Catalizadores híbridos bifuncionales para la valorización química de biomasa

El concepto de biorrefinería, aunque conocido desde finales del siglo pasado , ha sido objeto de numerosas definiciones durante la última década . Según la Agencia Internacional de Energía (Bioenergía, apartado 42), biorrefinería hace referencia al procesado sostenible de biomasa con el fin de obtener un amplio abanico de bioproductos comercializables (compuestos químicos, materiales y comida apta para consumo humano y animal) y bioenergía (combustibles, energía y/o calor) . Aunque son ya varias las empresas que procesan biomasa , principalmente de origen vegetal, el desarrollo de nuevos procesos orientados a la obtención eficiente de combustibles y compuestos plataforma ha llamado especialmente la atención en la última década, tanto dentro de la comunidad científica como industrial. Y es que, aunque en la actualidad no pretenden reemplazar a los combustibles fósiles, el agotamiento inminente de estas reservas está imponiendo la necesidad de desarrollar alternativas eficientes que permitan, en un plazo relativamente corto, disminuir el porcentaje de dependencia directa de la sociedad actual. En este ámbito, el desarrollo de catalizadores eficientes y fácilmente reciclables, que no se vean afectados por las impurezas presentes en la materia prima y permitan trabajar en continuo, es sumamente importante . Una de las principales limitaciones es el desarrollo de catalizadores multifuncionales que puedan aplicarse en reacciones “en cascada”, es decir, en reacciones sucesivas, lo cual permitiría la intensificación de procesos . En cualquier caso, la combinación efectiva de catalizadores homogéneos y heterogéneos en reacciones que involucran muchos pasos también es una opción deseada y viable en la actualidad … Varios POMs y tres líquidos iónicos se han seleccionado con el fin de proporcionar el conjunto de sitios activos necesarios para las reacciones de transformación de glucosa que van a abordarse durante este proyecto de investigación. Así, por ejemplo, la epimerización de glucosa necesita centros ácidos de Lewis, la oxidación de glucosa/HMF catalizadores con buenas propiedades redox y la deshidratación de Glucosa/Fructosa la combinación de centros ácidos de Lewis y Brönsted. Con este propósito, se han seleccionado polioxometalatos basados en Mo (alto potencial de oxidación, carácter ácido de Lewis y acidez de Brönsted fuerte), en una combinación de Mo y V, para mejorar las propiedades redox y W, que posee una mayor fuerza ácida. Estas propiedades, combinadas con la de tres líquidos iónicos distintos, dan lugar a materiales multifuncionales avanzados, cuya combinación de aniones y cationes, permite llevar a cabo un estudio exhaustivo en el que se evalúe tanto la influencia del tipo de anión como de catión. Por todo lo descrito anteriormente, esta tesis doctoral está dedicada a la aplicación de materiales híbridos basados en POMs y ILs en reacciones de transformación de glucosa a distintos compuestos de elevado valor. El principal objetivo de esta tesis es, por tanto, elaborar sistemas catalíticos multifuncionales que sean capaces de participar en reacciones de tipo cascada, partiendo de glucosa como molécula plataforma. La tesis está organizada en seis capítulos. En el capítulo uno se presenta una introducción general y se sientan las bases que motivan la realización de la investigación en este ámbito. El capítulo dos está dedicado a la descripción de las diferentes técnicas experimentales utilizadas tanto para caracterizar los materiales como para evaluar la actividad catalítica. En el capítulo tres, se expone la síntesis y caracterización estructural de los híbridos, incluyendo la estructura y parámetros cristalográficos de los tres híbridos basando en el ácido fosfomolíbdico. El capítulo cuatro recoge todos los resultados de actividad catalítica de los catalizadores mencionados en tres procesos distintos: la epimerización de glucosa amanosa, la oxidación de glucosa a ácido glucónico y la deshidratación de glucosa/fructosa a HMF. En todos los casos, la estructura sigue una introducción (en la que se explica detenidamente el proceso y se exponen los resultados y catalizadores más relevantes), una parte experimental, un apartado de resultados (donde se realiza la discusión extensa de los mismos), y finalmente una sección dedicada a las conclusiones más relevantes. Derivado de los resultados obtenidos en este capítulo, aparecen los capítulos cinco y seis. Ante la ineficiencia de los híbridos en reacciones de oxidación, se propone la búsqueda de catalizadores de oxidación alternativos, que puedan aplicarse de forma eficiente tanto en la reacción de oxidación de glucosa como en la de HMF. En este contexto, se introducen catalizadores de oro soportado, cuya síntesis y caracterización se presenta en el capítulo cinco. En este último pueden diferenciarse dos partes: i) la primera, dedicada a la síntesis y caracterización de catalizadores de oro sobre distintos soportes oxídicos a través de un método optimizado, el cual permite obtener nanopartículas de tamaños similares, y ii) la segunda, dedicada a la síntesis y caracterización de catalizadores de oro soportado sobre carbón. En este caso, el método de preparación no está optimizado por lo que, a partir de la variación de ciertos parámetros de la síntesis, se obtiene una batería de 11 muestras con distintos tamaños de partícula. En el capítulo seis, los dos grupos de catalizadores son evaluados en dos reacciones, la oxidación de glucosa y la oxidación de HMF. En ambos casos, se presentan los resultados tras evaluar, entre otros parámetros de reacción, cuál es la influencia del soporte y del tamaño de partícula

Ampliación y mejora del programa Cíclope, desarrollado para la realización de Análisis de Ciclo de Vida (ACV)

El presente proyecto desarrolla e implementa el programa Ciclope v2.0, para su utilización en la aplicación de la herramienta medioambiental Análisis de Ciclo de Vida. Ciclope v2.0 facilita la tarea de evaluar los impactos asociados a los procesos y transportes del ciclo de vida estudiado, presentando dos indicadores que valoran estos impactos: el Eco-indicador’95 y el Ecoperfil (según la aproximación de los volúmenes críticos) El objetivo de este proyecto es, a partir del planteamiento utilizado en Ciclope v1.0[1], rediseñar el programa, reinventarlo, arreglando aquellos errores que presenta la versión 1.0, ampliando sus posibilidades de cálculo y convirtiéndolo en un programa más ergonómico, de uso más intuitivo. En esta memoria se presenta el proceso de desarrollo e implementación de Ciclope v2.0. Dado que Ciclope v2.0 incorpora un modelo de Depuración de Aguas Residuales y el cálculo del Eco-Indicador’95, se incluyen en la memoria un par de capítulos donde se explican las bases teóricas de estas dos incorporaciones, además de un capítulo donde se introduce al lector a la herramienta medioambiental Análisis de Ciclo de Vida. Finalmente, se presenta un ejemplo de aplicación de Cíclope v2.0 y se adjunta la documentación elaborada como soporte al programa (Manual de Instrucciones)

Purification of free arginine from chickpea (Cicer arietinum) seeds

© 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved. Chickpea is a grain legume widely consumed in the Mediterranean region and other parts of the world. Chickpea seeds are rich in proteins but they also contain a substantial amount of free amino acids, especially arginine. Hence chickpea may represent a useful source of free amino acids for nutritional or pharmaceutical purposes. Arginine is receiving great attention in recent years because it is the substrate for the synthesis of nitric oxide, an important signaling molecule involved in numerous physiological and pathological processes in mammals. In this work we describe a simple procedure for the purification of arginine from chickpea seeds, using nanofiltration technology and an ion-exchange resin, Amberlite IR-120. Arginine was finally purified by precipitation or crystallization, yielding preparations with purities of 91% and 100%, respectively. Chickpea may represent an affordable green source of arginine, and a useful alternative to production by fermentation or protein hydrolysis.This work was carried out with the financial support of Junta de Andalucía (Spain) to the Laboratory of Bioactive and Functional Components of Plant Products (Instituto de la Grasa, C.S.I.C.). Cristina Megias is recipient of a JAE-Doc (C.S.I.C.) contract from the “Junta para la Ampliación de Estudios” program (cofinanced by the European Social Fund). Isabel Cortés-Giraldo is recipient of a JAE-Pre (C.S.I.C) fellowship from the “Junta para la Ampliación de Estudios” program (cofinanced by the European Social Fund). Thanks are due to María Dolores García-Contreras for technical assistance and to Jose Julian Rios for HPLC-MS analyses of purified arginine.Peer Reviewe

Au/CeO2-ZnO/Al2O3 as Versatile Catalysts for Oxidation Reactions: Application in Gas/Liquid Environmental Processes

The present work showcases the versatility of nanogold systems supported on Zn-doped ceria when applied in two important environmental processes, the total CO oxidation, and the liquid phase oxidation of glucose to gluconic acid. In the CO oxidation the suitability of these materials is clearly demonstrated achieving full conversions even at sub-ambient conditions. Regarding the glucose oxidation our materials display high conversion values (always over 50%) and very importantly full or almost full selectivity toward gluconic acid—an added value platform chemical in the context of biomass upgrading routes. The key factors controlling the successful performance on both reactions are carefully discussed and compared to previous studies in literature. To our knowledge this is one of the very few works in catalysis by gold combining liquid and gas phase reactions and represents a step forward in the flexible behavior of nano gold catalysts.Ministerio de Ciencia e Innovación Instituto de Salud Carlos III Spanish Government [ENE2012-374301-C03-01]CSIC JAE-predoc progra

Development and Organization of the Lamprey Telencephalon with Special Reference to the GABAergic System

Lampreys, together with hagfishes, represent the sister group of gnathostome vertebrates. There is an increasing interest for comparing the forebrain organization observed in lampreys and gnathostomes to shed light on vertebrate brain evolution. Within the prosencephalon, there is now a general agreement on the major subdivisions of the lamprey diencephalon; however, the organization of the telencephalon, and particularly its pallial subdivisions, is still a matter of controversy. In this study, recent progress on the development and organization of the lamprey telencephalon is reviewed, with particular emphasis on the GABA immunoreactive cell populations trying to understand their putative origin. First, we describe some early general cytoarchitectonic events by searching the classical literature as well as our collection of embryonic and prolarval series of hematoxylin-stained sections. Then, we comment on the cell proliferation activity throughout the larval period, followed by a detailed description of the early events on the development of the telencephalic GABAergic system. In this context, lampreys apparently do not possess the same molecularly distinct subdivisions of the gnathostome basal telencephalon because of the absence of a Nkx2.1-expressing domain in the developing subpallium; a fact that has been related to the absence of a medial ganglionic eminence as well as of its derived nucleus in gnathostomes, the pallidum. Therefore, these data raise interesting questions such as whether or not a different mechanism to specify telencephalic GABAergic neurons exists in lampreys or what are their migration pathways. Finally, we summarize the organization of the adult lamprey telencephalon by analyzing the main proposed conceptions, including the available data on the expression pattern of some developmental regulatory genes which are of importance for building its adult shape

Phenotypic plasticity guides Moricandia arvensis divergence and convergence across the Brassicaceae floral morphospace

Authors thank Raquel Sánchez, Angel Caravantes, Isabel Sánchez Almazo, María José Jorquera, and Iván Rodríguez Arós for helping us during several phases of the study. We also thank all contributors to the pollinator database (Table  S1 ) for kindly sending us unpublished information on Brassicaceae floral visitors. This research is supported by grants from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (CGL2015‐63827‐P, CGL2017‐86626‐C2‐1‐P, CGL2017‐86626‐C2‐2‐P, UNGR15‐CE‐3315), Junta de Andalucía (P18‐FR‐3641, IE19_238 EEZA CSIC), LIFE18 GIE/IT/000755, and Xunta de Galicia (CITACA), including EU FEDER funds. This is a contribution to the Research Unit Modeling Nature, funded by the Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad, and European Regional Development Fund (ERDF), reference SOMM17/6109/UGR.Many flowers exhibit phenotypic plasticity. By inducing the production of several phenotypes, plasticity may favour the rapid exploration of different regions of the floral morphospace. We investigated how plasticity drives Moricandia arvensis, a species displaying within-individual floral polyphenism, across the floral morphospace of the entire Brassicaceae family. We compiled the multidimensional floral phenotype, the phylogenetic relationships, and the pollination niche of over 3000 species to construct a family-wide floral morphospace. We assessed the disparity between the two M. arvensis floral morphs (as the distance between the phenotypic spaces occupied by each morph) and compared it with the family-wide disparity. We measured floral divergence by comparing disparity with the most common ancestor, and estimated the convergence of each floral morph with other species belonging to the same pollination niches. Moricandia arvensis exhibits a plasticity-mediated floral disparity greater than that found between species, genera and tribes. The novel phenotype of M. arvensis moves outside the region occupied by its ancestors and relatives, crosses into a new region where it encounters a different pollination niche, and converges with distant Brassicaceae lineages. Our study suggests that phenotypic plasticity favours floral divergence and rapid appearance of convergent flowers, a process which facilitates the evolution of generalist pollination systems.CITACAConsejería de Economía, Conocimiento, Empresas y UniversidadMinisterio de Ciencia, Innovación y Universidades UNGR15‐CE‐3315European Regional Development FundXunta de GaliciaJunta de Andalucía IE19_238 EEZA CSIC, LIFE18 GIE/IT/00075

Retos para la democracia en el nuevo contexto de IA e IoT:

El contexto de las democracias contemporáneas comenzó a cambiar hace años con el desarrollo exponencial de los medios de comunicación y de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC). A ello se sumó la irrupción de internet y, en la actualidad, la inteligencia artificial (IA) y el internet de las cosas (IoT por sus siglas en inglés) están propiciando cambios de gran calado en todos los órdenes sociales. Este artículo parte de la pregunta sobre las implicaciones del contexto marcado por la IA y el IoT para la democracia y, en concreto, para el ejercicio de la ciudadanía. Para tratar de responderla, se expone en un primer término lo que ha significado este nuevo contexto para los mecanismos de participación, poniendo el acento en los cambios en la relación entre la ciudadanía y la Administración Pública. A continuación, se exponen los retos que este nuevo escenario plantea para la Administración Pública. Por último, se discute la posibilidad de que este nuevo contexto esté determinando la configuración de un nuevo tipo de ciudadanía

Mejora de la extracción proteica de la harina de girasol mediante hidrólisis con alcalasa

Extraction of proteins from defatted sunflower meal has been improved by addition of the protease alcalase during alkaline extraction. This method offers several additional advantages as compared to the traditional alkaline extraction without alcalase, which is usually carried out after a sedimentation/flotation step to remove the lignocellulosic fraction. As compared to extraction without alcalase, addition of 0.1% (v/v) alcalase improved the yield of protein extraction from 57.5% to 87.4%, providing an extract that is 22% hydrolyzed. In addition, an increment of up to 4.5 times in protein solubility at low pH values is achieved, which correlates with the degree of hydrolysis. The extracts that were obtained in the presence of alcalase had a higher proline and glycine content, suggesting that the protease improves extraction of proline-rich and glycine-rich cell wall proteins that are part of the lignocellulosic fraction. These protein extracts can be directly dried without generation of wastewater, and the resulting fiber-rich material could be used for animal feeding.Se ha mejorado la extracción proteica de la harina desengrasa de girasol mediante la adición de la proteasa alcalasa durante la extracción alcalina. Este método ofrece varias ventajas adicionales en comparación con la extracción alcalina tradicional sin alcalasa, que se desarrolla normalmente mediante un proceso de flotación/sedimentación para retirar la fracción lignocelulósica. En comparación a la extracción sin alcalasa, la adicción de 0.1% (v/v) de alcalasa mejora los rendimientos de extracción proteica desde un 57.5% a un 87.4%, dando un extracto con un 22% de grado de hidrólisis. Además se obtiene un incremento de hasta 4.5 veces de la solubilidad proteica a bajos pHs, que se correlaciona con el grado de hidrólisis. Los extractos obtenidos con alcalasa tenían un mayor contenido de prolina y glicina, sugiriendo que la proteasa mejora la extracción de las proteínas ricas en prolina y glicina de la pared celular que forma parte de la fracción lignocelulósica. Este extracto proteico puede ser secado directamente sin generación de aguas residuales, y el material resultante rico en fibra podría ser usado para alimentación animal.This work was supported by grant AGL 2001-0526.Peer reviewe