Alternativa productiva para el aprovechamiento del residuo cachaza

Este trabajo de investigación, busca ofrecer al sector panelero de Colombia nuevas estrategias eco-eficientes y amigables con el medio ambiente, en pro de fortalecer las buenas prácticas agrícolas, que contribuyan con la gestión óptima de los residuos que se crean alrededor de la cadena de producción de la panela. Teniendo en cuenta que la obtención de desechos tanto orgánicos como inorgánicos, genera un impacto medioambiental negativo, se pudo identificar una de estas fuentes de contaminación, a través de un proceso de observación. Ésta es conocida como la Cachaza, la cual se genera dentro de un procedimiento denominado Limpieza del Dulce de Caña. Inicialmente, la caña se muele a través de una trituradora que exprime dulce sin tratamiento, el cual pasa por un ducto hasta regarse sobre una primera paila, donde se le aplica balso. Por medio del calor que produce una hornilla sobre la que se coloca dicha paila, se realiza un proceso de separación, el residuo consolidado en una espuma espesa, comienza a flotar por encima del dulce, siendo extraída a medida que va saliendo y depositada en otros recipientes. Considerando constantes prácticas como el vertimiento de la Cachaza sobre algunas fuentes hídricas (ríos, lagunas, etc.) y cultivos de caña ya fermentados (que elaboran nutrientes negativos sobre los mismos); se profundizará sobre los diferentes impactos ambientales que se originan en éste proceso agroindustrial. El objetivo principal del presente trabajo de investigación, consiste en la implementación de un proyecto de logística inversa, formulando estrategias para el procesamiento de la Cachaza a implementar en un trapiche de la zona de Rio negro a fin de reutilizar este residuo generando subproductos que aporten a la mitigación del impacto ambiental, dando así un valor agregado a toda la cadena. Mediante un análisis costo beneficio se evaluará qué tan fácil o difícil resulta la implementación de dicho proyecto, el cual al incluir un proceso adicional a la cadena de producción de la panela generara un suplemento alimenticio para los equinos y aprovechara el 100% de sus residuos a muy bajo costo.

Procés de destintatge del paper per flotació. Avaluació de l'eficàcia de l'eliminació de tinta

La tesi doctoral presentada té com a objectius principals l'estudi de les etapes fonamentals de desintegració i flotació en un procés de destintatge de papers vell de qualitats elevades per a poder millorar l'eficàcia d'aquestes etapes clau. Conté una revisió teòrica completa i molt actualitzada del procés de desintegració i flotació tant a nivell macroscòpic com microscòpic. La metodologia de treball en el laboratori, la posada a punt dels aparells, així com les anàlisis efectuades per a valorar la resposta del procés (anàlisi de blancor, anàlisi d'imatge i anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual) estan descrites en el capítol de material i mètodes. La posada en marxa permet obtenir unes primeres conclusions respecte la necessitat de treballar amb una matèria primera homogènia i respecte la no significació de la temperatura de desintegració dins l'interval de treball permès al laboratori (20-50°C). L'anàlisi de les variables mecàniques de desintegració: consistència de desintegració (c), velocitat d'agitació en la desintegració (N) i temps de desintegració (t), permet de discernir que la consistència de desintegració és una variable fonamental. El valor de consistència igual al 10% marca el límit d'existència de les forces d'impacte mecànic en la suspensió fibrosa. A consistències superiors, les forces viscoses i d'acceleració dominen l'etapa de desintegració. Existeix una interacció entre la consistència i el temps de desintegració, optimitzant-se aquesta darrera variable en funció del valor de la consistència. La velocitat d'agitació és significativa només per a valors de consistència de desintegració inferiors al 10%. En aquests casos, incrementar el valor de N de 800 a 1400 rpm representa una disminució de 14 punts en el factor de destintabilitat. L'anàlisi de les variables químiques de desintegració: concentració de silicat sòdic (% Na2SiO3), peròxid d'hidrogen (% H2O2) i hidròxid sòdic (% Na2OH), proporciona resultats força significatius. El silicat sòdic presenta un efecte altament dispersant corroborat per les corbes de distribució dels diàmetres de partícula de tinta obtingudes mitjançant anàlisi d'imatges. L'hidròxid sòdic també presenta un efecte dispersant tot i que no és tant important com el del silicat sòdic. Aquests efectes dispersants són deguts principalment a l'increment de les repulsions electrostàtiques que aporten a la suspensió fibrosa aquests reactius químics fent disminuir l'eficàcia d'eliminació de l'etapa de flotació. El peròxid d'hidrogen utilitzat generalment com agent blanquejant, actua en aquests casos com a neutralitzador dels grups hidroxil provinents tant del silicat sòdic com de l'hidròxid sòdic, disminuint la repulsió electrostàtica dins la suspensió. Amb l'anàlisi de les variables hidrodinàmiques de flotació: consistència de flotació (c), velocitat d'agitació durant la flotació (N) i cabal d'aire aplicat (q), s'aconsegueix la seva optimització dins el rang de treball permès al laboratori. Valors elevats tant de la velocitat d'agitació com del cabal d'aire aplicat durant la flotació permeten eliminar majors quantitats de tinta. La consistència de flotació assoleix valors òptims depenent de les condicions de flux dins la cel·la de flotació. Les metodologies d'anàlisi emprades permeten obtenir diferents factors de destintabilitat. Entre aquests factors existeix una correlació important (determinada pels coeficients de correlació de Pearson) que permet assegurar la utilització de la blancor com a paràmetre fonamental en l'anàlisi del destintatge de papers vells, sempre i quan es complementi amb anàlisis d'imatge o bé amb anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual. S'aconsegueixen expressions empíriques tipus exponencial que relacionen aquests factors de destintabilitat amb les variables experimentals. L' estudi de les cinètiques de flotació permet calcular les constants cinètiques (kBlancor, kERIC, kSupimp) en funció de les variables experimentals, obtenint un model empíric de flotació que relacionant-lo amb els paràmetres microscòpics que afecten realment l'eliminació de partícules de tinta, deriva en un model fonamental molt més difícil d'interpretar. Mitjançant l'estudi d'aquestes cinètiques separades per classes, també s'aconsegueix determinar que l'eficàcia d'eliminació de partícules de tinta és màxima si el seu diàmetre equivalent és superior a 50 μm. Les partícules amb diàmetres equivalents inferiors a 15 μm no són eliminades en les condicions de flotació analitzades. Es pot dir que és físicament impossible eliminar partícules de tinta de diàmetres molt diferents amb la mateixa eficiència i sota les mateixes condicions de treball. El rendiment del procés analitzat en funció de l'eliminació de sòlids per l'etapa de flotació no ha presentat relacions significatives amb cap de les variables experimentals analitzades. Únicament es pot concloure que addicionar quantitats elevades de silicat sòdic provoca una disminució tant de sòlids com de matèria inorgànica presents en les escumes de flotació.

Revaloració de la fracció cel·lular de la sang de porc procedent d'escorxadors industrials

La sang de porc és un subproducte comestible que es genera als escorxadors industrials durant el procés d'obtenció de la canal. Aquest subproducte es caracteritza per presentar una elevada càrrega contaminant i, degut a l'elevat volum que es genera, és necessari trobar estratègies que permetin la seva revaloració i aprofitament, a la vegada que disminuïm la contaminació ambiental i les despeses que es deriven del seu processament abans de l'abocament. La fracció cel·lular (FC) constitueix el 40 % de la sang de porc i conté principalment l'hemoglobina (Hb), que representa al voltant del 90 % del contingut en proteïna d'aquesta fracció (un 35 % aproximadament). L'elevat percentatge en proteïna i en ferro, i les seves bones propietats funcionals fan que l'aprofitament d'aquest subproducte com a primera matèria o ingredient de la indústria alimentària sigui una alternativa molt útil a l'hora de reduir les despeses de la indústria càrnia, sempre que es resolguin els problemes de l'enfosquiment i dels sabors estranys que pot conferir la FC quan s'addiciona a productes alimentaris. Una altra possible utilització de la FC és aprofitar les propietats colorants de l'Hb o del grup hemo, com a colorant d'origen natural en diversos productes alimentaris. Els objectius del present treball eren, en primer lloc, determinar les millors condicions d'aplicació del procés de conservació de la FC mitjançant la deshidratació per atomització i caracteritzar físico-químicament i microbiològica el concentrat d'Hb en pols. En segon lloc, avaluar l'eficàcia de diferents additius antioxidants i/o segrestants del ferro per prevenir l'enfosquiment que pateix la FC durant la deshidratació. En tercer lloc, aplicar tractaments d'altes pressions hidrostàtiques com a procés d'higienització i avaluar els efectes d'aquest tractament sobre la microbiota contaminant, el color i les propietats funcionals de la FC. Finalment, desenvolupar un procés d'obtenció d'hidrolitzats proteics descolorats a partir de l'Hb amb la finalitat d'utilitzar-los com a ingredients nutricionals i/o funcionals. La millor temperatura de deshidratació per atomització de la FC hemolitzada era 140ºC. La FC en pols presentava un contingut en humitat del 5,3 % i un percentatge de solubilitat proteica del 96 %. La deshidratació per atomització induïa canvis en l'estructura nativa de l'Hb i, per tant, un cert grau de desnaturalització que pot conduir a una disminució de les seves propietats funcionals. L'extracte sec de la FC en pols estava composat per un 94,6 % de proteïna, un 3 % de sals minerals i un 0,7 % de greix. Els valors CIE L*a*b* del color de la FC en pols eren força constants i reflectien el color vermell marró fosc d'aquesta, a causa de l'oxidació del ferro hèmic que es produeix durant la deshidratació. La càrrega contaminant de la FC fresca de la sang de porc era força elevada i el tractament d'hemòlisi amb ultrasons i la centrifugació posterior no produïen una reducció significativa de la microbiota contaminant, obtenint un producte amb uns recomptes microbiològics de l'ordre de 106 ufc·mL-1. La deshidratació per atomització produïa una disminució d'una unitat logarítmica dels recomptes totals de la FC hemolitzada. Tanmateix, el producte en pols encara reflectia l'elevada contaminació de la primera matèria, fet que condiciona negativament la seva utilització com a ingredient alimentari, a no ser que es millorin les condicions de recollida de la sang a l'escorxador o que aquesta o la FC es sotmeti a algun tractament d'higienització prèviament a la deshidratació. Les isotermes de sorció a 20ºC de la FC en pols tenien forma sigmoïdal i una histèresi estreta i llarga. L'equació GAB és un bon model matemàtic per ajustar les dades de sorció obtingudes experimentalment i determinar la isoterma d'adsorció de la FC deshidratada per atomització. El percentatge d'humitat de la FC deshidratada a 140ºC es corresponia a un valor d'aw a 20 ºC d'aproximadament el 0,16. Tenint en compte que estava per sota dels valors d'aw corresponents a la capa monomolecular, es pot garantir la conservació a temperatura ambient del producte, sempre que s'envasi en recipients tancats que no permetin l'entrada d'humitat de l'exterior. De l'estudi de la possible estabilització del color de la FC deshidratada per atomització mitjançant l'addició d'antioxidants i/o segrestants de ferro, es va observar que només l'àcid ascòrbic, la glucosa, l'àcid nicotínic i la nicotinamida, tenien efectes positius sobre el color del producte en pols. L'ascòrbic i la glucosa no milloraven la conservació del color de l'Hb però disminuïen l'enfosquiment que es produeix durant la deshidratació, amb la qual cosa es pot obtenir un producte en pols de color marró més clar. L'addició de dextrina o L-cisteïna no disminuïa l'enfosquiment ni evitava el canvi de color de l'Hb. L'àcid nicotínic i la nicotinamida protegien el color de l'Hb durant el procés de deshidratació i l'emmagatzematge de la FC en pols. Les millors condicions d'aplicació del tractament amb altes pressions hidrostàtiques (HHP) sobre la FC eren 400 MPa, a 20ºC, durant 15 minuts, perquè produïen una millora significativa de la qualitat microbiològica, no afectaven negativament al color, no comprometien gaire la solubilitat proteica l'Hb i, malgrat que produïen un augment de la viscositat, la FC romania fluida després del tractament. Aquest tractament permetia una reducció de la microbiota contaminant de la FC d'entre 2 i 3 unitats logarítmiques. L'aplicació de l'alta pressió i la posterior deshidratació per atomització permetien obtenir un producte en pols amb recomptes totals de l'ordre de 2,8 unitats logarítmiques. El color de la FC pressuritzada en pols era igual que el de la FC control deshidratada, perquè ambdues mostres presentaven la mateixa susceptibilitat a l'oxidació del grup hemo produïda per la deshidratació. L'alta pressió incrementava la susceptibilitat de l'Hb als efectes desnaturalitzants de la deshidratació, fonamentalment a pH 7 (PIE), ja que es va observar una disminució de la solubilitat proteica a pH neutre després dels 2 processos tecnològics. La FC en pols presentava una màxima capacitat escumant al PIE de l'Hb. L'aplicació del tractament HHP produïa una disminució de la capacitat escumant de la FC en pols, però no tenia efectes negatius sobre l'estabilitat de l'escuma formada. Tampoc es van observar efectes negatius del tractament HHP sobre l'activitat emulsionant de l'Hb. La màxima activitat emulsionant de l'Hb s'aconseguia amb una concentració de FC en pols de l'1,5 % a pH 7 i de l'1 % a pH 4,5. Les pastes obtingudes per escalfament de la FC presentaven característiques molt diferenciades depenent del pH. A pH neutre es formaven unes pastes dures i consistents, mentre que a pH àcid les pastes eren poc consistents, molt adhesives i més elàstiques que les anteriors. Aquestes tenien una capacitat de retenció d'aigua molt superior que les de pH 7, en les quals l'aigua quedava retinguda per capil·laritat. La textura i capacitat de retenció d'aigua de les pastes tampoc eren afectades pel tractament HHP. El tractament HHP incrementava l'activitat de la Tripsina sobre l'Hb quan el substrat i l'enzim es tractaven conjuntament i afavoria el procés d'obtenció d'hidrolitzats descolorats a partir de la FC, la qual cosa permetia assolir el mateix grau de descoloració amb una dosi d'enzim inferior. El tractament d'hidròlisi de la FC amb la utilització combinada de Tripsina seguida d'un tractament amb Pepsina permetia l'obtenció d'un hidrolitzat proteic d'Hb descolorat i hidrolitzava completament la globina, donant lloc a 2 pèptids de 10,8 i 7,4 KDa. Val a dir que també produïa un 60 80 % de nitrogen soluble en TCA, constituït fonamentalment per pèptids petits i aminoàcids lliures. Els hidrolitzats trípsics i pèpsics d'Hb, obtinguts a partir de FC no pressuritzada i deshidratats per atomització a 180ºC, eren de color blanc i tenien un contingut en humitat del 4,7 %, un 84,2 % de proteïna i 9,7 % de sals minerals. El procés d'hidròlisi permetia una reducció considerable de la contaminació de la FC, obtenint un producte en pols amb uns recomptes totals de l'ordre de 102-103 ufc·g-1. Pel que fa a la funcionalitat dels hidrolitzats d'Hb deshidratats per atomització, aquests presentaven una elevada solubilitat proteica a pH 5 i 7 i romanien solubles després d'un escalfament a 80ºC durant 30 min. Tanmateix, aquesta hidròlisi afectava molt negativament la capacitat de mantenir escumes estables i l'activitat emulsionant.

Noves aproximacions a la síntesi i caracterització de poliglicols al·lílics, polihidrosiloxans i surfactants copolimèrics. Avaluació d'aquests surfactants en formulacions de poliuretà

Els polímers són una sèrie de compostos que troben un ampli ventall d'aplicacions en la indústria actual. Un exemple són les espumes de poliuretà, estructures de tipus cel·lular obtingudes mitjançant la reacció química entre compostos de tipus isocianat i compostos de tipus poliol (polièters amb diferent nombre de grups hidroxil). És imprescindible l'ús d'additius d'estructura tensioactiva (surfactants de silicona) per estabilitzar el procés d'espumació i per proporcionar una estructura cel·lular ordenada i homogènia en mida i distribució. La síntesis i caracterització de les molècules precursores (polihidrosiloxans i polièters al·lílics), l'estudi de la reacció d'hidrosililació com a via d'obtenció dels diferents surfactants per reacció d'addició entre els polihidrosiloxans i els polièters al·lílics i la caracterització i avaluació en formulacions comercials de poliuretà dels surfactants sintetitzats han constituït els objectius del present treball. MEMÒRIA La Tesi Doctoral ha estat presentada seguint el següent esquema: CAPÍTOL I. INTRODUCCIÓ A LA QUÍMICA DEL POLIURETÀ. Es presenten els principis de la química del poliuretà, fent esment dels recents avenços en la síntesis i caracterització d'aquests compostos polimèrics, així com un apartat concret centrat en els surfactants de silicona. Es presenten les estructures habituals d'aquests compostos comercials i es detallen les reaccions de síntesi i les característiques físiques que aquests compostos proporcionen a les espumes de poliuretà. CAPÍTOL II. OBJECTIUS. 1.- Síntesis y caracterització d'una àmplia gamma de poliglicols al·lílics i de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, ambdós precursors d'estructures polimèriques de tipus surfactant. 2.- Estudi de la reacció d'hidrosililació com a via de formació d'enllaços Si-C no hidrolitzables, mitjançant la reacció d'addició entre els substrats al·lílics insaturats i els polisiloxans amb grups hidrur reactius. 3.- Caracterització de les estructures polimèriques de tipus surfactant sintetitzades i avaluació d'aquestes en formulacions de poliuretà, a fi de relacionar l'estructura química d'aquests oligómers amb els efectes físics que originen en l'espuma de poliuretà. CAPÍTOL III. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE SUBSTRATS AL·LÍLICS INSATURATS DE TIPUS POLIGLICOL. S'han caracteritzat per HPLC-UV una sèrie de polietilenglicols comercials. S'ha estudiat la reacció de derivatització al·lílica sobre els grups hidroxil dels polièters comercials (PEG, PPG i copolímers PEG-PPG) i s'han caracteritzat exhaustivament els productes sintetitzats (1H,13C-RMN, GC, GC-MS, FTIR, ESI-MS, HPLC-UV). S'ha iniciat un estudi de polimerització aniònica sobre nous epòxids amb un punt de diversitat molecular, sintetitzant-se i caracteritzant-se els corresponents nous polièters obtinguts. CAPÍTOL IV. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE POLIHIDROSILOXANS REACTIUS. S'estudia la síntesis de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, mitjançant la reacció de polimerització aniònica d'obertura d'anell ("AROP, anionic ring opening polimerization") i mitjançant la reacció de polimerització per equilibració catiònica. Es presenta una caracterització exhaustiva dels productes sintetitzats i es descriu la naturalesa de la microestructura polimèrica a partir de la distribució bivariant dels copolímers PDMS-co-PHMS (poli(dimetilsiloxà)-co-poli(hidrometilsiloxà)). CAPÍTOL V. ESTUDI SISTEMÀTIC DE LA REACCIÓ D'HIDROSILILACIÓ. S'ha estudiat la reacció d'hidrosililació amb la finalitat de sintetitzar estructures copolimèriques poliglicol-polisiloxà a partir de la reacció de polisiloxans hidrur reactius i polièters al·lílics. S'han provat diferents catalitzadors (Pt/C 5%, cat. de Speier i cat. de Karstedt), s'han sintetitzat diferents estructures tensoactives (lineals i ramificades) i s'ha modelitzat les diferents reaccions secundàries observades, per presentar un estudi mecanístic de la reacció d'hidrosililació aplicada a la síntesis de molècules d'elevat PM a partir de la reacció entre substrats al·lílics insaturats i polihidrosiloxans. CAPÍTOL VI. AVALUACIÓ DELS SURFACTANTS EN FORMULACIONS DE POLIURETÀ. S'ha estudiat la idoneïtat dels surfactants de silicona sintetitzats en diferents formulacions de poliuretà comercials. S'ha relacionat el comportament físic d'aquests surfactants en les espumes de poliuretà amb la seva estructura química a partir de l'anàlisi per microscòpia electrònica de rastreig. CAPÍTOL VII. CONCLUSIONS. S'han esposat les conclusions extretes de cada capítol.

Spectroscopic imaging of arteries and atherosclerotic plaques

Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic imaging using a focal plane array detector has been used to study atherosclerotic arteries with a spatial resolution of 3-4 mum, i.e., at a level that is comparable with cellular dimensions. Such high spatial resolution is made possible using a micro-attenuated total reflection (ATR) germanium objective with a high refractive index and therefore high numerical aperture. This micro-ATR approach has enabled small structures within the vessel wall to be imaged for the first time by FTIR. Structures observed include the elastic lamellae of the tunica media and a heterogeneous distribution of small clusters of cholesterol esters within an atherosclerotic lesion, which may correspond to foam cells. A macro-ATR imaging method was also applied, which involves the use of a diamond macro-ATR accessory. This study of atherosclerosis is presented as an illustrative example of the wider potential of these A TR imaging approaches for cardiovascular medicine and biomedical applications. (C) 2004 Wiley Periodicals, Inc.

Role of Nrf2 in the regulation of CD36 and stress protein expression in murine macrophages - Activation by oxidatively modified LDL and 4-hydroxynonenal

CD36 is an important scavenger receptor mediating uptake of oxidized low- density lipoproteins ( oxLDLs) and plays a key role in foam cell formation and the pathogenesis of atherosclerosis. We report the first evidence that the transcription factor Nrf2 is expressed in vascular smooth muscle cells, and demonstrate that oxLDLs cause nuclear accumulation of Nrf2 in murine macrophages, resulting in the activation of genes encoding CD36 and the stress proteins A170, heme oxygenase- 1 ( HO- 1), and peroxiredoxin I ( Prx I). 4- Hydroxy- 2- nonenal ( HNE), derived from lipid peroxidation, was one of the most effective activators of Nrf2. Using Nrf2- deficient macrophages, we established that Nrf2 partially regulates CD36 expression in response to oxLDLs, HNE, or the electrophilic agent diethylmaleate. In murine aortic smooth muscle cells, expressing negligible levels of CD36, both moderately and highly oxidized LDL caused only limited Nrf2 translocation and negligible increases in A170, HO- 1, and Prx I expression. However, treatment of smooth muscle cells with HNE significantly enhanced nuclear accumulation of Nrf2 and increased A170, HO- 1, and Prx I protein levels. Because PPAR-gamma can be activated by oxLDLs and controls expression of CD36 in macrophages, our results implicate Nrf2 as a second important transcription factor involved in the induction of the scavenger receptor CD36 and antioxidant stress genes in atherosclerosis.

Transient development of whipped cream properties

Commercially available UHT cream was tempered at 4 degrees C for 24 h and whipped for different times: 3. 6. 9 and 12 nun. The following properties of cream were measured: rheological and interfacial properties. overrun and size distribution of air bubbles. The whipping process changes the properties of cream, which exhibits viscoelastic behaviour with a high influence of elastic component. The air bubbles incorporated during the process result in forming stronger foam containing smaller bubbles. and also give a higher overrun. These changes are observed around 9 min of whipping. when the amount of air is sufficient to create a stable structure. Further whipping reduces the overrun and the foam partly collapses: this may be caused by aggregation of fat droplets. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Proteome analysis for identification of target proteins of genistein in primary human endothelial cells stressed with oxidized LDL or homocysteine

Background Epidemiological studies suggest that soy consumption contributes to the prevention of coronary heart disease. The proposed anti-atherogenic effects of soy appear to be carried by the soy isoflavones with genistein as the most abundant compound. Aim of the study To identify proteins or pathways by which genistein might exert its protective activities on atherosclerosis, we analyzed the proteomic response of primary human umbilical vein endothelial cells ( HUVEC) that were exposed to the pro-atherosclerotic stressors homocysteine or oxidized low-density lipoprotein (ox-LDL). Methods HUVEC were incubated with physiological concentrations of homocysteine or ox-LDL in the absence and presence of genistein at concentrations that can be reached in human plasma by a diet rich in soy products (2.5 muM) or by pharmacological intervention ( 25 muM). Proteins from HUVEC were separated by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis and those that showed altered expression level upon genistein treatment were identified by peptide mass fingerprints derived from tryptic digests of the protein spots. Results Several proteins were found to be differentially affected by genistein. The most interesting proteins that were potently decreased by homocysteine treatment were annexin V and lamin A. Annexin V is an antithrombotic molecule and mutations in nuclear lamin A have been found to result in perturbations of plasma lipids associated with hypertension. Genistein at low and high concentrations reversed the stressor-induced decrease of these anti-atherogenic proteins. Ox-LDL treatment of HUVEC resulted in an increase in ubiquitin conjugating enzyme 12, a protein involved in foam cell formation. Treatment with genistein at both doses reversed this effect. Conclusions Proteome analysis allows the identification of potential interactions of dietary components in the molecular process of atherosclerosis and consequently provides a powerful tool to define biomarkers of response.

Modelling the uptake and growth kinetics of Penicillium glabrum in a tannic acid-containing solid-state fermentation for tannase production

A mathematical growth model for the batch solid-state fermentation process for fungal tannase production was developed and tested experimentally. The unstructured model describes the uptake and growth kinetics of Penicillium glabrum in an impregnated polyurethane foam substrate system. In general, good agreement between the experimental data and model simulations was obtained. Biomass, tannase and spore production are described by logistic kinetics with a time delay between biomass production and tannase and spore formation. Possible induction mechanisms for the latter are proposed. Hydrolysis of tannic acid, the main carbon source in the substrate system, is reasonably well described with Michaelis-Menten kinetics with time-varying enzyme concentration but a more complex reaction mechanism is suspected. The metabolism of gallic acid, a tannase-hydrolysis product of tannic acid, was shown to be growth limiting during the main growth phase. (c) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Some functional properties of fractionated soy protein isolates obtained by microfiltration

Five soy proteins isolate (SPI) fractions were produced using two microfiltration membranes with different pore sizes. Fractionation was carried out on SPI produced by isoelectric precipitation of a crude protein extract. The five fractions were two retentates and two permeates from the two membranes, the fifth fraction was obtained as the retentate on the smaller-po re- sized membrane fed with the permeate from the larger-pore-sized membrane. Solubility, foaming and emulsifying properties of the collected fractionates were investigated. It was observed that in the pH range 3-8 the retentates featured superior solubility compared with permeates. There was no significant difference (p > 0.0 1) in solubility between the retentates and SPI at pH >= 6. Foaming characteristics of the fractions followed the same trend as solubility with regard to foam expansion. There was, however, no particular trend observed with regards to foam stability. Emulsions stabilised by the retentates exhibited higher values (p<0.01) of emulsion stability index (ESI) and emulsifying activity index (EAI) than those stabilised with permeates. Sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) profiles indicated that the fractions exhibiting high functionality in terms of solubility, foaming and emulsifying properties were also richer in 7S globulin soy protein subunits. Isoelectric focussing (IEF) profiles showed that retentates were richer in species with isoelectric points (pl) between 5.2 and 5.6 while permeates featured more prominently at pis between 4.5 and 4.8. (C) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Rheology of milk foams produced by steam injection

Rheology of milk foams generated by steam injection was studied during the transient destabilization process using steady flow and dynamic oscillatory techniques: yield stress (τ_y) values were obtained from a stress ramp (0.2 to 25 Pa) and from strain amplitude sweep (0.001 to 3 at 1 Hz of frequency); elastic (G') and viscous (G") moduli were measured by frequency sweep (0.1 to 150 Hz at 0.05 of strain); and the apparent viscosity (η_a) was obtained from the flow curves generated from the stress ramp. The effect of plate roughness and the sweep time on τ_y was also assessed. Yield stress was found to increase with plate roughness whereas it decreased with the sweep time. The values of yield stress and moduli—G' and G"—increased during foam destabilization as a consequence of the changes in foam properties, especially the gas volume fraction, φ, and bubble size, R_32 (Sauter mean bubble radius). Thus, a relationship between τ_y, φ, R_32, and σ (surface tension) was established. The changes in the apparent viscosity, η, showed that the foams behaved like a shear thinning fluid beyond the yield point, fitting the modified Cross model with the relaxation time parameter (λ) also depending on the gas volume fraction. Overall, it was concluded that the viscoelastic behavior of the foam below the yield point and liquid-like behavior thereafter both vary during destabilization due to changes in the foam characteristics.

Top down influence on visuo-tactile interaction modulates neural oscillatory responses

Multisensory integration involves bottom-up as well as top-down processes. We investigated the influences of top-down control on the neural responses to multisensory stimulation using EEG recording and time-frequency analyses. Participants were stimulated at the index or thumb of the left hand, using tactile vibrators mounted on a foam cube. Simultaneously they received a visual distractor from a light emitting diode adjacent to the active vibrator (spatially congruent trial) or adjacent to the inactive vibrator (spatially incongruent trial). The task was to respond to the elevation of the tactile stimulus (upper or lower), while ignoring the simultaneous visual distractor. To manipulate top-down control on this multisensory stimulation, the proportion of spatially congruent (vs. incongruent) trials was changed across blocks. Our results reveal that the behavioral cost of responding to incongruent than congruent trials (i.e., the crossmodal congruency effect) was modulated by the proportion of congruent trials. Most importantly, the EEG gamma band response and the gamma-theta coupling were also affected by this modulation of top-down control, whereas the late theta band response related to the congruency effect was not. These findings suggest that gamma band response is more than a marker of multisensory binding, being also sensitive to the correspondence between expected and actual multisensory stimulation. By contrast, theta band response was affected by congruency but appears to be largely immune to stimulation expectancy.

Domestic cold pitched roofs in the UK: - effect of using different roof insulation materials

The type and thickness of insulation on the topside horizontal of cold pitched roofs has a significant role in controlling air movement, energy conservation and moisture transfer reduction through the ceiling to the loft (roof void) space. To investigate its importance, a numerical model using a HAM software package on a Matlab platform with a Simulink simulation tool has been developed using insitu measurements of airflows from the dwelling space through the ceiling to the loft of three houses of different configurations and loft space. Considering typical UK roof underlay (i.e. bituminous felt and a vapour permeable underlay), insitu measurements of the 3 houses were tested using a calibrated passive sampling technique. Using the measured airflows, the effect of air movement on three types of roof insulation (i.e. fibreglass, cellulose and foam) was modelled to investigate associated energy losses and moisture transport. The thickness of the insulation materials were varied but the ceiling airtightness and eaves gap size were kept constant. These instances were considered in order to visualize the effects of the changing parameters. In addition, two different roof underlays of varying resistances were considered and compared to access the influence of the underlay, if any, on energy conservation. The comparison of these insulation materials in relation to the other parameters showed that the type of insulation material and thickness, contributes significantly to energy conservation and moisture transfer reduction through the roof and hence of the building as a whole.

Atmosphere drives recent interannual variability of the Atlantic meridional overturning circulation at 26.5°N

The RAPID-MOCHA array has observed the Atlantic Meridional overturning circulation (AMOC) at 26.5°N since 2004. During 2009/2010, there was a transient 30% weakening of the AMOC driven by anomalies in geostrophic and Ekman transports. Here, we use simulations based on the Met Office Forecast Ocean Assimilation Model (FOAM) to diagnose the relative importance of atmospheric forcings and internal ocean dynamics in driving the anomalous geostrophic circulation of 2009/10. Data assimilating experiments with FOAM accurately reproduce the mean strength and depth of the AMOC at 26.5°N. In addition, agreement between simulated and observed stream functions in the deep ocean is improved when we calculate the AMOC using a method that approximates the RAPID observations. The main features of the geostrophic circulation anomaly are captured by an ensemble of simulations without data-assimilation. These model results suggest that the atmosphere played a dominant role in driving recent interannual variability of the AMOC.

Simulations of the impact of orbital forcing and ocean on the Asian summer monsoon during the Holocene

The importance of orbital forcing and ocean impact on the Asian summer monsoon in the Holocene is investigated by comparing simulations with a fully coupled ocean–atmosphere general circulation model (FOAM) and with the atmospheric component of this model (FSSTAM) forced with prescribed modern sea-surface temperatures (SSTs). The results show: (1) the ocean amplifies the orbitally-induced increase in African monsoon precipitation, makes somewhat increase in southern India and damps the increase over the southeastern China. (2) The ocean could change the spatial distribution and local intensity of the orbitally-induced latitudinal atmospheric oscillation over the southeastern China and the subtropical western Pacific Ocean. (3) The orbital forcing mostly enhances the Asian summer precipitation in the FOAM and FSSTAM simulations. However, the ocean reduces the orbitally-induced summer precipitation and postpones the time of summer monsoon onset over the Asian monsoon region. (4) The orbital forcing considerably enhances the intensity of upper divergence, which is amplified by ocean further, over the eastern hemisphere. But the divergence is weaker in the FOAM simulations than in the FSSTAM simulations when the orbital forcing is fixed. (5) The orbital forcing can enhance the amplitude of precipitation variability over the subtropical Africa, the southeastern China and northwestern China, inversely, reduce it over central India and North China in the FOAM and FSSTAM simulations. The ocean obviously reduces the amplitude of precipitation variability over most of the Asian monsoon regions in the fixed orbital forcing simulations. (6) The areas characterized by increased summer precipitation in the long-term mean are mostly characterized by increased amplitude of short-term variability, whereas regions characterized by decreased precipitation are primarily characterized by decreased amplitude of short-term variability. However, the influences of orbital forcing or dynamical ocean on regional climate depend on the model.