FRONTERA BIOTECNOLÓGICA
ISSN: 2448-8461
Revista Digital del IPN, CIBA Tlaxcala - Vol. 29 (12), Septiembre - Diciembre 2024
Cintillo legal
FRONTERA BIOTECNOLÓGICA, año 12, número 29, septiembre - diciembre 2024, es una publicación cuatrimestral editada por el Instituto Politécnico Nacional a través del Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada. Ex-Hacienda San Juan Molino Carretera Estatal Tecuexcomac - Tepetitla Km 1.5, Tlaxcala C.P. 90700, México. Conmutador IPN:57296000, Ext. 87816. http://www.revistafronterabiotecnologica.cibatlaxcala.ipn.mx/, Editor responsable: Dr. Víctor Eric López y López. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo del Título No. 04-2015-120313501700-203, ISSN: 2448-8461, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor (INDAUTOR). Responsable de la última actualización de este número, Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada. Dr. Víctor Eric López y López., Ex- Hacienda San Juan Molino Carretera Estatal Tecuexcomac - Tepetitla Km 1.5, Tlaxcala C.P. 90700, fecha de última modificación, 19 de noviembre de 2024.
Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación.
Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Politécnico Nacional.
Mensaje editorial
Queridos lectores, este último cuatrimestre nos hemos llenado de entusiasmo con las celebraciones que abarcan desde nuestra Independencia, Día de Muertos, la Revolución y culminamos con la alegría de la Navidad y Año nuevo. Este número 29, lo dedicamos a todas aquellas personas que, con su trabajo enriquecen nuestra revista y contribuyen a que la divulgación científica en Biotecnología llegue a la comunidad en general, convirtiéndose en una herramienta contra la desigualdad y la desinformación, que son los verdaderos cánceres de nuestra sociedad mexicana en la actualidad. En el área de medicina, conoceremos sobre vendajes nanoestructurados con extractos vegetales los cuales nos ayudan a reconstruir heridas; continuamos en saber que los compuestos conocidos como isoflavonas son candidatos prometedores para desarrollar medicamentos como alternativa para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Adicionalmente, leeremos sobre aquellos microorganismos que le dan sabor y olor al mezcal; y en otra contribución en como se le puede dar una segunda vida al agave de las industrias del tequila y el mezcal. ¿Tienen hambre? Pues podemos elaborar harinas a partir de ciertas flores con valor nutricional que no solo aportan sabor, sino que además pueden ser una fuente de oxidantes; además exploraremos sobre pigmentos aplicados en alimentos que pueden ser obtenidos a partir de flores u obtenidos por medio de fermentación como la bikaverina que además cuenta con propiedades antibacterianas y anticancerígenas, compuestos que les ganan la batalla a los colorantes sintéticos. Hablando de compuestos sintéticos, escudriñaremos si los bioplásticos como el polihidroxibutirato obtenido por fermentación microbiana son los nuevos héroes en sustitución de los plásticos derivados del petróleo, los verdaderos villanos que hacen tanto daño a nuestro amado planeta.
En otro orden de ideas, nos fascinaremos con cinco fotografías científicas de integrantes de la comunidad del CIBA-IPN que participaron en el concurso con motivo de la fiesta del 20 aniversario de nuestro centro de investigación y que son ejemplos de aquellas imágenes que son esenciales en tareas de la divulgación científica. Finalmente, conoceremos los avances de nuestros futuros 53 investigadores que presentaron su resumen en las XXVIII Jornadas Académicas del Doctorado en Ciencias en Biotecnología del Instituto Politécnico Nacional realizadas en octubre del presente en Cancún Quintana Roo.
Como mencionamos al inicio de la nota, cada vez es más el número de solicitudes y contribuciones en nuestra revista Frontera Biotecnológica. Agradecemos de gran manera a los autores y revisores por su tiempo y dedicación que han invertido en este proceso. ¡Como Politécnicos de corazón de nueva cuenta gracias! Todo esto nos permite poner siempre, siempre…
“La Técnica al Servicio de la Patria”
Dr. Victor Eric López y López
Editor en jefe
Editor en jefe
Publicaciones
Resumen
La curación de heridas es un proceso complejo que puede verse comprometido por infecciones o un suministro sanguíneo inadecuado. Los apósitos tradicionales, aunque económicos, no promueven activamente la cicatrización y no ofrecen protección frente a la entrada de patógenos. Lo anterior genera la necesidad de tener apósitos que mantengan la humedad, que permitan el intercambio de gases, que promuevan la regeneración celular y prevengan infecciones para evitar las complicaciones de una herida crónica. Los productos naturales y metabolitos secundarios de plantas medicinales se han utilizado a lo largo de la historia para el tratamiento de heridas gracias a sus propiedades antimicrobianas, antioxidantes y cicatrizantes. La nanotecnología y la ingeniería de tejidos desarrollan estrategias para incorporar estos beneficios en una matriz polimérica que emule las condiciones de una matriz extracelular mediante técnicas como el electrohilado, que es una técnica común para producir nanofibras. El Laboratorio de Nanobiotecnología y Biosensores del CIBA-IPN Tlaxcala está desarrollando apósitos electrohilados que incorporan extractos de plantas medicinales, mostrando efectos favorables en modelos murinos. La combinación de nanotecnología y productos naturales es muy prometedora para mejorar el proceso de curación de heridas y la calidad de vida de los pacientes.
Páginas
8 - 17
Palabras clave
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Bionanotecnología, productos naturales, cicatrización, electrohilado.
Resumen
Las isoflavonas son conocidos como fitoestrógenos y presentan propiedades farmacológicas como cardioprotectores, antidiabéticos, anticancerígenos y neuroprotectores. En la búsqueda de potenciales agentes neuroprotectores, se evaluó una serie de isoflavonas preniladas derivadas de la isoflavona natural formononetina para determinar su actividad inhibidora in vitro sobre la enzima acetilcolinesterasa. Los resultados muestran que las isoflavonas presentan moderada a débil actividad siendo la formononetina con mayor efecto inhibitorio (CI50 = 100 µM) con respecto a tacrina (CI50 = 14.79 µM). Esto sugiere que la presencia de un grupo hidroxilo en posición C-7 del núcleo de isoflavona favorece el efecto inhibitorio mientras que, la adición de un grupo prenilo lineal o ciclado disminuye la actividad. Por tanto, formononetina es un buen candidato para el diseño de nuevos inhibidores de acetilcolinesterasa relacionados al tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
Páginas
18 - 25
Palabras clave
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isoflavonas preniladas, formononetina, acetilcolinesterasa, enfermedades degenerativas.
Resumen
En Oaxaca la producción de mezcal es llevada a cabo de manera artesanal, aquí la etapa de fermentación se da de manera espontánea ya que se producen de forma natural, sin necesidad de un inoculo iniciador; y es llevada a cabo por una gran diversidad de microorganismos como levaduras y bacterias principalmente, provenientes del medio ambiente de la fábrica de producción, conocida comúnmente en Oaxaca como “palenque”. En este estudio, se colectaron muestras de mosto durante la etapa de fermentación; a las cuales se les midió el pH, la temperatura y los sólidos solubles disueltos. En el laboratorio, se aislaron y purificaron levaduras, bacterias ácido lácticas (BAL) y bacterias ácido acéticas (BAA) en medios selectivos. Como resultado, se obtuvieron cepas de levaduras, BAL y BAA las cuales se sometieron a caracterización micro y macro morfológica, también se realizó la caracterización bioquímica. De lo anterior, se identificaron cuatro géneros de levaduras, cinco géneros de bacterias ácido lácticas y cinco géneros de bacterias ácido acéticas.
Resumen
Las plantas de agave han sido fundamentales en la cultura mexicana desde tiempos prehispánicos, utilizadas en la preparación de alimentos y bebidas espirituosas y en la elaboración de textiles artesanales. Existen 210 especies conocidas de agave, 159 presentes en México y 129 endémicas, de las cuales, algunas son clave en la producción de bebidas típicas y populares como el tequila y el mezcal. La producción de estas bebidas ha crecido significativamente, multiplicando su producción en un 120% entre 2000 y 2023 (tequila), y de 980,375 a 14,165,505 litros entre 2011 y 2022 (mezcal).
Este aumento en la producción trae consigo la generación de enormes cantidades de residuos (hojas, bagazos y vinazas), que, si no se tratan adecuadamente, pueden causar problemas ambientales. Estos residuos contienen compuestos útiles, como celulosa, hemicelulosa y lignina, que pueden aprovecharse para producir biocombustibles, bioplásticos, y otros productos de valor agregado. Aprovechar estos subproductos no solo ayuda a mitigar problemas ambientales, sino que también ofrece oportunidades para el desarrollo económico y social.
El presente trabajo es una revisión de las principales rutas de valorización que se siguen actualmente para el aprovechamiento de los diferentes residuos de agave generados por las industrias del tequila y del mezcal.
Este aumento en la producción trae consigo la generación de enormes cantidades de residuos (hojas, bagazos y vinazas), que, si no se tratan adecuadamente, pueden causar problemas ambientales. Estos residuos contienen compuestos útiles, como celulosa, hemicelulosa y lignina, que pueden aprovecharse para producir biocombustibles, bioplásticos, y otros productos de valor agregado. Aprovechar estos subproductos no solo ayuda a mitigar problemas ambientales, sino que también ofrece oportunidades para el desarrollo económico y social.
El presente trabajo es una revisión de las principales rutas de valorización que se siguen actualmente para el aprovechamiento de los diferentes residuos de agave generados por las industrias del tequila y del mezcal.
Páginas
34 - 43
Palabras clave
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Residuos agroindustriales, Agave, Pencas de agave, Bagazo, Vinazas
Resumen
Las flores como aditivos son ingredientes innovadores en la industria alimentaria ya que poseen una composición rica en vitaminas, minerales y antioxidantes. Están son reconocidas por mejorar el perfil nutricional de los alimentos y ofrecer sabores únicos, además de ser una opción para personas con intolerancias alimentarias. La obtención de harinas a partir de flores, tubérculos, e insectos contribuyen a la prevención de enfermedades crónicas y fomentar un estilo de vida saludable. A pesar de la existencia de harinas comerciales como maíz, trigo y arroz, la incorporación de harinas de flores en alimentos como los cereales de desayuno, puede contribuir al aumento del valor nutricional, potencializar el sabor y aportar antioxidantes.
Resumen
Los colorantes aditivos desempeñan un papel crucial en la industria alimentaria. En este ámbito, se emplean pigmentos de tonalidades rojas, azules y amarillas, destacando el amarillo como el más prevalente por su versatilidad en diversas aplicaciones. No obstante, ciertos colorantes sintéticos, como el amarillo 5, amarillo 6, amarillo 2G y amarillo de quinolina, han sido vinculados a posibles riesgos para la salud. Por consiguiente, resulta fundamental investigar y desarrollar pigmentos derivados de fuentes naturales que puedan reemplazar a los amarillos sintéticos y que, además de proporcionar color, brinden beneficios nutricionales. Los carotenoides y flavonoides son compuestos que brindan colores amarillo-naranja, y en algunos casos a pesar de ser de diferentes familias se encuentran ambos presentes en fuentes naturales. En la naturaleza existen diversas fuentes que proporcionan carotenoides, tales como frutas y vegetales. Sin embargo, existen diversas fuentes de pigmentos naturales que, aunque menos reconocidas, incluyen flores como el cempasúchil, la caléndula, el ipê-amarelo y la dahlia, las cuales se abordan en la presente revisión. Adicionalmente, se describen aspectos como la importancia de los colorantes en el sector alimentario, los carotenoides y sus aplicaciones en alimentos, y el uso de colorantes florales como una alternativa a los colorantes sintéticos.
Páginas
56 - 63
Palabras clave
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Colorante natural, Carotenoides, Alimentos, plantas florales.
Resumen
Los colorantes forman una parte importante de múltiples productos de diversas industrias, desde la alimenticia hasta la textil. Esto debido al impacto en la percepción del producto final por parte de los consumidores. Entre los tonos de mayor impacto destacan los rojos por su capacidad de captar la atención y evocar emociones, lo cual lo ha convertido en un color imprescindible en diversas aplicaciones. No obstante, en las últimas décadas, la creciente preocupación por el impacto ambiental y los efectos a la salud de los colorantes sintéticos ha llevado a la búsqueda de alternativas naturales de fuentes derivadas de plantas, insectos, minerales y microorganismos. Entre las opciones encontradas actualmente para pigmentos rojos destaca la bikaverina, la cual es un pigmento producido por algunos hongos del género Fusarium, conocido por sus propiedades biológicas y potenciales aplicaciones industriales. Algunas de sus propiedades biológicas más destacadas son como antimicrobiano y anticancerígeno. Por eso existe un creciente interés en optimizar la producción de pigmentos obtenidos por fermentación. Sin embargo, la información sobre la producción es aún escasa y las estrategias actualmente empleadas son insuficientes para obtener rendimientos adecuados.
Resumen
La cantidad de residuos plásticos sigue aumentando, debido a esta contaminación, una de las principales inquietudes es que también se ha incrementado la cantidad de los microplásticos en la alimentación humana. Por ello, se han buscado alternativas que permitan sustituir a los plásticos, que no contribuyan como desechos persistentes, al contrario, que los materiales desarrollados sean amigables con el ambiente, dando como opciones los bioplásticos. Entre los tipos de bioplásticos se encuentra los polihidroxialcanoatos (PHAs), estos conforman una familia de biopolímeros, entre los que resalta el polihidroxibutirato (PHB). El PHB se ha posicionado como el de mayor interés debido a sus similitudes con los plásticos, ser biodegradable y tener diferentes aplicaciones. En esta revisión se abordará la problemática actual por contaminación enfocada en los microplásticos, el rol del PHB, y como puede llegar a ser una alternativa contra la contaminación.
Páginas
74 - 83
Palabras clave
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Contaminación, microplásticos, bioplásticos, ecosostenible.
Resumen
La fotografía es una técnica mediante la cual se obtienen imágenes a través de la acción de la luz u otras formas de energía radiante o a través de la conversión de señales electrónicas. El ser humano, desde su infancia hace uso de ilustraciones e imágenes para aprender y obtener información que a simple vista nos podría pasar desapercibida. Ahora, con la gran sofisticación de la tecnología, se pueden obtener desde imágenes nanométricas para observar moléculas (con el uso de microscopía electrónica), hasta imágenes de galaxias a años luz de nuestro planeta (con la ayuda de telescopios espaciales). Las fotografías que acompañan a un trabajo científico, ya sea el artículo en una revista, un libro, un reporte de resultados o en una presentación para un evento, son llamadas fotografías científicas y nos ayudan a transmitir de mejor manera lo que queremos mostrar y hace que el lector o espectador lo comprenda más fácilmente, además de que es una herramienta excelente para validar un resultado.
Resumen
Del 7 y 8 de octubre de 2024, Cancún, Quintana Roo.