Las botanas producidas por método del proceso de extrusion cocción y posteriormente terminadas mediante un proceso térmico de expansión para su consumo final son conocidas como botanas de tercera generación (3G). La ventaja que tienen las botanas 3G sobre las botanas tradicionales o directamente expandidas, es que necesitan menor espacio de almacenamiento, menor temperatura de procesamiento y principalmente conservan una calidad de compuestos activos mayor.

El objetivo de esta investigación fue evaluar el uso de maíz azul, frijoles negro y acelgas, para investigar los efectos de la combinación de la tecnología de extrusión con la expansión con microondas y correlacionar los cambios que ocurren en la estructura y en la digestibilidad del almidón, con las propiedades mecánicas y físicas.

Como resultado se logró realizar la optimización de proceso de extrusion para la producción de botanas de tercera generación con adecuadas características físicas y mecánicas con digestibilidad del almidón reducida. Estos resultados muestran que se pueden producir botanas con beneficios potenciales para la salud a partir de frijoles negros, maíz azul y acelgas mediante una combinación de cocción por extrusión y calentamiento por microondas.

Esta investigación fue realizada por el Dr. David Neder Suarez el cual forma parte del proyecto de investigación 199 de programa “investigadores e investigadoras por México” llevado a cabo en la Universidad Autónoma de Chihuahua en colaboración con Universidad Autónoma de Sinaloa, con la participación del grupo de investigadores encabezados por el Dr. Armando Quintero Ramos, la Dra. Carmen Oralia Meléndez Pizarro, el Dr. León Raúl Hernández-Ochoa, Dra. María Janeth Rodríguez-Roque y M.C. Danger Tabio-García y los doctores Carlos Iván Delgado-Nieblas y José de Jesús Zazueta-Morales de la Universidad Autónoma de Sinaloa y Dr. Daniel Lardizábal-Gutiérrez del Centro de Investigación de Materiales Avanzados (CIMAV).

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Desarrollo y optimización de un pinole de maíz azul enriquecido coningredientes funcionales

07 de Junio 2022.
El pinole, es un alimento prehispánico, que se obtiene principalmente a partir del tostado de los granos de maíz, que son molidos y mezclados con diferentes ingredientes para lograr el sabor, aroma y propiedades nutricionales deseables.
El pinole, se consume usualmente como una bebida ya sea fría o caliente como atole, pero también se puede consumir directamente en su forma de harina (polvo). Este producto es conocido como un alimento tradicional mexicano, el cual se ha ido adaptando a las necesidades y costumbres de diferentes regiones de México.
Sin embargo, su alto contenido energético, propiedades nutricionales, fisicoquímicas, funcionales y de aceptabilidad, están relacionadas a los cambios que ocurren durante el tostado y a su formulación con la adición de diversos ingredientes.
En esta investigación se estudió el efecto del tostado (tiempo-temperatura) de maíz azul con la finalidad de obtener una base de maíz tostado con pérdidas mínimas de compuestos bioactivos y color, pero con propiedades físicas y reológicas adecuadas. Con lo anterior, se desarrolló una formulación de pinole de maíz azul enriquecido con amaranto, chía, garbanzo y avena, a través de la optimización de sus características nutricionales, fisicoquímicas, funcionales y reológicas.
El tostado de maíz azul causó cambios en su contenido de antocianinas, polifenoles y actividad antioxidante, así como en sus propiedades de viscosidad y microestructurales al incrementarse el tiempo y temperatura de tostado. Los 4 ingredientes añadidos (chía, amaranto, garbanzo y avena) presentaron efectos en las diferentes propiedades nutricionales, fisicoquímicas, funcionales y reológicas analizadas. La mezcla óptima de pinole de maíz azul obtenida presentó mejores propiedades que un pinole de maíz azul local.
Esta investigación fue realizada por el Dr. Miguel Ángel Sánchez Madrigal durante su posdoctorado en la Universidad Autónoma de Chihuahua con la participación de un valioso grupo de investigadores encabezados por el Dr. Armando Quintero Ramos, la Dra. Carmen Oralia Meléndez Pizarro, la M.C. María Aurora Soto Dagnino, el Dr. David Neder Suárez, la Dra. Jazmín Leticia Tobías Espinoza perteneciente a la Facultad de Enfermería y Nutriología y por el Dr. Francisco Paraguay Delgado del Centro de Investigación de Materiales Avanzados (CIMAV).

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Uso de microalgas rojizas como conservante natural con aplicación en preparados cárnicos

06 de Abril 2022.
La oxidación de grasas representa el principal problema relacionado con deterioro de calidad en preparados cárnicos frescos.
La astaxantina es un carotenoide de alta coloración rojiza a la cual se le han atribuido diversos efectos biológicos in-vitro con beneficios sobre la salud, tales como el poder antioxidante y anticancerígeno. Este carotenoide ha sido encontrado principalmente en varios microorganismos como microalgas, específicamente en una llamada Haematococcus pluvialis, pero también en animales marinos como truchas o salmón y en plumas de ciertas aves.
Aunque su uso como colorante alimenticio está avalado por la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos; por sus siglas en inglés) y por la Comisión Europea, el uso de este carotenoide con fines antioxidantes ha sido poco estudiado en alimentos, sobre todo en cárnicos.
Debido a estas razones se evaluó la incorporación de diversas concentraciones (20 a 80 ppm; partes por millón) de astaxantina en preparados cárnicos, específicamente en carne de cordero en preparación para hamburguesa tanto fresca como congelada y cocinada. A su vez, el efecto que ocasionaba la adición de este carotenoide fue comparado con el causado por antioxidantes comúnmente utilizados en la industria cárnica (Ascorbato y metabisulfito de sodio).
Los resultados mostraron un efecto antioxidante y colorante directamente proporcional a la cantidad de astaxantina empleada, llegándose a obtener resultados inclusive mayores que con los antioxidantes de uso común en cárnicos.
Esta investigación fue realizada por el Dr. Diego Eloy Carballo Carballo durante sus estudios de doctorado en la Universidad de León en España.

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Lecitinas y su uso en un tipo especial de emulsiones (microemulsiones)

04 de Abril 2022.
Las lecitinas son un subproducto que se obtiene del refinamiento de aceites vegetales crudos. Este subproducto de consistencia viscosa y amarillenta-café contiene una rica mezcla de fosfolípidos. Las lecitinas son ampliamente usadas en las industrias farmacéuticas y alimenticias, debido a su abundancia, bajo costo y escasa toxicidad. La popularidad de las lecitinas se debe a sus propiedades como su balance hidrofílico- lipofílico (HLB), su capacidad para formar micelas a bajas concentraciones (CMC), así como otras estructuras (p.e., liposomas, micelas invertidas). Por otra parte, las microemulsiones son un tipo particular de emulsiones, las cuales son diametralmente diferentes a las nanoemulsiones. Por ejemplo, las microemulsiones son sistemas altamente estables con el tiempo (no se separan las fases), no requieren equipo caro para formarse (se forman espontáneamente), son de fácil preparación y crean micelas microscópicas; por lo que son transparentes. Actualmente existen pocas investigaciones que evidencien la capacidad de las lecitinas para usarse como ingredientes en la formulación de microemulsiones. Sin embargo, existe suficiente evidencia para afirmar que es posible generar microemulsiones solo con ingredientes alimenticios como las lecitinas.
Actualmente, el Dr. Néstor Gutiérrez Méndez, en colaboración con otros investigadores como la Dra. Martha Yarely Leal Ramos, Dra. Martha Graciela Ruíz Gutiérrez, Dra. María del Rosario Peralta Pérez, Dr. José Carlos Rodríguez Figueroa y la M.C. Dely Rubí Chávez Garay y la Q.B.P Liliana Piñón Gómez, realizan trabajo experimental para corroborar la capacidad de las lecitinas de formar microemulsiones al combinarse con otros ingredientes alimenticios. Estos trabajos se realizan principalmente en el laboratorio de Análisis de Alimentos 1 y 2 de la Facultad de Ciencias Químicas (UACH) a cargo del Dr. Néstor Gutiérrez. Además, estos trabajos forman parte de tesis de posgrado del programa de Maestría en Ciencia en Ciencia y Tecnología de Alimentos, así como del programa de Doctorado en Ciencias Químicas.

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Generación de un azúcar rico en polifenoles

24 de Febrero 2022.
Los polifenoles son moléculas presentes en muchas plantas y sus frutos. La ingesta regular de estos compuestos se ha asociado a múltiples beneficios a la salud en humanos. Sin embargo, su incorporación en los alimentos procesados no es tarea fácil, debido a que son muy sensibles a su degradación. Por lo que en este trabajo se busco incorporar polifenoles como la epigalatocatequina-3-galto (EGCG) y la rutina dentro de la estructura de cristales de lactosa. De esta manera se generaría un azúcar rico en polifenoles que permita proteger a estos compuestos durante su incorporación en alimentos procesados.
La lactosa es el azúcar natural de la leche de mamíferos. A diferencia de la glucosa, la lactosa es menos dulce y tiene un menor índice glicémico. Otra característica particular de la lactosa es que tiene gran afinidad con las proteínas y con los polifenoles. En la presente investigación se realizaron experimentos intentando incorporar quercetina o rutina dentro de la estructura de cristales de lactosa. Entre los principales resultados se encontró que la EGCG se incorporaba pobremente dentro de los cristales de lactosa, mientras que la rutina si se incorporaba exitosamente.
Nuestros resultados indican que los polifenoles se pueden incorporar exitosamente dentro de la estructura cristalina de azúcares como la lactosa. Aunque esta incorporación depende mucho de la naturaleza (hidrofóbica) del polifenol para que tal incorporación ocurra con éxito.
El presente trabajo pertenece a una serie de proyectos relacionados con la cristalización de la lactosa, los cuales ha desarrollado en los últimos años el Dr. Néstor Gutiérrez-Méndez junto con un valioso grupo de investigadores expertos en múltiples disciplinas como química analítica, química computacional, ciencia de los alimentos, y ciencia y tecnología de productos lácteos. Los investigadores que han participado en estos proyectos son la Dra. Yanira Sánchez García, Dra. Martha Yarely Leal Ramos, Dra. Linda Landeros-Martínez, Dr. Víctor Hugo Ramos Sánchez, Dr. Raúl Orozco Mena, Dr. Iván Salmerón y Dr. David Sepúlveda..

Producción de almidón resisteNTE a partir de proceso de extrusión-cocción como fuente de fibra soluble.

17 de Febrero 2022.

El consumo de productos a base de altos contenidos de almidón ha llevado a problemas de salud, por lo que se ha incrementado el desarrollo y producción de alimentos que minimiza el uso del almidón por compuestos como fibras solubles, las cuales aportan beneficios a la salud del consumidor, además de mejorar la funcionalidad del alimento. Una alternativa al uso de fibras es el almidón resistente (RS), el cual se define como el almidón modificado o fracciones de almidón que no es absorbido en el intestino delgado de individuos sanos y muestra beneficios similares a la fibra soluble.

En este estudio se realizó la optimización de obtención de almidón resiste mediante el proceso de extrusión-cocción con adición de ácido cítrico. A través de esta modificación al almidón, se observaron cambios en sus propiedades fisicoquímicas, texturales y estructurales. Resultando en un incremento del 71 % de RS con respecto al almidón nativo. Además, que el método de método de producción tiene ventajas como un proceso continuo de alta productividad y no genera fuentes de contaminación.

Este trabajo se llevó a cabo en forma conjunta entre el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, la Universidad Autónoma de Nuevo León y la Universidad Autónoma de Chihuahua, con la participación de Dr. David Neder Suárez, Dr. Carlos Abel Amaya-Guerra, Dra. Esther Pérez Carrillo y Dr. Armando Quintero-Ramos.

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Uso de frijol y maíz pigmentado para la elaboración de botanas saludables 3G altas en compuestos biactivos

17 de Febrero 2022.

Las botanas tradicionales se caracterizan por ser alimentos ligeros, pequeños y listos para comer, estas botanas se clasifican como comida chatarra debido a su bajo contenido de nutrientes, alto contenido de conservantes e ingredientes como grasas dañinas a la salud, así como alta degradación de compuestos.

Una alternativa a los bocadillos tradicionales son las botanas de tercera generación (3G) llamados así debido a que no están listos para comer y deben pasar por proceso de expansión antes de que puedan consumirse. La tecnología líder para la producción de botanas es la extrusión-cocción, definiéndola como un proceso termo-mecánico que involucra el transporte de un material, bajo condiciones controladas (temperatura, humedad y velocidad del equipo), durante este transporte se produce cambios en macromoléculas (almidón o proteína), los cuales generan las características finales de los productos.

Los bocadillos comerciales tradicionales se producen a partir de almidón de maíz o papa sin ofrecer una calidad nutricional adecuada o beneficios para la salud. La incorporación de frijoles y maíces pigmentados como ingrediente a estas botanas presentan una alternativa beneficiosa debido a su alto contenido en proteínas, fibra y carbohidratos complejo, así como su alto contenido de compuestos bioactivos, siendo uno de los más importantes las antocianinas.

La incorporación de frijol y maíz pigmentado como ingredientes en la producción de botanas 3G mediante el uso de la tecnología de extrusión cocción, se obtuvieron botanas de calidad con propiedades estructurales adecuadas y con alto retención de antocianinas.

Estos resultados forman parte del proyecto de investigación 199 de programa “investigadores e investigadoras por México” bajo el cargo del Dr. David Neder Suarez. El trabajo se llevó a cabo en la Universidad Autónoma de Chihuahua en colaboración con Universidad Autónoma de Sinaloa, con la participación de Dra. Carmen Oralia Meléndez-Pizarro, Dr. León Raúl Hernández-Ochoa, Dr. Carlos Iván Delgado-Nieblas, Dr. José de Jesús Zazueta-Morales, Dr. Armando Quintero- Ramos.

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Aplicaciones de la nanotecnología: Funcionalización de Nanopartículas para combatir bacterias resistentes a antibióticos.

2 de Febrero 2022.

La problemática mundial actual con respecto a la resistencia de bacterias a antibióticos es cada vez más alarmante. El uso indiscriminado de estos en el área de la veterinaria y salud pública, así como un desecho inapropiado de los mismos ha generado que la resistencia a antibióticos (RA) se encuentre cada vez una mayor diversidad de bacterias. Al respecto, en febrero de 2017 la OMS (Organización Mundial de la Salud) publica una lista de bacterias resistentes a antimicrobianos prioritarios. En donde exhorta a los investigadores al estudio y generación de nuevos antibióticos en contra de estos microorganismos.

La búsqueda de nuevos antibióticos es muy amplia, y dentro de esta búsqueda se ha sugerido el uso de nanopartículas metálicas, así como de óxidos para combatir esta resistencia. El uso de nanopartículas para la unión y transporte de antibióticos puede bloquear o alterar de cierta manera los mecanismos de resistencia a antibióticos (MRA). El combate a estos MRA va desde el bloque de las bombas de eflujo, lo cual evita la expulsión del antibiótico al exterior de la bacteria. Incremento de la concentración del antibiótico dentro de la bacteria. Daño a la pared celular bacteriana en conjunto con el antibiótico, entre otros. En este trabajo se hizo una revisión de los mecanismos de resistencia a antibióticos, mecanismos de transferencia de genes de resistencia a antibióticos, así como el uso de nanopartículas para combatir los diferentes mecanismos de resistencia a antibióticos. Este trabajo es producto de la colaboración de la estudiante de doctorado de Ciencia y Tecnología Ambiental Andrea-Sarahi Balderrama-González, Dra. Claudia-Adriana Ramírez-Valdespino, Dr. Erasmo Orrantia-Borunda, Dra. Hilda-Esperanza Esparza-Ponce del Centro de Investigación en Materiales Avanzados y las Dras. Linda-Lucila Landeros-Martínez e Hilda Amelia Piñón Castillo de la Facultad de Ciencias Químicas, UACH.

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Induciendo ferromagnetismo donde no debería existir

29 de Enero 2022.
El ferromagnetismo es una propiedad de materiales formados por elementos cuyos átomos poseen momentos magnéticos alineados paralelamente entre sí. Solo existen tres elementos que exhiben ferromagnetismo a temperatura ambiente: hierro, cobalto y níquel. A partir de estos elementos se han creado aleaciones metálicas y óxidos con diversas propiedades magnéticas. Un interés de la industria de la nanoelectrónica es fabricar semiconductores magnéticos dopando el germanio y el silicio con átomos magnéticos. Sin embargo éstos semiconductores solo son magnéticos a muy bajas temperaturas. Otra familia de materiales semiconductores magnéticos son aquellos basados en ZnO, SnO 2 o TiO 2 dopados con elementos de transición ubicados en el periodo 3d de la tabla periódica, que exhiben ferromagnetismo a temperaturas muy por encima de la temperatura ambiente.

En este trabajo de investigación se eligió al ZnO como óxido semiconductor, y al vanadio como elemento magnético dopante. El vanadio, descubierto por primera vez en México, es paramagnético, es decir, sus momentos magnéticos están orientados de forma aleatoria careciendo de magnetización espontánea. La combinación particular del ZnO y V radica en que sitios de la estructura cristalina del ZnO donde, de forma natural, existen vacancias o ausencias de átomos de oxígeno (V O ) que producen nubes electrónicas locales llamadas polarones. En éstas posiciones se localizan los electrones donados por el Zn, pero al no ser atraídos por átomos de oxígeno, estos quedan libres formando un orbital esférico tipo s de gran tamaño que acoge a varios átomos de vanadio. Dentro de este polarón, los momentos magnéticos de los átomos de vanadio interactúan entre sí para alinearse paralelamente. Este tipo de ferromagnetismo es útil para la fabricación de dispositivos nanoelectrónicos donde no solo se emplea la carga del electrón, sino además su spin. A esta área de la electrónica se le conoce como spintrónica y permite el diseño de nuevos dispositivos con más y mejores características que aquellos que solo emplean la carga del electrón para su operación. El dopaje del ZnO con el vanadio se llevó a cabo mediante diferentes condiciones de sinterizado de polvos nanométricos.

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Magnetización gigante en nanopelículas de baja magnetización

29 de Enero 2022.

La rápida evolución de las memorias RAM (Random Access Memory) ha asegurado el funcionamiento de aplicaciones y programas cada vez más demandantes de memoria y velocidad de procesamiento. Es por esto que la búsqueda de nuevos materiales permite la elaboración de diferentes tipos de memorias RAM, que responden en diferente medida a cada una de estas necesidades de almacenamiento y procesamiento de información. La MRAM (Magnetoresistive RAM) es una memoria que posee las grandes ventajas de todas las memorias actuales juntas. Por ejemplo, es muy rápida en sus ciclos de escritura y lectura, no pierde su información una vez cortado el suministro de energía eléctrica, consume muy poca energía eléctrica y es mucho más pequeña que cualquiera de las actuales. Para poder producir en serie memorias MRAM de 8 o más GB e introducirlas en el mercado, se buscan materiales con propiedades magnéticas específicas como baja viscosidad magnética y alta estabilidad magnética ante altas temperaturas y campos magnéticos externos. Un material que reúne estas propiedades es el Mn 3 Ga en su estructura tetragonal, que no está formado por elementos excesivamente costosos o químicamente muy reactivos como las tierras raras.

Este trabajo de investigación demostró que, conforme se reduce el espesor de películas de Mn 3 Ga desde 50 hasta 2 nm, la magnetización incrementa desde 110 kAm -1 hasta una magnetización gigante de 1500 kAm -1 semejante a la magnetización del hierro de 1700 kAm -1 que es el elemento ferromagnético con mayor magnetización en la naturaleza. El significativo incremento de la magnetización se debe a efectos de superficie de las nanopartículas que forman la película, conforme el grano crece, estos efectos de superficie disminuyen hasta el grado de ser despreciables. Esto es una aportación importante, ya que la fabricación de las MRAM está basada en apilamientos de películas magnéticas ultra delgadas. A estos espesores nanométricos, gran cantidad de materiales, como el Fe, se vuelven superparamagnéticos, es decir, carecen de magnetización espontánea, lo cual los hace incompatibles para aplicaciones en la electrónica de spin.

El grupo de trabajo estuvo conformado por la Dra. Rocío Margarita Gutiérrez-Pérez con adscripción actual en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua, por el Dr. Sion F. Olive Méndez, el Dr. Francisco Espinosa Magaña y el M.C. José T. Holguín Momaca del Centro de Investigación en Materiales Avanzados S. C. (CIMAV) y por el Dr. José T. Elizalde Galindo de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ).

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Antiferromagnetismo para aplicaciones en spintrónica

29 de Enero 2022.

Un compuesto con numerosas propiedades magnéticas en sus tres estructuras cristalinas: Tetragonal, hexagonal y cúbica, es el Mn 3 Ga, siendo la fase tetragonal la más estable termodinámicamente. Las fases cúbica y hexagonal se pueden obtener en forma de película delgada si estas son crecidas sobre substratos monocristalinos con simetría atómica cúbica o hexagonal. La fase cúbica del Mn 3 Ga es antiferromagnética, es decir, su magnetización espontanea es nula y esto se debe a dos redes ferromagnéticas imbricadas, con orientaciones magnéticas opuestas. Los materiales antiferromagnéticos han ganado importancia en la comunidad científica y tecnológica debido a su alta estabilidad magnética y ausencia de campos magnéticos en su entorno.

Este trabajo de investigación consistió en encontrar las condiciones para las cuales la reducción en el contenido de Mn produce ferromagnetismo en películas delgadas de la fase cúbica de Mn 3 Ga y determinar las características magnéticas de este compuesto. Se encontró que la estructura cúbica se conserva reduciendo la cantidad de Mn hasta obtener la fórmula química Mn 2.6 Ga. Con esta pequeña reducción del contenido de Mn, el compuesto presenta una transformación de antiferromagnético a ferromagnético incrementando su magnetización de 0 a 100 kAm -1 , un valor relativamente bajo, pero necesario para lograr ciclos ultra-rápidos de escritura y lectura en memorias magnéticas de dispositivos fijos y móviles. Este trabajo es de los primeros en reportar el crecimiento de la fase cúbica en forma de película delgada. Se aporta conocimiento nuevo en cuanto a las propiedades de compuestos antiferromagnéticos y sus variantes para la elaboración de memorias magnéticas. Actualmente se trabaja en el acoplamiento magnético de la película ferromagnética de Mn 2.6 Ga y de películas antiferromagnéticas de Mn 3 Ga.

La autora principal de este trabajo, la Dra. Rocío M. Gutiérrez Pérez, actualmente tiene adscripción en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua, y realizó dicho trabajo en colaboración con el Dr. Sion Olive y el M.C. José Holguín del Centro de Investigación en Materiales Avanzados S. C. (CIMAV), con las Doctoras Caroline A. Ross y Guo Tian, y el Dr. Shuchi Sunil Ojha del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y con el Dr. Ricardo López Antón de la Universidad de Castilla-La Mancha.

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Epoxidación quimioenzimática de ésteres metílicos de ácidos grasos altamente insaturados

20 de Enero 2022.

Al inicio de la segunda mitad del siglo XIX, exactamente en el año 1859, la humanidad comenzó una constante y creciente extracción y transformación de hidrocarburos más conocidos como petróleo. Estos compuestos químicos permitieron a la comunidad científica tener nuevas moléculas necesarias para la obtención de materiales que le han brindado bienestar a la sociedad a través de productos como la gasolina, gas butano, asfalto, fertilizantes, plaguicidas, fungicidas, herbicidas, telas sintéticas, plásticos, detergentes etc. La obtención de estos derivados depetróleo genero una serie de comodidades y beneficios a la humanidad incrementando significativamente el estilo y la esperanza de vida. Los materiales poliméricos conocidos comúnmente como plásticos son uno de los materiales derivados de petróleo más utilizados en el mundo. En la industria de los plásticos, para conseguir las propiedades deseadas (dureza, elasticidad y flexibilidad) es necesario utilizar aditivos químicos los cuales controlan estas características. Por muchos años se han utilizado los derivados de ácido ftálico como plastificantes, estos ofrecen una amplia gama de características permitiendo obtener materiales plásticos a la medida de las necesidades. Desafortunadamente, múltiples estudios han demostrado que estos compuestos migran fácilmente de los plásticos al ambiente en el que son utilizados y son altamente tóxicos al humano ya que actúan como disruptores endocrinos, alterando las funciones del sistema endocrino y causando efectos adversos en la salud de los individuos bloqueando o mimetizando la respuesta a las hormonas esteroideas y alterando la biosíntesis hormonal. El trabajo de investigación desarrollado bajo la dirección del Dr. David Chávez Flores de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua y en colaboración con el Centro de Materiales Avanzados y la Facultad de Química de Florida Gulf Coast University, titulado“Epoxidación enzimática de esteres metílicos altamente insaturados y su aplicación como plastificantes de Acido Poliláctico” fue un estudio que demostró la utilidad del aceite de semilla de uva como materia prima para la producción de aditivos plastificantes de polímeros. Utilizando una síntesis ambientalmente amigable, catalizada por enzimas así como técnicas sofisticadas de resonancia magnética nuclear, análisis termogravimétrico y calorimetría diferencial de barrido fue posible obtener epóxidos de ester metílico de ácidos grasos y evaluar la utilidad de estos en películas de ácido poliláctico determinando que los materiales derivados de aceite de uva modifican favorablemente las propiedades térmicas de ácido poliláctico.

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Bases schiff y su aplicación en corrosión

30 de Noviembre 2021.

Cuantas veces nos hemos preguntado porque hay formación de manchas de óxido sobre la superficie de una reja o de ese triciclo que tiene meses expuesto en la intemperie. Estos dos ejemplos son algunos de los casos de corrosión que nos rodean entonces ahora tenemos otra pregunta que hacernos en este momento ¿Qué es la corrosión? Simplemente es el ataque destructivo de los metales por su entorno que provoca enormes pérdidas por destrucción de metales. Una de las formas más efectivas de mitigar la corrosión es el uso de inhibidores decorrosión los cuales son de gran importancia, ya que se emplean ampliamente en minimización de residuos metálicos en material de ingeniería. Las bases de Schiff, que son ligandos quelantes potenciales en la química de coordinación, muestran aplicaciones prometedoras como inhibidores de la corrosión.

Tres bases Schiff, fueron sintetizadas a partir de 3,3´-metilendianilina y utilizados como inhibidores de corrosión para acero al carbon 1018 en ácido sulfúrico 0,5 M, mostrando estos tres compuestos un comportamiento eficiente como inhibidores de corrosión. El trabajo teórico-experimental se llevó a cabo con la colaboración de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua por la Dra. Linda-Lucila Landeros-Martínez, el Dr. E.A. Flores-Farias, el Dr. J.G. González-Rodríguez, el Dr. V. Barbae, el Dr. A. González-Hernández y Dr. López-Sesenes de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, el Dr. J.P. Flores-De los Ríos del Tecnológico Nacional de México de Chihuahua.

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Uso de un complejo metálico de curcuma longa como inhibidor de la corrosión

30 de Noviembre 2021.

Los inhibidores industriales más utilizados para disminuir la corrosión son aquellos que contienen nitrógeno, azufre, oxígeno o carbono provocando daños al ambiente, por lo cual se han realizado muchos esfuerzos en los últimos años en buscar alternativas naturales. Los inhibidores verdes son una alternativa amigable para el medio ambiente. El uso de compuestos que se encuentran en plantas, incluidas semillas, raíces y flores contienen compuestos fitoquímicos que incorporan inhibidores de corrosión eficaces, lo que llevó a estudiar a la curcumina uno de los principales compuestos fenólicos presentes en el rizoma de Curcuma longa que ha sido utilizada como anticorrosivo del acero en conjunto con sus complejos metálicos.

El complejo metálico que contiene estaño-Curcuma longa analizado en este trabajo mostro una reducción de la tasa de corrosión del acero debido a su adsorción sobre la superficie del mismo afectando la cinética de los procesos de corrosión, y sus eficiencias de inhibición aumentaron con un aumento de la concentración de inhibidor, además los cálculos teóricos realizados demostraron la relación entre la eficiencia del inhibidor y sus propiedades electrónicas. El trabajo teórico- experimental se llevó a cabo con la colaboración de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua por la Dra. Linda-Lucila Landeros-Martínez, el Dr. E.A. Flores-Farias, el Dr. J.G. González-Rodríguez, el Dr. V. Barba y Dr. López-Sesenes de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, el M. Casales de la Universidad Nacional Autónoma de México y el Dr. J.P. Flores-De los Ríos de la de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chihuahua.

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Ácido 𝛂 - linolenico como inhibidor verde

30 de Noviembre 2021.

La corrosión de materiales metálicos es generalmente perjudicial y aún más si utilizamos métodos que son agresivos con el medio ambiente. Por tanto, existe una gran necesidad cada vez mayor de utilizar de forma más ecológica inhibidores de corrosión amigables los cuales son conocidos como inhibidores verdes. En México, desde hace mucho tiempo la Salvia hispánica L. ha sido una semilla muy utilizada debido al hecho que contiene principalmente ácidos linoleico y -linoleico, considerando este último compuesto como un potencial candidato a ser utilizado como inhibidor verde.

El análisis del ácido -linoleico mostró ser un inhibidor verde eficaz. Las curvas de polarización han demostrado que el ácido α-linolénico es un buen tipo de inhibidor mixto con un efecto más fuerte sobre las reacciones electroquímicas de desprendimiento de hidrógeno catódico. Además, el análisis computacional indico una alta tendencia de ácido α-linolénico a donar electrones debido a la facilidad que tiene de protonarse en sus átomos de oxígeno, actuando estos como posibles centros de adsorción del inhibidor. El trabajo teórico-experimental se llevó a cabo con la colaboración de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua por la Dra. Linda-Lucila Landeros-Martínez, el Dr. I.A. Hermoso-Diaz del Departamento de Ingeniería Química y Química Aplicada de la Universidad de Toronto, el Dr. R. López-Cecenes de la Facultad de Ciencias e Ingeniería Química, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, el Dr. J.P. Flores- De los Ríos de la de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chihuahua, el E. Sarmiento-Bustos de la División Mecánica Industrial, Universidad Tecnológica Emiliano Zapata del Estado de Morelos, y los doctores J. Uruchurtu-Chavarin y J.G. González-Rodríguez del Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos

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Un proceso fotoquímico sostenible para la obtención de productos de valor agregados apartir de emisiones contaminantes ricas en so2

10 de Noviembre 2021.

La quema de combustibles fósiles implica la generación de gases de efecto invernadero. En particular el empleo de combustóleo en centrales termoeléctricas deriva en la generación de emisiones contaminantes que además contribuyen a la denominada lluvia ácida, pues son ricas en dióxido de azufre (SO 2 ) Este gas tiene efectos negativos en la salud humana, en particular ocasionando enfermedades cardiopulmonares, por lo que las regulaciones ambientales han dictado la necesidad de implementar procesos de desulfuración, tales como lavadores de gases, los cuales presentan eficiencias superiores al 90%.

El presente trabajo se centró en la propuesta de un mecanismo de reacción, determinación de parámetros cinéticos, simulación del proceso y finalmente el análisis de ciclo de vida de la fotooxidación de las soluciones provenientes de los lavadores de gases anteriormente mencionados empleando un fotorreactor comercial, convencionalmente empleado para la desinfección de agua para consumo humano. Los resultados experimentales revelaron la importancia de la formación de radicales libres que inician un par de rutas de reacción que resultan en la producción de hidrógeno y un fertilizante, tal como lo muestra la figura.

Estos hallazgos permitirán que en el futuro se puedan implementar estos sistemas de desulfuración energizándolos mediante energías renovables y obteniendo productos de valor agregado, tales como fertilizantes e hidrógeno, a partir de emisiones contaminantes de una manera sostenible. Este trabajo se llevó a cabo en forma conjunta entre el Centro de Investigación en Materiales Avanzados y la Universidad Autónoma de Chihuahua, donde el Dr. Víctor Hugo Ramos Sánchez del Cuerpo Académico de Química Aplicada y Educativa colabora con él con el grupo de investigación de la Dra. Virginia Collins, Jefa del Departamento de Ingeniería y Química de Materiales.

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Implementing a sustainable photochemical step to produce value-added products in flue gas desulfurization

Betabel como fuente de antioxidantes para el desarrollo de alimentos funcionales

17 de agosto 2021.

Existe un creciente interés por el consumo de alimentos funcionales. Los alimentos funcionales son aquellos que aportan beneficios a la salud más allá de las características nutricionales básicas. Un ejemplo de un alimento funcional de alto consumo es el yogur, este producto posee propiedades benéficas debido a su contenido de sustancias con actividad biológica. Sin embargo, en este tipo de productos comunmente se utilizan ingredientes artificales, específicamente colorantes, que van en contra de la tendencia hacia consumir alimentos elaborados con ingredientes naturales. Además de que el uso de aditivos en la producción de yogur tiene una influencia en la calidad del producto.

El extracto de betabel se considera una fuente potencial de nutrientes, especialmente antioxidantes y puede ser usado como un ingrediente para la elaboración de alimentos funcionales. Su potencial se debe a que contiene compuestos polifenólicos y una clase única de pigmentos: las betalaínas; que incluyen dos clases de compuestos: betacianinas (rojas) y betaxantinas (amarillas) que le confieren actividad biológica como antioxidante, anti-inflamatoria, antidiabética, entre otras. Una desventaja de estos compuestos es que son inestables a ciertas condiciones de procesamiento de alimentos como cambios de pH, altas temperaturas y presencia de luz y oxígeno. Por lo que su uso en el desarrollo de alimentos debe ser evaluado. Una forma de utilizar el extracto de betabel es liofilizarlo (deshidratarlo a bajas temperaturas), utilizando como auxiliares del proceso polisacáridos naturales como inulina y maltodextrina para su encapsulación.

La encapsulación por liofilización, utilizando maltodextrina o inulina, resultó ser un método eficaz para estabilizar las betalaínas. Los yogures obtenidos con extracto de betabel encapsulado tuvieron una mayor preferencia, en cuanto a las características de color, gusto y apariencia general, que los yogures elaborados sin extracto de betabel, en la evaluación por los consumidores. La adición de extracto de betabel encapsulado no modificó las características reologicas (características del fluído) del yogurt pero si se incremento significativamente el contenido de proteína y la actividad antioxidante, mientras que la sinéresis o desuerado del yogurt se redujo. El color observado en los yogures se mantuvo en una tendencia al rojo, por la presencia de las betalaínas. El contenido de estos pigmentos se mantuvo durante la vida en anaquel del yogur, al igual que el contenido de polifenoles y de la actividad antioxidante. Estos resultados indican que los extractos de betabel encapsulados son un ingrediente prometedor para incrementar las propiedades funcionales de los alimentos, en especial las de los yogures o productos lácteos donde se desee resaltar el uso de pigmentos naturales.

Estos resultados forman parte del proyecto de investigación para la obtención del grado de Maestría de la estudiante Martha Azucena Flores Mancha. El trabajo se llevo a cabo en la Facultad de Zootecnia y Ecología en colaboración con la Facultad de Ciencias Químicas, ambas Facultades de la Universidad Autónoma de Chihuahua con la participación de Dra. América Chávez Martínez, la Dra. Martha Graciela Ruiz Gutiérrez, la Dra. Ana Luisa Rentería Monterrubio, el Dr. Rogelio Sánchez Vega, la Dra. Juliana Juárez Mora y el Dr. Eduardo Santellano Estrada.

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Zeolita natural y su aplicación en el tratamiento de agua

17 de agosto 2021.

Las aguas residuales tratadas se pueden reutilizar para fines específicos como riego de jardines, agua para sanitarios, procesos industriales y otros. Lo que podría disminuir significativamente el uso de agua dulce. Algunas metodologías/técnicas de adsorción son eficientes y económicas para eliminar contaminantes de aguas residuales tratadas y agua potable. Por ejemplo, la zeolita natural se ha utilizado en filtros empacados para eliminar ciertos metales y metaloides del agua superficial, disminuir los cationes del agua para uso industrial y agua potable, absorber amonio en los suelos para reducir la contaminación del agua y reducir la salinidad, entre otras aplicaciones. El primer uso de zeolita natural como intercambiador de iones inorgánicos se documentó hace 50 años.

Varios estudios muestran la capacidad de intercambio iónico de la zeolita aplicada para el tratamiento del agua. Sin embargo, existe una falta de información sobre los iones que se filtran de este material y la interacción con las nanopartículas en el agua. A la fecha, no hay evidencia de que la zeolita natural filtre iones al agua cuando se usa como filtro de descontaminación. Además de utilizar zeolitas naturales, la tecnología de las nanopartículas se ha estudiado ampliamente para documentar la adsorción de metales en el agua mediante la aplicación de un campo magnético. El objetivo de esta investigación fue determinar las cantidades de cationes: Na+, K+, Mg+2, Ca+2, y aniones: F−, Cl− SO42− y NO3− lixiviados de zeolita natural en filtros adicionados con nanopartículas férricas después pasando aguas residuales. Estos iones fueron seleccionados debido a su importancia reportada en la calidad de la reutilización del agua con fines agrícolas. Nuestra hipótesis de investigación es que ciertas zeolitas filtran iones en el agua que se filtra. Por lo tanto, este material requiere tratamiento antes de ser utilizado para descontaminar el agua.

El estudio se realizó entre la Facultad de Ciencias Químicas por la Dra. Beatriz A. Rocha Gutierrez y la Dra. Lourdes Ballinas Casarrubias y por la Facultad de Zootecnia y Ecología de la Universidad Autónoma de Chihuahua; el Dr. Hector Osbaldo Rubio Arias y la Ing. Evelyn María Miramontes Gutierrez en colaboración del M.C. Jesús Manuel Ochoa Rivero del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP).

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Efecto de los aceites esenciales y su efecto sobre microorganismos

17 de agosto 2021.

Es bien conocido que muchos aceites esenciales tienen actividades antimicrobianas, antifúngicas e incluso antiparasitarias. También se ha reportado que los compuestos con estructuras de terpenos y terpenoides, además de ser responsables del aroma de los aceites esenciales, son en gran parte responsables de su efecto antimicrobiano. Parte del debate también es si es mejor sólo utilizar los compuestos mayoritarios, o si los múltiples componentes de los aceites esenciales presentan efectos sinérgicos que mejoran el efecto antimicrobiano.

El grupo de investigación de Fisiología Microbiana, que encabeza la Dra. Nevárez en la Facultad de Ciencias Químicas, ha realizado trabajo de investigación con el uso de aceite esencial de orégano en bacterias y hongos. El orégano es uno de los aceites con mayor actividad antimicrobiana, pero al igual que con otros aceites, su mecanismo de acción no se ha descrito completamente. Es posible que el efecto sea similar que para otros aceites esenciales y sus compuestos mayoritarios, por lo que también se han desarrollado trabajos de las propiedades teóricas de los compuestos, trabajos en colaboración con la Dra. Luz María Rodríguez Valdéz.

Evaluar si las estructuras externas como la membrana y la pared celular de los microorganismos, tienen influencia en su respuesta a los aceites esenciales y sus componentes mayoritarios, fue parte de los objetivos de la tesis de Maestría en Biotecnología de Sergio Andrade Ochoa. Se evaluaron seis aceites esenciales y sus componentes mayoritarios, sobre bacterias Gram positivas, Gram negativas, hongos y protozoarios. Los métodos de evaluación son diferentes, por lo que se consideró como variable de respuesta, la actividad biológica.

Los resultados mostraron un efecto diferente de los aceites esenciales y los compuestos mayoritarios, pero en general, los protozoarios fueron más susceptibles que los hongos y las bacterias. Entre las bacterias, las Gram negativas fueron más resistentes que las Gram positivas. Sugerimos que hay más de un mecanismo de acción involucrado en el efecto antimicrobiano de los aceites esenciales, que pueden ser similares en eucariotes, y diferentes a los que se presentan en procariotes.

Parte de este trabajo, se realizó en la Escuela de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional, con la colaboración del Dr. Benjamín Nogueda y la Dra. Luvia Sánchez y la participación de la Dra. Karla Fabiola Chacón. En el grupo de trabajo también incluyó a la Dra. Blanca Rivera, del CA-UACH-131 Microbiología en Salud y Ambiente.

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Nuevas alternativas naturales para la Diabetes mellitus tipo 2

22 de junio 2021.

La diabetes mellitus tipo 2 ha sido catalogada como la epidemia del siglo XXI y es un reto de salud mundial, si no se trata adecuadamente dicha enfermedad ocasiona graves complicaciones de salud. Uno de los tratamientos frecuentemente utilizados en este padecimiento es la sustancia activa conocida como acarbosa, la cual tiene un alto costo en el mercado, lo que ha llevado a la comunidad científica a buscar nuevas alternativas para el tratamiento de la diabetes. Las barbas de elote contienen una abundante concentración de compuestos naturales como maysina y sus derivados, cuya estructura molecular además de ser muy parecida a la molécula de acarbosa, pueden disminuir la absorción de carbohidratos desde el tracto digestivo, reduciendo así los niveles de glucosa en sangre al entrar en contacto con una estructura de gran tamaño llamada alfa-glucosidasa.

Los estudios experimentales y teóricos llevados a cabo sobre el comportamiento e interacciones moleculares entre dichos derivados y las alfa-glucosidasas, así como su posible aplicación como nueva alternativa de tratamiento para la diabetes tipo 2 en sustitución o combinación con la acarbosa, pueden ser de gran ayuda para el desarrollo de nuevos fármacos de menor costo, así como la justificación científica para el empleo de remedios naturales, contra esta enfermedad.

El trabajo teórico de este proyecto fue desarrollado en una investigación posdoctoral realizada por la Dra. Linda Lucila Lucero Landeros Martinez para el fortalecimiento de los Cuerpos Académicos UACH-CA-86 de Química Computacional y UACH-CA-117 de Química de Alimentos y Productos Naturales, de la Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Chihuahua. La conceptualización y dirección del estudio fue realizada por la Dra. Luz María Rodríguez Valdez. En el desarrollo del artículo publicado participó el Dr. Néstor Gutiérrez-Méndez, Dr. Juan Pedro Palomares-Báez, Dra. Nora-Aydeé Sánchez-Bojorge, Dra. Hilda Amelia Piñón-Castillo de la Facultad de Ciencias Químicas, Dr. Marcó Antonio Chávez-Rojo y el Dr. Juan Pablo Flores-De los Ríos de la Facultad de Ingeniería-UACH.

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Recubrimientos comestibles de pectina y aceite esencial de limón para prolongar la vida útil de alimentos mínimamente procesados

7 de junio 2021.

Recientemente se han buscado alternativas para comercializar frutos y vegetales mínimamente procesados, debido a la creciente demanda del consumidor por alimentos saludables, seguros, sin aditivos sintéticos y listos para consumir. Sin embargo, las operaciones de manejo, pelado, troceado y empacado involucradas durante el procesamiento mínimo causan pérdidas de calidad debido a cambios en el color, sabor, textura, reacciones deteriorativas y al crecimiento microbiano.

Los recubrimientos comestibles se han empleado como alternativa para conservar la calidad de los productos alimenticios frescos y de esta forma prolongar su vida útil. Dichos recubrimientos comestibles elaborados a base de biopolímeros provenientes de fuentes naturales como carbohidratos, lípidos o proteínas, pueden además ser incorporados con algunos agentes antimicrobianos y antioxidantes como es el caso de los aceites esenciales. Los recubrimientos comestibles también contribuyen a mejorar la apariencia de los alimentos, debido al brillo que se les proporciona. Esta tecnología presenta muchas ventajas, incluido el uso de materiales biodegradables ampliamente disponibles y de bajo costo.

El limón mexicano es el fruto cítrico más importante utilizado para la extracción de aceites esenciales, ya que es el producto preferido para su uso en la industria de bebidas y confitería. Además, es una fuente importante de pectina la cual puede formar una matriz estructural capaz de proteger a los alimentos contra la pérdida de agua, nutrientes y al mismo tiempo proteger contra el crecimiento microbiano. Por otra parte, el mango es uno de los frutos de temporada con mayor aceptación por debido a su alto valor nutricional y por su sabor especial. Sin embargo, el mango mínimamente procesado tiene una vida útil corta.

Es así como en la presente investigación se evaluó el efecto de la aplicación de un recubrimiento comestible a base de pectina y aceite esencial de limón mexicano sobre mangos mínimamente procesados, mediante evaluación de la vida útil, características sensoriales y la calidad microbiológica. El trabajo se llevó a cabo en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua por la Dra. Daniela Sánchez Aldana Villarruel y la Dra. Guadalupe virginia Nevárez Moorillón en colaboración con el Dr. Cristóbal Aguilar, el Dr. Juan Carlos Contreras de la Universidad Autonoma de Coahuila, la Dra. Marthyna Souza y la Dra. Maria Carneiro de la Universidad Federal de Pernambuco (Brasil).

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Mecanoquímica: un enfoque ecológico en la preparación de cocristales farmacéuticos

1o. de junio 2021.

La química ha evolucionado como una ciencia que ha promovido y acelerado el desarrollo tecnológico de la humanidad a través de la generación de nuevos materiales de comodidad que permiten que podamos disfrutar del estilo de vida actual. Esto hace cierta la frase de que “La química está en todo”, baste dar una mirada en donde nos encontremos para ver que la química está ahí presente, con polímeros, pinturas, papel, vidrio, metal, etc. Desgraciadamente estos beneficios han venido acompañados con algunas consecuencias, de las cuales la contaminación, debido a la falta de empatía de estos procesos con el medio ambiente y muchos, consecuencia de errores humanos, han llevado a la comunidad química a cambiar la filosofía de esta ciencia hacia procesos verdes y sostenibles.

Dentro de los desarrollos tecnológicos en química encaminados a lograr estos objetivos se han planteado una serie de principios que han dado lugar al surgimiento de la Química Verde, siendo el uso de fuentes alternativas de energía para el diseño de nuevos procesos químicos uno de los principios más relevantes de esta nueva forma de hacer química. Siendo en este punto que la mecanoquímica cobra relevancia.

Su principio es muy sencillo y lo podemos interpolar al uso del molcajete (mortero) para hacer una salsa, donde los ingredientes (tomates, ajo, cebolla, sal, etc.) se integran de manera íntima a través de un proceso de molienda usando el tejolote (pistilo). Esta técnica ha evolucionado y hoy en día tenemos sistemas automatizados más allá del mortero y el pistilo que garantizan que estas mezclas sean reproducibles y se logren con menor esfuerzo, a través del uso de reactores que son contenedores en los cuales se pueden poner balines de diferentes tamaños y materiales, pudiendo modificar la velocidad de agitación, la temperatura, inclusive el sentido de hacia donde se lleve a cabo la molienda, hacia las manecillas del reloj o en contra. Todos estos factores son relevantes para poder tener una reproducibilidad precisa en, por ejemplo, procesos farmacéuticos. Y mucho más importante, todos estos procesos se realizan en ausencia de disolventes, haciendo estos procesos más empáticos con el medio ambiente haciéndolos menos contaminantes al no generar desechos por el uso de disolventes.

Es así como hoy en día la mecanoquímica se utiliza ampliamente para el diseño y la producción de diversos fármacos de uso común, esta misma técnica se puede utilizar para la generación de nuevos materiales y la exploración del potencial de esta técnica es hoy en día una de las áreas de investigación más prolíficas a nivel mundial.

Con esto en mente, el presente artículo revisa los avances más recientes en el uso de la mecanoquímica para la generación de nuevos fármacos para su aplicación en el tratamiento de diversas condiciones incluyendo diabetes y algunas otras enfermedades crónicas de alta incidencia a nivel mundial.

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Transformación de plástidos y su uso en cultivos agrícolas

26 de mayo 2021.

En años recientes, la biotecnología a avanzado considerablemente en el área vegetal, principalmente para desarrollar plantas genéticamente modificadas que sirvan como plataformas para la producción de proteínas que satisfagan las necesidades de una población en crecimiento; así, se han desarrollado plantas para uso de la industria farmacéutica, agrícola y energética.

El desarrollo de plantas modificadas, si bien ha permitido la producción de plantas con alguna característica particular, no ha estado exenta de detracciones, principalmente porque las modificaciones genéticas se realizan sobre el genoma nuclear, por lo que, una vez desarrolladas las plantas, los genes insertados en estas pueden escapar al ambiente a través del polen, permitiendo una dispersión descontrolada de material genético, esto desde el punto de vista ambiental.

Sin embargo, desde el punto de vista genético, estas modificaciones sobre el genoma nuclear pueden ocasionar algunos efectos colaterales como efecto de posición y silenciamiento génico, además de que la cantidad de proteína de interés producida por estas plantas podría no ser suficiente para suplir la demanda.

Debido a los problemas que se han observado, se han buscado nuevas estrategias que permitan reducir o eliminar el impacto ambiental y es donde la investigación a volteado a ver a los cloroplastos, orgánulos de las plantas con su propio genoma, que, si bien se les conoce principalmente por producirse dentro de ellos las reacciones propias de la fotosíntesis, también pueden ser utilizados para insertar, dentro de su genoma, genes de interés para la producción de cierto tipo de proteínas.

El uso de cloroplastos como biofábricas es interesante, debido a que cada célula contiene hasta 100 cloroplastos y dentro de cada cloroplasto estos existen hasta 100 genomas, lo cual podría traducirse en la producción de una alta cantidad de proteína, según datos obtenidos, hasta el 70% de la proteína total soluble, una ventaja que va de la mano con la capacidad de poder decidir en qué parte del genoma se insertará el gen de interés, además de que se puede evitar la dispersión descontrolada del material genético insertado pues los cloroplastos se heredan maternalmente.

Actualmente se han desarrollado plantas modificadas a nivel de cloroplasto alrededor del mundo, principalmente dicotiledóneas, y aunque hay algunos avances en monocotiledóneas, como el arroz, se sigue considerando a estas plantas como recalcitrantes. Este es un objetivo importante a librar para la biotecnología, porque gran parte de la dieta de la población comprende cereales, pero la solución se ha tornado escurridiza.

Aunque el desarrollo plantas modificadas a nivel de cloroplastos aun presenta algunos retos que solventar, se ha convertido en un área de rápido crecimiento, pues ofrece la posibilidad de suministrar altos volúmenes de proteínas de interés a bajo costo, por lo que, es posible que en años venideros estemos viendo en el mercado productos desarrollados a partir de esta tecnología.

La presente revisión fue desarrollada por la Dra. Sugey Ramona Sinagawa García del Cuerpo Académico UANL-CA-254 Agrobiotecnología de la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Nuevo León en conjunto con el Dr. Quintín Rascón Cruz y el Dr. Edward Alexander Espinoza Sánchez del Cuerpo Académico UACH-CA-73 Biotecnología de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua

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COVID-19, diabetes y el sistema inmunológico

26 de mayo 2021.

La pandemia originada por el Coronavirus SARS-CoV-2 (síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2) comenzó a finales de 2019 en China, y centró nuestra atención en la diabetes mellitus tipo (DT2), debido a que las personas con esta enfermedad tienen más riesgo de infección grave por SARS-CoV-2, así como mayor probabilidad de muerte en comparación con las personas sin diabetes.

El objetivo de esta revisión fue dar a conocer la relación entre la diabetes, el sistema inmunológico y la infección por SARS-CoV-2, contextualizando el impacto que tiene la glucosa elevada en sangre sobre la respuesta del sistema inmunitario frente a infecciones, integrando los mecanismos que hacen vulnerables a las personas con DT2.

Se destaca la inflamación, mecanismo normal que pone en marcha nuestro cuerpo para defenderse, sin embargo, en las personas con DT2, este proceso persiste de manera crónica y, al sumar la inflamación producida por la replicación de SARS-CoV-2 compromete la función del pulmón y de otros órganos, provocando dificultad para respirar y en casos severos el uso de ventilación mecánica.

Hasta hoy en día, no existe tratamiento para el SARS-CoV-2, pero la prevención como el distanciamiento social, las medidas de higiene y la aplicación de la vacuna podrá disminuir la gravedad de esta enfermedad en las personas con diabetes y otras enfermedades como hipertensión, obesidad, así como en las personas sin comorbilidades.

La presente revisión fue desarrollada por la M. en C. Janette G. Moreno González, actual estudiante del programa de Doctorado en Ciencias en la Facultad de Ciencias Químicas, en conjunto con el Dr. Quintín Rascón Cruz (CA-73), la Dra. Irene Leal Solís (CA-19) y colaboradores de ambos cuerpos académicos de la Facultad de Ciencias Químicas y Facultad de Medicina y Ciencias Biomédicas, de la Universidad Autónoma de Chihuahua.

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Botanas de tercera generación DESARROLLADAS CON harina de nopal para combatir la obesidad

10 de marzo 2021.

La obesidad se ha convertido en un problema de primer orden en México, siendo uno de los principales factores la mala alimentación, ya sea por consumir alimentos con una deficiente cantidad y calidad de nutrientes, como el que se presentan mediante el consumo de alimentos chatarra. Ante este problema, es necesario la búsqueda de alternativas, como es el caso del desarrollo de una botana de tercera generación a base de almidón modificado por extrusión enriquecida con harina de nopal, que presente beneficios para la salud al contener fibra de origen natural, así como un bajo contenido en aceite al ser expandidos en microondas proporcionándole así características texturales que sean aceptables para un rango amplio de la población incluyendo a las personas intolerantes al gluten.

Mediante la elaboración de botanas de tercera generación, fue posible evaluar al almidón de arroz como materia prima para el desarrollo de estos productos debido a sus propiedades funcionales, al ser químicamente modificado y mezclado con hidrocoloides. A través de esta modificación al almidón, se observaron cambios en sus propiedades fisicoquímicas resultando en un incremento de los valores de absorción en agua, modificando así su reología. A través de un diseño central compuesto los tratamientos con alta afinidad a las botanas comerciales fueron analizados mediante gráficos de superficie de respuesta y optimizadas mediante la superposición de gráficos de contorno, destacando el alto índice de expansión, baja densidad aparente y dureza, valores que presentaron relación al factor textura con mayor aceptación mediante el análisis sensorial gracias a las propiedades funcionales añadidas al producto dadas por modificación del almidón.

El desarrollo experimental de este proyecto fue desarrollado por los estudiantes de licenciatura Cecilia Anchondo Trejo y Jaime Alonso Loya Carrasco, como requisito para obtener el título de Ingeniero Químico. La conceptualización y dirección del estudio fue realizada por el Dr. Tomás Galicia García. En el desarrollo y escritura del artículo publicado participó una tesista de Maestría, investigadores del CIMAV, así como integrantes de los Cuerpos Académicos de Alimentos, Materiales y Análisis Clínicos pertenecientes a la FCQ.

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ELUCIDACIÓN DE LOS MECANISMOS ELECTROCATALÍTICOS EN ELECTRODOS TRIDIMENSIONALES BASADOS EN NI3N PARA ELECTRÓLISIS DEL AGUA

10 de marzo 2021.

La electrólisis del agua proceso es bien visto en términos de sostenibilidad, pues potencialmente puede ser operado mediante energías renovables. Sin embargo, la principal barrera termodinámica y cinética lo constituye la reacción de evolución de oxígeno (REO). El nitruro de Niquel (Ni3N) es un precatalizador prometedor para superar dichas barreras, pero se desconoce el impacto en la actividad catalítica de la autooxidación de este material en presencia de hierro, el cual naturalmente se encuentra en el electrolito (KOH) en la REO.

El presente trabajo se centró en la preparación y caracterización de diferentes capas del nitruro depositadas sobre electrodos tridimensionales de espumas metálicas de niquel. Estos electrodos fueron evaluados durante extensivos periodos de operación en presencia y ausencia de hierro en el electrolito, empleando una celda electroquímica tradicional y una celda de flujo a la medida impresa en 3D. Los resultados experimentales revelaron que el hierro tiene un rol esencial en la actividad catalítica superior del Ni3N como precatalizador para la REO.

Estos hallazgos permitirán en el futuro que los métodos de manufactura de electrodos se lleven a cabo con un mejor control sobre los procesos, identificando los sitios electrocatalíticos efectivos, y potencializando la efectividad de los materiales. Y mucho más importante, evitando el uso de los denominados elementos “críticos”, tales como platino, rodio, plata, oro, rutenio etc, cuyos yacimientos peligran derivados de la masificación del uso de las energías renovables.

Este trabajo se llevó a cabo en forma conjunta entre la Universidad de Texas en Austin y la Universidad Autónoma de Chihuahua, donde el Dr. Víctor Hugo Ramos Sánchez del Cuerpo Académico de Química Aplicada y Educativa colabora con él con el grupo de investigación del Prof. C. Buddie Mullins.

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DESARROLLO DE ELECTRODOS TRIDIMENSIONALES BASADOS EN NI-S-P PARA EL DESARROLLO DE ELECTROLIZADORES ROBUSTOS PARA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO

9 de marzo 2021.

La electrólisis del agua es una de las rutas más prometedoras para lograr una conversión y almacenamiento sostenible de energía a través de una futura economía del hidrógeno. En este sentido es de suma importancia el desarrollo de nuevos materiales, en particular electrodos que permitan sistemas electroquímicos robustos para el escalamiento de estas tecnologías.

El presente trabajo se centró en la preparación y caracterización de electrodos tridimensionales preparados por medio de recubrimientos electrocatalíticos de Ni–P–O, Ni–S–O, y Ni–S–P–O sobre espumas metálicas de níquel. El método de electrodeposición desarrollado fue asistido mediante el uso de una celda de flujo impresa en 3D. Es precisamente el uso de esta celda a la medida, lo que permite obtener materiales de alta calidad y altamente reproducibles.

El desarrollo de métodos reproducibles y confiables manufactura permitirá la masificación de este tipo de tecnologías que son necesarias para la viabilidad de un futuro energético libre de combustibles fósiles y soportado en un vector energético “verde” como lo es el hidrógeno.

El desarrollo de este trabajo fue resultado de la investigación conjunta que se ha entablado con el Departamento de Química de la Universidad de Texas en Austin, la cual fue incentivada mediante una estancia de investigación del M.C. Raul Antonio Marquez Montes, con el apoyo de la beca Matías Romero por parte de la Secretaria de Relaciones Exteriores del Gobierno de México. En particular, se ha desarrollado una excelente colaboración académica con el grupo de investigación del Prof. C. Buddie Mullins y su extraordinario grupo de investigación en materiales.

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Primer reporte de Hepatozoon spp. en la región de Cd. juárez-El paso, TX

9 de marzo 2021.

La hepatozoonosis canina es una enfermedad transmitida por garrapatas, que es causada por parásitos apicomplejos del género Hepatozoon spp. A diferencia de otras enfermedades transmitidas por estos vectores hematófagos, el perro se infecta al ingerir una garrapata infectada..

En la región del sureste de los EE.UU. se ha identificado una de las dos especies de parásitos apicomplejos asociados a esta enfermedad, Hepatozoon americanum, en contraste con otras regiones del continente americano donde se ha reportado infecciones de este parásito junto con Hepatozoon canis. La infección con el primero suele asociarse a cuadros clínicos más severos en los perros, los que se caracterizan principalmente por fiebre, letargia, anemia y emaciación (adelgazamiento patológico).

En este trabajo se presenta un caso clínico de un perro de dos años, de raza Siberain husky, al cual se le identificó un quiste característico en forma de "piel de cebolla" asociado a H. americanum. Así mismo, pruebas serológicas utilizadas para la detección de anticuerpos hacia patógenos específicos asociados a garrapatas, fueron negativas.

La identificación de hepatozoonosis canina en México es limitada. Trabajos previos en Tamaulipas y Tabasco han identificado ambos parásitos asociados a la enfermedad. Sin embargo, este reporte es el primero de su tipo con respecto a la presencia de esta enfermedad en el área metropolitana de El Paso del Norte (Ciudad Juárez, El Paso, TX y Las Cruces, NM).

La relevancia de este caso clínico, así como los trabajos de prospección de vectores y patógenos radica en identificar los vectores presentes en nuestra entidad para generar un registro actualizado para el estado de Chihuahua.

El presente trabajo se llevó a cabo en Hospital Veterinario de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, donde el Dr. Jaime Raúl Adame Gallegos del Cuerpo Académico Microbiología en Salud y Ambiente colabora con miembros del CENID-Salud Animal e Inocuidad, el grupo EntomoVet de la UACJ, en este estudio dirigido por el Dr. Carlos Arturo Rodríguez Alarcón y la Dra. Diana Marcela Beristain Ruiz, del Cuerpo Académico de Medicina y Cirugía Veterinaria, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la UACJ.

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MEJORANDO LA CRISTALIZACIÓN DE LACTOSA CON POLISACÁRIDOs

6 de marzo 2021.

El suero de queso es un subproducto de la manufactura del queso. Se estima que anualmente, son producidos más de 80 millones de litros de lactosuero alrededor del mundo. La mayoría de las pequeñas empresas lácteas disponen el suero en aguas residuales, ríos lagos o utilizan este subproducto como fertilizante y alimento para animales.

La eliminación del lactosuero en cuerpos de agua y tierras origina graves problemas ambientales, por lo que en los últimos años se han buscado alternativas para su procesamiento. Una de ellas, es la recuperación de lactosa para su posterior uso en la industria alimenticia y farmacéutica.

El principal método de separación de lactosa a partir del suero de queso es promoviendo la cristalización, sin embargo, este proceso es largo y costoso, debido a que se necesita una extenuante evaporación para llevar a la lactosa a un punto de sobresaturación y que pueda cristalizar de manera espontánea.

Por otro lado, el lactosuero puede contener restos de carragenina (aditivo de alimentos), debido a que esta se utiliza en algunos quesos para incrementar la retención de agua. Se ha reportado que la presencia de carragenina puede modificar el proceso de cristalización de lactosa, y se infiere a que es por la modificación de la solubilidad de la lactosa, sin embargo, esto aún no ha sido estudiado.

Los resultados obtenidos muestran que la presencia de carragenina disminuye la solubilidad de la lactosa, y se observó que esto es recurrente en un amplio rango de temperaturas (10 a 60 ºC). Esto es de gran importancia para la industria láctea debido a que en un nivel de sólidos menor la lactosa cristalizará de manera espontánea. Lo cual implica, una evaporación a niveles menores y un menor costo de procesamiento. Además, se encontró que la carragenina incrementa el porcentaje de α- lactosa monohidratada, el tipo de lactosa que es la buscada por la industria farmacéutica para la producción de inhaladores de polvo seco.

El trabajo experimental de este estudio fue desarrollado por la estudiante de Doctorado Yanira Sánchez. La conceptualización y dirección del estudio corrió por parte del Profesor Néstor Gutiérrez. Además, se contó con la valiosa asesoría de su comité de tesis doctoral compuesta por la Dra. Martha Yarely Leal, y los Doctores Iván Salmerón, Víctor Ramos. Así como del Doctor David Sepúlveda del El Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD).

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Uso de proteasas de plantas para asistir la manufactura de quesos ácidos

1 de marzo 2021.

La gelificación de la leche se puede llevar a cabo por fermentación/acidificación (adición de un cultivo fermentador), por adición de enzimas proteolíticas (principalmente de origen recombinante) o por coagulación ácida-enzimática. En este último método, la coagulación de la leche se lleva a cabo por medio de un proceso lento de fermentación y la adición de una enzima con actividad coagulante. Las enzimas más utilizadas son las quimosinas. Este tipo de coagulación se utiliza en la elaboración de quesos como el Quark, Petit-Suisse, queso crema, queso fresco y el queso Cottage.

El objetivo de esta investigación fue evaluar la formación de geles de leche elaborados con coagulación mixta o ácida-enzimática utilizando proteasas de distinto origen. Los geles se procesaron con leche pasteurizada estandarizada y como cultivo fermentador se utilizó una mezcla comercial de bacterias ácido-lácticas. Para evaluar el efecto que tienen las enzimas para asistir la acidificación por fermentación se elaboraron cuatro geles, dos de ellos adicionados con quimosinas y dos utilizando proteasas vegetales. Las proteasas de origen vegetal fueron la papaína y la ficina, que son obtenidas de papaya e higo, respectivamente.

Los resultados más sobresalientes indicaron que en la coagulación ácida-enzimática las quimosinas producen geles más firmes que los producidos usando las enzimas vegetales, además los geles producidos con quimosinas presentaron mayor sinéresis. Los geles formados con las proteasas vegetales fueron suaves y no presentaron sinéresis excesiva. Por lo que la coagulación mixta asistida por proteasas vegetales se recomienda en la producción de quesos suaves como el tipo Petit-Suisse y el queso crema, mientras que la coagulación ácida asistida por quimosinas es más adecuada para producir quesos firmes, como el queso Cottage.

El estudio experimental fue desarrollado por los estudiantes de licenciatura Berenice Domínguez Luján y Jesús Abraham Beltrán Espinoza, como requisito para obtener el título de Ingeniero Químico. La conceptualización y dirección del estudio corrio por parte del Profesor Néstor Gutiérrez Méndez. En el proyecto también participaron con su asesoría la Dra. Martha Yarely Leal Ramos y las estudiantes de doctorado Carolina Nájera Domínguez y Dely Rubí Chávez Garay.

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Fertilización orgánica no afecta la producción de nuez

15 de febrero 2021.

Este es un trabajo es el resultado del trabajo de la estudiante de doctorado del programa de Ciencia y Tecnología del Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) Luz Elena Palma Cano bajo la dirección del Dr. Dr. Eramso Orrantia de la misma institución y de la Dra. Hilda Amelia Piñón Castillo de la Facultad de Ciencias Químicas, AUCH. Además, se llevó a cabo en colaboración con el Dr. Tarago-Rivero del Campo Experimental Delicias, INIFAP, así como la Dra. Laila Muñóz-Castellanos (FCQ, UACH) Dr. J Salas-Rivera (CIMAV), la M.C. A. Carbon, la Dra C- Cravo-Laureau y el Dr. R. Duran de la Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA), en Pau, Francia.

Actualmente, la demanda de alimentos a nivel mundial ha generado la perdida de la fertilidad en suelos agrícolas. Se ha propuesto como una alternativa para mejorar la calidad del suelo y evitar su degradación el uso de fertilizantes orgánicos.

Por otro lado, Chihuahua ocupa el primer lugar en producción de nuez a nivel nacional. Lo que genera un área de oportunidad para el estudio y mejora de su producción.

En este trabajo se evalúo el efecto de fertilización orgánica en la producción de nuez y en las comunidades bacterianas de suelo asociado a la raíz (rizosféricos) y los que no se encuentran asociados a esta (no rizosféricos), en diferentes estados fenológicos (épocas del año), contra la fertilización convencional.

Los resultados obtenidos muestran que la fertilización orgánica no afecta la producción de nuez. Los análisis estadísticos de PERMANOVA indicaron que la etapa fenológica y la practica agrícola tienen un efecto significativo en las estructuras de las comunidades bacterianas. La comparación de comunidades bacterianas mostró: i). una clara influencia del estado de desarrollo de las plantas, ii). una menor influencia de las condiciones de cultivo y iii). el suelo rizosférico y no rizosférico solo se separan en algunos casos.

Además, se encontró que el filo Actinobacteria es el más abundante y se encuentra presente en todas las muestras (47 a 78%), seguido por las Proteobacterias (13 a 35%); Figura 1.

Estos resultados muestran que la fertilización orgánica es una opción rentable ya que no afecta la producción de nuez y tiene una influencia muy baja en las comunidades encontradas en el suelo. Además de generar nuevos conocimientos sobre la influencia de las etapas fenológicas del árbol sobre los microorganismos. Lo cual, permite el desarrollo de herramientas para el manejo de las comunidades bacterianas de acuerdo con la etapa de desarrollo del árbol.

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ANC2s: potenciales de ajuste repulsión-atracción

11 de febrero de 2021.

En el año 1910 nuestro país perdía la cohesión y se desataba una lucha armada provocada por la repulsión que existía entre distintos grupos sociales. Ese mismo año Johannes van der Waals recibía el premio Nobel de Física “por sus trabajos sobre la ecuación de estado de gases y líquidos” –según reza el anuncio oficial-.

El galardón se le otorgó por el trabajo que comenzó 40 años antes, en su tesis doctoral, donde postuló la existencia de fuerzas intermoleculares y explicó el efecto que éstas tendrían en las propiedades termodinámicas de los líquidos y gases. La propuesta de la existencia de estas fuerzas repulsivas –debidas al volumen que ocupan las moléculas- y atractivas –debidas a interacciones eléctricas entre ellas- cambiaron por completo la concepción que se tenía hasta el momento de la materia.

En primer lugar, la teoría atómica-molecular tenía muy pocos adeptos y muchos detractores en ese tiempo. En segundo lugar, pensar en interacciones intermoleculares era dar un gran salto conceptual a partir de la idea de diminutos puntos (sin volumen) o pequeñas canicas. Por eso, no había manera de conciliar la existencia de gases y líquidos que, se pensaba, tenían naturalezas químicas distintas. Después del trabajo de van der Waals, fue posible entender cómo las fuerzas de cohesión dan lugar a la condensación de un vapor hasta el estado líquido.

Desde entonces, la descripción de esas fuerzas moleculares se hace mediante lo que se conoce como potenciales de interacción que, en pocas palabras, son expresiones matemáticas que indican la intensidad de la atracción o repulsión entre dos moléculas, dependiendo de su distancia de separación. El desarrollo de potenciales de interacción que describan fielmente las propiedades de un fluido ha sido desde entonces un campo importante de estudio en la fisicoquímica teórica, y dista de estar agotado, dado que potenciales parecen describir adecuadamente algunas sustancias, no resultan ser aplicables a otras.

Por ejemplo, si las moléculas son más duras o se atraen de manera más abrupta, esto se manifestará en las condiciones de temperatura y presión a las cuales ocurra la transición líquido-vapor antes descrita. Estas transiciones se representan gráficamente en lo que se conoce como diagrama de fases.

En el presente trabajo, los autores proponen un conjunto de potenciales conocidos como ANC2s cuya particularidad es que permiten ajustar la suavidad de la repulsión y de la atracción de manera independiente y analizaron mediante simulaciones computacionales cómo se modifica el diagrama de fases. Esto constituye una aportación notable en este campo, dado que los potenciales de la familia ANC2s demostraron ser una alternativa que permite ajustar los parámetros y modelar una gran cantidad de sustancias, con mayor generalidad que los potenciales existentes en la literatura.

Este trabajo fue desarrollado por investigadores de la Universidad Autónoma del Estado de México y la Universidad Autónoma Metropolitana en colaboración con el cuerpo académico de Química Computacional de nuestra facultad. Entre las áreas de investigación del cuerpo académico, se encuentra el estudio mediante simulación y modelado molecular para comprender y predecir las propiedades macroscópicas de los materiales a partir de las propiedades microscópicas y moleculares.

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EntomoVet: Proyecto interinstitucional enfocado en vectores de interés médico y veterinario

8 de febrero 2021.

Docentes de la Facultad de Ciencias Químicas de la UACH se sumaron a la investigación unto con otras universidades en recolección de vectores, como la mosca negra y otros que habitan en el país, con el propósito de aportar datos para la medicina humana y animal.

Entre las investigaciones se encuentra la indagación y detección de diversas enfermedades zoonóticas tanto en el estado como en el sur del país y que realizan docentes de diversas universidades en la región serrana del Soconusco, Chiapas, Oaxaca, Michoacán y Chihuahua. El Dr. Jaime Raúl Adame Gallegos, investigador de la FCQ de la Universidad Autónoma de Chihuahua, explicó que recientemente, el grupo EntomoVet realizó una expedición a zonas que hasta hace algunos años se consideraba foco endémico de la enfermedad oncocercosis o comúnmente llamada la “ceguera de los ríos”.

Informó que, durante este viaje científico, se recolectaron alrededor de 20,000 simúlidos (mosca negra) con la meta de explorar en estas moscas hematófagas su diversidad de virus e identificar cuáles pudieran ser un riesgo potencial para la salud pública. Destacó que dicho estudio representaría el primero en su tipo en explorar el viroma de estos vectores en esta región del país, importante por tener la más alta prevalencia de oncocercosis hasta hace apenas algunas décadas.

También, este viaje exploratorio permitió la colecta de un grupo considerable de pulgas y garrapatas de perros y gatos que también se someterán a estudios de virología por parte del Dr. Bradley J. Blitvich y la Dra. Stephanie Viridiana Laredo Tiscareño de la Facultad de Veterinaria de Iowa State University, miembros de EntomoVet.

EntomoVet es un grupo de investigación interdisciplinario integrado por biólogos, químicos, veterinarios, entomólogos, todos investigadores adscritos a muy notorias universidades, tanto a nivel nacional, como internacional. Agregó que, entre los investigadores por parte de universidades nacionales, entre ellas la UACH, destacan los Dres. Javier Alfonso Garza Hernández y Carlos Arturo Rodríguez Alarcón, adscritos al Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. El Dr. Jaime Raúl Adame Gallegos y QBP Rodolfo González Peña, actualmente estudiante de Maestría en Ciencias en Biotecnología, por parte de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua. El Dr. Erick de Jesús de Luna Santillana con base en el Centro de Biotecnología Genómica del Instituto Politécnico Nacional. El Dr. Ignacio Netzahualcóyotl Barajas López, de la Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo. Los Dres. Carlos Machaín Williams y Julián E. García Rejón de la Universidad Autónoma de Yucatán.

Como parte de los resultados obtenidos por el grupo a la fecha: Determinación de Anaplasma phagocytophilum en garrapatas y caballos de Ciudad Juárez. Identificación de Ehrlichia canis y A. phagocytophilum por técnicas moleculares, en diferentes tejidos de perros. Recolección e identificación de vectores en regiones endémicas para rickettsiosis, otras rickettsiosis y paludismo, en Chihuahua. Identificación molecular de simúlidos y virus del estado de Chihuahua. Vigilancia de arbovirosis por técnicas tradicionales de detección viral y metagenómica.

Finalmente, los proyectos vigentes de EntomoVet corresponden a la recolección e identificación de vectores de interés en medicina humana y animal, así como actividades de divulgación y fortalecimiento de la ciencia, tanto a nivel profesional como en educación básica y media superior.

Modificación de la formación de biopelícula por metabolitos microbianos.

30 de enero de 2021.

Cuando los microorganismos se encuentran en ambientes acuosos, tienen retos importantes, como una baja concentración de nutrientes, y que las células se encuentran muy dispersas. Por ello, algunas bacterias han desarrollado la capacidad de formar comunidades adheridas a superficies, que les permiten sobrevivir mejor en el ambiente. Estas estructuras se conocen como biopelículas, y se han estudiado mucho en los últimos años.

Encontramos biopelículas microbianas en muchos sitios, incluyendo en los ríos y otros ambientes acuáticos y en los sistemas de tratamiento de aguas residuales. También se pueden formar biopelículas en implantes en el organismo, e incluso la placa bacteriana en los dientes, es una biopelícula. El reto es disminuir o prevenir la formación de biopelícula en lugares en donde pueden ser peligrosos, como en el ambiente hospitalario.

El primer paso para la formación de una biopelícula, es que unas primeras células se adhieran a una superficie, y se fijen en ella. Luego pueden llegar otras células y poco a poco se va formando la comunidad microbiana. Una de las estrategias para el control de la formación de biopelículas, es entonces, evitar este primer paso. Esto puede lograrse modificando la superficie a donde podría llegar la bacteria, utilizando compuestos que formen una cubierta.

El grupo de investigación de Fisiología Microbiana, que encabeza la Dra. Nevárez en la Facultad de Ciencias Químicas, ha trabajado con bacterias productoras de biosurfactantes, que son detergentes microbianos. El trabajo de doctorado del M.C. Jair Carrazco Palafox, quien es profesor de la Facultad de Medicina y Ciencias Biomédicas, incluye la utilización de un biosurfactante para formar una cubierta que inhiba la formación de biopelículas microbianas. El grupo de trabajo también incluye al Dr. Jaime Adame y la Dra. Blanca Rivera, del CA-UACH-131 Microbiología en Salud y Ambiente, y a la Dra. Luz María Rodríguez Valdéz. En colaboración con el Dr. Erasmo Orrantia Borunda, del Centro de Investigación en Materiales Avanzados, se pudo utilizar un microscopio sofisticado, denominado Microscopía Laser Confocal, que permite ver en tres dimensiones, la formación de biopelícula.

Se formó una cubierta con el biosurfactante sobre vidrio y este vidrio se puso en contacto con bacterias aisladas de pacientes con infecciones urinarias. Lo que se observó es que la cubierta disminuyó la formación de biopelícula de unas bacterias, pero no de todas las que se estudiaron. Con la microscopía, se pudo observar las diferencias en las biopelículas cuando el detergente microbiano estaba presente. Estos datos son de utilidad para evaluar la interacción entre la superficie, la cubierta y las bacterias estudiadas. Es necesario estudiar otras superficies, y otras bacterias, antes de sugerir utilizar la cubierta en diferentes aplicaciones médicas y ambientales.

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Propiedades cristalográficas de triazenos

29 de enero de 2021.

Existen diferentes compuestos en la química tradicional, cada uno de ellos con propiedades únicas y algunas que no han sido exploradas a profundidad, tal es el caso de los triazenos, en años recientes se les han estudiado propiedades anticancerígenas, actividad biológica, así como su uso en síntesis química como grupos protectores y química de polímeros; en el presente trabajo se estudiaron las propiedades cristalográficas del compuesto (E) -1,3-dimetil-2- [3- (4-nitrofenil) triaz-2-enilideno] -2,3- dihidro-1H-imidazol, C 11 H 12 N 6 O 2 , iniciando por su síntesis, su caracterización mediante RMN y FT-IR, para finalmente ser analizado mediante difracción de rayos X (DFRX).

Con ello se complementa una base de datos cristalográficos: Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC), para conocer las propiedades que se rigen de la química teórica, con la modificación de grupos funcionales y sus desplazamientos, arreglos, estructura cristalina e incluso color, en este caso el uso del grupo nitro (NO 2 ) y el desplazamiento en las distancias de enlace presentes, presentando un producto de color rojo.

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El presente trabajo se desarrollo durante una estancia académica llevada a cabo con el apoyo de la Facultad de Ciencias Químicas UACH, en la ciudad de Fort Myers Florida en trabajo conjunto de la Florida Gulf Coast University (FGCU), bajo la supervisión del Dr. Alejandro Bugarin del departamento de Química y Física (FGCU) y el Dr. David Chávez Flores (FCQ, UACH), en colaboración con el Dr. Siddappa Patil de la Jain University, India, Patrick C. Hillesheim de la Ave Maria University, Florida.

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Lactoferrina: una proteína con capacidades diversas.

9 de enero de 2021.

Los mamíferos producen lactoferrina; la principal fuente de esta proteína es el calostro y la leche materna; sin embargo, también se encuentra presente en cantidades más pequeñas en los diferentes fluidos corporales y dentro de algunas células del sistema inmunitario conocidas como neutrófilos, las cuales, en respuesta a un proceso inflamatorio se liberan en la sangre y a su vez, éstos liberan lactoferrina.

La lactoferrina es una proteína natural de los mamíferos que ha sido estudiada desde 1940. Las actividades más importantes que se han descrito son su actividad inmunomoduladora, su actividad antimicrobiana y su actividad anticancerígena. Otras funciones como su impacto en el neurodesarrollo y en ciertas neuropatías, y su implicación en desórdenes metabólicos han sido reportadas por la comunidad científica recientemente, incluso se ha reportado en meses recientes que puede llegar a tener un efecto positivo en los pacientes diagnosticados con COVID-19, posiblemente contribuyendo a disminuir la inflamación y a mejorar el estado inmunológico general.

La clave de sus múltiples cualidadesse asocian a su estructura. Esta proteína de unión a hierro y de aproximadamente 700 aminoácidos, del tipo de proteínas conocidas como glicoproteínas, incluye dentro de su estructura diversos tipos de residuos de carbohidratos conocidos como glicanos, los cuales pueden ejercer interacción con otras moléculas y participar en procesos de señalización y reconocimiento celular que a su vez activarían otras vías que convergerían en la ejecución de la actividad de la lactoferrina.

Otro de sus mecanismos de acción está fundamentado en su capacidad de unirse al hierro, un elemento químico regulador de diversos procesos fisiológicos. Finalmente, una porción de aproximadamente 20 aminoácidos de la lactoferrina conocida como lactoferricina, también es capaz de ejercer actividad sobre todo antimicrobiana al unirse a las superficies de algunas bacterias provocando su desestabilización y posterior ruptura.

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El grupo de investigación de la Dra. Blanca Flor Iglesias Figueroa y colaboradores ha reportado que la lactoferrina obtenida en laboratorio de investigación a partir de microorganismos, posee actividad inmunomoduladora y antimicrobiana frente a diversos microorganismos patógenos y actividad anticancerígena frente a distintas líneas celulares de cáncer,.

“Son diversos los mecanismos de acción que faltan por elucidar sobre la acción efectora de lactoferrina, por lo que nuestro grupo de trabajo sigue investigando sobre sus capacidades y mecanismos efectores.”

La Dra. Blanca Flor Iglesias Figueroa forma parte del Cuerpo Académico (CA-73) “Biotecnología” dirigido por el Dr. Quintín Rascón Cruz y donde se llevan a cabo proyectos de investigación enfocados en Genética Molecular y Microbiología Aplicada, en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua.

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