Aislamiento y caracterización de hongos potencialmente toxicogénicos asociados a granos de sorgo en Argentina

Actualmente, el grano de sorgo es el quinto cereal en producción a nivel mundial. Se ha revalorizado al punto de ocupar un rol fundamental en la nueva cadena agroindustrial argentina, cobrando, además, cada vez mayor relevancia mundial, no solo para la alimentación humana y animal sino también como cultivo estratégico para la producción de combustibles líquidos (etanol), adhesivos, ceras, tintes, papel, y otros. Si bien su consumo mundial ha mostrado una tendencia creciente en los últimos 10 años, su productividad se ve amenazada por varias enfermedades fúngicas que reducen los rendimientos, la calidad e inocuidad de los cultivos con importantes pérdidas económicas. Por lo tanto el objetivo de este trabajo fue determinar la calidad de los granos de sorgo en relación a la ocurrencia de especies fúngicas potencialmente productores de micotoxinas. Los resultados permitirán identificar la problemática sanitaria asociada a este cultivo y su impacto en la seguridad alimentaria para la economía de los sectores productores de nuestro país. Durante la campaña 2015/16 se recolectaron 19 muestras de sorgo (híbridos experimentales) provenientes del campo experimental del programa de mejoramiento genético de sorgo de la estación experimental del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) de Manfredi, Córdoba. Se midió la actividad acuosa de cada una de las muestras mediante el uso de un medidor de actividad acuosa AQUALAB (Dewpoint Water Activity Meter 4TE). Para la obtención de los aislamientos fúngicos presentes en las muestras de sorgo se realizó la técnica de plaqueo directo. Se tomaron 50 granos al azar de cada muestra y se los desinfectó superficialmente con hipoclorito de sodio al 1% v/v durante 1 min. Luego, se lavaron tres veces utilizando agua destilada estéril y se sembraron en medios de cultivo para recuento fúngico general: Dicloran Rosa Bengala Cloranfenicol (DRBC) y Dicloran Glicerol al 18% (DG18). La micobiota fue aislada mediante repiques en tubos inclinados con Agar Extracto de Malta (MEA) para su posterior identificación morfológica a nivel de género prestando especial atención a aquellos potencialmente toxicogénicos. La totalidad de las muestras presentaron un 100% de infección, pudiéndose recuperar 198 aislamientos de propágulos fúngicos. Ocho géneros fúngicos fueron identificados y el porcentaje de incidencia de los mismos fue calculado sobre el total de aislamientos obtenidos. Las especies pertenecientes al género Fusarium se presentaron con mayor frecuencia (28%), seguido por representantes de los géneros Aspergillus (20%), Penicillium (13%), Trichoderma (6,5%), Curvularia (2,8%), Mucorales (2,8%), Alternaria (1,8%) y Colletotrichum (1%). Especies toxicogénicas fueron detectadas y serán luego confirmadas mediante técnicas moleculares. La presencia de estas especies en las muestras de sorgo analizadas denotan la importancia de profundizar los estudios sobre las condiciones de producción de este cultivo a fin de evaluar su impacto sobre (a) la disminución de la calidad de los granos como consecuencia del deterioro fúngico y/o (b) el riesgo que representa las micotoxinas sobre la salud tanto humana como animal.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimento

Actividad fotocatalítica de composites de óxido de grafeno-dióxido de titanio

ABSTRACT: Drinking water availability is one of the highest priority factors for human existence and its life’s quality. However, it is estimated that nearly 780 million people do not have access to suitable water for human consumption, so they are forced to rely on biologically unsafe water source, being imperative to develop a sustainable methodology for water disinfection aiming its reuse (Wang et al, 2013; Fernández Ibáñez et al, 2014). There is a really deep concern about this problem, since new polluting compounds are being detected in wastewater treatment plant’s effluents. Some of those emerging pollutants consist of organic compounds, endocrine modulating chemicals (EMCs) and pharmaceuticals and personal care products. Nevertheless, conventional technology becomes insufficient because of these emerging substances’ complex degradation. Therefore, new technologies are being developed for the treatment of polluted water. Among them advanced oxidation technologies, adsorption/separation processes and bioremediation are included. This work proposes to employ the advanced oxidation processes, particularly the heterogeneous photocatalysis with titanium dioxide to remove organic compounds from water. It is intended to use solar light as irradiation source to produce the photocatalysis, but TiO2 has a very low activity under solar light, therefore it is proposed to synthesize graphene oxide/titanium dioxide composites (Nguyen-Phan et al (2011); Liu et al (2013); Szabó et al (2013); Fernández-Ibáñez et al (2014)). The composites have been synthesized through both hydrothermal and mechanical methods, determining the objectives to verify the hydrothermal synthesis reproducibility and the ultrasounds treatment effects during the synthesis on the composites behavior. Thus, composites have been characterized trough AFM microscopy, FTIR spectroscopy, TG analysis and BET adsorption isotherms. Besides, photocatalytic experiments under UV light to degrade dichloroacetic acid (DCA) have been carried out. AFM images of two hydrothermal samples, synthesized employing different ultrasound equipment during the exfoliation stage (the equipment had different power) were taken. Graphene oxide (GO) layers and titanium dioxide agglomerates could be seen on those images. The sample synthesized with that ultrasound equipment with the lowest power presented GO layers with thicknesses around 3-5 nm, which indicates there are several GO layers (3 and 5 layers); while the other sample presented GO layers with the expected thickness of 1 nm, what means that the higher the ultrasounds power, the better exfoliated graphite oxide is. BET surface areas of pure TiO2 and all the hydrothermal samples were analysed through N2 adsorption-desorption values, obtaining an improved SBET for the composites than for pure TiO2 with an average value of 60.94 ±3.15 m2/gcatalyst. Such a homogeneous result indicates that hydrothermal synthesis is reproducible and independent of the ultrasounds, at least about BET surface area. Regarding FTIR spectroscopy, hydrothermal composites definitely presented reproducibility, while the mechanical ones did not. However, it was verified that an additional ultrasonication during the Mechanical synthesis contributed to the formation of chemical bonds between GO and TiO2 through Ti-O-C bond, which was present for all the hydrothermal composites. However, TG analysis results showed no reproducibility at all for any synthesis method. Photocatalytic experiments were performed under UV light in order to degrade DCA, analysing too associated mineralization through DOC in the presence of TiO2, two hydrothermal samples and two mechanical samples (one of them synthesized employing an additional ultrasound treatment). The degradation for both DCA and DOC in the presence of the composites was improved in comparison to pure TiO2, obtaining a higher degradation with mechanical composites. Photocatalytic results show that the hydrothermal synthesis is reproducible, as well as the mechanical one. Hydrothermal synthesis reproducibility is supported by BET adsorption isotherms and FTIR techniques, as well as by the photocatalytic experiments, also it is proved that the ultrasounds does not affect neither the hydrothermal composites photocatalytic activity nor the SBET, but it affects the GO layers thickness. Through FTIR spectroscopy it was shown the formation of chemical bonds (Ti-O-C) between GO and TiO2 during a mechanical synthesis, as well as, that the additional ultrasonication contributes to the formation of those bonds. However, this treatment does not affect the photocatalytic activity of the composites.RESUMEN:La disponibilidad de agua potable es un factor de la mayor prioridad para la existencia humana y su calidad de vida. Sin embargo, se estima que 780 millones de personas no tienen acceso a agua apta para el consumo, y por tanto, se ven forzadas a recurrir a fuentes de agua biológicamente no seguras, por ello es necesario un método sostenible para la desinfección de agua con este fin (Wang et al (2013); Fernández-Ibáñez et al (2014)). Existe una gran preocupación acerca de este problema, ya que se están detectando nuevas sustancias contaminantes en los efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales. La tecnología convencional resulta insuficiente dada la complejidad de la degradación de estos nuevos contaminantes. Algunos de estos contaminantes emergentes son componentes orgánicos, químicos disruptores endocrinos o sustancias derivadas de medicamentos y productos de cuidado personal. Por ello, se están desarrollando nuevas tecnologías para el tratamiento de estas aguas. Entre estas novedosas tecnologías se incluyen los procesos de oxidación avanzada, los procesos de adsorción/separación y la biorremediación. Este trabajo propone emplear los procesos de oxidación avanzada, en concreto la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio para tratar contaminantes orgánicos en aguas. Se pretende emplear la luz solar como fuente de radiación para que se produzca la fotocatálisis heterogénea, pero el dióxido de titanio presenta una actividad muy baja bajo radiación solar, por lo que se propone sintetizar composites de óxido de grafeno y dióxido de titanio como solución (Nguyen-Phan et al (2011); Liu et al (2013); Szabó et al (2013); Fernández-Ibáñez et al (2014)). Los composites se han sintetizado mediante una vía hidrotermal y una mecánica, fijando el objetivo de comprobar la reproducibilidad de la síntesis hidrotermal y la influencia de los ultrasonidos que se emplean sobre la síntesis del composite. Para ello, se caracterizaron los composites mediante microscopia AFM, espectroscopia FTIR, análisis TG e isotermas de adsorción BET, además de realizar experimentos fotocatalíticos bajo radiación UV para degradar ácido dicloroacético (DCA). Se tomaron imágenes AFM de dos composites sintetizados por el método hidrotermal, empleando un equipo de ultrasonidos diferente (de diferente potencia) durante las síntesis de ambos. En las imágenes se podía observar las láminas de óxido de grafeno y aglomerados de dióxido de titanio sobre ellas. La muestra sintetizada empleando el equipo de menor potencia presentaba un espesor de las láminas de grafeno en torno a 3-5 nm, lo que indica que se trataba de varias láminas de óxido de grafeno (3 y 5 láminas); mientras que la otra muestra presentaba láminas de óxido de grafeno con el espesor esperado de 1 nm, lo que significa que cuanto mayor sea la potencia de los ultrasonidos durante la síntesis hidrotermal se obtiene una mejor exfoliación del óxido de grafito. El área superficial BET de todas las muestras hidrotermales y de dióxido de titanio puro se analizó mediante la adsorción-desorción de nitrógeno, obteniéndose una mejora del área BET respecto del TiO2, así como un valor medio de 60.94 ±3.15 m2/gcatalyst, un resultado tan homogéneo significa que en lo que a superficie BET la síntesis hidrotermal presenta reproducibilidad y es independiente de los ultrasonidos. En cuanto a la espectroscopia FTIR, mientras que los composites hidrotermales sí presentan reproducibilidad, los composites mecánicos carecen de ella. No obstante, se puede comprobar que al emplear un tratamiento de ultrasonidos adicional durante la síntesis mecánica de los composites se favorece la formación de enlaces Ti-O-C entre el óxido de grafeno y el dióxido de titanio, enlace que está presente también para todos los composites hidrotermales. Sin embargo, al realizar el análisis TG se observa que ninguna de las dos síntesis es reproducible. Los experimentos fotocatalíticos se realizaron bajo radiación UV para la degradación de DCA, analizando también la mineralización asociada (a través de COD) en presencia de TiO2, dos composites hidrotermales y dos composites mecánicos (uno de ellos sintetizado con ultrasonicación adicional). Tanto para la degradación de DCA como COD los composites hidrotermales y mecánicos presenta una mejora respecto del TiO2 puro, obteniéndose una mejor degradación con los dos composites mecánicos. Los resultados fotocatalíticos muestran que la síntesis hidrotermal es reproducible (se alcanza igual degradación con las dos muestras), así como la mecánica. Mediante las pruebas de caracterización isotermas de adsorción BET (con un valor medio de SBET 60.94 ±3.15 m2/gcatalyst), FTIR y el ensayo fotocatalítico se comprueba la reproducibilidad de la síntesis hidrotermal, así como la independencia de esta síntesis de la etapa de exfoliación con ultrasonidos. Sin embargo, esta etapa resulta clave para la obtención de láminas de óxido de grafeno con el espesor debido de 1 nm. También mediante la espectroscopia FTIR se comprueba que en los composites mecánicos se forman enlaces químicos entre el óxido de grafeno y el dióxido de titanio, mediante enlaces Ti-O-C, cuya formación resulta favorecida por una etapa de ultrasonidos adicional durante la síntesis del composite. Sin embargo, esta etapa no afecta a la actividad fotocatalítica de los composites, ya que los resultados obtenidos con las muestras mecánicas para la degradación de DCA y COD son reproducibles.Grado en Ingeniería Químic

Investigating the nucleation of AlOx and HfOx ALD on polyimide : influence of plasma activation

There is an increasing interest in atomic layer deposition (ALD) on polymers for the development of membranes, electronics, (3D) nanostructures and specially for the development of hermetic packaging of the new generation of flexible implantable micro-devices. This evolution demands a better understanding of the ALD nucleation process on polymers, which has not been reported in a visual way. Herein, a visual study of ALD nucleation on polymers is presented, based on the different dry etching speeds between polymers (fast) and metal oxides (slow). An etching process removes the polyimide with the nucleating ALD acting as a mask, making the nucleation features visible through secondary electron microscopy analyses. The nucleation of both Al2O3 and HfO2 on polyimide was investigated. Both materials followed an island-coalescence nucleation. First, local islands formed, progressively coalescing into filaments, which connected and formed meshes. These meshes evolved into porous layers that eventually grew to a full layer, marking the end of the nucleation. Cross-sections were analyzed, observing no sub-surface growth. This approach was used to evaluate the influence of plasma-activating polyimide on the nucleation. Plasma-induced oxygen functionalities provided additional surface reactive sites for the ALD precursors to adsorb and start the nucleation. The presented nucleation study proved to be a straightforward and simple way to evaluate ALD nucleation on polymers

Non-thermal plasma activation of BPDA-PPD polyimide for improved cell-material interaction

Biocompatible BPA-PPD polyimide is widely used in the packaging of implantable devices. Plasma activation can improve its interaction with the surrounding tissue upon implantation. The influence of He, air, N2 and Ar plasma activation on polyimide's surface hydrophilicity, roughness, topography, composition and cell-surface interaction was evaluated, along with the influence of hydrophobic recovery on such properties. All plasma activations increased the surface hydrophilicity but neither the roughness nor topography changed. The increase was attributed to the incorporated O- and N-functionalities. 24 h after the activations the surface hydrophilicity decreased while maintaining the functionalities, due to the functionalities’ reorientation/migration towards the bulk of polyimide. Air and N2 activations improved the cell-surface interactions with fibroblasts. These were equally influenced by the surface hydrophilicity and the surface functionalities availability. The hydrophobic recovery lowered the initial cell adhesion but not the cell proliferation, as the hydrophobic recovery was progressively reversed in the culture media

Estudio de la micobiota y sus micotoxinas en ingredientes y raciones de animales domésticos. Estrategias orientadas a la prevención de las micotoxicosis. Studies on mycobiota and incidence of mycotoxins in raw material and feedstuff for domestic animals. Different strategies for mycotoxicosis prevention.

Numerosas investigaciones han desarrollado estrategias para la remoción de micotoxinas en alimentos por diferentes métodos, aunque muchos de ellos no han llegado a ser utilizados debido a los elevados costos o a las dificultades prácticas involucradas en el proceso de detoxificación. Estos argumentos estimulan a los investigadores a desarrollar nuevas estrategias de decontaminación que eviten el uso de agentes químicos y que reduzcan las pérdidas en el valor nutritivo y la palatabilidad de los alimentos decontaminados. Una de las alternativas promisorias es la detoxificación biológica. Las levaduras capaces de adsorber micotoxinas y con habilidades probióticas o prebióticas son promisorias para reducir la exposición humana a las micotoxinas. En el tracto gastrointestinal se encuentra normalmente un gran número de especies de bacterias comensales y patógenas; sin embargo, cuando se incrementa la cantidad de microorganismos patógenos se pueden producir alteraciones de la salud y muerte. La industria argentina de alimentos destinados a animales necesita reducir los niveles de micotoxinas presentes en ingredientes o en insumos terminados. Si bien los resultados obtenidos en el mundo en la temática son preliminares y promisorios, en nuestro país aún no se han desarrollado estrategias biológicas de decontaminación de micotoxinas aplicadas a estos alimentos. Estudios de incidencia de micoflora y detección de micotoxinas en alimentos balanceados para aves, llevados a cabo por nuestro grupo de investigación en la región del sur de Córdoba demostraron la presencia de los principales géneros toxicogénicos (Aspergillus, Penicillium y Fusarium) y sus micotoxinas asociadas (aflatoxinas, zearalenona y fumonisinas). En relación a porcinotecnia, la zona sur de la provincia de Córdoba es considerada una de las tres zonas de mayor densidad porcina en Argentina. Sin embargo, la contaminación de los granos con micotoxinas representa un serio problema debido a que producen rechazo del alimento, disminución de la tasa de crecimiento y reducción inmunológica. Si consideramos la evolución en la producción lechera en los últimos años ha seguido una línea de intensificación que ha conllevado un cambio en la utilización de los alimentos, evolucionando del simple pastoreo a los sistemas de alimentación única, basados en la formulación de alimentos balanceados que constituyen la clave de la alimentación de los animales. Diferentes estudios epidemiológicos usando técnicas moleculares han demostrado que con frecuencia la infección por A. fumigatus ocurre como consecuencia de la adquisición exógena del hongo. La magnitud del problema se manifiesta en la continua búsqueda de medidas de prevención y control de estas micotoxicosis. Debido a este impacto negativo que ejercen las toxinas fúngicas lo cual, afecta los parámetros productivos como ganancia de peso y conversión alimenticia con graves pérdidas a la industria animal tanto en el mercado interno como externo