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Transformación estable de Daucus carota con los genes carotenogénicos DcPsy1 y DcPsy2 y la localización subcelular de DcPSY1

Molineros Lucero, Leonardo Antonio 03 1900 (has links)
Los carotenoides son compuestos isoprenoides que en plantas participan durante la fotosíntesis como pigmentos accesorios, protegen contra el daño foto-oxidativo y son precursores del ácido abscísico. En mamíferos los carotenoides son la principal fuente para la síntesis de vitamina A, además de actuar como antioxidantes. Debido a esta vital importancia para plantas y humanos es que se ha enfocado el estudio en la ruta metabólica con el fin de aumentar la cantidad de carotenoides en los alimentos de consumo humano. Se ha descrito que, en la ruta de biosíntesis de carotenoides, la primera enzima de la ruta llamada fitoeno sintasa (PSY) es un punto clave y altamente regulado. En Daucus carota, nuestro modelo de estudio, se han descrito dos genes que codifican a PSY, DcPsy1 y DcPsy2. Estos genes se expresan diferencialmente en hojas y raíz durante el desarrollo de la planta, y además se ha determinado que la región promotora del gen DcPsy2 presenta elementos en cis regulados por luz, fitohormonas y estrés abiótico. Se ha evidenciado la funcionalidad de estos dos genes in vivo al sobreexpresarlos en Nicotiana tabacum, donde promueven un aumento de carotenoides. Sin embargo, no se ha determinado si en la propia D. carota, ambos genes realmente participan en la biosíntesis de carotenoides en hojas y/o raíz, ya que podrían estar cumpliendo una función órgano específica, como sucede en otras plantas. En este seminario de título, se transformaron explantes de D. carota con vectores que permiten la sobreexpresión del gen DcPsy1 y DcPsy2, con el fin de obtener plantas transgénicas que serán utilizadas en futuros análisis de expresión y acumulación de carotenoides. Se obtuvieron exitosamente 11 líneas transgénicas de plantas de D. carota transformadas con el vector que permite la sobreexpresión del gen DcPsy1 y 7 líneas transgénicas de plantas transformadas con el vector para la sobreexpresión del gen DcPsy2. Además, por medio de la expresión en hojas de tabaco de una proteína de fusión entre el producto del gen DcPsy1 y la proteína fluorescente YFP (PSY1:YFP), se determinó que la localización subcelular de la proteína PSY1 es en plastidio. De este modo se comprobó su correcta localización subcelular, lo que aporta un antecedente importante sobre su funcionalidad, dado que los carotenoides se producen en los plastidios de células vegetales. / Carotenoids are isoprenoid compounds that fulfill important functions in plants. They act as accessory pigments during photosynthesis, protect cells against photooxidative damage and are precursors of abscisic acid. In mammals, carotenoids are the main source for the synthesis of vitamin A and have very powerful antioxidant properties. Due to these characteristics, since several years the studies have focused on modifying the metabolic pathway in order to increase the amount of carotenoids in food for human consumption. It has been described that, phytoene synthase (PSY), the first enzyme in the pathway, is a key point of carotenoid synthesis regulation. In Daucus carota, our plant model, two genes coding for PSY have been described, DcPsy1 and DcPsy2. These genes are differentially expressed in leaves and root during plant development. Also, DcPsy2, and not DcPsy1, responds to ABA which correlates with the presence of cis elements that are regulated by light, phytohormones and abiotic stress that are present in the DcPsy2 promoter. The functionality of these two genes has been evidenced in vivo by heterologous expression in Nicotiana tabacum, where they promote an increase of carotenoids. However, it has not been determined in D. carota itself, if both genes actually participate in the biosynthesis of carotenoids in leaves and/or root, since they could be fulfilling different functions in the plant in a specific organ way, as has been reported for other plants. In this work, explants of D. carota were transformed with vectors for DcPsy1 and DcPsy2 overexpression, to obtain transgenic plants that will be used in future functional analysis. We successfully obtained 11 transgenic lines of D. carota plants transformed with the vector for DcPsy1 overexpression and 7 transgenic lines of plants transformed to overexpress DcPsy2 gene. In addition, we generated a construct for DcPsy1 subcellular localization. A fusion protein between the product of the DcPsy1 gene and the fluorescent protein YFP (PSY1:YFP), let us to conclude that DcPSY1 protein has a plastidial localization. This result provides arguments about its functionality because carotenogenic enzymes are located in plant plastids were carotenoids are produced.
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Efecto de métodos combinados sobre la inactivación de Escherichia coli en jugo de zanahoria

Cisternas Estrada, Lorena Isabel January 2017 (has links)
Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniera Agrónoma y al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias, Mención Producción Agroindustrial / Hoy en día los consumidores tienen mayor conocimiento de la importancia de integrar frutas y hortalizas frescas a la dieta de manera que ésta sea saludable, dado que se conoce el gran aporte nutricional y los beneficios para la salud tales como la prevención de enfermedades cardiovasculares, diabetes, cáncer, etc. El gran problema de las frutas y hortalizas frescas es que tienen un rápido deterioro causado principalmente por enzimas y microorganismos. Las bacterias se consideran como la mayor causa del deterioro de alimentos frescos, seguido por hongos, virus, residuos de pesticidas y micotoxinas (Fallik, 2014).
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Evaluación de herbicidas pre y post emergentes sobre zanahorias (Daucus carota L.) miniatura y estándar

Pérez Tapia, Carolina Alejandra Luisa January 2011 (has links)
Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo Mención Fitotecnia / La presente investigación se desarrolló con el objetivo de evaluar la selectividad de tres herbicidas, Linuron, Pendimethalin y Metribuzina, sobre dos cultivares de zanahoria (Daucus carota L. var. sativus). Se analizaron en forma independiente el cultivar de polinización abierta Chantenay RedCo y el cultivar híbrido Sugar Snax 54 (Nantes x Imperator), los cuales se consideraron como zanahoria estándar y miniatura, respectivamente. Durante la temporada 2010/2011, en el Campus Antumapu de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, se evaluaron 5 tratamientos en cada cultivar. Se asperjaron Linuron y Pendimethalin en pre emergencia (en dosis de 1,5 y 3,5 L·ha-1 i.a. respectivamente), Linuron y Metribuzina en post emergencia del cultivo, en dosis de 1,5 L·ha-1 y 0,5 kg·ha-1 i.a. respectivamente, y un tratamiento testigo, el cual se mantuvo siempre limpio de malezas. Durante el desarrollo y previo a cosecha, se realizaron mediciones a la altura del follaje y porcentaje de mortalidad del cultivo y dominancia y densidad de las malezas. A cosecha se midieron los parámetros de peso fresco, longitud de raíz, diámetro de raíz, color, contenido de carotenoides y rendimiento comercial, para poder determinar la selectividad de los herbicidas. Por condiciones particulares del clima en la temporada en que se realizó el estudio, los ciclos de vida de ambos cultivares se vieron afectados, llegando a cosecharse en un tiempo más prolongado al esperado, viéndose alterados desde el momento de emergencia hasta la cosecha, incluyendo los momentos claves para la aplicación de los herbicidas post emergentes (1 y 5 hojas verdaderas). Finalmente se concluyó que todos los herbicidas utilizados fueron selectivos para ambos cultivares ya que no afectaron estadísticamente parámetros de calidad ni crecimiento, sin embargo, se recomienda la utilización de Linuron o Pendimethalin en las dosis señaladas, debido a que se obtuvo el mejor rendimiento comercial. / This research was conducted in order to evaluate the selectivity of three herbicides, Linuron, Pendimethalin and Metribuzin, on two cultivars of carrot (Daucus carota L. var. sativus). The OP cultivar Chantenay RedCo and the hybrid Sugar Snax 54 (Nantes x Imperator), which are considered as standard and miniature carrots respectively, were analyzed independently. During the 2010/2011 season, at the Antumapu Experimental Station of the University of Chile Agricultural Sciences Faculty, five treatments were evaluated in each cultivar. Linuron and Pendimethalin were sprayed at pre emergence (at a dose of 1.5 and 3.5 L·ha-1 respectively), Linuron and Metribuzin werte sprayed at post crop emergence, at doses of 1.5 L·ha-1 and 0.5 kg·ha-1 respectively, and a control treatment, which was kept clean of weeds. During the growing season and prior to the harvest, foliage hight and mortality rate were evlauated in each cultivar and dominance and density were evaluated to the weeds. At harvest parameters fresh weight, root length, root diameter, color, carotenoid content and comertial yield were measured in order to determine the selectivity of the herbicides. Due to weather conditions in the season of the study, the life cycles of both cultivars were affected, being harvested in a longer time than expected, getting altered from emergence to harvest, including the key moments for the application of the post emergence herbicides (1 and 5 true leaf). Finally it was concluded that the used herbicides were selective for both cultivars and didn’t affect statistically the parameters of quality and growth, however, Linuron and Pendimethalin are recommended at the mentioned dose, because it had the best comertial yield.
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Estudio de la funcionalidad del gen DcPSY1 y su rol en la tolerancia a estrés abiótico mediante sobreexpresión en plantas de Daucus carota

Aguilera Banchero, Agustín Eduardo January 2018 (has links)
Memoria para optar al título de Bioquímico / Los carotenoides son compuestos isoprenoides sintetizados por todos los organismos fotosintéticos y algunos no fotosintéticos. En plantas cumplen variadas funciones al participar durante el proceso de fotosíntesis como pigmentos accesorios, como agentes protectores contra el estrés fotooxidativo y como precursores del ácido abscísico. Los animales son incapaces de sintetizarlos y deben ingerirlos mediante la dieta. En ellos cumplen un rol fundamental para la formación de vitamina A y como agentes antioxidantes. Debido a esto es que la manipulación del contenido de carotenoides de diversas especies vegetales, se presenta como una atractiva herramienta para mejorar la calidad de los cultivos y/o aumentar su valor nutricional. La zanahoria (Daucus carota) destaca como candidata para estos estudios, ya que acumula enormes cantidades de carotenoides en su raíz de reserva que se desarrolla en oscuridad, además de no requerir de condiciones muy estrictas para su cultivo. La biosíntesis del primer carotenoide (y precursor de todos los demás), el fitoeno, es catalizada por la enzima fitoeno sintasa (PSY). Este paso, se considera un punto clave dentro de la ruta de síntesis y está altamente regulado. En algunas plantas, se ha descrito como la expresión del gen PSY promueve un aumento en la acumulación de carotenoides totales en hojas y frutos. En Daucus carota se han descrito 2 genes parálogos de la enzima PSY, DcPSY1 y DcPSY2, asociados principalmente a la carotenogénesis de hojas y raíces respectivamente. También en otras especies vegetales se han descrito más de un gen PSY, atribuyéndoles propiedades órgano específicas en cuanto a su función y la regulación de su expresión. En este trabajo, se analizaron plantas de zanahoria transformadas con un vector binario para sobreexpresar uno de estos genes parálogos, el gen DcPSY1. Se observó que en plantas transgénicas de DcPSY1, los niveles de expresión del gen se correlacionan con un aumento en la acumulación de carotenoides totales en hojas y raíces de reserva. A pesar de esto, se observaron diferentes patrones en la composición de carotenoides específicos en estos dos órganos. Las hojas de plantas transgénicas que presentaron mayor acumulación de luteína y β-caroteno no mostraron una variación en los niveles de clorofilas, ni una correlación directa con la expresión de otros genes carotenogénicos. En cambio, las raíces que vieron aumentados sus niveles de α y β-caroteno, presentaron un notorio incremento en la expresión de los genes carotenogénicos DcPSY2, DcLCYB1, DcLCYB2, DcLCYE y DcNCED1. Por último, los ensayos de resistencia a estrés abiótico no mostraron una mayor tolerancia a daños generados por elevadas concentraciones de sal en las líneas transgénicas. Estos resultados sugieren un rol diferencial para el gen DcPSY1 respecto al tejido fotosintético rico en cloroplastos y las raíces, donde priman los cromoplastos, lo que ayudaría a comprender mejor la función de este gen en zanahorias / Carotenoids are isoprenoid compounds synthesized by all photosynthetic and some non photosynthetic organisms. In plants, they fulfill a wide variety of functions by participating as accessory pigments during the photosynthetic process, protecting against photooxidative stress and as abscisic acid precursor. Animals are incapable of synthesizing them so they have to be incorporated through the diet, where they have a fundamental role in vitamin A formation and as antioxidant agents. These are some of the reasons why the carotenoid content manipulation of a variety of vegetal species presents as an attractive tool for the improvement of crop quality and increasing their nutritional value. Carrot stands out as a good candidate for these studies because its particular capability of accumulating huge amounts of carotenoids in its reservoir root, which is developed in darkness, and due to not requiring too demanding conditions for its cultivation. The biosynthesis of the first carotenoid (and precursor of the rest of them), phytoene, is catalyzed by the enzyme phytoene synthase (PSY). This step is considered as a key point in the synthetic pathway and is highly regulated. In some plants, it has been described how PSY gene expression promotes an increase in total carotenoid accumulation in fruits and leaves. In Daucus carota 2 paralogous genes of PSY enzyme have been described, DcPSY1 and DcPSY2, mainly associated with carotenogenesis in leaves and roots respectively. More than one PSY gene has been described for other vegetal species too, conferring organ specific properties to their function and their expression regulation. In this study, carrot plants transformed to overexpress one of these paralogous genes, DcPSY1, will be analyzed. DcPSY1 gene expression levels correlate with an increase in total carotenoid accumulation in leaves and roots of transgenic plants. Nevertheless, different patterns in specific carotenoid composition were observed, which are altered between these organs. Leaves, that exhibited higher accumulation of lutein and β-carotene, didn’t show any difference in their chlorophyll levels, nor a direct correlation with the expression of other carotenogenic genes. However, roots that had an increase in α and β-carotene levels showed an evident increase in the expression of their genes DcPSY2, DcLCYB1, DcLCYB2, DcLCYE y DcNCED1. Finally, abiotic stress resistance essays showed no increase in tolerance to damage generated by elevated salt concentrations in transgenic plants. These results suggest a differential role for DcPSY1 gene in regards to photosynthetic tissue and roots, which helps to better understand the function of this gene in carrots
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Persistencia en el suelo de tres herbicidas en la rotación zanahoria - lechuga

Aguayo Georges, Nicole Valentina January 2012 (has links)
Memoria de Título para optar al título profesional de: Ingeniera Agrónoma / Tesis no disponible en línea / Se realizó un estudio de herbicidas en lechuga cv. ‘Flamenco’ en la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile en la temporada 2010 – 2011 y para ello se establecieron cinco tratamientos para evaluar la persistencia de los herbicidas Linuron, Pendimethalin y Metribuzina para el trasplante de lechuga, los cuales fueron aplicados en el cultivo de zanahoria que le antecede en la rotación. Los tratamientos se montaron con un diseño en bloques completos al azar, donde se consideró un testigo sin aplicación y dos fechas distintas de aplicación para el caso de Linuron, quedando conformados de la siguiente forma: Sin aplicación (T1), Linuron 163 días antes del trasplante (T2), Metribuzina (T3), Pendimethalin (T4) y Linuron 107 días antes del trasplante (T5). Las variables evaluadas fueron establecimiento, fitotoxicidad visual, altura de cosecha, precocidad y rendimiento del cultivo. Al establecimiento, sólo el tratamiento de suelo con Metribuzina (T3) obtuvo diferencias estadísticas significativas en relación al testigo (8 % de reducción). La fitotoxicidad se mantuvo a lo largo del desarrollo del cultivo para los tratamientos con Metribuzina (T3) y Linuron (T5), tratamientos que provocaron necrosis de tejido foliar y pérdida continúa de hojas, con disminución de rendimiento, de éstos dos Metribuzina fue el que causó mayor daño al cultivo, por lo cual se sugiere no utilizarlo, cuando el cultivo siguiente en la rotación es lechuga cv. ‘Flamenco’, tipo hoja de roble morado. / A herbicide research in lettuce cv. ‘Flamenco’ was done in the College of Agricutural Sciences of the Universidad de Chile at the 2010-2011 season. Five-treatments were established to evaluate Linuron, Pendimethalin and Metribuzin persistence for a lettuce transplant. Al the herbicides were aplicated to a carrot crop that preceded in the crop rotation. The treatments were set up with a randomized complete block design. A control treatment without application and two different dates of application in the case of Linuron, in the following way: Control without application (T1), Linuron 163 day before planting (T2), Metribuzin (T3), Pendimethalin (T4) and Linuron 107 day before planting (T5). The evaluated variables were establishment, visual phytotoxicity, height at harvest, precocity and crop yield. At establishment, only the soil treatment with Metribuzin was significantly lower than the control (8 % less). The phytotoxicity was maintained throughout the crop in the Metribuzin and Linuron (T5) treatments, which resulted with leaf tissue necrosis and continue loosing leaves, showing reduced yield. Metribuzin caused the highest crop injury, therefore it is not recommended when the following crop in the rotation is red-oak leaf lettuce.
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Envases activos basados en el anclaje covalente reversible de compuestos antimicrobianos en quitosano

Heras Mozos, Raquel 31 October 2022 (has links)
Tesis por compendio / [ES] La presente Tesis Doctoral plantea el desarrollo de sistemas antimicrobianos basados en el anclaje covalente reversible de aldehídos de origen natural con actividad antimicrobiana en películas de quitosano para su aplicación en el envasado de alimentos. En primer lugar, se desarrolló un protocolo para la formación de bases de Schiff o iminas de diferentes aldehídos en películas de quitosano. Estas iminas son producto de la condensación de los grupos amino primarios del quitosano con los grupos carbonilo del aldehído. El anclaje de dichos aldehídos, en su mayoría de elevada volatilidad, permite su estabilización a largo plazo en estructuras poliméricas, facilitando su manejo. Las iminas son hidrolizables, y dicha hidrólisis está favorecida a pH < 5, por lo que la naturaleza reversible del enlace ofrece un mecanismo para controlar la liberación del antimicrobiano. Previamente a su anclaje, se evaluó la capacidad antimicrobiana de los aldehídos frente a diversos microorganismos patógenos y alterantes alimentarios. Se caracterizó el enlace imina mediante técnicas espectroscópicas y se cuantificó la incorporación del aldehído a la película de quitosano mediante análisis elemental. Adicionalmente otras propiedades funcionales del material fueron evaluadas, como propiedades térmicas, ópticas o de absorción de agua. En segundo lugar, se evaluó la reversibilidad del enlace imina o base de Schiff por el contacto con soluciones acuosas de diferente acidez. La respuesta al pH de las películas permitió determinar la mayor estabilidad del enlace imina a pH neutros, mientras que a pH ácidos resultó más hidrolizable, permitiendo así una mayor liberación del aldehído anclado. Las películas activas desarrolladas mostraron una buena respuesta antimicrobiana contra Botrytis cinerea y Penicillium expansum, al someterlas a una solución de pH ácido. La respuesta antimicrobiana de las películas se debió exclusivamente a la liberación del aldehído al espacio de cabeza tras la hidrólisis de la imina. La estructura química de los aldehídos tuvo un impacto significativo en la formación de iminas y en las propiedades de la película, así como en su reversibilidad. Así, la presencia del doble enlace (Ca=Cß) en aldehídos a,ß-insaturados podría generar otro tipo de enlaces como la adición de Michael, permitiendo obtener matrices entrecruzadas y más estables que sus análogos saturados. El grado de entrecruzamiento y propiedades de estas películas puede ser modulado por el pH del medio empleado en su síntesis. Para la aplicación tecnológica de las películas antimicrobianas de quitosano con los volátiles anclados reversiblemente, se trabajó con productos de postcosecha frescos o mínimamente procesados. Se empleó la respuesta al pH de las películas siguiendo diferentes estrategias. Por una parte, el sistema se incorporó en el envasado de moras frescas, para ello, se diseñó un envase de doble fondo dónde depositar las películas junto con el medio activador. Se redujo satisfactoriamente el crecimiento de hongos sobre la superficie de la fruta, aumentando el tiempo de vida útil de las moras envasadas de 3 a 12 días. Por otra parte, se envasó piña fresca cortada empleando el mismo diseño del envase, de forma que el jugo ácido exudado por la piña durante su almacenamiento catalizó la hidrólisis de la imina. Las películas activas mejoraron la calidad y redujeron la carga microbiana habitual de la piña, observando una reducción notable respecto al control a partir del día 9. Por último, la actividad antimicrobiana de las películas activas se evaluó en un alimento líquido refrigerado inoculado con E. coli. La acidez del zumo provocó la liberación del aldehído al medio inhibiendo el crecimiento del patógeno. Las películas de quitosano con los aldehídos anclados presentaron respuesta al pH, mostrando una mayor capacidad antimicrobiana al ser sometidas a pH ácido, y pudiendo emplearse en el diseño de envases activos antimicrobianos. / [CA] Aquesta Tesi Doctoral planteja el desenvolupament de sistemes antimicrobians basats en l'ancoratge covalent reversible d'aldehids d'origen natural amb activitat antimicrobiana en pel·lícules de quitosà per aplicar-les a l'envasament d'aliments. En primer lloc, es va desenvolupar un protocol per a la formació de bases de Schiff o imines de diferents aldehids en pel·lícules de quitosà. Aquestes imines són el producte de la addició nucleòfila dels grups amino del quitosà al carbonil de l'aldehid que s'ancorarà. L'ancoratge d'aquests aldehids, majoritàriament d'elevada volatilitat, permet la seva estabilització a llarg termini en estructures polimèriques, facilitant-ne el seu maneig. Les imines són hidrolitzables, i aquesta hidròlisi està afavorida a pH < 5, per la qual cosa la naturalesa reversible de l'enllaç ofereix un mecanisme per controlar l'alliberament de l'antimicrobià. Prèviament a la incorporació d'aquests compostos a les pel·lícules de quitosà, es va avaluar la capacitat antimicrobiana dels aldehids davant de diversos microorganismes patògens i alterants d'aliments. Es va caracteritzar l'enllaç imina mitjançant tècniques espectroscòpiques i es va quantificar la incorporació de l'aldehid a la pel·lícula de quitosà mitjançant anàlisi elemental. Addicionalment, altres propietats funcionals del material van ser avaluades, com a propietats tèrmiques, òptiques o d'absorció d'aigua, verificant la modificació del polímer. En segon lloc, es va avaluar la reversibilitat de l'enllaç imina o base de Schiff pel contacte amb solucions aquoses de diferent acidesa. La resposta al pH de les pel·lícules va permetre determinar la major estabilitat de l'enllaç imina a pH neutres, mentre que a pH àcids va resultar més hidrolitzable, permetent així un alliberament més gran de l'aldehid ancorat. Les pel·lícules actives desenvolupades van mostrar una bona resposta antimicrobiana contra Botrytis cinerea i Penicillium expansum,la qual és deguda exclusivament a l'alliberament de l'aldehid a l'espai de cap després de la hidròlisi de la imina. L'estructura química dels aldehids va tenir un impacte significatiu en la formació d'imines i en les propietats de la pel·lícula, així com en la reversibilitat. Així, la presència del doble enllaç (Ca=Cß) en aldehids a,ß-insaturats podria generar un altre tipus d'enllaços com l'addició de Michael, permetent obtenir matrius entrecreuades i més estables que els seus anàlegs saturats, el qual pot ser modulat pel pH del medi emprat a la síntesi. Per a l'aplicació tecnològica de les pel·lícules antimicrobianes de quitosà amb els volàtils ancorats reversiblement, es va treballar amb productes de postcollita frescos o mínimament processats. Es va emprar la resposta al pH de les pel·lícules seguint diferents estratègies. D'una banda, el sistema es va incorporar a l'envasat de móres fresques, per això es va dissenyar un envàs de doble fons on dipositar les pel·lícules juntament amb el medi activador a pH àcid. Es va reduir satisfactòriament el creixement de fongs sobre la superfície de la fruita, augmentant el temps de vida útil de les móres envasades de 3 a 12 dies. D'altra banda, es va envasar pinya fresca tallada emprant el mateix disseny de l'envàs, de manera que el suc àcid exsudat per la pinya durant el seu emmagatzematge va afavorir la hidròlisi de la imina. Les pel·lícules actives van millorar la qualitat i van reduir la càrrega microbiana habitual de la pinya, observant una reducció notable a partir del dia 9. Per acabar, l'activitat antimicrobiana de les pel·lícules actives es va avaluar en un aliment líquid refrigerat i inoculat amb E. coli. L'acidesa del suc va provocar l'alliberament de l'aldehid al medi inhibint el creixement del patogen. Les pel·lícules de quitosà amb els aldehids ancorats van presentar resposta al pH, mostrant una major capacitat antimicrobiana en ser sotmeses a pH àcid, i podent emprar-se en el disseny d'envasos actius antimicrobians. / [EN] This Doctoral Thesis proposes the development of antimicrobial systems based on the reversible covalent anchoring of naturally occurring aldehydes with antimicrobial activity in chitosan films for their application in food packaging. First, a protocol for the formation of Schiff bases or imines of different aldehydes on chitosan films was developed. These imines are the product of the condensation of the primary amino groups of chitosan with the carbonyl groups of the aldehyde. The immobilization of these aldehydes, most of which are highly volatile, allows their long-term stabilisation in polymeric structures, facilitating their handling. The imines are hydrolysable, and its hydrolysis is favoured at pH < 5, so the reversible nature of the bond provides a mechanism to control the antimicrobial release. Prior to the incorporation of these compounds into chitosan films, the antimicrobial capacity of aldehydes was evaluated against various pathogenic and food spoilage microorganisms. The formed imine bond was characterised by spectroscopic techniques and the incorporation of the aldehyde into the chitosan film was quantified by elemental analysis. Additionally, other functional properties were evaluated, such as thermal, optical and water absorption properties, verifying the modification of the polymer. Secondly, the reversibility of the imine bond or Schiff's base was evaluated by contact with aqueous solutions of different acidity. The pH response of the films allowed determining the higher stability of the imine bond at neutral pH, while at acidic pH it was more hydrolysable, leading a higher release of the anchored aldehyde The developed active films showed a good antimicrobial response against Botrytis cinerea and Penicillium expansum, especially when subjected to an acidic pH solution. The antimicrobial response of the films was exclusively due to the aldehyde released into the headspace after imine hydrolysis. The chemical structure of the aldehydes had a significant impact on imine formation and film properties, as well as on their reversibility. Thus, the presence of the double bond (Ca=Cß) in a,ß-unsaturated aldehydes could generate other types of bonds such as Michael addition, allowing cross-linked polymer, which are more stable than their saturated analogues. The degree of cross-linking and properties of these films can be modulated by the pH of the medium used in their synthesis. For the technological application of chitosan antimicrobial films with reversibly grafted volatiles, fresh or minimally processed post-harvest products were used. The pH response of the films was used following different strategies. On the one hand, the system was incorporated in the packaging of fresh blackberries, for this purpose, a double-bottom package was designed to deposit the films together with the activating medium at acid pH. The solution was added at the time of fruit packaging and allowed the imine bond to be hydrolysed subsequently the aldehyde release into the headspace where it exerted its function. Fungal growth on the fruit surface was successfully reduced, increasing the shelf life of the packed blackberries from 3 to 12 days. Moreover, fresh cut pineapple was packaged using the same packaging design, so that the exuded juice by the pineapple during storage favoured the imine hydrolysis. The active films improved the quality and reduced the usual microbial load of the pineapple, with a noticeable reduction compared to the control from day 9 onwards. Finally, the antimicrobial activity of the active films was evaluated in a refrigerated liquid food inoculated with E. coli. The acidity of the juice resulted in the release of aldehyde into the medium inhibiting the growth of the pathogen. The aldehyde immobilization in chitosan films were pH-responsive, showing a higher antimicrobial capacity when subjected to acidic pH, which can be used in the design of antimicrobial active packaging. / The authors acknowledge the financial support of the Spanish Ministry of Science and Innovation (Grants RTI2018-093452-B- I00, MAT2017-83014-C2-2P and BES-2016-077380 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by ERDF A way of making Europe) / Heras Mozos, R. (2022). Envases activos basados en el anclaje covalente reversible de compuestos antimicrobianos en quitosano [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188950 / Compendio

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