Tropical agroindustrial biowaste revalorization through integrative biorefineries—review part II: pineapple, sugarcane and banana by-products in Costa Rica

Biorefineries are a model for greener production processes, based on the concept of bioeconomy. Instead of targeting first-generation biofuels—that compete with food supply—the focus relies on lignocellulosic material, considering many aspects, such as sustainable fuel production, as well as valorization of waste, as an alternative to the traditional petrochemical approach of goods production. Especially, in tropical countries agricultural activities lead to tremendous amounts of biomass, resulting in waste that has to be dealt with. In the case of Costa Rica, the five major crops cultivated for export are coffee, oil palm, pineapple, sugarcane, and banana. Traditional ways of waste treatment cannot cope with the increasing amount of biomass produced and therefore, bear various challenges often related to increased pollution. This review aims to bring up the recent state of waste treatment but even more, stress potential opportunities of adding value to not used residues; thus, improve sustainability in the agro industrial sector. Part I of the review already highlighted the potential of producing promising bioactive chemical compounds by novel biorefinery concepts from agricultural waste originating from coffee and oil palm cultivation. This second part focuses on the lignocellulose-rich biowaste from pineapple, sugarcane, and banana, showing biorefinery concepts, where fuel and energy production, as well as establishment of novel products and new applications, play an important role. © 2022, The Author(s)

Evaluación de TuFormulas. Diseño y aplicación de indicadores para medir el impacto y la sostenibilidad de este recurso educativo como herramienta de enseñanza y aprendizaje

Depto. de Química en Ciencias FarmacéuticasFac. de FarmaciaFALSEsubmitte

Estandarización de un método de análisis secuencial de carbohidratos, para la evaluación de fibras de madera

Carballo Arce, A. F. (2008). Estandarización de un método de análisis secuencial de carbohidratos, para la evaluación de fibras de madera. [Tesis de Licenciatura]. Universidad Nacional, Costa Rica.La caracterización de las fibras de madera y materiales lignocelulósicos es de gran importancia, ya que la composición química de dichos materiales determina sus propiedades y la forma en que se pueden utilizar. En la actualidad se emplean diferentes normas para la caracterización de fibras entre ellas las normas ASTM y los métodos TAPPI. Estos métodos tienen el inconveniente de emplear una muestra diferente para cada uno de los análisis, lo cual convierte la caracterización total en un proceso tedioso, donde se emplea gran cantidad de tiempo para poder completarla. El método de Bailey es un método secuencial para el análisis de polisacáridos en pasto, presenta la ventaja de poder analizar los diversos componentes principales, tales como los azúcares solubles, la celulosa, la hemicelulosa y la lignina, a partir de una única muestra. Los resultados obtenidos por el método de Bailey, en comparación con los datos obtenidos con los análisis TAPPI, demostraron que el método de Bailey es una buena opción para la caracterización de fibras, siempre y cuando se cuantifique por gravimetría y no por colorimetría, como se propone en el método original.The characterization of wood fibers and lignocellulosic materials is of great importance, since the chemical composition of these materials determines their properties and the way they can be used. Currently, different standards are used for the characterization of fibers, including the ASTM standards and the TAPPI methods. These methods have the drawback of using a different sample for each of the analyses, which turns the total characterization into a tedious process, where a large amount of time is used to complete it. The Bailey method is a sequential method for the analysis of polysaccharides in grass, it has the advantage of being able to analyze the various main components, such as soluble sugars, cellulose, hemicellulose and lignin, from a single sample. The results obtained by the Bailey method, in comparison with the data obtained with the TAPPI analysis, showed that the Bailey method is a good option for fiber characterization, as long as it is quantified by gravimetry and not by colorimetry, as described. proposed in the original method.Universidad Nacional, Costa RicaEscuela de Químic

Potent CYP3A4 Inhibitors Derived from Dillapiol and Sesamol

Synthesis of 50 analogues of the natural insecticide synergists, dillapiol and sesamol, is reported. These were evaluated as potential insecticide synergists based on their inhibition of human CYP3A4. The most potent inhibitors have a relatively large hydrophobic substituent at either position 5 or 6 of these molecules. For example, 5-(benzyloxy)-6-(3- phenylsulfonyl)propyl)benzo[d][1,3]dioxole (18) and the diphenyl acetate of (6,7-dimethoxybenzo[d][1,3]dioxol-5-yl)propan1-ol (5n) show inhibitory concentrations for 50% activity IC50 values of 0.086 and 0.2 μM, respectively. These compounds are 106 and 46 times more potent than dillapiol whose IC50 for the inhibition of CYP3A4 is 9.2 μM. The ortho-chloro analogue (8f), whose activity is 86 times the activity of dillapiol, is the most potent of the fourteen 5-(benzyloxy-6-(2 propenyl)benzo[d][1,3]dioxoles prepared for this studySe informa la síntesis de 50 análogos de los sinergistas insecticidas naturales, dillapiol y sesamol. Estos se evaluaron como posibles sinergistas insecticidas en función de su inhibición del CYP3A4 humano. Los inhibidores más potentes tienen un sustituyente hidrófobo relativamente grande en la posición 5 o 6 de estas moléculas. Por ejemplo, 5- (benciloxi) -6- (3-fenilsulfonil) propil) benzo [d] [1,3] dioxol (18) y el acetato de difenilo de (6,7-dimetoxibenzo [d] [1,3] dioxol-5-il) propan1-ol (5n) muestran concentraciones inhibidoras para valores de CI50 de actividad del 50% de 0,086 y 0,2 µM, respectivamente. Estos compuestos son 106 y 46 veces más potentes que el dillapiol cuya CI50 para la inhibición de CYP3A4 es de 9,2 μM. El orto-cloro análogo (8f), cuya actividad es 86 veces la actividad del dillapiol, es el más potente de los catorce 5- (benciloxi-6- (2 propenil) benzo [d] [1,3] dioxoles preparados para este estudioUniversidad Nacional, Costa RicaUniversity of Ottawa, CanadaEscuela de Químic

Diagnóstico das necessidades de capacitação de docentes de biologia, química, física e matemática, em áreas disciplinares, pedagógicas, e uso das tecnologias para a promoção de habilidades de pensamento científico

Este estudio tiene como objetivo conocer las necesidades de capacitación del personal docente de ciencias naturales (biología, química y física) y de ciencias exactas (matemática), de colegios públicos académicos diurnos de la Dirección Regional de Educación de Heredia, para el desarrollo de habilidades científicas. Se trabajó con 72 docentes de matemática y 88 de ciencias naturales. La investigación se realizó desde el paradigma naturalista, con un enfoque cualitativo dominante y con un diseño del tipo de estudio fenomenológico. Se utilizó un instrumento tipo cuestionario, que tenía 12 preguntas dirigidas a indagar las necesidades de capacitación sobre los saberes pedagógicos y el uso de las tecnologías, y se hizo una exploración acerca del grado de interés que tiene el personal docente por recibir capacitación en saberes disciplinares. Las categorías utilizadas para el análisis son las siguientes: aspectos generales del personal docente en ejercicio; intereses de capacitación en el campo disciplinar, pedagógico y uso de las tecnologías; así como retos manifestados. Entre los principales hallazgos se evidenció el interés del cuerpo docente para participar en procesos de actualización en temas como la planificación, mediación y evaluación; además, en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación. Además, se determinó que la capacitación en áreas disciplinarias debe estar enfocada al diseño de estrategias de mediación que permitan abarcar los temas de los programas de forma interdisciplinaria y contextualizada, así como en el diseño de procesos evaluativos que permitan evidenciar, en el estudiantado, el grado de apropiación de las habilidades de pensamiento científico y matemático.This study aims to better understand training secondary and high school teachers require to develop scientific thinking skills in the areas of natural science (Biology, Chemistry, and Physics) and Mathematics. The study focuses on teachers of these disciplinary areas from public schools with an academic curriculum of the Heredia District of Education in Costa Rica. The study worked with 72 teachers of Mathematics and 88 teachers of natural sciences. The research used a naturalistic paradigm. The experimental design used a dominant qualitative approach, combined with a phenomenological study type. The study developed a questionnaire-type instrument to gather the information needed. This instrument consisted of a total of 12 questions in the following areas: pedagogical knowledge and use of technologies, and exploration of the degree of interest that teaching staff has in receiving training in disciplinary knowledge. The five categories used to analyze the teachers’ answers to the instrument were the following: general aspects of the practicing teacher, training interests in the disciplinary and pedagogical field, use of technologies, and challenges expressed by the teaching staff. Among the main findings of the study, the interest of the teaching staff to participate in updating processes in topics such as planning, mediation, and evaluation was evident, as well as training in the use of information and communication technologies. Also, it was determined that training in disciplinary areas should focus on the design of mediation strategies that allow the contents of the programs to be covered in an interdisciplinary and contextualized way. The teachers also showed interest in receiving training related to the design of evaluative processes that allow giving appropriate feedback to students, in terms of the degree of appropriation of scientific and mathematical thinking skills.O objetivo deste estudo foi conhecer as necessidades de treinamento que tem os docentes nos termos do desenvolvimento das habilidades científicas na área das ciências naturais (Biologia, Química e Física) e ciências exatas (Matemática), nas escolas diurnas da Direção Regional da província de Heredia segundo o sistema de edução pública da Costa Rica. O estudo foi desenvolvido no âmbito do paradigma naturalista, com abordagem qualitativo dominante e com delineamento do tipo de estudo fenomenológico. No desenvolvimento da pesquisa foi utilizado um instrumento tipo questionário, com 12 perguntas para validar o conhecimento atual e detetar necessidades de treinamento no uso das tecnologias, além de explorar o grau de interesse que têm os docentes para receber treinamento neste campo disciplinar. Para tal fim, foram consideradas as seguintes categorias de análise: aspetos gerais do docente, interesse do docente tanto no campo disciplinar como no contexto pedagógico e no uso das tecnologias; finalmente foram considerados os desafios inerentes que poderia representar este processo para eles. Na aplicação do questionário foram escolhidos 72 professores de matemática e 88 professores das ciências naturais. A partir dos resultadados obtidos encontrou-se uma evidente disposição do corpo docente para participar em processos de atualização dirigidos ao fortalecimento em temas de planejamento, mediação e avaliação das aulas no uso de tecnologias da informação e comunicação. Além disso, determinou-se que o treinamento em áreas disciplinares deveria focar-se no desenho de estratégias de mediação que permitiam abordar os tópicos dos programas de estudo num processo interdisciplinar e melhor contextualizado, bem como validar adequadamente os processos de avaliação que permitissem medir o grau de apropriação de habilidades de pensamento científico e matemático.Universidad Nacional, Costa RicaCentro de Investigación y Docencia en Educació

Diagnóstico de las necesidades de capacitación de docentes de biología, química, física y matemática, en áreas disciplinares, pedagógicas, y uso de las tecnologías para la promoción de habilidades de pensamiento científico

This study aims to better understand training secondary and high school teachers require to develop scientific thinking skills in the areas of natural science (Biology, Chemistry, and Physics) and Mathematics. The study focuses on teachers of these disciplinary areas from public schools with an academic curriculum of the Heredia District of Education in Costa Rica. The study worked with 72 teachers of Mathematics and 88 teachers of natural sciences. The research used a naturalistic paradigm. The experimental design used a dominant qualitative approach, combined with a phenomenological study type. The study developed a questionnaire-type instrument to gather the information needed. This instrument consisted of a total of 12 questions in the following areas: pedagogical knowledge and use of technologies, and exploration of the degree of interest that teaching staff has in receiving training in disciplinary knowledge. The five categories used to analyze the teachers’ answers to the instrument were the following: general aspects of the practicing teacher, training interests in the disciplinary and pedagogical field, use of technologies, and challenges expressed by the teaching staff. Among the main findings of the study, the interest of the teaching staff to participate in updating processes in topics such as planning, mediation, and evaluation was evident, as well as training in the use of information and communication technologies. Also, it was determined that training in disciplinary areas should focus on the design of mediation strategies that allow the contents of the programs to be covered in an interdisciplinary and contextualized way. The teachers also showed interest in receiving training related to the design of evaluative processes that allow giving appropriate feedback to students, in terms of the degree of appropriation of scientific and mathematical thinking skills.O objetivo deste estudo foi conhecer as necessidades de treinamento que tem os docentes nos termos do desenvolvimento das habilidades científicas na área das ciências naturais (Biologia, Química e Física) e ciências exatas (Matemática), nas escolas diurnas da Direção Regional da província de Heredia segundo o sistema de edução pública da Costa Rica. O estudo foi desenvolvido no âmbito do paradigma naturalista, com abordagem qualitativo dominante e com delineamento do tipo de estudo fenomenológico. No desenvolvimento da pesquisa foi utilizado um instrumento tipo questionário, com 12 perguntas para validar o conhecimento atual e detetar necessidades de treinamento no uso das tecnologias, além de explorar o grau de interesse que têm os docentes para receber treinamento neste campo disciplinar. Para tal fim, foram consideradas as seguintes categorias de análise: aspetos gerais do docente, interesse do docente tanto no campo disciplinar como no contexto pedagógico e no uso das tecnologias; finalmente foram considerados os desafios inerentes que poderia representar este processo para eles. Na aplicação do questionário foram escolhidos 72 professores de matemática e 88 professores das ciências naturais. A partir dos resultadados obtidos encontrou-se uma evidente disposição do corpo docente para participar em processos de atualização dirigidos ao fortalecimento em temas de planejamento, mediação e avaliação das aulas no uso de tecnologias da informação e comunicação. Além disso, determinou-se que o treinamento em áreas disciplinares deveria focar-se no desenho de estratégias de mediação que permitiam abordar os tópicos dos programas de estudo num processo interdisciplinar e melhor contextualizado, bem como validar adequadamente os processos de avaliação que permitissem medir o grau de apropriação de habilidades de pensamento científico e matemático.Este estudio tiene como objetivo conocer las necesidades de capacitación del personal docente de ciencias naturales (biología, química y física) y de ciencias exactas (matemática), de colegios públicos académicos diurnos de la Dirección Regional de Educación de Heredia, para el desarrollo de habilidades científicas. Se trabajó con 72 docentes de matemática y 88 de ciencias naturales. La investigación se realizó desde el paradigma naturalista, con un enfoque cualitativo dominante y con un diseño del tipo de estudio fenomenológico. Se utilizó un instrumento tipo cuestionario, que tenía 12 preguntas dirigidas a indagar las necesidades de capacitación sobre los saberes pedagógicos y el uso de las tecnologías, y se hizo una exploración acerca del grado de interés que tiene el personal docente por recibir capacitación en saberes disciplinares. Las categorías utilizadas para el análisis son las siguientes: aspectos generales del personal docente en ejercicio; intereses de capacitación en el campo disciplinar, pedagógico y uso de las tecnologías; así como retos manifestados. Entre los principales hallazgos se evidenció el interés del cuerpo docente para participar en procesos de actualización en temas como la planificación, mediación y evaluación; además, en el uso de las tecnologías de la información y la comunicación. Además, se determinó que la capacitación en áreas disciplinarias debe estar enfocada al diseño de estrategias de mediación que permitan abarcar los temas de los programas de forma interdisciplinaria y contextualizada, así como en el diseño de procesos evaluativos que permitan evidenciar, en el estudiantado, el grado de apropiación de las habilidades de pensamiento científico y matemático

A Selective Ion HPLC-APCI-MS Method for the Quantification of Pentacyclic Triterpenes in an Anxiolytic Botanical Dietary Supplement for the Animal Health Market

A new anti-anxiety dietary supplement was developed for the animal health market, by combining 2 triterpene containing botanicals, Souroubea sympetala (Marcgraviaceae) with Platanus occidentalis (Platanaceae) A validated method for a quality control of the botanical blend was achieved using HPLC-APCIMS. The method resulted in the detection and quantitative determination of betulinic acid (1), and ursolic acid (2) in P. occidentalis and 1, 2, lupeol (3), β-amyrin (4) and α-amyrin (5) in S. sympetala and the finished product ZentrolTM. Detections were at low ng on column for 1 and 2 and in low µg range for 3, 4 and 5 using calibration curves within 10-100 ng (R2 > 0.993). Recovery of spiked samples for all the recoveries observed were > 94%. Inter-day and intraday variations were 0.8-3.5% and 5-10.4%, respectively. These results indicate the suitability of the developed analytical method to detect and quantify triterpenes of raw materials used in the manufacture of natural health productsSe desarrolló un nuevo suplemento dietético contra la ansiedad para el mercado de la salud animal, mediante la combinación de 2 botánicos que contienen triterpenos, Souroubea sympetala (Marcgraviaceae) con Platanus occidentalis (Platanaceae) Se logró un método validado para un control de calidad de la mezcla botánica utilizando HPLC-APCIMS . El método resultó en la detección y determinación cuantitativa de ácido betulínico (1) y ácido ursólico (2) en P. occidentalis y 1, 2, lupeol (3), β-amirina (4) y α-amirina (5) en S. sympetala y el producto terminado ZentrolTM. Las detecciones fueron de ng bajo en la columna para 1 y 2 y en un rango de µg bajo para 3, 4 y 5 utilizando curvas de calibración dentro de 10-100 ng (R2 > 0,993). La recuperación de las muestras enriquecidas para todas las recuperaciones observadas fue > 94 %. Las variaciones interdiarias e intradiarias fueron 0,8-3,5% y 5-10,4%, respectivamente. Estos resultados indican la idoneidad del método analítico desarrollado para detectar y cuantificar los triterpenos de las materias primas utilizadas en la fabricación de productos naturales para la salud.University of Ottawa, CanadaUniversidad Nacional, Costa RicaUniversidad Federal, BrasilStonehedge Bioproducts, CanadaINECOL, MéxicoEscuela de Químic

Antimicrobial activities of Marcgraviaceae species and isolation of a naphthoquinone from Marcgravia nervosa (Marcgraviaceae)

The Marcgraviaceae is a neotropical plant family of lianas and shrubs distributed throughout Central and South America, mainly in evergreen and semi-evergreen tropical forests. In this study, extracts of 12 Marcgraviaceae species were assessed for inhibition of bacterial quorum sensing (QS) in Chromobacterium violaceum, bacterial biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa PA14, and fungal growth in Saccharomyces cerevisiae. Six species showed promising inhibitory activities in at least one of the three bioassays (Marcgravia nervosa Triana & Planch., Marcgravia polyantha Delp., Marcgravia schippii Standl., Marcgraviastrum subsessile (Benth.) Bedell, Schwartzia brasiliensis (Choisy) Bedell ex Gir-Cañas, and Schwartzia costaricensis (Gilg.) Bedell). Analyses of the crude extract of the leaves of Marcgravia nervosa using HPLC–APCI–MS showed the presence of five pentacyclic triterpenes: ursolic acid (2), betulinic acid (3), α–amyrin (4), β–amyrin (5), lupeol (6). Bioassay-guided fractionation of this plant resulted in the isolation and identification of 2-methoxy-1,4-naphthoquinone (1) as the active principle with a minimum inhibitory concentration (MIC) of 85–100 μmol·L−1 against Saccharomyces cerevisiae BY4741 (haploid) and BY4743 (diploid).Las Marcgraviaceae son una familia de plantas neotropicales de lianas y arbustos distribuidas a lo largo de América Central y del Sur, principalmente en bosques tropicales perennifolios y semiperennifolios. En este estudio, se evaluaron extractos de 12 especies de Marcgraviaceae para inhibir la detección de quórum bacteriano (QS) en Chromobacterium violaceum, la formación de biopelículas bacterianas en Pseudomonas aeruginosa PA14 y el crecimiento de hongos en Saccharomyces cerevisiae. Seis especies mostraron actividades inhibitorias prometedoras en al menos uno de los tres bioensayos (Marcgravia nervosa Triana & Planch., Marcgravia polyantha Delp., Marcgravia schippii Standl., Marcgraviastrum subsessile (Benth.) Bedell, Schwartzia brasiliensis (Choisy) Bedell ex Gir-Cañas , y Schwartzia costaricensis (Gilg.) Bedell). Los análisis del extracto crudo de las hojas de Marcgravia nervosa mediante HPLC-APCI-MS mostraron la presencia de cinco triterpenos pentacíclicos: ácido ursólico (2), ácido betulínico (3), α-amirina (4), β-amirina (5) , lupeol (6). El fraccionamiento guiado por bioensayo de esta planta resultó en el aislamiento e identificación de 2-metoxi-1,4-naftoquinona (1) como principio activo con una concentración inhibitoria mínima (MIC) de 85–100 μmol·L−1 contra Saccharomyces cerevisiae BY4741 (haploide) y BY4743 (diploide).Universidad Nacional, Costa RicaEscuela de Químic

Red de docentes y repositorio digital de recursos educativos: Una historia del capitalismo contemporáneo II. La crisis del fordismo a través fuentes fílmicas, literarias y estéticas

Depto. de Filosofía y SociedadFac. de FilosofíaFALSEsubmitte