The main goal of food preservation is to ensure foods' microbiological stability and safety, at least, during their shelf life. For this purpose, intense heat treatments have been traditionally applied. However, for some years now, there is a need to search for new alternatives because heat penalizes the properties of foods, while consumer demands for minimally processed products, without synthetic additives. In response to this demand, nowadays it is promoted the application of non-thermal preservation technologies and the use of natural antimicrobials, which allow compliance of the current legislation, while maintaining or improving the nutritional, sensory and functional profile of fresh foods. In this sense, the hurdle technology, which proposes the combination of preservation methods with synergistic effects, has been developed to achieve the objectives of stability and security by minimizing the intensity and the impact of the chosen methods. Accordingly, this doctoral thesis poses the study of a combined strategy to reduce or control the concentration of pathogenic microorganisms in minimally processed foods, free of synthetic additives. Specifically, it was studied the effect of combining the use of plant-based antimicrobials with high pressure processing, to extend the shelf life of plant-based beverages, containing fresh fruit juices. With this aim, the antimicrobial potential of carvacrol, citral, açaí and stevia was first evaluated, from a kinetic point of view, in reference medium, at different temperatures. Then, a plant-based beverage was formulated and the antimicrobial potential of stevia alone and in combination with the application of high hydrostatic pressures was quantified from a kinetic point of view, at different temperatures. Finally, the combination was optimized using the response surface methodology, evaluating also its effect on the inhibition of enzymes involved in food spoilage as well as its effect on the total phenolic content and the antioxidant activity of the food developed. According to the results, carvacrol, citral, açaí and stevia could affect the survival or growth of pathogenic microorganisms in minimally processed foods. Therefore, those antimicrobials could be used as additional measures for microbiological control during storage. On the other hand, according to the results obtained in the beverage, combining the addition of stevia with high pressure processing could be a good strategy to meet the microbiological standards required for juices and similar foods. Furthermore, this combination could (i) inhibit the action of enzymes involved in browning (specifically, polyphenoloxidase and peroxidase activities), (ii) improve the functional quality of plant-based beverages (as an increase both in the total phenolic content and the antioxidant activity was observed in an extract obtained from juices), and (iii) avoid the addition of sugars or synthetic sweeteners (given the sweetening power of the steviol glycosides present in stevia leaves). / La conservación de alimentos tiene como principal objetivo garantizar su estabilidad y seguridad microbiológica, al menos, durante el tiempo de vida útil. Para ello, tradicionalmente se han aplicado tratamientos térmicos intensos. Sin embargo, desde hace algunos años se buscan alternativas porque la aplicación de calor merma las propiedades de cualquier alimento, mientras que el consumidor demanda productos poco procesados, sin aditivos sintéticos. En respuesta a esta demanda, hoy en día se promueve la aplicación de tecnologías de conservación no térmicas y el uso de antimicrobianos de origen natural, que permitan cumplir con la legislación vigente y, a la vez, mantener o mejorar el perfil nutricional, sensorial y funcional de los alimentos frescos. En este sentido se ha desarrollado la tecnología de barreras, que propone la combinación de métodos con efectos sinérgicos, para alcanzar los objetivos de estabilidad y seguridad planteados, minimizando la intensidad y el impacto de los métodos escogidos. En consecuencia, la presente tesis doctoral plantea el estudio de una estrategia combinada para reducir o controlar la concentración de microorganismos patógenos en alimentos mínimamente procesados, libres de aditivos sintéticos. En concreto, se estudió el efecto obtenido al combinar el uso de antimicrobianos de origen vegetal con el procesado mediante altas presiones hidrostáticas para alargar la vida útil de bebidas vegetales elaboradas a partir de zumos de fruta fresca. En primer lugar se evaluó el potencial antimicrobiano del carvacrol, del citral, del asaí y de la estevia, desde un punto de vista cinético, en medio de referencia, a distintas temperaturas. A continuación se formuló una bebida vegetal y se cuantificó el potencial antimicrobiano de la estevia, sola y combinada con la aplicación de altas presiones hidrostáticas, desde un punto de vista cinético, a distintas temperaturas. Por último, utilizando la metodología de superficies de respuesta se optimizó la combinación de métodos, valorando también su efecto sobre la inhibición de enzimas implicados en el deterioro de los alimentos, así como sobre el contenido total de compuestos fenólicos y la actividad antioxidante de la bebida formulada. De acuerdo con los resultados obtenidos se concluye que carvacrol, citral, asaí y estevia podrían afectar la supervivencia o el crecimiento de microorganismos patógenos en alimentos mínimamente procesados, y por lo tanto, que los cuatro podrían ser empleados como medidas adicionales para el control microbiológico durante el almacenamiento. Por otro lado, en vista de los resultados obtenidos en la bebida se demuestra que combinar la adición de estevia con la aplicación de altas presiones hidrostáticas podría ser una buena estrategia para cumplir con los estándares microbiológicos exigidos para zumos y bebidas similares. Además, la combinación podría (i) inhibir la acción de enzimas implicados en el pardeamiento (concretamente, las actividades polifenoloxidasa y peroxidasa); (ii) mejorar aspectos relacionados con la calidad funcional de las bebidas vegetales (habiéndose observado un incremento tanto en el contenido total de compuestos fenólicos como en la actividad antioxidante de un extracto obtenido a partir de zumos), y (iii) evitar la adición de azúcares o edulcorantes sintéticos (teniendo en cuenta el poder edulcorante de los esteviol glicósidos que se acumulan en las hojas de estevia). / La conservació d'aliments té com a principal objectiu garantir la seua estabilitat i seguretat microbiològica, almenys, durant el període de vida útil. Amb aquesta finalitat, tradicionalment s'han aplicat tractaments tèrmics intensos. No obstant això, des de fa alguns anys es busquen alternatives, perquè l'aplicació de calor minva les propietats de qualsevol aliment, mentre que el consumidor demanda productes escassament processats, sense additius sintètics. En resposta a aquesta demanda, actualment es promou l'aplicació de tecnologies de conservació no tèrmiques i l'ús d'antimicrobians d'origen natural, que permeten complir amb la legislació vigent i, alhora, mantenir o millorar el perfil nutricional, sensorial i funcional dels aliments frescos. En aquest sentit s'ha desenvolupat la tecnologia de barreres, que proposa la combinació de mètodes de conservació amb efectes sinèrgics, per a aconseguir els objectius d'estabilitat i seguretat plantejats, minimitzant la intensitat i l'impacte dels mètodes escollits. En conseqüència, la present tesi doctoral planteja l'estudi d'una estratègia combinada per a reduir o controlar la concentració de microorganismes patògens en aliments mínimament processats, lliures d'additius sintètics. En concret, es va estudiar l'efecte obtingut en combinar l'ús d'antimicrobians d'origen vegetal amb el processament mitjançant altes pressions hidrostàtiques per a allargar la vida útil de begudes vegetals preparades a partir de sucs de fruita fresca. Amb aquest objectiu, en primer lloc es va determinar el potencial antimicrobià del carvacrol, el citral, l'açaí i l'estèvia, des d'un punt de vista cinètic, en medi de referència, a diferents temperatures. A continuació, es va formular una beguda vegetal i es va quantificar el potencial antimicrobià de l'estèvia, sola i combinada amb l'aplicació d'altes pressions hidrostàtiques, des d'un punt de vista cinètic, a diferents temperatures. Finalment, emprant la metodologia de superfícies de resposta es va optimitzar la combinació de mètodes, valorant també el seu efecte sobre la inhibició d'enzims implicats en la deterioració dels aliments, així com el seu efecte sobre el contingut total en compostos fenòlics i l'activitat antioxidant de la beguda desenvolupada. D'acord amb els resultats obtinguts es conclou que carvacrol, citral, açaí i estèvia podrien afectar la supervivència o el creixement de microorganismes patògens en aliments mínimament processats, i per tant, que els quatre podrien ser emprats com a mesures addicionals per al control microbiològic durant l'emmagatzematge. D'altra banda, segons els resultats obtinguts en la beguda es demostra que combinar l'addició d'estèvia amb l'aplicació d'altes pressions hidrostàtiques podria ser una bona estratègia per a complir amb els estàndards microbiològics exigits per a sucs i begudes similars. A més, la combinació podria (i) inhibir l'acció d'enzims implicats en l'embruniment (en particular, les activitats polifenoloxidasa i peroxidasa), (ii) millorar aspectes relacionats amb la qualitat funcional de la beguda (havent-se observat un increment tant en el contingut total de compostos fenòlics com en l'activitat antioxidant d'un extracte obtingut a partir de sucs), i (iii) evitar l'addició de sucres o edulcorants sintètics (tenint en compte el poder edulcorant dels esteviol glicòsids que s'acumulen en les fulles d'estèvia). / Belda Galbis, CM. (2017). APLICACIÓN CONJUNTA DE INGREDIENTES NATURALES Y TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS PARA LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82693 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

La resistencia a antimicrobianos es un problema a escala global que ha sido reconocido como una de las 10 principales amenazas para la salud pública mundial por parte de la Organización Mundial de la Salud. Dada su gran importancia, el análisis de los genes de resistencia a antibióticos, que otorgan resistencia frente a antibióticos a las bacterias que los tienen, pasa a tener un papel crucial para el desarrollo de estrategias que reduzcan la resistencia a antimicrobianos existente. Sabemos de la presencia de genes de resistencia a antibiótico está muy extendida en diferentes ambientes, y en esta tesis, centramos esfuerzos analizando puntos calientes y posibles vías de dispersión de GRA como son el aire y el agua. Para ello se aplicará principalmente la metagenómica, una de las metodologías no basadas en cultivo que mayor información puede dar sobre una muestra dada. Los puntos calientes de genes de resistencia a antibióticos analizados en este trabajo son el ser humano, aguas de depuradora y otras aguas relevantes y el aire de hospitales y depuradoras, este último medio, a pesar de su importancia en la dispersión de genes de resistencia a antibiótico ha sido menos explorado por sus dificultades técnicas y falta de estandarización. Además de puntos calientes de dispersión de genes de resistencia a antibiótico, también analizamos la dispersión desde éstos a ambientes prístinos, en los que la influencia del hombre es inexistente o escasa. / Esta tesis ha sido financiada gracias a la ayuda para la realización de contratos destinados a la formación predoctoral en colaboración con empresas (UAIND) con número de referencia I-PI 95-18 en colaboración con el Vicerrectorado de Investigación y Transferencia de Conocimiento de la Universidad de Alicante y el Hospital Universitario del Vinalopó.

[ES] La resistencia a los antibióticos en la tuberculosis es un grave problema de salud mundial y un obstáculo creciente para el control de la enfermedad. En esta tesis utilizamos la genómica como herramienta para estudiar diferentes aspectos de la biología de la bacteria en relación con el desarrollo de resistencia a los antibióticos y aportar nuevos conocimientos para afrontar el reto de su erradicación. En primer lugar, caracterizamos los nuevos determinantes genómicos de la resistencia a isoniazida utilizando un enfoque basado en genómica funcional y asociación filogenética. El método consiste en la secuenciación de transposones de bacterias expuestas al antibiótico para determinar los genes implicados tanto en sensibilidad como en resistencia, y su filtrado con datos genómicos de una colección global de cepas clínicas. Hemos comprobado la importancia de las rutas metabólicas de síntesis de la pared bacteriana en el mecanismo de acción de los antibióticos, y también hemos descubierto nuevos genes implicados en el equilibrio redox celular que confieren resistencia de bajo nivel. Estos resultados pueden utilizarse para desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico o dianas terapéuticas, y el método es aplicable a nuevos antibióticos para predecir futuros determinantes de resistencia. En segundo lugar, exploramos la diversidad bacteriana de la tuberculosis en su sitio natural de infección. Hemos analizado muestras de diferentes partes de la lesión pulmonar de pacientes en Georgia, un país con una alta incidencia de tuberculosis resistente, y hemos detectado un número significativo de infecciones policlonales (causadas por dos o más cepas diferentes). Estas diferentes cepas pueden a su vez ser resistentes a diferentes antibióticos, por lo que es fundamental detectarlas a tiempo. Las muestras quirúrgicas nos dieron una imagen más completa de la diversidad bacteriana que el esputo de rutina, y nos permitieron detectar infecciones policlonales con mayor precisión. Este tipo de infecciones se están subestimando en países con alta carga de TB y pueden afectar negativamente al resultado del tratamiento, por lo que en estos entornos sería recomendable una segunda muestra durante el curso del régimen de antibióticos. Y en tercer lugar, evaluamos el papel del VIH en el desarrollo de resistencias durante las primeras semanas de tratamiento. Para ello, hemos tomado muestras de pacientes de Mozambique con y sin VIH de forma seriada durante el primer mes para analizar cuál es el impacto de la coinfección en las presiones selectivas inmunes y antibióticas. Hemos detectado una mayor diversidad total en los pacientes seronegativos y, en comparación, los pacientes VIH+ presentan dificultades para eliminar esta diversidad durante las etapas tempranas del tratamiento que podrían afectar a su éxito. Gracias a la secuenciación profunda, también hemos podido observar una acumulación de variantes en genes relacionados con resistencia, y hemos asociado algunas de ellas a cambios en las CMI (concentraciones mínimas inhibitorias) de las muestras. Estos pequeños cambios tempranos pueden servir como predictores de una menor capacidad para eliminar la diversidad bacteriana, y podrían indicar un futuro fallo de tratamiento. En resumen, en esta tesis nos hemos centrado en entender mejor los factores bacterianos y del hospedador que impactan el desarrollo de la tuberculosis resistente a antibióticos y como resultado permitirán desarrollar nuevos diagnósticos y modelos epidemiológicos para controlarla. La secuenciación genómica es una gran herramienta para estudiar éste y otros patógenos y ofrece la posibilidad de detectar resistencias rápidamente y con alta precisión en el ámbito clínico. Un correcto diagnóstico asegura un tratamiento adecuado, más corto y exitoso, y además previene la transmisión a nuevos huéspedes. Las técnicas y resultados expuestos aquí contribuyen a lograr estos objetivos y mejorar el control global de la epidemia de TB resistente. / [CA] La resistència als antibiòtics a la tuberculosi és un greu problema de salut mundial i un obstacle creixent per al control de la malaltia. En aquesta tesi utilitzem la genòmica com a eina per estudiar diferents aspectes de la biologia del bacteri en relació amb el desenvolupament de resistència als antibiòtics i aportem nous coneixements per fer front al repte de la seua eradicació. En primer lloc, caracteritzem els nous determinants genòmics de la resistència a isoniazida utilitzant una aproximació basada en genòmica funcional i associació filogenètica. El mètode consisteix en la seqüenciació de transposons de bacteris exposats a l'antibiòtic per determinar els gens implicats tant en sensibilitat com en resistència, i el filtratge amb dades genòmiques d'una col·lecció global de soques clíniques. Hem comprovat la importància de les rutes metabòliques de síntesi de la paret bacteriana en el mecanisme d'acció dels antibiòtics, i també hem descobert nous gens implicats en l'equilibri redox cel·lular que confereixen resistència de baix nivell. Aquests resultats es poden utilitzar per desenvolupar noves tècniques de diagnòstic o dianes terapèutiques, i el mètode és aplicable a nous antibiòtics per predir futurs determinants de resistència. En segon lloc, explorem la diversitat bacteriana de la tuberculosi al seu lloc natural d'infecció. Hem analitzat mostres de diferents parts de la lesió pulmonar de pacients de Geòrgia, un país amb alta incidència de tuberculosi resistent, i hem detectat un nombre significatiu d'infeccions policlonals (causades per dues o més soques diferents). Aquestes soques poden ser resistents a diferents antibiòtics, per la qual cosa és fonamental detectar-les a temps. Les mostres quirúrgiques ens van donar una imatge més completa de la diversitat bacteriana que l'esput de rutina, i ens van permetre detectar infeccions policlonals amb més precisió. Aquest tipus d'infeccions s'estan subestimant en països amb alta càrrega de TB i poden afectar negativament el resultat del tractament, per això en aquests entorns seria recomanable una segona mostra durant el curs del règim d'antibiòtics. I en tercer lloc, avaluem el paper del VIH en el desenvolupament de resistències durant les primeres setmanes de tractament. Per això, hem pres mostres de pacients de Moçambic amb i sense VIH de manera seriada durant el primer mes per analitzar quin és l'impacte de la coinfecció en les pressions selectives immunes i antibiòtiques. Hem detectat una major diversitat total en els pacients seronegatius i, en comparació, els pacients VIH+ presenten dificultats per eliminar aquesta diversitat durant les primeres etapes del tractament que podrien afectar el seu èxit. Gràcies a la seqüenciació profunda, també hem pogut observar una acumulació de variants en gens relacionats amb resistència, i n'hem associat algunes a canvis en les CMI (concentracions mínimes inhibitòries) de les mostres. Aquests petits canvis primerencs poden servir com a predictors d'una capacitat menor per eliminar la diversitat bacteriana, i podrien indicar un futur fracàs del tractament. En resum, en aquesta tesi ens hem centrat a entendre millor els factors bacterians i de l'hoste que impacten el desenvolupament de la tuberculosi resistent a antibiòtics i com a resultat permetran desenvolupar nous diagnòstics i models epidemiològics per controlar-la. La seqüenciació genòmica és una gran eina per estudiar aquest i altres patògens i ofereix la possibilitat de detectar resistències ràpidament i amb alta precisió a l'àmbit clínic. Un diagnòstic correcte assegura un tractament adequat, més curt i exitós, i prevé la transmissió a nous hostes. Les tècniques i els resultats exposats aquí contribueixen a assolir aquests objectius i millorar el control global de l'epidèmia de tuberculosi resistent. / [EN] Antibiotic resistance in tuberculosis is a serious global health problem and a growing obstacle to the control of the disease. In this thesis we use genomics as a tool to study different aspects of the biology of the bacterium in relation to the development of antibiotic resistance and provide new knowledge to meet the challenge of its eradication. First, we characterize new genomic determinants of resistance to isoniazid by using an approach based on functional genomics and phylogenetic association. The method consists of transposon sequencing of bacterial populations exposed to the antibiotic to determine the genes involved in both sensitivity and resistance, and their filtering with genomic data from a global collection of clinical strains. We have verified the importance of the metabolic pathways of bacterial wall synthesis in the mechanism of antibiotic action, and also discovered new genes involved in cellular redox balance that confer low-level resistance to the bacteria. These results can be used to develop new diagnostic techniques or therapeutic targets, and the method is applicable to new antibiotics to predict future resistance determinants. Second, we explored the bacterial diversity of tuberculosis at its natural site of infection and the population dynamics of antibiotic resistance. We have analyzed samples from different parts of the lung lesion from patients in Georgia, a country with a high incidence of resistant tuberculosis, and detected a significant number of polyclonal infections (caused by two or more different strains). These different strains can in turn be resistant to different antibiotics, which makes it essential to detect them in time to offer the patient the most appropriate treatment possible. The surgical specimens gave us a more complete picture of bacterial diversity than sputum, the routine clinical specimen, and allowed us to detect polyclonal infections more accurately. The data show that we are underestimating these types of infections in high TB burden countries and they may adversely affect treatment outcome, so in these settings a second sampling during the course of the antibiotic regimen would be advisable. Third, we evaluated the role of one of the most important comorbidities of tuberculosis, HIV, in the development of resistance during the first weeks of treatment. To this end, we have sampled patients from Mozambique with and without HIV on a serial basis during the first month to analyze the impact of co-infection on both immune and antibiotic selective pressures. We have detected a higher total diversity in seronegative patients and furthermore, in comparison, HIV+ patients present difficulties in eliminating this diversity during the early stages of treatment that could affect their success. Thanks to deep sequencing, we have also been able to observe an accumulation of variants in resistance-related genes, and we have associated some of them with changes in the MICs (minimum inhibitory concentrations) of the samples. These small changes during the first month may serve as predictors of a reduced ability to eliminate bacterial diversity, and could indicate future treatment failure. In summary, in this thesis we have focused on better understanding the bacterial and host factors that have an impact on the development of antibiotic resistant tuberculosis and as a result will allow the development of new diagnostics and epidemiological models to control it. Genomic sequencing is a great tool to study this and other pathogens in real time, and offers the possibility of detecting resistance quickly and with high certainty in the clinical setting. A correct diagnosis ensures adequate, shorter and more successful treatment, and also prevents transmission to new hosts. The techniques and results presented here contribute to achieve these objectives and improve the global control of the resistant tuberculosis epidemic. / Moreno Molina, MÁ. (2023). Functional and evolutionary genomics of antibiotic resistance in tuberculosis: from biology to global DR-TB control [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199255

El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema de potabilización de agua de lluvia mediante una lámpara germicida que emite luz ultravioleta que permite reducir y eliminar los microorganismos presentes en el agua y con ello contrarrestar el origen de diferentes enfermedades gastrointestinales que se originan por el consumo directo del agua sin previo tratamiento. En el primer capítulo se presenta el problema de la escasez del agua potable en poblados rurales peruanos, así mismo, se menciona brevemente a las enfermedades más comunes causadas por la presencia gérmenes en el agua y como una de estas enfermedades: la diarrea aguda trae como consecuencia la desnutrición crónica infantil. En el segundo capítulo se reúne información acerca de los procesos de purificación del agua, fuentes de abastecimiento de este recurso, las formas de captación y los aspectos relacionados a la desinfección del agua de lluvia por irradiación ultravioleta. En el tercer capítulo se revisan las consideraciones y requerimientos para alcanzar los objetivos planteados respecto al diseño de un sensor de nivel de agua, el control On-Off para la conmutación de dos electroválvulas y el encendido de la lámpara ultravioleta. Así mismo, en base a ello se presenta un diagrama de flujo que permite apreciar el funcionamiento del sistema de esterilización con radiación ultravioleta (UV), que se diseña, para luego trabajar sobre los requerimientos, alternativas y selección de los componentes que integran el sistema automático diseñado; dando a conocer las soluciones y justificaciones correspondientes. En el cuarto capítulo se detalla el cuadro de costos y se presentan los resultados de los elementos del sistema para finalmente mostrar los resultados de un ensayo con agua de lluvia en el que se prueba el funcionamiento del sistema de potabilización operativamente de acuerdo a diferentes tiempos de irradiación considerados en el controlador arduino UNO. Se concluye que el diseño e implementación del sistema de potabilización de agua de lluvia cumplió los objetivos de éste trabajo.

La técnica fundamental en toda investigación bacteriológica de tuberculosis es la baciloscopía, debido a que permite identificar entre el 70% y 80% de casos pulmonares positivos de forma rápida [11]. Esta técnica no invasiva consiste en la visualización en microscopio de una muestra de expectoración previamente teñida a fin de mejorar el contraste de bacilos en el medio [12]. Dicho análisis es brindado de forma gratuita por el estado peruano a través del Ministerio de Salud en diversos hospitales del Perú donde se aplica el método de tinción de Ziehl-Neelsen por su demostrada confiabilidad y menor precio de insumos comparado con otras técnicas. Actualmente se cuenta con un dispositivo Preparador Automático de Muestras de Esputo (PAME) desarrollado en la PUCP cuyo diseño promete lograr la estandarización de la tinción de muestras [19] y realiza el procedimiento tradicional de tinción mencionado para una sola muestra, dificultando su uso en un ambiente de alta demanda de trabajo. En el presente documento se enfatiza el diseño y desarrollo de un prototipo automático que permita emular el procedimiento en simultáneo para varias muestras como lo descrito según el manual de baciloscopía del Ministerio de Salud (MINSA). Este estudio es realizado en 4 capítulos. En el primero, se brinda un estudio acerca de la enfermedad, así como también una compilación en cifras basada en su proliferación, tanto a nivel mundial como nacional. Se hace énfasis en el diagnóstico y las técnicas de análisis para luego presentar equipos tecnológicos cuya principal función es la de cubrir parcial o totalmente el procedimiento hasta llegar a describir el dispositivo PAME. En el segundo capítulo se describe el modo de operación del PAME, sus problemas, causas y características. Además, se procede a establecer el objetivo principal de procesar siete muestras en simultáneo y los objetivos específicos que aborden la problemática encontrada, tomando como base el procedimiento realizado en el laboratorio de microbiología del Hospital Dos de Mayo. El tercer capítulo aborda el diseño y desarrollo de las plantas mecánica y electrónica del equipo, se detallan los requerimientos, los alcances, las alternativas de solución, los criterios de selección, el hardware y el software de cada una de las partes que lo conforman. Por último, el cuarto capítulo muestra los resultados obtenidos de las pruebas independientes y en conjunto del prototipo desarrollado. Finalmente, se presentan las conclusiones del trabajo realizado y las recomendaciones en cuanto a las mejoras que se puedan realizar.

Aluminum pillared clays (Al–PILC) modified with silver and copper nanoparticles were prepared in order to get a material with antimicrobial properties against Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus). Al-PILC were characterized by X - ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) with energy – dispersive X - ray spectroscopy (EDX), the Boehm titration and the nitrogen sorption method. According to these techniques, the pillaring process increased the interlayer distance in 8.7 Å and it corresponds approximately to the size of the Keggin´s ion. The surface area of the natural clay grew from 56 m2/g to 195 m²/g for the Al-PILC after its calcination because new micropores arise. Silver and copper nanoparticles were prepared by a chemical reduction method using D – glucose and ascorbic acid as reductor agents. Silver and copper nanoparticles were analyzed by UV – Visible spectroscopy and SEM – EDX. In addition, the silver concentration in a suspension was determined by atomic absorption spectroscopy. Nanoparticles were spherical and their particle size was between 15 and 33 nm and they were immersed in a starch matrix. Synthesis conditions (frequency and temperature) had an influence on the particle size which increased with higher frequency (80 kHz) and temperature (59°C). Copper nanoparticles were prepared using different volume of ascorbic acid; 1.6 ml produced smaller particles (20 – 86 nm); however, this range of particle size was not reproducible. For that reason, in the microbiological experiments were used commercial copper nanoparticles with a size between 27 nm and 34 nm. Silver al copper nanoparticles were incorporated to Al–PILC by impregnation and the modified clays were characterized by SEM –EDX. From the microbiological experiments, the silver and copper suspensions reduce the number of S. aureus and E. coli alive cells in comparison to the number of alive cells in the sample without modified clay and nanoparticles. / Tesis

La Región Ancash es una de las más ricas en aguas termominerales del país, en ella se encuentra el Callejón de Huaylas el cual es surcado por el río Santa y sus afluentes; en sus márgenes existen numerosas fuentes termominerales, entre ellas El Pato (Huaylas), La Merced (Carhuaz), Chancos (Carhuaz) y Monterrey (Huaraz). Estas fuentes fueron seleccionadas para este estudio en base a su caudal de afloración, que es un factor a tener en cuenta para su explotación; para cada fuente se hicieron 45 determinaciones entre propiedades físicas, contenido de metales, no metales y gases libres. / Tesis

Basados en la grave problemática ambiental actual producida por el uso indiscriminado de los plásticos y otros derivados del petróleo, así como por los nuevos cambios en la legislación ambiental de algunos países sobre la regulación y la prohibición de uso de productos a base de plásticos no biodegradables, las investigaciones se han dirigido al desarrollo de biopolímeros para la producción de biomateriales o productos que preserven el medioambiente. En la presente investigación se han elaborado y caracterizado láminas de biopolímeros a base de almidón termoplásticos (TPS) que ha sido procesado por métodos convencionales empleados en la industria de plásticos sintéticos, como son el mezclado en continuo mediante extrusión y posterior moldeo por termocompresión. Para la elaboración de los TPS se ha empleado almidones de patata, maíz y yuca utilizando como plastificantes glicerina y agua. Con objeto de tratar de reducir la elevada afinidad por el agua de las formulaciones basadas en almidón y de mejorar sus propiedades mecánicas se han empleado una serie de aditivos, todos ellos de origen natural, en concreto aceites esenciales de romero, árbol de té y eucalipto, extracto de chiriyuyo, goma arábiga, montmorillonita y quitosano. Se han elaborado un total de 37 formulaciones. En una primera fase se ha estudiado el efecto del tipo y concentración de los almidones manteniendo una proporción fija de plastificantes. Tras seleccionar una de estas formulaciones como referencia se han incorporado sobre la misma los aditivos a distintas concentraciones. Todas las láminas obtenidas se caracterizaron mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), contenido de humedad, solubilidad en agua, microscopía electrónica de barrido (SEM), ensayos de tracción, dureza, análisis antimicrobiano, ensayo de desintegración y análisis termogravimétrico (TGA). Las propiedades de los TPS están largamente influenciadas por el contenido y tipo de almidón. En el intervalo de concentraciones estudiado la humedad, solubilidad, dureza, resistencia a la tracción, deformación máxima y módulo de Young varían de manera prácticamente lineal con el contenido de almidón. Por ejemplo, las láminas de TPS obtenidas a partir de almidón de patata tienen un valor del módulo de 7,3; 16,5 y 28,4 MPa para concentración de 50, 60 y 70 g de almidón / 100 g de TPS, mientras que para el TPS de almidón de yuca éstos valores son de 5, 11 y 22 MPa, respectivamente. A partir de los datos del análisis termogravimétrico se ha podido distinguir al menos tres procesos diferenciados que podrían corresponder a la evolución de tres fases presentes en el TPS (plastificantes, fase plastificada y almidón). Se ha establecido un modelo cinético que correlaciona simultáneamente los datos de TG obtenidos a diferentes velocidades de calefacción y contenidos de plastificante y que permite calcular la contribución de cada uno de los procesos (evaporación de los plastificantes, descomposición de la fase altamente plastificada y descomposición del almidón prácticamente sin modificar) al proceso global mostrando, por ejemplo, que el primer proceso es tanto más intenso cuanto mayor es el contenido en plastificante y la velocidad de calefacción y que el segundo proceso es en todos los casos más intenso a velocidad de calefacción lenta, lo que indicaría que sigue progresando el proceso de plastificación durante los ensayos. En general se ha conseguido una buena mezcla de los aditivos y el TPS hasta una cierta concentración, excepto en el caso de las láminas que contienen quitosano para las que las fotografías de SEM muestran grandes partículas sin incorporar a la matriz. Cabe resaltar que en todos los casos se ha encontrado un efecto saturante de los aditivos de modo que, dependiendo del aditivo, por encima de una concentración de 1 a 2 g /100 g de TPS se aprecia un deterioro más o menos importante de las propiedades. Todos los aditivos empleados reducen el contenido de humedad de equilibrio de los TPS. También todos, excepto la montmorillonita en su forma sódica, confieren actividad antimicrobiana al TPS y un retraso en la biodegradación de las láminas sometidas a compostaje. El quitosano y una de las nanoarcillas modificadas son los aditivos que confieren mayor actividad antimicrobiana. Resulta especialmente interesante el caso de la goma Arábiga. A juzgar por los espectros de FTIR y los resultados del análisis termogravimétrico se produce un entrecruzamiento entre la goma y otros componentes del TPS (almidón y/o glicerina). Se ha conseguido mejorar las propiedades mecánicas de las láminas de TPS con todos los aditivos excepto con las nanoarcillas, para las que se ha podido apreciar la presencia de grietas en las superficies de fractura observadas mediante SEM. El quitosano es el aditivo con el que se obtienen las láminas más rígidas a pesar de su mala incorporación en la matriz, mientras que el árbol de té proporciona los valores más elevados de deformación máxima. La inclusión de goma Arábiga produce un aumento de la tensión y deformación en la rotura.

La presente Tesis Doctoral aborda el procesado mediante altas presiones hidrostáticas (HPP), como método alternativo al tratamiento térmico (TP), para la pasteurización de smoothies de fruta y verdura. El objetivo fue obtener smoothies con propiedades sensoriales similares a las de un producto no tratado y con una vida comercial parecida a la de un producto tratado por el calor. Para ello, se realizaron cuatro ensayos. En el primer ensayo se compararon tres tratamientos HPP (350 MPa/10 ºC/5 min, 450 MPa/10 ºC/5 min, 600 MPa/10 ºC/2 min) y un tratamiento TP (85 ºC/7 min) en un smoothie de fruta elaborado a base de naranja, fresa, manzana, plátano y zumo de manzana. La calidad de los smoothies fue evaluada a las 48 horas (a 4 ºC) tras el procesado. Se determinó la calidad microbiológica (Salmonella spp, L. monocytogenes, E. coli y coliformes, bacterias mesófilas y psicrófilas totales, mohos y levaduras), actividad enzimática (pectin metil esterasa, polifenoloxidasa y peroxidasa), capacidad antioxidante (DPPH, FRAP), estabilidad física (densidad, pH, ácidez, sólidos solubles, viscosidad, turbidez, color CIELab, trasmitancia e índice de pardeamiento), calidad nutricional (vitamina C, azúcares, flavonoides y fenoles totales) y el flavor (test discriminatorio). Adicionalmente, se testó la calidad microbiológica de los smoothies a los 30 días de almacenamiento (4 ºC e iluminación con luz fluorescente). Tras la evaluación de los smoothies, el tratamiento óptimo se estableció en 350 MPa/10 ºC/5 min, ya que permite obtener smoothies con características similares a las del producto no tratado y microbiológicamente estables. En el segundo ensayo, se realizó un estudio de vida comercial (21 días) en el mismo smoothie de fruta. El tercer ensayo consistió en repetir el experimento anterior (28 días) en un smoothie elaborado con fresa, naranja, manzana, banana, mora, uva tinta y blanca, grosella y zumo de lima. El cuarto y último ensayo consistió en un estudio de vida comercial (28 días) en un smoothie elaborado con zanahoria, calabacín, manzana, pectina cítrica, calabaza y puerro. La aplicación de 350 MPa permite conseguir una adecuada inhibición microbiológica durante la vida comercial de los smoothies. La pasteurización térmica es ligeramente más eficaz pero, en la práctica, no aporta ningún beneficio adicional en lo que respecta al control microbiológico. Por el contrario, los smoothies presurizados retienen mejor las propiedades sensoriales de la fruta y verdura fresca y carecen de sabores anómalos a mermelada o verdura cocida, lo que supone un importante rasgo diferencial frente al producto tratado por calor. La principal limitación de la pasteurización mediante alta presión es que no inactiva los enzimas pécticos y oxidasas de la fruta y verdura. Los smoothies presurizados presentan una mayor tendencia a clarificar y sufrir oxidación, lo que puede ir en detrimento de su calidad sensorial y nutricional. Los efectos negativos de los enzimas alterantes dependen, en general, de parámetros tales como la intensidad de color, turbidez, viscosidad o capacidad antioxidante propios de cada matriz vegetal. La pasteurización mediante alta presión permite obtener smoothies con un tiempo de vida comercial, en refrigeración, adecuado, similar al obtenido en un producto pasteurizado térmicamente, aunque los smoothies presurizados sufren un marcado deterioro sensorial, como corresponde a un producto fresco. El procesado mediante alta presión podría sustituir al tratamiento térmico para conservar los smoothies frescos, aunque será necesario desarrollar estrategias adicionales para conseguir una mejor estabilización enzimática de los mismos. / The present thesis addresses the use of High Pressure Processing (HPP) as an alternative method to the Thermal Treatment (TP) used for pasteurizing fruit and vegetable smoothies. The objective was to obtain processed smoothies with sensory properties similar to those showed by an untreated product and with a shelf life period similar to those reached in a thermally-treated product. Four experiments were performed. In the first experiment, three HPP treatments (350 MPa / 10 °C / 5 min, 450 MPa / 10 °C / 5 min, 600 MPa / 10 °C / 2 min) and one TP treatment (85 °C / 7 min) were compared in a fruit smoothie made with orange, strawberry, apple, banana and apple juice. Smoothie quality was assessed at 48 hours (4 °C) after processing. The microbial quality (Salmonella spp, L. monocytogenes, E. coli and coliform, total psychrophilic and mesophilic bacteria, moulds and yeasts), enzymatic activities (pectin methyl esterase, peroxidase and polyphenol oxidase), antioxidant status (DPPH, FRAP), physical stability (density, pH, acidity, soluble solids, viscosity, turbidity, CIELab colour, transmittance and browning index), nutritional value (vitamin C, sugars, flavonoids and total phenols) and flavour (discriminatory test) were determined. In addition, the microbial quality was checked in smoothies at 30 days of storage (4 °C and fluorescent lighting). The obtained results indicated that the most suitable HPP treatment was 350 MPa / 10 °C / 5 min, a level of pressurizing able to provide microbiologically stable and “like-fresh” smoothies. The second experiment consisted of a shelf life study (21 days) performed in the same type of fruit smoothie. In the third experiment, a shelf life study (28 days) was carried out in a red-fruit based smoothie made with strawberry, orange, apple, banana, blackberry, black and white grape, gooseberry and lime juice. The fourth and final experiment consisted of a shelf life study (28 days) performed in a vegetable smoothie made with carrots, zucchini, apple, citrus pectin, pumpkin and leek. The application of 350 MPa achieved a suitable degree of microbial inhibition during smoothie shelf life. The TP-treatment was slightly more effective than the HPP-treatment but, in practice, the first did not provide practical benefits regarding microbial control. On the contrary, the HPP-smoothies maintained the sensory properties of fresh fruit and vegetables and were free of cooked-fruit/vegetable flavours, a differential trait with respect to the thermally-treated product. The use of HPP in smoothies was mainly limited by its low effectiveness for inactivating the pectic and oxidase enzymes present in the fruit and vegetables. The HPP-smoothies had a higher tendency towards clarification and oxidation during chill storage, which may be in detriment of their sensory and nutritional quality. These negative effects of the spoiling enzymes depend on some properties, such as colour intensity, turbidity, viscosity or antioxidant capacity, provided by the different fruit or vegetable matrices. In any case, the pasteurization by HPP allowed obtaining smoothies with a shelf life time period similar to those obtained by thermal pasteurization, although the shelf life of HPP-smoothies would be particularly limited by its sensory alteration, as corresponds to a fresh product. HPP could replace to TP for preserving “like-fresh” smoothies, although additional strategies should be performed for achieving an enzymatic stabilization of smoothies.

Identifica los factores clínico-epidemiológicos asociados a la infección urinaria en la población pediátrica hospitalizada, en el Hospital Nacional Dos de Mayo. Desde el 2011 al 2016. El estudio es descriptivo de corte transversal, en el tiempo retrospectivo. En cuanto a la muestra todos los niños que han sido hospitalizados, con el diagnóstico de infección urinaria, aún con otra comorbilidad. Se ha aplicado el Programa estadístico SPSS 23 (Statistical Package for the Social Sciences) del 2016. Estadística Descriptiva. Análisis bivariante y multivariante. En total 150 casos de niños hospitalizados con diagnóstico de Infección Urinaria. El mayor número de hospitalizaciones en 2014; 26%. Los diagnósticos fueron ITU sintomática (76%), pielonefritis aguda: (16.7%), ITU recurrente (5.3%) y Urosepsis (2.0%). Los casos de ITU se dan más en el sexo femenino (77.3%), varones (22.7%). Más de la mitad de la muestra son niños de 0 a 1 año de edad (52.7%). Los niños menores a 2 meses tuvieron complicaciones con sepsis. Los niños eutróficos fueron un 82.6% de la muestra. Tiempo de hospitalización promedio: de 7 a 10 días. Las comorbilidades asociadas: Anemia, diarreas, enfermedades respiratorias y enfermedades cerebrales. El síntoma más importante en todos los grupos fue la fiebre. La Toma de muestra de orina fue por bolsa colectora (MBC); 53.3% y la muestra de chorro medio (MCHM) en 32%. El Germen aislado Echerichia coli (88.7%). El tratamiento fue con Cefalosporinas de 3er generación (68.6%). Se realizaron 47 ecografías, el 21.2% presentó lesión pielocalicial. No hubo derivación a UCI. No se realizó ninguna tomografía. Se concluye que existen factores clínico-epidemiológicos de gran importancia y variada presentación; edad, sexo, estado nutricional, comorbilidad existente, parasitosis, etc. Se afecta más el sexo femenino. Falta realizar un mejor seguimiento para evaluar la nefropatía cicatricial. / Tesis