Phenolics as carbonyl scavengers: an additional protection against lipid oxidative damage in foods.

Los compuestos fenólicos, además de actuar como agentes quelantes de metales y de capturar radicales libres, también pueden estar limitando el daño producido por la oxidación lipídica en alimentos mediante la captura de los compuestos carbonílicos producidos en el curso de la misma. Además, esta captura constituiría una tercera barrera protectora de los compuestos fenólicos contra la extensión del daño de la oxidación lipídica a otras macromoléculas. Sin embargo, el papel potencial de esta barrera no se comprende bien porque ni se ha investigado cómo se produce la captura de muchos compuestos carbonílicos por los compuestos fenólicos ni se ha estudiado la posibilidad de que este atrapamiento pueda ser producido durante el procesado de alimentos. Por tanto, el objetivo general de esta tesis es tratar de responder a ambas cuestiones primero estudiando la reacción entre los distintos compuestos carbonílicos producidos en la oxidación lipídica y segundo estudiando la presencia de aductos fenol-carbonilo en alimentos procesados. Dentro del primer objetivo, se ha estudiado la reacción entre compuestos fenólicos y diversos grupos de compuestos carbonílicos producidos como consecuencia de la oxidación lipídica, incluyendo alcanales, 4,5-epoxi-2-alquenales y 4-oxo-2-alquenales. Para ello, se aislaron y caracterizaron los aductos formados, y, a partir de los resultados obtenidos, se propusieron las rutas de formación de los diferentes aductos. Los resultados obtenidos permiten concluir que, para alcanales y otros aldehídos saturados, los átomos de carbono en posición respecto a los grupos hidroxilo fenólicos tienen una alta nucleofilia y reaccionan con el carbono carbonílico del aldehído. Además, estos aldehídos pueden sufrir una condensación aldólica para producir el correspondiente alquenal, que es también atrapado por fenoles. En el caso de los epoxialquenales, la reacción con el fenol se inicia con la apertura del anillo del epóxido producida por un grupo hidroxilo fenólico, y, después, se produce la adición del carbono fenólico contiguo al doble enlace carbono-carbono del aldehído. Finalmente, el grupo aldehído es estabilizado como un hemiacetal. Por último, en las reacciones con oxoalquenales, se produce la adición bien de un grupo hidroxilo fenólico o bien de su carbono contiguo al doble enlace carbono-carbono del oxoalquenal. El aducto es entonces estabilizado implicando a uno de los grupos carbonilo del aldehído, mientras que el otro grupo carbonilo sigue libre o es estabilizado como un hemiacetal cuando la distribución espacial de los grupos reactivos permite esta reacción adicional. Los resultados obtenidos a partir del estudio de las reacciones de compuestos fenólicos con epoxialquenales y oxoalquenales sugieren que la formación de aductos fenol-carbonilo reduce la reactividad de los compuestos carbonílicos bloqueando los grupos funcionales más reactivos. Sin embargo, algunos de estos grupos permanecen en los primeros aductos producidos, como ocurre con epoxialquenales y oxoalquenales, por lo que los aductos producidos con estos aldehídos son inestables y sufren reacciones adicionales, incluyendo polimerizaciones. En el caso de las reacciones de fenoles con epoxialquenales y oxoalquenales, se estudió asimismo el papel de las condiciones de reacción en la formación de los correspondientes aductos. A partir de los resultados obtenidos, se deduce que las condiciones de reacción juegan un papel importante en la formación de aductos fenol-carbonilo. Así, estas reacciones son mayormente producidas a pH neutros o ligeramente básicos, y su formación se incrementa con el tiempo y la temperatura. No obstante, algunos aductos se descompusieron a altas temperaturas durante tiempos de reacción prolongados. También se estudiaron las relaciones estructura-actividad de compuestos fenólicos y compuestos carbonílicos en el caso de la reacción con alcanales, comprobándose que la formación de aductos fenol-carbonilo depende de la estructura del fenol y del aldehído involucrado. En relación al fenol, la presencia de grupos que incrementan la nucleofilia de los carbonos fenólicos produce un aumento en la habilidad de atrapamiento de carbonilos por estos compuestos. Por otro lado, la presencia de grupos que incrementan el impedimento estérico en estas posiciones sin afectar la nucleofilia, inhibe la formación de estos aductos. Análogamente, la presencia de ramificación en la posición 2 del aldehído también inhibe la formación de aductos fenol-carbonilo por impedimento estérico. Por otro lado, se investigó la descomposición térmica sufrida por aldehídos insaturados para entender la mezcla compleja de aductos fenol-carbonilo producida en la reacción entre fenoles y aldehídos insaturados derivados de lípidos. Los resultados obtenidos permiten concluir que las reacciones entre fenoles y aldehídos insaturados son muy complejas porque estos aldehídos se descomponen a temperaturas relativamente elevadas y los aldehídos producidos pueden ser atrapados también por fenoles produciendo nuevos aductos fenol-carbonilo así como polímeros. Dentro del segundo objetivo, se ha investigado la formación de aductos fenol-carbonilo en cebolla sometida a fritura en aceite de colza conteniendo acroleína, crotonaldehído y 2-pentenal, así como cebolla crujiente frita comercialmente. Puesto que la quercetina es el principal flavonoide en la cebolla, se investigó la presencia de aductos entre estos aldehídos y quercetina. Se sintetizaron los principales aductos formados en las reacciones entre los alquenales anteriores y quercetina para usarlos como compuestos de referencia en la identificación de la formación de aductos en cebolla frita en el laboratorio y cebolla crujiente frita comercialmente. El análisis de estos alimentos permitió confirmar la existencia de algunos de estos aductos en ambos, lo que sugiere que los aductos fenol-carbonilo se producen de forma habitual durante el procesado de alimentos y son componentes habituales de los mismos. Los resultados obtenidos permiten concluir que la habilidad de los fenoles para atrapar carbonilos constituye una función protectora adicional de los compuestos fenólicos, además de sus conocidas funciones como captadores de radicales libres y como agentes quelantes de metales. Esta función parece jugar un papel importante en la eliminación de los aldehídos potencialmente tóxicos que se producen en el curso de la oxidación lipídica

Optimal Control Realizations of Lagrangian Systems with Symmetry

A new relation among a class of optimal control systems and Lagrangian systems with symmetry is discussed. It will be shown that a family of solutions of optimal control systems whose control equation are obtained by means of a group action are in correspondence with the solutions of a mechanical Lagrangian system with symmetry. This result also explains the equivalence of the class of Lagrangian systems with symmetry and optimal control problems discussed in \cite{Bl98}, \cite{Bl00}. The explicit realization of this correspondence is obtained by a judicious use of Clebsch variables and Lin constraints, a technique originally developed to provide simple realizations of Lagrangian systems with symmetry. It is noteworthy to point out that this correspondence exchanges the role of state and control variables for control systems with the configuration and Clebsch variables for the corresponding Lagrangian system. These results are illustrated with various simple applications

Exploring the Interconnected Role of the Oral Microbiome and Periodontal Disease in the Development and Progression of Oral Squamous Cell Carcinoma

This comprehensive review explores the complex linkage among the oral microbiome, periodontal disease, and the onset and progression of oral squamous cell carcinoma (OSCC)

The relevance of grated inlets within surface drainage systems in the field of urban flood resilience. A review of several experimental and numerical simulation approaches

Urban drainage networks should be designed and operated preferably under open channel flow conditions without flux return, backwater, or overflows. In the case of extreme storm events, urban pluvial flooding is generated by the excess of surface runoff that could not be conveyed by pressurized sewer pipes, due to its limited capacity or, many times, due to the poor efficiency of surface drainage systems to collect uncontrolled overland flow. Generally, the hydraulic design of sewer systems is addressed more for underground networks, neglecting the surface drainage system, although inadequate inlet spacings and locations can cause dangerous flooding with rele-vant socio-economic impacts and the interruption of critical services and urban activities. Several experimental and numerical studies carried out at the Technical University of Catalonia (UPC) and other research institutions demonstrated that the hydraulic efficiency of inlets can be very low under critical conditions (e.g., high circulating overland flow on steep areas). In these cases, the hydraulic efficiency of conventional grated inlets and continuous transverse elements can be around 10–20%. Their hydraulic capacity, expressed in terms of discharge coefficients, shows the same criticism with values quite far from those that are usually used in several project practice phases. The grate clogging phenomenon and more intense storm events produced by climate change could further reduce the inlets’ performance. In this context, in order to improve the flood urban resilience of our cities, the relevance of the hydraulic behavior of surface drainage systems is clear

Stenocarpella maydis and Sporisorium reilianum: Two Pathogenic Fungi of Maize

Stenocarpella maydis and Sporisorium reilianum are phytopathogenic fungi that cause white rot in corn cob and head smut in maize (Zea mays L.) respectively, diseases that are spread worldwide and cause many economic losses. In this chapter the characteristics of the above diseases, such as their life cycle, pathogenicity factors, control methods, as well as the biotechnological potential of the fungi involved in this processes are described, specifically in connection to their extracellular enzymes

Mixing in convective thermal fluxes in unsteady nonhomogeneous flows generating complex three dimensional vorticity patterns

Diffusion and scaling of the velocity and vorticity in a thermoelectric driven heating and cooling experimental device is presented in order to map the different patterns and transitions between two and three dimensional convection in an enclosure with complex driven flows. The size of the water tank is of 0.2 x 0.2 x 0.1 m and the heat sources or sinks can be regulated both in power and sign [1-3]. The thermal convective driven flows are generated by means of Peltier effects in 4 wall extended positions of 0.05 x 0.05 cm each. The parameter range of convective cell array varies strongly with the Topology of the boundary conditions. Side heat and momentum fluxes are a function of Rayleigh, Peclet and Nusselt numbers, [4-6] Visualizations are performed by PIV, Particle tracking and shadowgraph. The structure of the flow is shown by setting up a convective flow generated by buoyant heat fluxes. The experiments described here investigate high Prandtl number mixing using brine and fresh water in order to form a density interface and low Prandtl number mixing with temperature gradients. The evolution of the mixing fronts are compared and the topological characteristics of the merging of the convective structures are examined for different configurations. Based on two dimensional Vorticity spectral analysis, new techniques can be very useful to determine the evolution of scales considering the multi-fractal structure of the convective flows.Peer ReviewedPostprint (published version

Investigating Security Attacks on Wireless Sensor Networks (WSNs) via an IoT Environmental Monitoring System

To demonstrate our work, we have implemented a secure temperature monitoring system that makes use of the IEEE 802.15.4 standard, AES-128 hardware encryption and TelosB sensor nodes. In our design, we consider one of the nodes to be a coordinator node, which plays the role of a central node that establishes network association requests, listens for incoming packets, decrypts the incoming packets and forwards any received packets to the monitoring device. Three other nodes act as end-devices, which play the role of collecting temperature measurements, encrypting the collected data and sending the encrypted packets to the coordinator node. A last one acts as packet sniffer, which plays the role of listening to packets sent over the network and forwarding the capture packets to Wireshark. We study the security used in WSNs and perform hacking scenarios on our environmental monitoring system