Microbial production of potent phenolic-antioxidants through solid state fermentation

The agroindustrial residues including plant tissues rich in polyphenols were explored for microbial production of potent phenolics under solid state fermentation processes. The fungal strains capable of hydrolyzing tannin-rich materials were isolated from Mexican semidesert zones. These microorganisms have been employed to release potent phenolic antioxidants during the solid state fermentation of different materials (pomegranate peels, pecan nut shells, creosote bush and tar bush). This chapter includes the critical parameters for antioxidants production from selective microbes. Technical aspects of the microbial fermentation of antioxidants have also been discussed.

Valorization of agro-industrial wastes towards the production of rhamnolipids

In this work, oil mill wastewater (OMW), a residue generated during olive oil extraction, was evaluated as an inducer of rhamnolipid production. Using a medium containing as sole ingredients corn steep liquor (10%, v/v), sugarcane molasses (10%, w/v) and OMW (25%, v/v), Pseudomonas aeruginosa #112 produced 4.5 and 5.1 g of rhamnolipid per liter in flasks and reactor, respectively, with critical micelle concentrations as low as 13 mg/l. Furthermore, in the medium supplemented with OMW, a higher proportion of more hydrophobic rhamnolipid congeners was observed comparing with the same medium without OMW. OMW is a hazardous waste which disposal represents a serious environmental problem; therefore, its valorization as a substrate for the production of added-value compounds such as rhamnolipids is of great interest. This is the first report of rhamnolipid production using a mixture of these three agro-industrial by-products, which can be useful for the sustainable production of rhamnolipids.

Production of whey protein-based aggregates under ohmic heating

Formation of whey protein isolate protein aggregates under the influence of moderate electric fields upon ohmic heating (OH) has been monitored through evaluation of molecular protein unfolding, loss of its solubility, and aggregation. To shed more light on the microstructure of the protein aggregates produced by OH, samples were assayed by transmission electron microscopy (TEM). Results show that during early steps of an OH thermal treatment, aggregation of whey proteins can be reduced with a concomitant reduction of the heating chargeby reducing the come-up time (CUT) needed to reach a target temperatureand increase of the electric field applied (from 6 to 12 V cm1). Exposure of reactive free thiol groups involved in molecular unfolding of -lactoglobulin (-lg) can be reduced from 10 to 20 %, when a CUT of 10 s is combined with an electric field of 12 V cm1. Kinetic and multivariate analysis evidenced that the presence of an electric field during heating contributes to a change in the amplitude of aggregation, as well as in the shape of the produced aggregates. TEM discloses the appearance of small fibrillar aggregates upon the influence of OH, which have recognized potential in the functionalization of food protein networks. This study demonstrated that OH technology can be used to tailor denaturation and aggregation behavior of whey proteins due to the presence of a constant electric field together with the ability to provide a very fast heating, thus overcoming heat transfer limitations that naturally occur during conventional thermal treatments.

Candida tropicalis biofilms: biomass, metabolic activity and secreted aspartyl proteinase production

According to epidemiological data, Candida tropicalis has been related to urinary tract infections and haematological malignancy. Several virulence factors seem to be responsible for C. tropicalis infections, for example: their ability to adhere and to form biofilms onto different indwelling medical devices; their capacity to adhere, invade and damage host human tissues due to enzymes production such as proteinases. The main aim of this work was to study the behaviour of C. tropicalis biofilms of different ages (24120 h) formed in artificial urine (AU) and their ability to express aspartyl proteinase (SAPT) genes. The reference strain C. tropicalis ATCC 750 and two C. tropicalis isolates from urine were used. Biofilms were evaluated in terms of culturable cells by colony-forming units enumeration; total biofilm biomass was evaluated using the crystal violet staining method; metabolic activity was evaluated by XTT assay; and SAPT gene expression was determined by real-time PCR. All strains of C. tropicalis were able to form biofilms in AU, although with differences between strains. Candida tropicalis biofilms showed a decrease in terms of the number of culturable cells from 48 to 72 h. Generally, SAPT3 was highly expressed. C. tropicalis strains assayed were able to form biofilms in the presence of AU although in a strain- and time-dependent way, and SAPT genes are expressed during C. tropicalis biofilm formation.

Characterization of late antique and early medieval pottery production of the city of Braga and its territory

The fundamental goal we set ourselves when developing this study is to try to characterize, both technically and formally, ceramics made in the city of Braga and its territory from the initial moments of the Late Antiquity to the Middle Ages. Thus, we will focus on analyzing some own productions that appear attached to the phases of late antique occupation —ceramics of red engobes and late gray—, as well as in the early medieval containers identified in different archaeological interventions practiced in the Braga environment. Concretely, we will analyze the material from various excavations conducted recently at the Theatre in the solar number 20/28 and 36/56 from the Afonso Henriques Street and the former District Hostel as well as the church of São Martinho de Dume.

Production of biohydrogen from dark fermentation of organic wastes

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Development of a biorefinery–based bioprocess for pigment and lipid production by oleaginous yeasts

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Biotechnological production and application of fructooligosaccharides

Currently, prebiotics are all carbohydrates of relatively short chain length. An important group is the fructooligosaccharides, which are a special kind of prebiotics associated to their selective stimulation of the activity of certain groups of colonic bacteria that have a positive and beneficial effect on intestinal microbiota, reducing incidence of gastrointestinal infections, respiratory and also possessing a recognized bifidogenic effect. Traditionally, these prebiotic compounds have been obtained through extraction processes from some plants, as well as through enzymatic hydrolysis of sucrose. However, different fermentative methods have also been proposed for the production of fructooligosaccharides, such as solid-state fermentation utilizing various agroindustrial by-products. By optimizing the culture parameters, fructooligosaccharides yields and productivity can be improved. The use of immobilized enzymes and cells has also been proposed as being an effective and economic method for large-scale production of fructooligosaccharides. This paper is an overview on the results of recent studies on fructooligosacharides biosynthesis, physicochemical properties, sources, biotechnological production and applications.

Exploitation of Ashbya gossypii for the production of high-value products from glycerol feedstocks

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Effect of arginine vasopressin on the canine epicardial coronary artery: experiments on V1-receptor-mediated production of nitric oxide

OBJECTIVE: To determine whether arginine vasopressin releases endothelium-derived nitric oxide (EDNO) from the epicardial coronary artery. METHODS: We studied segments of canine left circumflex coronary arteries suspended in organ chambers to measure isometric force. The coronary artery segments were contracted with prostaglandin F2alpha (2 x 10-6M) and exposed to a unique, strong arginine vasopressin concentration (10-6M) or titrated concentrations (10-9 a 10-5 M). RESULTS: The unique dose of arginine vasopressin concentration (10-6M) induced transient, but significant (p<0.05), relaxation in arterial segments with endothelium, and an increase, not significant, in tension in arteries without endothelium. Endothelium-dependent relaxation to arginine vasopressin was inhibited by Ng-monomethyl-L-arginine (L-NMMA, 10-5M) or N G-nitro-L-arginine (L-NOARG) (10-4M), 2 inhibitors of nitric oxide synthesis from L-arginine. Exogenous L-arginine (10-4M), but not D-arginine (10-4M), reversed the inhibitory effect of L-NMMA on vasopressin-mediated vasorelaxation. Endothelium dependent relaxation to vasopressin was also reversibly inhibited by the vasopressin V1-receptor blocker d(CH2)5Try(Me) arginine vasopressin (10-6M) (n=6, P<0.05). CONCLUSION: Vasopressin acts through V1 endothelial receptors to stimulate nitric oxide release from L-arginine.

Estudio ecofisiológico y agronómico del orégano en los sistemas de producción en Córdoba. EcophysiologicalL and agronomic studies of traditional and organic origanum production in Córdoba.

El presente proyecto da respuesta a la problemática agronómica de la Producción de Orégano en Córdoba siendo incluso extensible a la República Argentina. Existe una demanda del producto no satisfecha tanto a nivel nacional como internacional. La producción está en manos de pequeños productores los que necesitan de tecnologías para mejorar su capacidad productiva, e incluso exportar. En este contexto falta investigación básica y aplicada en relación a aspectos agronómicos de la Producción Primaria (Cultivo - Cosecha), de los ecotipos: Compacto Negrito, Criollo Mendocino, Chileno II, Verde Limón, Aromet Rosa 1, Aromet Rosa 2 y Orégano Invasor designado por la Cooperativa como Orégano Plaga. La hipótesis general del proyecto es: El Sistema de Producción Tradicional y Orgánico de los distintos ecotipos de orégano se los puede caracterizar agronómica y económicamente desde la perspectiva taxonómica, ecofisiológica, sanitaria y de la calidad del producto. Los objetivos son: a-Analizar los ecotipos de orégano en base a la taxonomía y el comportamiento ecofisiológico. b-Identificar las plagas y enfermedades. c-Evaluar la calidad del producto y el impacto económico de los Sistemas de Producción Tradicional y Orgánico. Las Metodologías incluyen evaluaciones respecto a variables: Taxonómicas, Anatómicas, Ecofisiológicas (Economía del Agua, del Carbono y de los Nutrientes), Fitosanitarias, Calidad del producto y evalución económica de los Sistemas Productivos en el contexto de la cadena de valor. De este proyecto se esperan obtener conocimientos básicos y aplicados sobre los Sistemas de Producción de orégano optimizando tecnologías económicamente sustentables.

Producción y Reproducción social durante el primer Milenio en el Valle de Tafí (Tucumán, Argentina). Social Production and reproduction in the First Millenium in Tafí Valley (Tucumán, Argentina).

El Valle de Tafí fue uno de los primeros espacios del Noroeste Argentino habitados por comunidades sedentarias, entre el 200 a.C. y el 900 d.C. Éstas establecieron asentamientos aldeanos de varias hectáreas de superficie, alterando sensiblemente el paisaje mediante la construcción de numerosos conjuntos residenciales, canales de manejo del agua, montículos de limpieza de campos de cultivo y muros de contención del suelo. Los procesos históricos desarrollados en ese milenio fueron explicados desde perspectivas teóricas culturalistas (González y Núñez 1960) y sistémicas (Berberián y Nielsen 1988a), las cuales permitieron establecer una estructura cronológica inicial y las principales estrategias adaptativas para el proceso. Este proyecto intenta abordar el modo en que las estrategias de reproducción doméstica se relacionaron con la estructuración del contexto social más amplio. Interesa particularmente analizar las maneras en que la cultura material (arquitectura residencial, campos agrícolas, entierros, alfarería y bienes de prestigio) fue utilizada en la construcción de la sociedad, enfocándonos en la agencia y la identidad. Es de particular importancia establecer la escala real de acción social involucrada en los procesos y la identidad de los grupos que tuvieron una participación activa en ellos. Los trabajos de campo realizados en el Valle de Tafí han provisto de una gran cantidad de datos que evidencian el desarrollo de una sociedad compleja en el primer milenio d.C.: producción agrícola intensiva, demografía creciente, objetos de prestigio en contextos funerarios e intercambio a larga distancia (González y Núñez 1960, Berberián y Nielsen 1988a y 1988b). Sin embargo las unidades sociales implicadas no parecen haber superado a las relaciones propias de unidades domésticas extendidas. Las excavaciones realizadas por nuestro equipo han mostrado fuertes conexiones entre las estrategias de reproducción social doméstica, producción agrícola fragmentada y rituales a los ancestros, materializados no sólo en contextos funerarios ("cistas") y monumentos monolíticos ("menhires-huancas"), sino también en la arquitectura doméstica. Esta relación fue interpretada como un aspecto central en el desarrollo de las sociedades agrícolas tempranas de sur andino, siendo la base de grupos de parentesco competitivos en luchas sociales y negociaciones políticas permanentes. Esta lógica social permitiría explicar la variabilidad registrada en la materialidad arqueológica. La realización de prospecciones, relevamientos y mapeos de sitios, excavaciones sistemáticas, dataciones absolutas, análisis paleopatológicos sobre restos humanos, estudios cerámicos, líticos y de química de suelos, es esencial no sólo para el incremento del corpus de datos que de luz a estos problemas, sino también para la toma de conciencia social acerca del valor del patrimonio cultural prehispánico, que en el presente se encuentra en riesgo.La concreción de los objetivos de este proyecto aportarán a esclarecer hasta qué punto la materialidad doméstica fue un elemento reproductor de predisposiciones subjetivas de la acción (habitus), cómo se relacionaron las viviendas a los sectores de cultivo, en qué forma los emplazamientos productivos modificaron el paisaje y esto repercutió en la propiedad de los medios productivos. Considerando que Tafí fue uno de los primeros valles intermontanos del Noroeste Argentino habitado por comunidades agricultoras, y que este ámbito geográfico significa un lugar de paso obligado entre las yungas orientales y los valles semiáridos y la puna, un profundo estudio de su arqueología podría proveer una mirada sobre la historia del desarrollo cultural surandino. Esta área geográfica es una clave para entender no sólo la historia de los grupos locales sino también el desarrollo y la interacción en un área mayor que se extiende más allá de lo Andes, en Chile.

Manejo ganadero y restauración de ambientes montanos en relación a la biodiversidad, el suelo y la producción de agua. Livestock management and ecological restoration of mountain environments in relation to biodiversity, soil and water production.

Las áreas montanas brindan numerosos bienes y servicios a la humanidad cómo la provisión de agua. Asimismo, albergan una biota muy diversa y existe en ellas una actividad económica de considerable importancia centrada en la ganadería. En algunos casos las actividades asociadas a la ganadería pueden modificar los ecosistemas montanos y los bienes y servicios que brindan de forma drástica. Esto se debe a los cambios en la vegetación, y la pérdida y compactación de los suelos, que tiene repercusiones en la cantidad de agua captada, evapotranspirada y almacenada. También tiene repercusiones sobre la biodiversidad, tanto positivas como negativas. Aquí nos propusimos investigar cómo los cambios en la cobertura vegetal producidos por cuatro siglos de uso ganadero en el piso superior de las Sierras de Córdoba (Centro Argentino) han afectado a atributos del ecosistema como la diversidad vegetal, la integridad de los suelos y la capacidad de proveer agua a la población humana. A su vez, nos propusimos estudiar en detalle cómo las distintas opciones actuales de manejo pueden afectar a la cobertura vegetal y por ende a los atributos del ecosistema. De este modo, esperamos: (1) poder desarrollar un modelo espacialmente explícito que permita predecir la evolución del ecosistema ante distintos escenarios de manejo. (2) Más a largo plazo determinar los costos y los beneficios de los distintos manejos, en términos de la conservación de la biodiversidad, los suelos y la provisión de agua. El área de estudio cuenta un Sistema de Información Geográfica muy completo que incluye numerosas capas de información (vegetación, topografía, casas y caminos y otras). Además, existe en el área un Parque Nacional, con potreros bajo distintos manejos ganaderos (exclusión, cargas ganaderas moderadas continuas y estacionales), y una zona con herbivoría nativa de guanacos, que fueron reintroducidos recientemente en el Parque. Fuera del Parque, hay establecimientos con ganadería tradicional, con cargas ganaderas altas; así como un área donde se ha realizado una restauración modelo mediante reforestación y revegetación de zonas erosionadas. Estos escenarios representan una oportunidad muy especial para realizar estudios comparativos de la evolución de la fisonomía, composición florística, diversidad vegetal, integridad del suelo (erosión, tasa de infiltración, contenido de agua a lo largo del año) y el caudal de los arroyos en la estación seca. En este proyecto proponemos seguir con mediciones de la evolución de la vegetación bajo los distintos escenarios y seguir averiguando métodos de restauración de la vegetación. Además, proponemos empezar a realizar mediciones relacionadas al valor de los distintos tipos de cobertura vegetal, resultado de cuatro siglos de historia de disturbio, sobre la diversidad y los recursos hídricos. Por otro lado, realizaremos mediciones ecofisiológicas en las especies dominantes, para comprender sus efectos sobre el ciclo del agua.

Caracterización de biotipos ovinos en relación a su producción de carne y lana en dos áreas de la provincia de Córdoba . Characterization of sheep biotypes in relation to the mutton and wool production in two areas into province of Córdoba.

Si bien las existencias ovinas en Córdoba son solo un 15% menores que las caprinas, esta producción no ha tenido igual énfasis en el desarrollo de proyectos de investigación, desarrollo y/o extensión. No obstante, las nuevas circunstancias productivas y las leyes de promoción han generado el desarrollo de emprendimientos comerciales que incluyen esta producción. Siendo una población ovina residual, en su gran mayoría está compuesta de majadas con base criolla y cruzas diversas con razas estandarizadas, frente a lo cual parecería que la problemática productiva de carne y lana tiene una seria limitante. Sin embargo, las experiencias en otros lugares del país y en otros paises confirma una buena alternativa de producción de carne de corderos pesados y lana para tapicería con cruzas y poblaciones primarias. Esto plantea la hipótesis que el desarrollo de sistemas de producción ovina basada en corderos livianos y/o pesados se complementa con la producción de lana para tapicería. El objetivo general de este proyecto es: evaluar biológica y económicamente biotipos ovinos ya criados en dos áreas de la provincia, en relación a la producción de carne y lana a través de estudios de estructuras de poblaciones y ensayos específicos, con la finalidad de conocer la posible rentabilidad en cada caso. El proyecto se va a desarrollar en dos localidades con carcacterísticas agroecológicas distintas: llanura con producción agrícola (Grupo Cambio Rural Los Pecorinos, Villa María) y pastizales de altura (Asociación de Arrendatarios de Pampa de Olaen, La Falda). Inicialmente se van a desarrollar estudios de estructura productiva en carne y lana e identificación de biotipos específicos y luego se va a desarrollar un ensayo de engorde de corderos destetados, evaluación de la producción de lana, del crecimiento y faena para evaluar calidad de canal y calidad de carne para dos categorias: livianos(2 meses edad de faena) y pesados (5 meses). Este proyecto pretende demostrar la factibilidad de producir corderos pesados en las condiciones actuales y con los biotipos existentes, cumpliementando el ingreso con la producción de lana de excelente calidada para la confección de alfombras, lo cual no deberías de ser incompatible entre sí (carne-lana).

Importancia del Ca2+ en la fisiología espermática: modulación de su actividad por progesterona y proteínas del plasma seminal. Importance of calcium in sperm physiology: its regulation by progesterone and proteins from the seminal plasma.

El objetivo general del proyecto es estudiar el efecto de la progesterona y de algunas proteínas del plasma seminal sobre la actividad del Ca2+ en diferentes procesos fisiológicos que ocurren en el espermatozoide, los cuales están estrechamente relacionados con la capacidad fertilizante de esta célula. La progesterona, principal esteroide secretado por las células del cumulus oophorus, ejerce su efecto a través de un receptor no-genómico provocando aumento en el calcio intracelular de los espermatozoides y, consecuentemente, promoviendo la capacitación, la respuesta quimiotáctica y la exocitosis acrosomal. Pese a estas observaciones, los mecanismos a través de los cuales la progesterona estimula fenómenos tan diversos en el espermatozoide son aún desconocidos. Tampoco se conoce con exactitud el papel funcional y los mecanismos de acción de algunas proteínas del plasma seminal que interaccionan y se unen a los espermatozoides, con alta especificidad, durante la eyaculación. Por lo tanto, resulta altamente interesante profundizar los estudios sobre las propiedades funcionales de las proteínas caltrin (calcium transport inhibitor) y ß-microseminoprotein (MSP) del plasma seminal de mamíferos, las cuales responden a las características mencionadas. Los estudios hasta ahora realizados han dado cuenta de que caltrin inhibe la incorporación de Ca2+ extracelular, previene la exocitosis acrosomal espontánea y promueve la unión espermatozoide-zona pelúcida. También hay datos preliminares que sugieren un efecto inhibitorio sobre la movilidad hiperactivada de los espermatozoides. Respecto a MSP, sólo se sabe que inhibe la exocitosis acrosomal espontánea y que su contenido, en el plasma seminal, guarda una relación inversa con la fertilidad. Por todo lo expuesto, se propone estudiar los mecanismos de acción de la progesterona y las proteínas caltrin y MSP sobre los procesos fisiológicos antes indicados. Para ello, se estudiarán las variaciones de Ca2+ intracelular en espermatozoides individuales sometidos a diferentes tratamientos (gradientes de progesterona, capacitación en presencia y ausencia de caltrin y/o MSP, etc.), usando video microscopía de fluorescencia y análisis computarizado de imágenes. También se examinará la influencia de estas moléculas sobre la interacción de gametas y la fertilización.