Facultad de Ciencias Químicas

Caracterización metagenómica de Chlorella vulgaris y Scenedesmus acutus para el estudio de rutas metabólicas interrelacionadas con bacterias

2026-08-26T14:45:29Z

Caracterización metagenómica de Chlorella vulgaris y Scenedesmus acutus para el estudio de rutas metabólicas interrelacionadas con bacterias Martínez Constantino, Abner Las interacciones entre microalgas y bacterias constituyen un componente fundamental de los ecosistemas acuáticos, ya que favorecen el intercambio de nutrientes, vitaminas y metabolitos que influyen en el crecimiento y la estabilidad de ambas comunidades. No obstante, los mecanismos metabólicos que sustentan estas asociaciones aún son poco comprendidos. En este trabajo se desarrolló una estrategia bioinformática integrativa para caracterizar el potencial funcional de bacterias asociadas a Chlorella vulgaris y Scenedesmus acutus mediante el análisis conjunto de datos metagenómicos y metatranscriptómicos. A partir del ensamblaje metagenómico se reconstruyeron genomas bacterianos ensamblados por metagenoma (MAGs) de alta calidad, los cuales fueron evaluados y anotados funcionalmente utilizando bases de datos especializadas. Posteriormente, se integró la información de expresión génica para construir matrices funcionales enfocadas en rutas metabólicas relacionadas con la comunicación e intercambio de metabolitos, incluyendo biosíntesis de biotina, riboflavina, sideróforos y mecanismos de percepción de quórum. Asimismo, se desarrollaron redes metabólicas que permitieron visualizar la distribución de funciones entre los MAGs e inferir posibles interacciones ecológicas. Como complemento, se implementó un modelo de aprendizaje automático basado en Random Forest para identificar las funciones metabólicas con mayor contribución a la importancia funcional de los MAGs dentro de la red, permitiendo priorizar procesos metabólicos potencialmente relevantes en la interacción microalga-bacteria. En conjunto, los resultados proporcionan un marco reproducible para explorar asociaciones microbianas mediante datos ómicos y aportan evidencia sobre los mecanismos metabólicos que podrían favorecer relaciones mutualistas con potencial aplicación en biotecnología y optimización de cultivos microalgales.; Microalgae-bacteria interactions are fundamental components of aquatic ecosystems, promoting the exchange of nutrients, vitamins, and metabolites that influence the growth and stability of both partners. However, the metabolic mechanisms underlying these associations remain poorly understood. This study presents an integrative bioinformatics framework to characterize the functional potential of bacterial communities associated with Chlorella vulgaris and Scenedesmus acutus through the combined analysis of metagenomic and metatranscriptomic data. Metagenomic assembly enabled the reconstruction of thirteen high-quality metagenome-assembled genomes (MAGs), which were subsequently assessed and functionally annotated using specialized databases. Gene expression data were integrated to generate functional matrices focused on metabolic pathways involved in microbial communication and metabolite exchange, including biotin biosynthesis, riboflavin production, siderophore metabolism, and quorum sensing. In addition, metabolic networks were constructed to visualize the distribution of these functions among MAGs and to infer potential ecological interactions. To complement these analyses, a Random Forest machine learning model was implemented to identify the metabolic functions that contributed most strongly to the functional importance of each MAG within the reconstructed network, enabling the prioritization of pathways potentially involved in microalgae-bacteria interactions. Overall, this work provides a reproducible computational framework for studying microbial associations using multi-omics data and offers new insights into the metabolic mechanisms that may promote mutualistic interactions, with potential applications in biotechnology, biomass production, and the optimization of microalgal cultivation systems.

Desarrollo e implementación de una estrategia de control basada en sensor virtual para la regulación de la viscosidad durante la cristalización de helado en un ICSR

2026-08-26T13:35:49Z

Desarrollo e implementación de una estrategia de control basada en sensor virtual para la regulación de la viscosidad durante la cristalización de helado en un ICSR Cura Saldaña, Víctor Daniel La viscosidad aparente constituye un parámetro clave durante la cristalización dinámica del helado en intercambiadores de calor de superficie raspada (ICSR), pero su medición en línea resulta difícil debido a la naturaleza multifásica del producto y a las condiciones del equipo. En este trabajo se desarrolló e implementó una estrategia de control basada en un sensor virtual para regular la evolución de la viscosidad durante la cristalización discontinua de helado en un ICSR. El sistema fue rehabilitado e instrumentado con sensores de temperatura, caudal y corriente, integrados en una plataforma de adquisición y control desarrollada en Python. La viscosidad se estimó en línea mediante el modelo de De la Cruz et al. (2020), el cual utiliza la potencia del agitador y la temperatura del producto como variables de entrada. Se implementó un controlador en cascada que regula la pendiente de potencia mediante la manipulación del caudal de glicol. Se evaluaron tres condiciones: caudal máximo y consignas de pendiente de 5 y 3.5 W/min, obteniéndose pendientes medias de 6.81, 4.66 y 3.49 W/min, respectivamente, y viscosidades finales estimadas de 445.86, 480.34 y 552.21 Pa·s. El sensor virtual presentó un error relativo de 5.83 % frente a mediciones reológicas. La evaluación exploratoria de textura mostró diferencias en la fuerza de penetración entre condiciones durante las primeras 24 h de almacenamiento congelado. Los resultados demuestran la factibilidad de modificar la trayectoria de viscosidad mediante control de pendiente de potencia, aunque el seguimiento instantáneo se vio limitado por retardos y saturación del actuador.; Apparent viscosity is a key parameter during the dynamic crystallization of ice cream in scraped surface heat exchangers (SSHE), but its online measurement is challenging due to the multiphase nature of the product and equipment constraints. In this work, a control strategy based on a virtual sensor was developed and implemented to regulate viscosity evolution during batch ice cream crystallization in an SSHE. The system was rehabilitated and instrumented with temperature, flow, and current sensors, integrated into an acquisition and control platform developed in Python. Viscosity was estimated online using the model of De la Cruz et al. (2020), which uses agitator power and product temperature as input variables. A cascade controller was implemented to regulate power slope by manipulating glycol flow rate. Three conditions were evaluated: maximum flow rate and slope setpoints of 5 and 3.5 W/min, yielding mean slopes of 6.81, 4.66, and 3.49 W/min, respectively, and estimated final viscosities of 445.86, 480.34, and 552.21 Pa·s. The virtual sensor showed a relative error of 5.83 % compared to rheological measurements. Exploratory texture evaluation revealed differences in penetration force between conditions during the first 24 h of frozen storage. The results demonstrate the feasibility of modifying viscosity trajectories through power slope control, although instantaneous tracking was limited by delays and actuator saturation.

Nanopartículas de plata funcionalizadas con derivados de benzofuranos con potencial antimicrobiano

2026-08-20T16:34:03Z

Nanopartículas de plata funcionalizadas con derivados de benzofuranos con potencial antimicrobiano Aguilar Ramírez, José Guadalupe La resistencia a los antibióticos es considerada como una de las mayores amenazas de salud pública por parte de La Organización Mundial de la Salud (OMS), ocasionado un aumento en los costes hospitalarios y mortalidad. Rivalizando incluso en índices de mortalidad, con enfermedades cardiovasculares y oncológicas. En consecuencia, se ha optado en la investigación y desarrollo de nuevas alternativas para, el combate de estos microorganismos patógenos. Una de estas son el uso de nanomateriales, en especial nanopartículas de plata (AgNPs); por medio de revisiones bibliográficas se conoce que pueden potenciar el efecto de los fármacos antimicrobianos. Este proyecto, consta del desarrollo y análisis de un sistema bifuncional, que abarca la funcionalización de AgNPs con dos nuevos derivados de benzofurano: éster-amino benzofurano (B1) y éster piperazino benzofurano (B2), las cuales presentan una alta actividad biológica e importancia farmacología, siendo utilizadas en áreas oncológicas, microbianas, cardiovasculares, neurológicas, entre otras. El proceso empieza con la síntesis de AgNPs mediante reducción química y posteriormente se funcionalizaron con los compuestos B1 y B2, obteniendo dos sistemas: AgNPs-B1 y AgNPs-B2, los cuales fueron analizados utilizando espectroscopía UV-Vis, FTIR, fluorescencia, dispersión de luz dinámica (DLS), potencial zeta y microscopía electrónica de barrido acoplada a EDS. El análisis SEM-EDS confirmó AgNPs pseudoesféricas (30-70 nm), y el FTIR demostró su interacción con B1 y B2. Los sistemas AgNPs-B1 y AgNPs-B2 exhibieron el fenómeno de quenching. Mientras que con la técnica potencial Z, nos permitió determinar la alta estabilidad coloidal, donde el AgNPs-B1, presenta resultados alentadores, por su parte el UV-Vis, el sistema AgNPs-B1 exhibió un desplazamiento batocrómico, mientras que AgNPs-B2 mostró un desplazamiento hipsocrómico.; Antibiotic resistance is considered one of the greatest public health threats by The World Health Organization (WHO), causing an increase in hospital costs and mortality. It even rivals cardiovascular and oncological diseases in mortality rates. Consequently, research and development of new alternatives to combat these pathogenic microorganisms has been prioritized. One such alternative is the use of nanomaterials, especially silver nanoparticles (AgNPs); literature reviews show that they can enhance the effect of antimicrobial drugs. This project consists of the development and analysis of a bifunctional system, which involves the functionalization of AgNPs with two novel benzofuran derivatives: aminobenzofuran ester (B1) and piperazinobenzofuran ester (B2). These compounds exhibit high biological activity and pharmacological importance, and are used in oncology, microbial, cardiovascular, neurological, and other fields. The process begins with the synthesis of AgNPs via chemical reduction, followed by functionalization with compounds B1 and B2, yielding two systems: AgNPs-B1 and AgNPs-B2. These systems were analyzed using UV-Vis spectroscopy, FTIR, fluorescence, dynamic light scattering (DLS), zeta potential, and scanning electron microscopy coupled with EDS. SEM-EDS analysis confirmed pseudospheric AgNPs (30–70 nm), and FTIR demonstrated their interaction with B1 and B2. The AgNPs-B1 and AgNPs-B2 systems exhibited the quenching phenomenon. While the zeta potential technique allowed us to determine the high colloidal stability, where AgNPs-B1 showed encouraging results, under UV-is spectroscopy, the AgNPs-B1 system exhibited a bathochromic shift, while AgNPs-B2 showed a hypsochromic shift.

Desarrollo y evaluación de una matriz congelada a base de proteínas sustentables: su impacto sobre las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y funcionales

2026-08-20T16:34:56Z

Desarrollo y evaluación de una matriz congelada a base de proteínas sustentables: su impacto sobre las propiedades fisicoquímicas, sensoriales y funcionales González Pedraza, José Iván Se desarrollaron helados adicionados con harina de grillo, proteína aislada de haba, orujo de uva e inulina mediante un diseño central compuesto. Los factores evaluados fueron la cantidad total de mezcla proteica grillo–haba (A) y la proporción de harina de grillo dentro de dicha mezcla (B), complementada con proteína aislada de haba. Las formulaciones presentaron alto contenido de proteína (11.16–15.36%) y fibra (11.36–15.02%). La proporción de harina de grillo (B) influyó significativamente en el overrun (p < 0.05), observándose menores valores al aumentar su incorporación, mientras que la cantidad total de mezcla proteica (A) afectó principalmente la viscosidad y la temperatura de fusión (Tm). Los modelos de TPC y TEAC también fueron significativos (p < 0.05), con valores de 383.76–720.13 mg GAE/100 g y 8.97–15.59 µmol TE/g, respectivamente. En cuanto a las propiedades funcionales, la digestibilidad proteica in vitro se mantuvo estable entre formulaciones (76.17–78.42%). Las formulaciones también mostraron potencial prebiótico, evidenciado por el crecimiento de Lactiplantibacillus paraplantarum y la producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) comparables con el control de inulina. En fibroblastos L929, los extractos no fueron citotóxicos, con viabilidades de 79.91–92.78%, ni promovieron un aumento significativo de especies reactivas de oxígeno intracelular (ROS). Sensorialmente, algunas muestras alcanzaron una aceptación moderada y mostraron perfiles cercanos al ideal en atributos como textura, granulosidad y regusto, por lo que el análisis JAR y de penalización pudo orientar ajustes futuros en sabor, dulzor y textura; Ice cream supplemented with cricket flour, faba bean protein isolate, grape pomace, and inulin were developed using a central composite design. The evaluated factors were the total amount of cricket–faba bean protein mixture (A) and the proportion of cricket flour within this mixture (B), complemented with faba bean protein isolate. The formulations presented high protein (11.16–15.36%) and fiber (11.36–15.02%) contents. The proportion of cricket flour (B) significantly influenced overrun (p < 0.05), with lower values observed as its incorporation increased, while the total amount of protein mixture (A) mainly affected viscosity and melting temperature (Tm). The TPC and TEAC models were also significant (p < 0.05), with values of 383.76–720.13 mg GAE/100 g and 8.97–15.59 µmol TE/g, respectively. Regarding functional properties, in vitro protein digestibility remained stable among formulations (76.17–78.42%). The formulations also showed prebiotic potential, evidenced by the growth of Lactiplantibacillus paraplantarum and the production of short-chain fatty acids (SCFAs) comparable to inulin control. In L929 fibroblasts, the extracts were not cytotoxic, with viabilities of 79.91–92.78%, nor did they promote a significant increase in intracellular reactive oxygen species (ROS). Sensorially, some samples reached moderate acceptance and showed profiles close to the ideal in attributes such as texture, graininess, and aftertaste, so the JAR and penalty analysis could guide future adjustments in flavor, sweetness, and texture.