Eliminación de lactosa residual en un crudo de galacto-oligosacáridos mediante biocatalizadores
de β-galactosidasa de Kluyveromyces lactis
Autores:
Santibañez Luciana, Fernandez Arrojo Lucía, Guerrero Cecilia, Illanes Andrés, Plou Francisco
Centro de Trabajo:
Escuela de Ingeniería Bioquímica, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso e Instituto de
Catálisis y Petroleoquímica, CSIC
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
β-Galactosidasa; Kluyveromyces lactis; Hidrólisis de lactosa; Galacto-oligosacaridos; Prebióticos;
catalizador de células completa
Comunicación:
Los galacto-oligosacáridos (GOS) son prebióticos producidas mediante biocatálisis a partir de
lactosa, empleando β-galactosidasas como catalizadores. Tras la reacción de síntesis, la mezcla
de reacción (GOS crudo) contiene principalmente GOS, lactosa residual y monosacáridos (glucosa
y galactosa). La presencia de lactosa y de monosacáridos limita el uso del GOS crudo en la
formulación de diversos alimentos funcionales impidiendo su consumo por parte de personas
intolerantes a la lactosa por lo que la purificación de la mezcla de GOS es fundamental. Dado que
el proceso tradicional de purificación de GOS (cromatografía) es de difícil escalado y elevado
costo, se ha evaluado la eliminación de lactosa residual y monosacáridos en GOS crudos mediante
bioconversión selectiva con levaduras y también mediante nanofiltración; en ambos casos la
eliminación de monosacáridos es elevada (>80%) pero la de lactosa es reducida (<40%). Por ello,
la hidrólisis de la lactosa residual en monosacáridos como etapa previa a la purificación,
generando un GOS crudo enriquecido en monosacáridos con bajo contenido de lactosa,
incrementaría los rendimientos de purificación durante los procesos mencionados. Se evaluaron
tres biocatalizadores para la hidrólisis de lactosa residual en GOS crudo (enzima soluble e
inmovilizada de β-galactosidasa de K. lactis y células permeabilizadas de K. lactis) considerando
tres estrategias de inmovilización enzimática y distintas condiciones de permeabilización celular.
Además, se evaluó el uso de cationes divalentes como cofactores enzimáticos y distintas
condiciones operacionales (temperatura, concentración de azucares totales y razón másica
enzima: sustrato) a fin de alcanzar los mayores rendimientos de hidrólisis. Los resultados
obtenidos indican que el biocatalizador de enzima inmovilizada en glioxil-agarosa permite
alcanzar los mejores rendimientos de hidrólisis de lactosa residual en GOS crudo (82%), seguido
del catalizador de células permeabilizadas (75%) y del catalizador de enzima soluble (70%). En
todos los casos se observó un incremento en el % de GOS en el hidrolizado, siendo 30 % el máximo
alcanzado cuando se empleó la enzima soluble.
Agradecimientos: Trabajo financiado por Grant 1130059 de Fondecyt (Chile), proyecto BIO2013-48779-C4-1R del Ministerio de Economía y Competitividad (España). Beca doctoral de la Srta Santibáñez otorgada por
Conicyt (Chile)
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Biodiesel enzymatic synthesis through a new reusable substrate: alperujo oil.
Autores:
Bonet-Ragel Kírian, Canet Albert, Benaiges Maria Dolors, Valero Francisco
Centro de Trabajo:
Departament d"Enginyeriq Química, Biològica i Ambiental. Escola d"Enginyeria. Universitat
Autònoma de Barcelona
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
ROL; Rhizopus oryzae lipase; protein; recombinant; biocatalysis; biodiesel; alperujo; oil; biofuel;
transesterification; methanol; bioenergy;
Comunicación:
Alperujo oil, an environmentally hazardous by-product of the olive crop highly available in Spain,
has been tested as an alternative substrate for biodiesel synthesis. It has been carried out
through enzymatic biocatalysis using a recombinant 1,3-positional selective Rhizopus oryzae
lipase (rROL) produced by the research group in a Pichia pastoris expression system. The most
relevant feature of this uncommon substrate is the high content of free fatty acids (FFAs) – up to
19% – thus being the biodiesel production via basic catalysis impossible due to saponification
process. The synthesis reactions were carried out in a solvent-free media in order to minimise the
hydrolysis, using rROL covalently immobilised on a glutharaldehyde-treated polymethacrylate
amino-epoxide carrier (HFA Relizyme). Methanol was added by stepwise additions to avoid lipase
inactivation. Both new substrate effects were studied. It was concluded that high FFA content
allows an increasing on the initial rate and it gives more stability to the immobilised enzyme.
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Simposio:
ENGENHARIA BIOQUÍMICA: BIOCATÁLISE,
BIOSSENSORES E INTEGRAÇÃO DE PROCESSOS
BIORREATORES,
PROCESSOS
DE
SEPARAÇÃO,
Título:
Advances in PVA electrospun nanofibers: applications in biocatalysis
Autores:
Ribeiro Maria H, Samuel Martins, Ana Pinto, Fernandes Pedro
Local de trabalho:
Faculdade Farmácia, Universidade Lisboa
Email:
[email protected]
Palavras Chave:
PVA; Electrospun nanofibers; glucosidase; naringinase
Comunicação:
Electrospun fibers provide several advantages, such as high surface/volume ratio, high porosity
and enhanced mechanical properties. In addition, they are required in small amounts and the
electrospinning process itself is versatile enough to produce fibers of any shape using a wide
range of polymers. Nanofibrous materials can be made by electrospinning, which is a unique and
cost-effective technology that can produce non-woven fibrous with submicro down to nanoscale
fibers through an electrically charged jet of polymer solution or melt. This process offers unique
capabilities for producing novel natural fibers and fabrics with controllable pore structure.
Electrospinning has gained much attention in the last decade mainly due to its versatility in
spinning a wide variety of polymeric fibers, and to the ability to consistently produce fibers in the
micron and nanoscale range, protein loaded electrospun fibers and industrial-scale
electrospinning.
In this work PVA electrospun nanofibers were produced using an electrospinning technique. Key
parameters that influence the structure and morphology of the nanofibers were optimized. The
crosslinking, either entanglement (drying the fibers at room temperature overnight) or chemical
(e.g. crosslinkers as boronic acids: phenylboronic, tetrahidroxidiboronic, benzene-1,4-diboronic
acid, cyclohexyl boronic).
The PVA nanofibers retained over 100% of enzymes initial activity after several days of operation,
at 25 ºC and 45 ºC, in micro and minireactors. Chemical crosslinking with several boronic acids
further increased the hydrolysis temperature (up to 85 ºC) and yielded nanofibers with thermal
stability up to 121 ºC. The innovative methodology described proved reproducible and allowed
the production of electrospun PVA fibers in a green manner compatible with maintenance of high
biologic activity. The thermal stability of the fibers paves the way for a wide array of
applications, from food and feed to biomedical fields.
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Simposio:
BIORREACTORES,
DOWNSTREAM,
BIOSENSORES
E
Título:
Porous carbon and silica materials in the world of biocatalysts
Autores:
Mesa Monica, Bernal Claudia
Centro de Trabajo:
1Grupo Ciencia de los Materiales, Instituto de Química, FCEN, Universidad de Antioquia UdeA,
Calle 70 No. 52-21, Medellín, Colombia. 2School of Biochemical Engineering, Pontificia
Universidad Católica de Valparaíso, Avda. Brasil 2085, Valparaíso, Chile
Email:
[email protected]
Palabras Clave:
Carbon; Silica; lipase; beta-galactosidase; immobilization
Comunicación:
Some years ago, think about use enzymes at industrial level was a crazy idea, because many of
them are susceptible to different conditions and expensive. Supporting them in a solid material
opened a variety of opportunities for increasing their tolerance to industrial conditions and their
reuse. The use of inorganic materials as supports is emerging as a convenient strategy for
immobilizing enzymes, because these materials are inert, mechanically and biologically stable;
can be used at different pH and temperatures in aqueous and organic solvents. Specially, the
porous inorganic materials offer advantages due to their high surface area and the enzyme – pore
geometric congruence. Many challenges arise in the immobilization area. For example, what are
the conditions for preserving the enzyme biological function taking into account that inorganic
materials are far from the natural environment of enzymes? How to optimize the enzyme-support
interactions for having an active/stable biocatalyst? The answers are diverse and
multidisciplinary. In this work, we are focused on study them, from the design of the support,
which address the immobilization pathway and conditions for obtaining a highly active/stable
biocatalyst for subsequent applications.
The first part of this work is devoted to design and produce porous silica, carbon and composite
materials with tailored properties for being used as enzyme supports: (a) Porous silica obtained
by using surfactants as pore template, with controlled morphology and surface chemistry and (b)
Carbon-silica composite materials, obtained in one-spo

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