Semillas oleaginosas de Argentina: Nuevos productos derivados. Aspectos químicos y tecnológicos

La alimentación humana constituye en la actualidad un tema de gran relevancia y el desarrollo de nuevos alimentos económicos, nutritivos y naturales es de interés creciente. En la alimentación humana predominan las proteínas de origen vegetal, que a un nivel mundial representan el 67% del total. Las Leguminosas, entre ellas la soja y el maní, se destacan como principales fuentes proteicas para Latinoamérica, aunque proporcionalmente el consumo de proteínas de Leguminosas, resulta comparativamente bajo en relación al de proteínas de cereales y otras fuentes vegetales. La obtención de harinas deslipidizadas de soja y maní, de altos contenidos proteicos y su posterior utilización en productos de panificación, pastas, aderezos, etc, constituye una propuesta interesante dentro de las numerosas políticas de innovación tecnológica para nuestro país. En Argentina no existen antecedentes acerca de la utilización de harina deslipizada de maní para consumo humano y son escasos los relacionados con harina de soja. Otra alternativa novedosa la constituyen los alimentos líquidos de soja y maní (comúnmente denominados leches vegetales) con contenidos proteicos similares al de la leche de vaca, fibra dietaria, carentes de lactosa y colesterol, y con ventajas de un producto vegetal. La posibilidad de utilización de los subproductos obtenidos en patologías específicas, como diabetes, celiaquía u otros trastornos alimentarios, se presenta como una opción interesante frente a productos a base de cereales. Finalmente, otro aspecto importante a tener en cuanta es la aceptabilidad de los subproductos obtenidos. Es en este punto donde juega un papel fundamental la generación de "flavores" sobre todo en procesos coquinarios que contribuyen a producir modificaciones en moléculas lipídicas y/o proteicas. Objetivos generales: * Estudiar la calidad química de las semillas de soja, maní y especies silvestres de Mono y Dicotiledóneas potencialmente oleaginosas que se cultivan y crecen en Argentina, respectivamente. * Evaluar la actividad antioxidante de flavonoides y polifenoles naturales sobre aceites y derivados de soja y maní. * Desarrollar nuevos productos derivados, aptos para consumo humano, que tengan destacadas características nutricionales y de calidad-seguridad, utilizando principalmente materias primas de importancia regional como el maní y la soja. * Utilizar materiales residuales del procesado industrial de maní y soja. * Diseñar y construir algunos prototipos a escala laboratorio y cuasi piloto.

Degradación de efluentes de las industrias del cuero y textil mediante procesos fotocatalíticos heterogéneos empleando la luz solar. Degradation of effluents from the leather and textile industries through heterogeneous photocatalytic processes using sunlight.

El creciente desarrollo de la industria del cuero y textil en nuestro país, y específicamente en la provincia de Córdoba, ha hecho resurgir en los ultimos años una problemática aún no resuelta que es la elevada contaminación de los recursos hídricos. En ambas industrias, la operación de teñido involucra principalmente colorantes de tipo azoico los cuales son "no biodegradables" y se fragmentan liberando aminas aromáticas cancerígenas. Para abordar esta problemática, la fotocatálisis heterogénea aparece como una nueva tecnología que permitiría la completa mineralización de estos colorantes. A través de radiación y un fotocatalizador sólido adecuado se pueden generan radicales libres eficientes para la oxidación de materia orgánica (colorantes) en medio acuoso. En este sentido, se proponen tamices moleculares mesoporosos modificados con metales de transición (MT) como fotocatalizadores potencialmente aptos para la degradación de estos contaminantes. El propósito principal de este proyecto es el diseño, síntesis, caracterización y evaluación de materiales mesoporosos que presenten actividad fotocatalítica ya sea mediante la modificación de su estructura con diversos metales fotosensibles y/o empleándolos como soporte de óxido de titanio. Se pretende evaluar estos materiales en la degradación de colorantes intentando desplazar su fotosensibilidad hacia la radiación visible para desarrollar nuevas tecnologías con menor impacto ambiental y mayor aprovechamiento de la energía solar. Para ello se sintetizarán materiales del tipo MCM-41 modificados con distintos MT tales como Fe, Cr, Co, Ni y Zn mediante incorporación directa del ión metálico o impregnación. Al mismo tiempo, tanto estos últimos materiales como el MCM-41 silíceo serán empleados como soporte de TiO2. Sus propiedades fisicoquímicas se caracterizarán mediante distintas técnicas instrumentales y su actividad fotocatalítica se evaluará en la degradación de colorantes azoicos bajo radiación visible. Se seleccionará el catalizador más eficiente y se estudiarán los diversos factores que afectan el proceso de fotodegradación. Así mismo, el análisis de la concentración del colorante y los productos presentes en el medio en función del tiempo de reacción permitirá inferir sobre la cinética de la decoloración y postular posibles mecanismos de fotodegradación. Con esta propuesta se espera contribuír al desarrollo de un sector industrial importante en nuestra provincia como es el de las industrias del cuero y textil, mediante la generación de nuevas tecnologías que empleen la energía solar para la degradación de sus efluentes (colorantes). En este sentido, se espera desarrollar nuevos materiales optimizados para lograr la mayor eficiencia fotocatalítica. Esto conduciría entonces hacia la remediación de un problema ambiental de alto impacto tanto para nuestra provincia y nuestro país como para la población mundial, como es la contaminación de los recursos hídricos. Finalmente, con este proyecto se contribuirá a la formación de dos doctorandos y un maestrando, cuyos temas de tesis están vinculados con nuestro objeto de estudio. The increasing development of the textile and leather industries in our country, and specifically in Córdoba, has revived an unresolved problem that is the high contamination of water resources. In both industries, the dyeing involves mainly type azoic dyes which are not biodegradable and break releasing carcinogenic aromatic amines. Heterogeneous photocatalysis appears as a new technology that would allow the complete mineralization of these pollutants. Through radiation and a suitable solid it is possible to generate free radicals for efficient oxidation of organic matter (dyes) in aqueous medium. In this respect, mesoporous molecular sieves modified with transition metals are proposed as potential photocatalysts. The main purpose of this project is the synthesis of mesoporous materials having photocatalytic activity for the degradation of dyes. We will try to move their photosensitivity to visible radiation to develop new technologies with lower environmental impact and greater use of solar energy. Materials MCM-41 modified with metals (Fe, Cr, Co, Ni and Zn) will be synthesized by direct incorporation or impregnation. These materials and the siliceous MCM-41 will be then employed as support of TiO2. The materials will be evaluated in the photocatalytic degradation of azoic dyes under visible radiation. The influence of different factors on the photodegradation proccess will be studied. Kinetic studies will be carried out and a possible reaction way will be proposed. Thus, this work will contribute to the advancement of an important industrial sector and the remediation of an environmental problem with high impact for our province and our country. Moreover, this proyect will contribute to the development of two doctoral tesis and one magister tesis which are vinculated with our study subject.

Degradación de efluentes de las industrias del cuero y textil mediante procesos fotocatalíticos heterogéneos empleando la luz solar.

El creciente desarrollo de la industria del cuero y textil en nuestro país, y específicamente en la provincia de Córdoba, ha hecho resurgir en los ultimos años una problemática aún no resuelta que es la elevada contaminación de los recursos hídricos. En ambas industrias, la operación de teñido involucra principalmente colorantes de tipo azoico los cuales son "no biodegradables" y se fragmentan liberando aminas aromáticas cancerígenas. Para abordar esta problemática, la fotocatálisis heterogénea aparece como una nueva tecnología que permitiría la completa mineralización de estos colorantes. A través de radiación y un fotocatalizador sólido adecuado se pueden generan radicales libres eficientes para la oxidación de materia orgánica (colorantes) en medio acuoso. En este sentido, se proponen tamices moleculares mesoporosos modificados con metales de transición (MT) como fotocatalizadores potencialmente aptos para la degradación de estos contaminantes. El propósito principal de este proyecto es el diseño, síntesis, caracterización y evaluación de materiales mesoporosos que presenten actividad fotocatalítica ya sea mediante la modificación de su estructura con diversos metales fotosensibles y/o empleándolos como soporte de óxido de titanio. Se pretende evaluar estos materiales en la degradación de colorantes intentando desplazar su fotosensibilidad hacia la radiación visible para desarrollar nuevas tecnologías con menor impacto ambiental y mayor aprovechamiento de la energía solar. Para ello se sintetizarán materiales del tipo MCM-41 modificados con distintos MT tales como Fe, Cr, Co, Ni y Zn mediante incorporación directa del ión metálico o impregnación. Al mismo tiempo, tanto estos últimos materiales como el MCM-41 silíceo serán empleados como soporte de TiO2. Sus propiedades fisicoquímicas se caracterizarán mediante distintas técnicas instrumentales y su actividad fotocatalítica se evaluará en la degradación de colorantes azoicos bajo radiación visible. Se seleccionará el catalizador más eficiente y se estudiarán los diversos factores que afectan el proceso de fotodegradación. Así mismo, el análisis de la concentración del colorante y los productos presentes en el medio en función del tiempo de reacción permitirá inferir sobre la cinética de la decoloración y postular posibles mecanismos de fotodegradación. Con esta propuesta se espera contribuír al desarrollo de un sector industrial importante en nuestra provincia como es el de las industrias del cuero y textil, mediante la generación de nuevas tecnologías que empleen la energía solar para la degradación de sus efluentes (colorantes). En este sentido, se espera desarrollar nuevos materiales optimizados para lograr la mayor eficiencia fotocatalítica. Esto conduciría entonces hacia la remediación de un problema ambiental de alto impacto tanto para nuestra provincia y nuestro país como para la población mundial, como es la contaminación de los recursos hídricos. Finalmente, con este proyecto se contribuirá a la formación de dos doctorandos y un maestrando, cuyos temas de tesis están vinculados con nuestro objeto de estudio.

Determinación de residuos en leche de antimicrobianos de uso frecuente en bovinos

La presencia de antimicrobianos en leche ocasiona una serie de trastornos en la salud humana, como inducción de alergias, resistencia bacteriana y a otro nivel, y pueden afectar los procesos de industrialización de la misma. Existen métodos de determinación de antibióticos cuantitativos y cualitativos, siendo los primeros los más apropiados por su exactitud aunque resulten más complejos y costosos. Entre los segundos se utilizan numerosas técnicas microbiológicas simples y económicas que garantizan determinaciones por debajo de los límites máximos de residuos fijados por distintos bloques comerciales. No obstante, al no cuantificar y por basarse en inhibiciones de crecimiento bacteriano resulta muy controvertida su utilización en la fijación de tiempos de retirada. Estudiaremos fármacos de dos grupos de antimicrobianos utilizados frecuentemente en la terapéutica actual en bovinos productores de leche, estos son los betalactámicos y los macrólidos. Para cada droga se realizarán determinaciones en leche de animales sanos y enfermos con métodos microbiológicos cuantitativos y cualitativos . Se determinarán los tiempos de retirada correspondientes y se compararán estadísticamente estableciendo las diferencias. Los resultados obtenidos en este proyecto plantearán una reformulación de los períodos de retirada que tendrán que fijar los laboratorios productores de medicamentos veterinarios, recomendar los profesionales veterinarios e industrias lácteas y respetar los productores lecheros.

Estudios multidisciplinarios integrados de leguminosas de importancia agronómica y potencial de cultivo

Las leguminosas constituyen una de las principales fuentes de alimento humano (soja, poroto, maní) y animal (alfalfa, tréboles), además proporcionan productos para diversas industrias (aceitera). El proyecto comprende una investigación integrada sobre estudios morfológicos, estéticos funcionales, anatómicos, microbiológicos, fitoquímicos y de evaluación agronómica de Leguminosas silvestres y cultivadas. Para su mejor desarrollo fue dividido en módulos que interactúan entre sí y comprenden: - Recolección, conservación y evaluación de materiales de herbario, germoplasma y nódulos fijadores de nitrógeno. - Evaluación de características anatómicas, morfológicas y estético funcionales. - Evaluaciones fitoquímicas. - Ensayos de evaluación agronómica de especies silvestres y variedades mejoradas de cultivos. El Objetivo General del proyecto comprende: * Evaluar las cualidades morfológicas, simbióticas, melíferas, poleníferas, fitoquímicas, ornamentales y/o estéticos funcionales, de leguminosas nativas (Lupinos) para establecer el potencial de cultivo y proporcionar información al medio agrícola productivo, docente y de investigación. La importancia de esta investigación radica en el estudio de especies nativas que no crecen en otras regiones del mundo y representan nuestro patrimonio nacional de germoplasma ya que muchas especies tienen potencial de cultivo. Al mismo tiempo permite comprender la interrelación entre las especies silvestres y cultivadas. La experimentación agrícola en parcelas experimentales permitirá establecer el potencial de cultivos no tradicionales o innovadores para la provincia de Córdoba.

Caracterización de dos poblaciones selectas de té de burro (Aloysia polistachya) Gris. Mold

Existen evidencias a nivel mundial de un incremento en la producción y consumo de las plantas medicinales y aromáticas. Las mismas poseen un alto potencial de aplicación en las industrias farmacológicas, alimentarias y de perfumería y cosmética, motivo por el cual también se ha hecho creciente en los últimos años la dedicación volcada a la investigación de las mismas. Enmarcada en la biodiversidad de la flora nativa, el té de burro, poleo de Castilla, poleo real, palo de Castilla o burrito (Aloysia polistachya) Gris. Mold, representa una especie del grupo de las aromáticas medicinales. Desde el punto de vista científico esta especie es muy poco conocida, aunque está establecida su docilidad para ser cultivada. Los objetivos para este trabajo son caracterizar dos poblaciones selectas de té de burro bajo cultivo, una de la provincia de Córdoba y otra de la provincia de La Rioja, en relación a: a) Aspectos embriológicos: etapas de la ontogenia de la semilla y del fruto, desde la flor en antesis; particularidades de la semilla madura; características anatómicas del fruto maduro; mecanismo de diseminación de la semilla; b) Aspectos exomorfológicos y anatómicos; c) contenido de esencias; d) Comportamiento meiótico; e) Número cromosómico mitótico y f) Poner a punto la técnica de análisis por electroforesis de los loci isoenzimáticos.

Estudio fitoquímico de plantas aromáticas: Usos alternativos de los aceites esenciales

Los primeros estudios de las esencias en especies cultivadas y silvestres prestaron escasa atención a la relación que podría existir entre las características cuali y cuantitativas de las mismas, su carga genética y condiciones ecológicas donde crecen las plantas que las producen. Cuando se tuvo en cuenta que el estudio de los compuestos volátiles de las esencias en especies cultivadas y silvestres, se pudo comprobar las variaciones intraespecíficas en la producción y calidad de las mismas que se presentaban en muchas especies. En los últimos tiempos ha existido un creciente interés en la aplicación de productos naturales como agentes de biocontrol y/o como material de partida en la elaboración de farmacoquímicos (aromoterapia). En este contexto los aceites esenciales toman un gran valor por las potencialidades que presentan como antibióticos, antioxidantes, ansiolíticos, insecticidas y herbicidas. En este contexto los aceites esenciales toman un gran valor por las potencialidades que presentan como antibióticos, antioxidantes, ansiolíticos, insecticidas y herbicidas. Objetivos generales * Caracterizar cuali y cuantitativamente los aceites volátiles producidos en las especies que crecen espontáneamente y las cultivadas en la región del centro y noroeste de la Argentina. * Realizar el relevamiento de la flora regional para la búsqueda de nuevas esencias. * Proponer usos alternativos de los aceites esenciales. * Transferir los resultados hacia las industrias farmacéutica, de perfumería, de los alimentos, etcétera. Objetivos específicos * Conocer la variabilidad de los componentes volátiles de acuerdo a las regiones geográficas en donde crecen las especies. * Utilizar los diferentes compuestos de los aceites esenciales como productos bioactivos (insecticidas, herbicidas, fungicidas), aditivos alimentarios y/o farmacoquímicos.

Sustancias lipídicas y proteicas en semillas de dicotiledóneas Americanas

Se estudian mediante métodos clásicos y modernos las características físicas y químicas cuali y cuantitativas de semillas oleaginosas y potencialmente oleaginosas silvestres y cultivadas del centro y noreste de Argentina, como así también materiales de Bolivia, Perú y Ecuador. Las familias de plantas que se indagan son Apocináceas, Cactáseas, Curcubitáceas y Solanáceas. Se enfatizará en contenido de aceite, composiciones acídicas, esteroles, hidrocarburos, proteínas solubles y totales. Se estudian además algunos procesos oxidativos en los lípidos semiales. Para la resolución de los problemas se recurre a diferentes técnicas tales como extracción sólido-líquido, líquido-líquido, cromatografía CCD, CGL y HPLC, espectroscopía visible, UV, IR, RMN y EM. Los objetivos son realizar aportes a la fitoquímica y quimiotaxonomía utilizando componentes lipídicos y proteicos semiales. Los trabajos son continuación de una de nuestras líneas de investigación. Objetivos generales: Conocer las características de las fracciones saponificable e insaponificable de los aceites semiales, como así como también las proteínas totales y solubles de semillas de especies silvestres y cultivadas que crecen en Argentina y otros países de América. Objetivos específicos: -Conocer las características de los ácidos grasos enoicos y sus productos de oxidación. - Establecer mediante técnicas numéricas los balances y asociaciones que pueden originarse entre las muestras, utilizando como parámetros los acilglicéridos, composición acídica, esteroles, hidrocarburos, terpenoides, fracciones proteicas, características físicas de las semillas, etc., con finalidades fitoquímicas, quimiotaxonómicas y eventualmente su proyección como semillas potencialmente oleaginosas.

Introducción de nuevas especies y orígenes del género Eucalyptus en tres sitios de la provincia de Córdoba

Casi todas las especies de eucaliptos son rústicas y de gran plasticidad, lo que les permite adaptarse a diversas condiciones de suelo y clima. Poseen la capacidad de producir, dentro de un ciclo relativamente corto, asombrosos volúmenes de madera; de recuperarse de la acción destructiva del fuego, la sequía y el ramoneo mediante mecanismos defensivos, así como de colonizar tierras degradadas por el uso irracional o suelos pobres por las condiciones ambientales limitantes. En Argentina se han introducido cerca de 140 especies, destacándose por la amplia superficie ocupada: E. grandis, E. saligna, E. camaldulensis, E. tereticornis, E. viminales, E. globulus var. globulus, E. cinerea, E. dunnii, entre otros. La producción maderera de algunas especies del género es, sin lugar a dudas, una de las más espectaculares entre todas las especies forestales. En buenas plantaciones es fácil encontrar crecimientos superiores a los 30m3/ha/año. La provincia de Córdoba no ha prestado mayor atención al cultivo de Eucalyptus. Actualmente existen alrededor de 4.215 hectáreas implantadas principalmente con E. vitaminalis, como cortinas rompevientos y macizos. La industrialización de estas especies en la provincia es de poca importancia. Existe, entre los productores y las industrias forestales una permanente inquietud por probar nuevas especies y orígenes que amplíen sus horizontes en un mercado cada vez más competitivo. El género Eucalyptus ofrece especies y orígenes alternativos que pueden adaptarse a distintas condiciones ambientales y diversos requerimientos del mercado. Es necesario identificar cuáles, entre ellos, son los más adecuados para el cultivo en Córdoba. El presente proyecto plantea, como objetivo general: identificar las especies y orígenes de eucaliptos más adecuados para su cultivo en tres regiones ecológicamente diferentes de la provincia de Córdoba.

Optimización microestructural y desarrollo de textura en imanes de Nd-Fe-B producidos por la técnica HDDR

El proceso de HDDR desde su aparición en 1989, como una nueva alternativa de producción de superimanes de Nd-Fe-B, ha generado un creciente interés tanto a nivel de los grupos de investigación y desarrollo como de las industrias. Este método resulta sumamente atractivo puesto que ofrece la posibilidad de producir polvos que pueden utilizarse para el conformado de imanes por ligado o inyección mediante un proceso que involucra un número reducido de operaciones. Sin embargo, la complejidad de los fenómenos fisicoquímicos involucrados ha originado un retardo significativo en su implementación a nivel productivo. El desafío tecnológico vigente es generar el conjunto de conocimientos que sirvan de sustento a la ingeniería de este proceso de indudables perspectivas económicas. (...) Objetivo general: Desarrollar un método de producción de imanes de tierras raras de bajo costo, con viabilidad de implementación industrial en Argentina. Objetivo específico: Contribuir a la interpretación del origen de la anisotropía en polvos de Nd-Fe-B producidos por el método HDDR.

Transformación de terpenos (a-pineno) por procesos de catálisis heterogénea tendientes a la obtención de derivados con posible actividad biológica

La situación de la pequeña industria química nacional (...) a pesar de contar con una importante capacidad en cuanto a instalaciones y mano de obra especializada, le resulta extremadamente difícil encontrar nichos de producción. Una reactivación del sector podría encontrarse en la producción de Productos Químicos Finos de alto valor agregado y cuyo volumen de producción puede lograrse con pequeñas plantas multifuncionales que no resultan de interés para las grandes industrias químicas. Entre estos productos químicos finos incluyen los derivados de productos naturales, entre ellos los Terpenos obtenibles de especies vegetales muy difundidas en nuestro país. Entre los derivados de terpenos pueden mencionarse productos utilizados por las industrias farmacéutica, de cosméticos y alimenticias. (...) Objetivos generales y específicos El substrato a utilizar es el a-pineno, muy abundante en especies de pinos y citrus. El a-pineno será sometido a transformaciones químicas en las cuales se hará una amplia aplicación de la catálisis heterogénea en reemplazo de los procesos clásicos de síntesis orgánica. (...) Atendiendo a las ventajas que desde el punto de vista operativo reporta el uso de catalizadores heterogéneos, en la medida de lo posible, se intentará un amplio uso de este tipo de catálisis. El doble enlace cíclico del a-pineno puede ser oxidado catalíticamente al epóxido correspondiente y luego isomerizado a canforeno aldehido. La oxidación también puede conducirse de manera tal de producir verbenol y verbenona cuyas estructuras contienen restos de alcohol crotílico y crotonaldehido, que por sus reactividades permiten realizar un numeroso conjunto de reacciones a partir de las cuales se derivan productos de aplicación en las industrias farmacéuticas y de perfumería. También sobre el doble enlace endocíclico es posible realizar una reacción de ciclopropanación que conduce a la producción de derivados con estructura similar a las piretrinas, con probable actividad insecticida.

Diseño y simulación numérica de un biorreactor: Aplicación a la producción de células microbianas

Los biorreactores son ampliamente empleados en las industrias de alimentos, fermentación, farmacéuticas y tratamiento de residuos. (...) Una característica de los biorreactores es que el medio de reacción está constituido por distintas fases. Esto hace que exista una importante interrelación entre los fenómenos bioquímicos, fisicoquímicos, fuidodinámicos y de transporte. (...) La experimentación preliminar en reactores de laboratorio, acompañada con el desarrollo de un modelo que permita comprender la naturaleza del fenómeno, es esencial para el diseño de biorreactores de capacidad de producción comercial. En el presente proyecto se establecerán, a partir de un estudio experimental a escala de laboratorio y la elaboración de un modelo y programa de simulación numérica de su operación, los factores que determinan la problemática del diseño de un reactor tanque agitado, de capacidad comercial, para la producción de cepas de Staphylococcus aureus. Los objetivos generales del presente proyecto son los siguientes: * Generar las bases técnico-científicas que permitan el diseño de un biorreactor discontinuo para la producción a escala comercial de cepas de Staphylococcus aureus. * Desarrollar equipos experimentales y generar herramientas computacionales que en el futuro permitan abordar otros problemas en el campo de la bioingeniería. Los objetivos específicos a alcanzar durante el período que abarca este proyecto de un año son los siguientes: * Determinar la cinética de crecimiento de cepas de S. aureus que contemplen la formación de productos. * Verificar el funcionamiento y calibración de sensores y controladores que forman parte del biorreactor experimental recientemente adquirido. * Estudiar experimentalmente la producción de S. aureus en un biorreactor de 3 lt. de capacidad, cuantificando el consumo de sustratos y la producción de biomasa, polisacárido capsular y exoproteínas. * Continuar con el desarrollo de un modelo matemático y un programa de simulación numérica que permitan describir la operación del reactor experimental y definir la problemática del escalado de la producción a nivel comercial.