Degradación de residuos plásticos de la industria alimentaria mediante el uso de microorganismos

El impacto ambiental negativo que suponen los residuos plásticos en la actualidad se encuentra en imparable crecimiento, puesto que aún no existe la vía mediante la cual poder eliminarlos. Sin embargo, en los últimos años se ha descrito un fenómeno que podría conseguir la eliminación de los residuos plásticos, consistente en su degradación por parte de microorganismos y sus enzimas. Dicho fenómeno podría ser aprovechado por distintas industrias productoras de este material para reducir el impacto que este residuo supone sobre el medioambiente. La industria alimentaria podría formar parte de los sectores que aprovechasen esta estrategia, puesto que es el sector industrial que más demanda e plástico presenta en Europa, debido al envasado, dentro del cual tiene mayor impacto el de un solo uso. En este trabajo se describen los distintos microorganismos y enzimas capaces de degradar los distintos tipos de plásticos que forman parte de los envases, y se discuten posibles enfoques mediante los cuales se podría aprovechar esta estrategia por parte de industrias alimentarias. <br /

Estudio sobre el aprovechamiento de residuos de la industria vinícola

Actualmente, la generación de residuos a nivel mundial y, en concreto, los provenientes de la industria alimentaria, supone un grave problema medioambiental ya que las técnicas empleadas para su tratamiento y eliminación no resultan sostenibles. Dado que España es uno de los principales países productores de vino, también es uno de los mayores productores de residuos de vinificación a nivel mundial. Este trabajo de revisión se ha centrado en el estudio de las técnicas actuales y en fase de desarrollo del tratamiento y revalorización del orujo de uva, que constituye el residuo de mayor volumen generado por la industria del vino. El orujo de uva tiene un abanico de usos muy amplio que incluye la producción de distintos tipos de alcoholes destilados, el compostaje para su uso como abono, la extracción de aceite de semillas y de compuestos bioactivos o la alimentación animal. Además, presenta unas características que lo han llevado a ser objeto de estudio en otras aplicaciones, como la producción de biocombustible, de biogás o de pululano, debido a su naturaleza lignocelulósica. No obstante, sería necesaria una mayor investigación para desarrollar estrategias más efectivas que permitan un mejor aprovechamiento y eliminación de este subproducto. <br /

Estudio de propiedades de interés probiótico y tecnológico de dos cepas de Lactobacillus plantarum.

Lactobacillus plantarum es una bacteria acido lactica de gran interés tanto probiótico como tecnológico. La capacidad probiótica de algunas cepas de L. plantarum ha sido ampliamente estudiada, habiéndose demostrado su capacidad de colonizar la mucosa intestinal. Por otro lado, es una de las principales especies involucradas en procesos de fermentación, sobre todo en productos de origen vegetal. El objetivo general de este trabajo fue estudiar la influencia de las condiciones de crecimiento de L. plantarum en algunas características de interés para su posterior utilización como microorganismo probiótico. Asimismo se estudió la capacidad de fermentación de diversos azúcares, de interés tanto tecnológico como probiótico. Para ello se escogieron dos cepas, una caracterizada como cepa probiótica, y otra cepa aislada de un producto vegetal fermentado. Los aspectos estudiados incluyeron una caracterización de la capacidad de crecimiento de ambas cepas bajo diferentes condiciones experimentales, lo cual nos permitiría escoger las condiciones más adecuadas para la obtención de cultivos de L. plantarum con tasas de crecimiento y densidades celulares elevadas. Por otro lado se estudió la capacidad de supervivencia de L. plantarum frente a las dos barreras más importantes a las que se puede enfrentar en el tránsito gastrointestinal, el jugo gástrico y las sales biliares, y se evaluó la influencia sobre la misma de las condiciones de obtención del cultivo. Ello nos permitiría escoger las condiciones de crecimiento más adecuadas de acuerdo a criterios de aptitud probiótica evaluada in vitro. Se estudió la capacidad antimicrobiana de ambas cepas frente a cuatro patógenos de interés, con el objetivo final de escoger las condiciones de crecimiento que favorecieran este carácter. Por último se estudió la capacidad para utilizar diversos azúcares con objeto de prever la adecuación de diferentes materias primas como sustrato de fermentación y/o obtención del cultivo. Los resultados obtenidos han mostrado que las dos cepas de L. plantarum fueron capaces de crecer bajo las diferentes condiciones experimentales utilizadas (aerobiosis, anaerobiosis, aerobiosis a pH 5 y aerobiosis a pH 7), y que las condiciones de crecimiento utilizadas modificaban su supervivencia posterior al jugo gástrico simulado. El ajuste del pH del medio de crecimiento a un valor de 7 provocó una disminución notable de la resistencia celular al jugo gástrico, mientras que el ajuste a pH 5 la incrementaba. Por otro lado, las células más resistentes al jugo gástrico no mostraron una mayor resistencia a las sales biliares y viceversa. Estos resultados dificultan el poder escoger unas condiciones de crecimiento óptimas para favorecer la supervivencia de L. plantarum durante el tránsito gastrointestinal. Las dos cepas estudiadas mostraron capacidad de inhibir el crecimiento de Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, Staphylococcus aureus y Escherichia coli. Este efecto inhibidor era debido principalmente a la capacidad de disminución del pH de L. plantarum, probablemente a través de la producción de ácidos orgánicos. Por último se estudió la capacidad de utilización de azúcares, encontrándose diferencias entre las dos cepas objeto de estudio

Estancia Erasmus en la Universidad Católica de Lovaina. Estudios sobre las hidrofobinas de clase II

Las hidrofobinas son proteínas de superficie activa producidas por los hongos filamentosos, necesarias para el crecimiento aéreo y la dispersión de esporas de dichos microorganismos. Su característica más importante es su comportamiento anfifílico debido a su estructura en parte hidrofóbica y en parte hidrofílica. Ello les permite interactuar con interfases disminuyendo la tensión superficial y cambiando el comportamiento de las superficies, de hidrófobas a hidrófilas y viceversa. Asimismo, estas proteínas son capaces de formar dímeros, tetrámeros y formas multiméricas. Las hidrofobinas presentan multitud de características interesantes que les permiten tener gran cantidad de posibles aplicaciones. No obstante, estas moléculas pueden interactuar con el CO2 gaseoso de las bebidas carbonatadas y producir gushing. El objetivo de este trabajo es analizar las mejores condiciones para producir hidrofobina de clase II a partir del micelio de Fusarium poae (FpHyd5) y caracterizarla. Los resultados mostraron que la mejor producción de FpHyd5 se llevó a cabo en Richard´s minimal medium con glucosa y el mejor método de extracción fue el que se realizó utilizando tampón 170 mM Tris/HCl. En cuanto a la caracterización de FpHyd5, los datos indican que esta hidrofobina presentó mayor afinidad por las superficies hidrófobas que por las hidrófilas. El área superficial hidrofóbica dentro de su parche hidrofóbico tiene poca accesibilidad para interactuar con superficies sólidas y, por tanto, no forma interacciones hidrofóbicas fuertes. Mediante la medida de los cambios del ángulo de contacto con el agua, se observó que esta hidrofobina es capaz de cambiar el comportamiento de una superficie hidrofílica a hidrofóbica y viceversa. En el análisis microscópico se puso de manifiesto que FpHyd5 formaba cristales con estructuras poco ordenadas en forma de ramas. Además, FpHyd5 formaba polímeros debido a que las hidrofobinas presentan una gran tendencia a autoensamblarse por su carácter anfifílico. Cuando su concentración disminuía, aparecían las formas monoméricas. La adición de FpHyd5 al agua carbonatada mostró la formación de partículas de 100nm que correspondían con la formación de nanoburbujas. Por lo tanto, se puede concluir que se produce la interacción entre FpHyd5 y el CO2

Influencia del estrés oxidativo en la inactivación bacteriana por diferentes tecnologías utilizadas para la conservación de los alimentos

La industria alimentaria se esfuerza cada día más en suministrar al consumidor alimentos seguros y estables manteniendo sus propiedades organolépticas y nutritivas. El tratamiento térmico es, actualmente, la tecnología más empleada para lograr este objetivo. Sin embargo, esta tecnología presenta diversos efectos adversos sobre los alimentos, por lo que, en los últimos años se está llevando a cabo un gran esfuerzo en la mejora de estos tratamientos y en la puesta a punto de nuevos sistemas de inactivación microbiana. Algunos de estos sistemas son las altas presiones hidrostáticas (APH), los pulsos eléctricos de alto voltaje (PEAV) o el uso de compuestos antimicrobianos naturales, además de la combinación de varios de estos agentes con el fin de conseguir un efecto sinérgico. No obstante, para un buen diseño de los tratamientos a aplicar es necesario conocer en profundidad los mecanismos implicados en la inactivación microbiana por cada tecnología, es decir, las estructuras y funciones afectadas durante los tratamientos. Durante los últimos años un nuevo concepto ha ganado gran importancia, el estrés oxidativo. Se considera que un desequilibrio entre las sustancias antioxidantes y prooxidantes, en favor de estas últimas, provocaría la aparición de radicales libres en el interior celular que podrían dañar diferentes estructuras dentro de las mismas, afectando así a la supervivencia celular durante y tras el tratamiento. No obstante, se desconoce si la aparición de estrés oxidativo se produce durante los tratamientos con todas las tecnologías, y si hay una relación entre el daño en las diferentes estructuras y la aparición de este desequilibrio. Así, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue describir si el estrés oxidativo era un mecanismo común de inactivación celular en todas las tecnologías estudiadas y si había una relación entre el estrés oxidativo, el daño en diversas estructuras celulares y la inactivación y/o supervivencia celular. Para ello, utilizando Escherichia coli como microorganismo modelo, se llevó a cabo la puesta a punto de diversas técnicas para estudiar de manera directa o indirecta la aparición de desequilibrios oxidativos tras los diversos tratamientos y, posteriormente, se realizó un estudio para cada una de las tecnologías y una comparación de los resultados obtenidos. Se realizó un mayor esfuerzo experimental en el caso de los tratamientos térmicos.Los resultados obtenidos mostraron generación de estrés oxidativo en todos los tratamientos estudiados (calor, APH, PEAV y acidez). Sin embargo, el nivel de especies reactivas detectadas en el interior celular tras los tratamientos varió entre microorganismos, entre tecnologías, y dentro de cada una de ellas también se observó una variación en el nivel de los diferentes radicales estudiados. Además, se analizó la presencia de daños en otras estructuras como las membranas, proteínas y ADN, poniéndose de manifiesto la gran importancia de los fenómenos relacionados con el daño al ADN para las células tratadas por acidez, y de la agregación de proteínas citoplasmáticas en el caso de las células tratadas por altas presiones.Por otro lado, se observó una gran influencia de las condiciones de recuperación en la inactivación microbiana. Así, unas condiciones de ausencia de oxígeno y medio mínimo con un bajo potencial redox, favorecía notablemente la supervivencia microbiana. En el caso particular de los esporos bacterianos la recuperación en medio mínimo tras el tratamiento térmico determinó en gran medida la capacidad de germinación y con ello el porcentaje de supervivientes.Del mismo modo, el uso de determinadas sustancias quelantes o antioxidantes durante el crecimiento, tratamiento y/o recuperación celular también favorecerían la recuperación y supervivencia microbiana. A modo de ejemplo, el glutatión, ampliamente estudiado durante esta Tesis Doctoral, ejerció un gran efecto protector si se añadía durante el tratamiento térmico, disminuyendo el nivel de ROS y de daños en diferentes estructuras estudiadas, muy especialmente en la fracción proteica. No obstante el efecto del glutatión dependió tanto de la concentración como de la tecnología estudiada.Así, el desarrollo de esta Tesis Doctoral requirió de la puesta a punto y aplicación de diversas técnicas, directas e indirectas, para el estudio de la generación de estrés oxidativo y de diferentes daños en el interior celular durante los diferentes tratamientos aplicados y para evaluar la posible recuperación de estos daños al someter a las células a diferentes condiciones ambientales. De este modo, conociendo en profundidad los mecanismos implicados en la inactivación microbiana y las posibles condiciones que favorecerían la supervivencia microbiana, la industria alimentaria podrá diseñar procesos de conservación de alimentos más efectivos. <br /

Aspectos fisiológicos de interés en la supervivencia de vibrios no coléricos frente a diferentes agentes y tecnologías de conservación de los alimentos

La relevancia de los vibrios no coléricos desde el punto de vista de la seguridad alimentaria es bien conocida y cada vez más manifiesta. No obstante, y a pesar de su relevancia sanitaria, poco o nada se conoce acerca de su resistencia a muchos de los agentes y tecnologías utilizados habitualmente en la industria alimentaria y menos todavía acerca de aquellos aspectos fisiológicos que determinan su sensibilidad/resistencia. Por ello, el objetivo de este trabajo ha sido recopilar y analizar la información actualizada acerca de aquellos aspectos fisiológicos de los vibrios no coléricos (Vibrio parahaemolyticus y Vibrio vulnificus) que podrían influir en la resistencia de estas especies frente a diferentes agentes y tecnologías utilizados en la conservación de los alimentos. Para ello se ha realizado una búsqueda bibliográfica sistematizada en varias bases de datos, y utilizando diferentes estrategias de búsqueda, que han permitido seleccionar la información más relevante para elaborar esta revisión. De acuerdo a los resultados existentes queda claro que tanto la fase como la temperatura de crecimiento ejercen una notable influencia en la resistencia al estrés de estos microorganismos. Así, las células de Vibrio parahaemolyticus y Vibrio vulnificus presentan, en general, una mayor resistencia al estrés en fase estacionaria de crecimiento y cuanto más alta es la temperatura de crecimiento. Por otra parte, y en relación a las respuestas de resistencia al estrés, los datos presentados en esta revisión demuestran que la adaptación a distintos estreses como al ácido, a las altas temperaturas, al etanol y a la salinidad, provoca un aumento en la resistencia a los distintos tratamientos que se usan para inactivar los microorganismos como el calor, la acidificación o los desinfectantes. Por el contrario, la adaptación a temperaturas bajas no aumentaría la supervivencia de estos microorganismos ni frente a las altas temperaturas, ni a las altas presiones hidrostáticas ni frente al ácido o al H2O2. Este último dato es especialmente relevante ya que los productos de la pesca y mariscos se almacenan a temperaturas bajas tras su captura para poder así ralentizar el crecimiento microbiano. Además, se ha demostrado que el tratamiento con altas presiones y un posterior almacenamiento en frío resulta en una progresiva inactivación de los microorganismos, un hecho que puede ser aprovechado para incrementar la seguridad de los productos así tratados. Finalmente, cabe destacar que la exposición a determinados agentes podría conducir a la inducción del estado VNBC o a la formación de biofilms, estados en los que las células de estos microorganismos presentan una mayor resistencia al estrés

Estudio de la salida de componentes intracelulares tras la exposición de Staphylococcus aureus a diferentes tratamientos de pulsos eléctricos de alto voltaje.

Los Pulsos Eléctricos de Alto Voltaje (PEAV) son una de las denominadas nuevas tecnologías de conservación de los alimentos y consiste en la aplicación de un campo eléctrico de alto voltaje (5-50 kV/cm) en forma de pulsos cuya duración es generalmente del orden de microsegundos (1-100 us). Uno de los principales problemas de cara a su implementación industrial es que su modo de acción sobre los microorganismos aún no ha sido del todo esclarecido. El objetivo de este trabajo fin de grado es cuantificar y caracterizar las proteínas que resultan liberadas al medio extracelular tras exponer a células de Staphylococcus aureus a tratamientos de PEAV que conduzcan a diferentes grados de permeabilización y/o inactivación celular. Con ello se pretende contribuir al conocimiento de los mecanismos celulares implicados en la inactivación y en la supervivencia de los microorganismos de interés en los alimentos frente a esta tecnología. Para ello se obtuvieron cultivos en fase estacionaria de S. aureus que fueron sometidos a diferentes tratamientos de PEAV. Una vez conocidos ciertos parámetros (porcentajes de inactivación y permeabilización celular) se procedió a cuantificar y caracterizar las proteínas liberadas al medio extracelular tras los tratamiento por Pulsos Eléctricos de Alto Voltaje para lo que se utilizaron diferentes técnicas (espectrofotometría UV, métodos Bradford y BCA). Los resultados obtenidos demostraron que la inactivación,la permeabilización y la salida de componentes intracelulares de las células de S. aureus por los PEAV eran mayores a mayor intensidad de campo eléctrico y a mayor duración del tratamiento. La acidificación del medio de tratamiento resultó en una mayor inactivación pero no en un aumento de la permeabilización ni de la salida de componentes intracelulares. Además en las condiciones estudiadas, no se observó una correlación entre la proporción de células dañadas subletalmente y la cantidad de material intracelular liberado al medio

Inactivación microbiana por pulsos de luz

El tratamiento por pulsos de luz es una técnica de inactivación de microorganismos considerada como nueva. Su aplicación afecta mínimamente a los componentes de los alimentos, por lo que puede favorecer la puesta en el mercado de productos estables y seguros con un alto nivel de calidad nutricional y organoléptica. Los equipos existentes en la actualidad tienen un elevado coste, hecho que junto con el escaso conocimiento acerca de los factores que pueden afectar a su eficacia letal, dificulta su introducción en el ámbito de la conservación de los alimentos. El objetivo de este trabajo fue la puesta a punto de una instalación de bajo coste que permitiese la aplicación de pulsos de luz y evaluar la eficacia letal sobre distintos grupos microbianos y en distintos medios, con una misma metodología. Para ello se adaptó un equipo comercial de bajo coste que utiliza una lámpara de xenón para otras aplicaciones, con el fin de inactivar microorganismos. Tras ello, se procedió a aplicar diferentes intensidades de tratamiento dependiendo de la cantidad de pulsos administrados (0, 10, 20, 50 100 y 200 pulsos) a todas las muestras, variando el microorganismo inoculado y el pH del medio de tratamiento. Posteriormente, el tratamiento fue aplicado sobre unas muestras de caldo de cocido, caldo de verduras, zumo de naranja y leche entera inoculadas con el microorganismo Escherichia coli BW 25113. Este trabajo demostró que el equipo desarrollado permite aplicar tratamientos letales mediante pulsos de luz, cuya eficacia dependió del tipo de microorganismo. Igualmente se pudo comprobar que puede ser una alternativa para poder aplicar tratamientos basados en esta técnica sobre diferentes productos alimentarios

Expresión del factor sigmaB y resistencia a los tratamientos térmicos de Staphylococcus aureus: influencia de la temperatura y el tiempo de crecimiento celular

El calor es una tecnología ampliamente utilizada por la industria alimentaria con el objetivo de inactivar microorganismos patógenos y alterantes. Sin embargo, actualmente aún existe cierto desconocimiento acerca de los factores que influencian la inactivación bacteriana por calor, su modo de acción y las respuestas bacterianas que podrían desarrollarse para aumentar la termotolerancia. Por ello, es necesario realizar una investigación más profunda, puesto que la mejora de la eficacia de los métodos que se utilizan en la industria alimentaria para la inactivación microbiana, así como el diseño de procesos más efectivos, depende en gran parte de la adquisición de este conocimiento. En este trabajo se ha estudiado la influencia de la temperatura y tiempo de incubación en la termorresistencia y en la composición de los ácidos grasos de la membrana citoplasmática de Staphylococcus aureus. Además, se ha analizado la posible relación entre termorresistencia, composición de la membrana citoplasmática y expresión del factor σB, que se expresa tras la entrada en fase estacionaria. Los resultados obtenidos en esta investigación demuestran que tanto un incremento en la temperatura como en el tiempo de incubación, supone un incremento en la termotolerancia de S. aureus. Así, los datos relativos a la influencia del tiempo de incubación sugieren que el factor σB juega un importante papel en el desarrollo de termorresistencia, aunque tendría que probarse la existencia de una relación directa entre actividad σB y termorresistencia. Por otra parte, conforme aumenta la temperatura de cultivo, disminuye la proporción de ácidos grasos ramificados en la membrana de S. aureus, y aumenta la de saturados. Sin embargo, la entrada en fase estacionaria de crecimiento produce el efecto contrario. Consecuentemente, no se pudo establecer una relación directa entre termorresistencia y composición de ácidos grasos de membrana, salvo al comparar únicamente células obtenidas en la misma fase de crecimiento

Causas de fallos en las cimentaciones de edificios

Congreso de Patología y Rehabilitació