Centro UTN QUITEX (Grupo de Investigación Química Teórica Experimental)
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Item Adsorción de catequina y un derivado sulfitado en faujasita(2023-06-26) Zalazar, María Fernanda; Angelina, Emilio Luis; Petelski, Andre Nicolai; Duarte, Darío Jorge Roberto; Peruchena, Nélida MaríaEn este trabajo se estudió la zeolita faujasita (FAU) para la encapsulación de catequina y su derivado sulfitado, componentes presentes en tanino de quebracho colorado chaqueño. Los cálculos se realizaron con el programa Gaussian16 y el método ONIOM de dos capas a nivel M06-2X/6-31+G(d,p):PM6. Los resultados ofrecen información sobre la disposición espacial más favorable en la cavidad de FAU, donde la adsorción de catequina es más favorable frente a su derivado monosulfitado (Eads=-23 Kcal/mol vs -16 Kcal/mol). Las energías de adsorción halladas sugieren la viabilidad del proceso respaldando la perspectiva de emplear la zeolita microporosa FAU para la captura de monómeros de polifenoles presentes en tanino vegetal y separarlos asi de polifenoles de mayor peso molecular, como trímeros y tetrámeros de catequina.Item Modelado de la dinámica de adsorción de procianidina B3 sobre un mesoporo de sílica(2023-05-17) Petelski, Andre Nicolai; Angelina, Emilio Luis; Duarte, Darío Jorge Roberto; Peruchena, Nélida María; Zalazar, María FernandaLa síntesis de materiales silíceos mesoporosos ha atraído el interés científico debido a su capacidad de actuar como tamices moleculares, con potencial aplicación en la adsorción de compuestos derivados de biomasa, de interés en campos en el que la interacción huésped-anfitrión define el comportamiento final del sistema. Recientemente, se ha reportado el encapsulamiento de extractos fenólicos en materiales silíceos del tipo MCM-41 para mejorar su estabilidad química y preservar sus propiedades antioxidantes. Con el fin de comprender los mecanismos de adsorción de polifenoles en estos materiales, en este trabajo se realiza un estudio de Dinámica Molecular (DM) de la adsorción de procianidina B3 (PB3) en un mesoporo modelo de 30 Å de diámetro y 116 Å de longitud. La PB3 fue seleccionada con base en su presencia en el tanino de quebracho chaqueño (schinopsis balansae).Item Impacto del avance de la frontera agrícola sobre la producción de mieles chaqueñas(2023-10-06) Lataza Rovaletti, María Mercedes; Farco, Andrea Paola; Benítez, Elisa InésEl consumo mundial anual de plaguicidas ha ascendido a 2,7 × 106 toneladas en los últimos años. En Argentina, la siembra directa (SD) es el manejo de suelo más empleado ocupando el 90 % de la superficie agrícola. Este modelo depende exclusivamente de la aplicación de herbicidas como única forma de control de malezas, siendo glifosato, 2,4D y atrazina los más utilizados. El uso de insumos químicos genera una sobrecarga en los suelos de nuestro país provocando la acumulación de estas moléculas en el ambiente. Un número cada vez mayor de estudios han demostrado que el glifosato tiene varios efectos subletales sobre el microbiota intestinal de las abejas melíferas, el comportamiento de búsqueda de alimento, los procesos de desarrollo y las vías antioxidantes. Existe por lo tanto una preocupación generalizada por la disminución de las abejas debido al uso inadecuado de pesticidas. Las regiones del NEA y NOA son vistas como nuevas oportunidades para el desplazamiento de las colmenas por el avance de la frontera agrícola en Argentina y la utilización de agroquímicos en cultivos extensivos que compactan los espacios de utilización para el desarrollo de la apicultura. Se realizó un relevamiento durante los meses de diciembre de 2021 a febrero de 2022, de las mieles producidas en territorio Chaqueño, extrayéndose un total de 56 muestras en 12 (doce) de los 25 departamentos de la Provincia. Se analizó la presencia de glifosato y residuos organoclorados y organofosforados en las mismas. La determinación de glifosato y su principal metabolito, el ácido aminometilfosfónico (AMPA), se realizó mediante la técnica de inmunoabsorción ligada a enzimas (ELISA) de la empresa Abraxis®, mientras que los residuos organoclorados y organofosforados se analizaron utilizando cromatografía gaseosa con detección de masas. Los resultados arrojaron presencia de glifosato en mieles provenientes en mayor medida de los departamentos abundantes en sembradíos, no detectándose en aquellas mieles provenientes de zonas de territorio virgen o en mieles que poseen certificación orgánica. El 64% de las muestras [CC1]arrojó presencia de glifosato, de las cuales el 31% supera los 50 ppb, límite establecido por la “Commission Regulation -EU- Nº 293/2013”. En ninguna de las muestras analizadas hasta el momento se observó presencia de residuos organofosforados y organoclorados.Item Improving craft beer style classification through physicochemical determination and the application of deep learning techniques(2024-04-09) Gómez Pamies, Laura Cecilia; Bianchi, María Agostina; Farco, Andrea Paola; Vázquez, Raimundo Damián; Benítez, Elisa InésThe consumption of craft beer at fairs and festivals is a phenomenon that keeps growing in the world. For this reason, it is important to control the quality characteristics of the different styles. This study aimed to analyze the different styles of beer, classify them according to their physicochemical parameters, and propose a predictive pattern-based model known as deep learning that best defines the styles that are presented at festivals. Physicochemical analyses of final gravity, color, alcohol, bitterness, and α-acids were carried out on eight styles of beer. The first four parameters are those that characterize the styles according to the Beer Judge Certification Program style guide. The incorporation of the α-acid determination allowed a more realistic classification that considers the brewers’ new tendencies. This study will lay the foundations to improve local recipes, implement standardization, and provide training to local brewersItem Microorganismos indicadores de calidad en plantas elaboradoras de cerveza artesanal(2021-11-21) Lataza Rovaletti, María Mercedes; Bianchi, María Agostina; Benítez, Elisa InésLa correcta implementación de las Buenas Prácticas de Manufactura (BPM), posee un alto impacto, sobre la calidad final, de la cerveza. Un relevamiento realizado durante los años 2018-2019 en cervezas artesanales embotelladas, elaboradas por emprendedores de la Provincia del Chaco, arrojaron contaminaciones microbiológicas con Enterobacterias, Bacterias Acido Lácticas (BAL) y Coliformes Totales, visualizando fallas en los procedimientos de sanitización y ocasionando pérdidas económicas. El objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad higiénica de las plantas a través de controles ambientales e hisopados de superficies en diferentes puntos del proceso: Olla de cocción, Intercambiador de calor, Mangueras, Fermentador y Barril. Se utilizaron placas Compac Dry para el recuento de Aerobias Mesófilas, 48hs a 35˚C, Enterobacterias, 48hs a 35˚C y recuento de Hongos y Levaduras, 5 días a 30˚C. Para BAL, se utilizaron placas Petrifilm 3M, 48hs a 30˚C. Para el control de aerobiocontaminación, se colocó una placa abierta, durante 15 min, en depósito de materia prima y sala de elaboración, para recuento de Hongos y Levaduras por método pasivo de sedimentación. Un control de los parámetros Fisicoquímicos y Microbiológicos del producto, elaborado el mismo día, también se llevó a cabo. Los criterios de aceptación tomados fueron: Aerobias Mesófilas ≤ 100 UFC/muestra, Enterobacterias < 10 UFC/muestra, Hongos y Levaduras < 15 UFC/placa/ 15 min y BAL Ausencia. Los resultados preliminares, arrojaron contaminación en fermentadores e intercambiadores de calor, lo que se presume que los procedimientos de sanitización, no han sido efectivos.Item Aplicación de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) en el entrenamiento de modelos predictivos para la determinación de parámetros fisicoquímicos en cerveza.(2023-10-06) Bianchi, María Agostina; Ceruso, Juan Pablo; Gómez Pamies, Laura Cecilia; Benítez, Elisa InésEl análisis de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) se ha convertido en una técnica no destructiva ampliamente utilizada para analizar componentes en una muestra de alimentos en forma rápida y precisa. Asimismo, es amigable con el ambiente, ya que permite eliminar el uso de solventes, como ocurre en el caso del análisis fisicoquímico de cervezas que se presenta. En este trabajo, se investiga la aplicación de la FT-NIR en análisis ya conocidos como lo son pH, densidad final, grado alcohólico, acidez, concentración de α-ácidos y concentración de iso-α ácidos (IBU). El objetivo del estudio radica en el entrenamiento de modelos que permitan predecir las diferentes variables de interés en cerveza, simplificando el tiempo de procesamiento necesario para analizar cada variable por separado con su respectiva técnica analítica. Se utilizaron 400 datos etiquetados, correspondientes a muestras de cerveza, en las cuales se determinaron analíticamente los valores de los parámetros mencionados y se analizaron con el equipo de FT-NIR Spectrum Two (Perkin-Elmer). El procesamiento de las muestras para la obtención de los espectros se realizó utilizando cubetas de cuarzo para líquidos de 1, 0,5 y 0,1 cm de paso óptico. Además, se utilizó el accesorio NIRA (0,1 cm de paso óptico): se colocaron 3 mL de cerveza en placas de Petri (40 mm) con un adaptador de transflectancia de aluminio por encima, como superficie reflectante inerte. Se evaluaron los modelos obtenidos con cada variante de accesorio utilizada con el objetivo de definir cuál de ellos resulta más adecuado para el modelado de los parámetros fisicoquímicos de manera individual. Se utilizó el software Spectrum Quant para el entrenamiento con los datos preprocesados, mediante el algoritmo PLS. Se ajustó el número de variables latentes (vl) hasta la obtención de modelos con R2 superiores a 0,85. Los resultados evidenciaron que el uso de NIRA proporciona modelos con mayor ajuste para todos los parámetros (R2=0,97 para 70 vl). El empleo de cubetas de 0,5 y 0,1 cm también permite alcanzar valores de R2 adecuados, pero requieren un mayor número de vl para alcanzar los resultados de NIRA (R2 de 0,854 y 0,853 respectivamente, para 70 vl). El uso de la cubeta de 1 cm solo produjo buenos resultados para el modelado de densidad final, acidez y grado alcohólico (R2 = 0,85 para 100 vl). Estas observaciones se atribuyen a que NIRA permite obtener espectros con una significativa reducción del ruido, mientras que el uso de cubetas se ve afectado por este fenómeno en todos los casos, con mayor presencia del ruido a mayor longitud del paso óptico. Se concluye en que el accesorio NIRA es el más adecuado para utilizarse en el entrenamiento de modelos para todas las variables evaluadas. Si bien pudieron obtenerse buenos resultados con otros accesorios, el empleo de NIRA permite trabajar con un número menor de vl, disminuyendo el riesgo de sobreajuste del modelo. Este estudio representa un primer paso para la obtención de modelos predictivos y debe continuar con la etapa de validación para evaluar el rendimiento y la capacidad de realizar predicciones en nuevos datos.Item Production of wort from high tannin content sorghum through a whole grain extrusion process(2021-11-21) Gómez Pamies, Laura Cecilia; Bianchi, María Agostina; Benítez, Elisa InésEn el uso de granos alternativos para elaborar bebidas fermentadas para personas celíacas, como el sorgo, puede partirse de granos malteados o sin maltear. Cuando la materia prima es el sorgo sin maltear, se debe recurrir al uso de enzimas exógenas, principalmente amilasas y proteasas, para lograr un mosto con una capacidad adecuada de fermentación. Los grados brix (°Bx) son un parámetro de control requerido para medir la capacidad de fermentación de la cerveza y un valor de 10°Bx en el mosto es necesario para la obtención de un producto final con un valor aproximado de alcohol de 4% v/v. En este trabajo, se incluyó un proceso de extrusión de los granos a alta temperatura y presión para optimizar la gelatinización de los mismos, y mejorar así el proceso de maceración posterior. Se compararon los resultados obtenidos en mostos de sorgo con y sin extrusión respecto a la concentración de azúcares fermentables en °Bx y al contenido de aminoácidos libres (FAN), ambos parámetros necesarios para una fermentación eficiente. Se utilizó un modelo estadístico para ambos procesos mediante un diseño factorial con dos enzimas, amilasas y proteasas, con dos y tres niveles, respectivamente, y sin el agregado de las mismas. Mediante el proceso estudiado, se obtuvo un valor máximo de 11°Bx, frente a 3°Bx obtenido en el proceso sin extrusión. Se obtuvieron resultados similares al comparar los valores de FAN entre ambos procesos, obteniéndose un valor máximo un 37% mayor con el proceso de extrusión. Por lo tanto, se puede concluir que el proceso de extrusión estudiado es capaz de aumentar la eficiencia del proceso de maceración, aportando mejoras en los parámetros necesarios para una óptima fermentación.Item Caracterización de polvos de pirodextrinas para aplicaciones en la industria alimentaria(2023-10-06) Bianchi, María Agostina; Gómez Pamies, Laura Cecilia; Benítez, Elisa InésLas pirodextrinas son polisacáridos ramificados derivados del almidón que se obtienen mediante el proceso de piroconversión. Se trata de un tratamiento que se desarrolla bajo condiciones ácido-térmicas, en el que ocurren cambios químicos complejos que involucran reacciones de hidrólisis, transglicosidación y repolimerización. Esto da lugar a la formación de nuevos enlaces, diferentes a aquellos presentes en el almidón, que no pueden romperse por acción de las enzimas digestivas, confiriendo a las pirodextrinas la propiedad de actuar como fibra dietaria en el intestino. La obtención de estas dextrinas resistentes en un formato de polvo deshidratado facilita su incorporación en alimentos, así como el manejo y la conservación del producto. En este estudio, se trabajó con polvos de pirodextrinas obtenidas a partir de almidón de sorgo colorado bajo diferentes condiciones operativas de secado. El propósito del estudio fue la evaluación de propiedades térmicas y de reconstitución de los materiales en polvo, con el fin de identificar potenciales aplicaciones en la industria alimentaria. Se utilizó un ANOVA para la comparación de las medias de los tratamientos y el test de Tukey con un nivel de significancia del 5%. Las variables evaluadas fueron: índice de solubilidad (SI), capacidad de retención de agua (CRA), temperatura de transición vítrea (Tg) y temperatura de descomposición térmica (Td) de las muestras de polvo. El SI se determinó por disolución de las muestras de polvo en agua a 25 °C, centrifugación, secado y pesaje del sobrenadante. La CRA se evaluó por disolución de las muestras en agua a 25 °C, centrifugación y pesaje del sólido hidratado. La Tg se determinó mediante calorimetría diferencial de barrido entre 25 °C y 240 °C, con una rampa de calentamiento de 20 °C/min. La Td se determinó por análisis termogravimétrico con una rampa de calentamiento de 10 °C/min entre 30-350 °C. Los resultados evidenciaron valores para el índice de solubilidad en un rango entre 61,68-65,90 % y para la capacidad de retención de agua entre 1,72-1,89 g de agua/g de sólido seco. Las temperaturas Tg y Td variaron entre 126,6-130,7 °C y 293,8-303,2 °C, respectivamente. A partir de estos resultados se puede concluir que los polvos de pirodextrinas obtenidas a partir de sorgo colorado presentan un buen comportamiento térmico. Los valores de Tg elevados indican que se trata de un material que conservará el estado vítreo tanto durante el secado como durante su almacenamiento. Además, la Td evidencia que los polvos pueden ser utilizados para el procesamiento de alimentos sin sufrir descomposición hasta temperaturas cercanas a los 300 °C. Las propiedades de reconstitución mostraron adecuados valores de SI y CRA, características que indican la posibilidad de incorporación en formulaciones alimentarias en las que las pirodextrinas podrían no solo aportar beneficios nutricionales sino también funcionales como agente estabilizante. Por último, al ser aisladas de una fuente libre de gluten como lo es el grano de sorgo, pueden pensarse como una opción viable en la elaboración de productos aptos para personas celíacas.Item Impact of moisture and grinding on yield, physical, chemical and thermal properties of wholegrain flour obtained from hydrothermally treated sorghum grains(2020-02-03) Acquisgrana, María del Rosario; Gómez Pamies, Laura Cecilia; Martinez Amezaga, Nancy María Jimena; Quiroga, Fernanda Micaela; Ribotta, Pablo Daniel; Benítez, Elisa InésThe present work evaluates the potential of sorghum with high content of tannins for wholegrain flour production. Two types of mills were used: a roller mill (RM) and a blade (BM) mill. The impact of moisture and grinding on yield, physical, chemical and thermal properties were evaluated. Maximum yield was obtained using a BM with 25% moisture in the grain, resulting in 60.9% versus 28% (g flour g -1 wholegrain sorghum) for the RM. Grain moisture and milling type affected flour colour and ashes. For both mills, the pasting and thermal properties of flour with grain moisture variation were significantly different from the untreated control sample. By studying the procedures for flour production and quality characteristics, it is possible to produce flour with good physical attributes, which can contribute to the development of gluten-free foods based on sorghum for the coeliac population.Item Influencia del solvente en el autoensamblado de la melamina : estudio estático y dinámico(2023-04-11) Petelski, Andre Nicolai; Pamies, Silvana Carina; Sosa, Gladis Laura; Peruchena, Nélida MaríaLa amelina es el primer derivado de la hidrólisis de la melamina (M) o 2,4,6-triamino-1,3,5-triazina. Debido a la presencia de múltiples sitios dadores (D) y aceptores (A) de puentes de hidrógeno (PH), la AM es capaz de formar hexámeros cíclicos con una elevada cooperatividad. Estas estructuras, relevantes en la química supramolecular, no han sido estudiadas en detalle. Es por ello que en este trabajo se estudia la capacidad auto-ensamblante de la AM en fase gaseosa, en medio acuoso y en cloroformo. Mediante cálculos DFT-D se analizaron las estabilidades de todos los dímeros posibles que puede formar la AM mediante sus diferentes combinaciones. A fin de estudiar la influencia del solvente se simularon por dinámica molecular (DM) mezclas al 50% en peso de AM:H2O y AM:CHCl3 para aquellos dímeros más favorecidos energéticamente.