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22 de mayo de 2013

¿Por qué cocinamos los alimentos?

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Una considerable cantidad de potenciales alimentos son esencialmente indigestibles por el ser humano, entre otros los que contienen celulosa y almidón.

Las proteínas de las carnes de animales terrestres y acuáticos pueden ser digeridas, pero con alguna dificultad: los miembros de la tribu Masai suelen comer carne cruda de vacuno, y una vez ingerida tardan días en realizar este proceso fisiológico. El hecho es que nuestro sistema digestivo, al menos hoy, tras milenios de cocina, no digiere bien las cadenas largas de hidrocarbonos, proteínas y grasas. Por otro lado digiere de maravilla las cadenas cortas, glucosa y sacarosa, entre las más comunes.

Para explicar por qué necesitamos cocinar los alimentos para comerlos, el profesor Antonio Ruiz de Elvira visita en esta ocasión la cocina de la cafetería de Cosmocaixa, el museo de la ciencia de la Obra Social La Caixa en Alcobendas.

La idea de la cocina es romper las cadenas largas de mas de 12 carbonos en cadenas cortas que son fácilmente digeribles. Para esto usamos el calor que al elevar la temperatura de las substancias, al suministrar energía, rompe las moléculas grandes y las convierte en moléculas digeribles.

La temperatura es la medida de la energía media de las moléculas en un conjunto de ellas. Alta temperatura significa movimientos intensos de las moléculas, que acaban rompiéndolas. Si además mezclamos sabores entre sí, conseguimos convertir los alimentos en substancias digeribles y con sabores agradables, y recordemos que el sabor es una señal de que algo es nutritivo y digerible al mismo tiempo.

Fuente:

El Mundo Ciencia

13 de abril de 2013

Increible: Un material "milagroso" hecho a base de sol y agua

Malcom Brown y David Nobles

Malcom Brown (izq.) es un pionero en el campo de la nanocelulosa.

Es ocho veces más resistente que el acero inoxidable, transparente, ligero, conduce la electricidad y algunos aseguran que este material "maravilla", como lo llaman algunos, transformará la agricultura tal y como hoy la conocemos.

Hablamos de la nanocelulosa cristalina, un material que se obtiene a partir de la compresión de fibras vegetales o se cultiva usando microorganismos como las bacterias.
La nanocelulosa cristalina es considerada por algunos como una opción más ecológica y asequible que el publicitado grafeno, y sus aplicaciones incluyen la industria farmacéutica, cosmética, biocombustibles, plásticos y la electrónica.

Según estimaciones del gobierno estadounidense, en 2020 su producción moverá una industria de unos US$600.000 millones anuales.

Transformará la agricultura

Hasta hace poco una de las mayores preocupaciones de los adeptos a la nanocelulosa era cómo producirla en grandes cantidades y a un bajo costo, pero científicos creen que por fin han dado con la técnica para cultivar este material de forma abundante usando algas genéticamente modificadas.

El investigador Malcom Brown, profesor de biología de la Universidad de Texas en Austin, Estados Unidos, y uno de los pioneros en el mundo en este campo de investigación, explicó recientemente durante el Primer Simposio internacional de Nanocelulosa, cómo funcionaría el nuevo proceso.
"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata"

Malcom Brown, biólogo

Se trata de un alga de la familia de las mismas bacterias que se usan para producir vinagre, conocidas también como cianobacterias. Unos organismos, que para su desarrollo sólo necesitan luz solar y agua, y que tendrían la ventaja de absorber el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera, causante del efecto invernadero.

"Si podemos completar los últimos pasos, habremos completado una de las mayores transformaciones potenciales de la agricultura jamás llevadas a cabo", dijo Brown.

"Tendremos plantas para producir nanocelulosa abundantemente y de forma barata. Puede convertirse en un material para la producción sostenible de biocombustibles y muchos otros productos".

Nanocelulosa cristalina

cianobacteria

Se cree que el nuevo método tendría muchas aplicaciones en distintos campos de la ciencia.

La celulosa en sí es uno de los productos más abundantes del planeta, presente en muchos tipos de fibras vegetales. Pero en escala nano las propiedades de este material cambian por completo.

Como pasa con el grafito, material con el que se producen los nanotubos de grafeno (más resistentes que el diamante), en este caso la fibras nano de la celulosa pueden encadenarse en largas fibras, lo que se conoce como celulosa "nanocristalina".

El material resultante es tan resistente como el aluminio y puede usarse tanto para confeccionar chalecos de protección ultraligeros, como para pantallas de dispositivos electrónicos e incluso para cultivar órganos humanos.

Fábrica natural

Aunque actualmente ya existen plantas dedicadas a la producción de nanocelulosa cristalina, los elevados costos de producción todavía frenan el crecimiento de esta industria.

La producción de este material generalmente entraña la compresión de fibra vegetal, o el cultivo de grandes tanques de bacterias, que tienen que ser alimentadas con costosos nutrientes.

Pero ahora las investigaciones de Brown y su equipo, apuntan al uso de este alga azul-verdosa capaz de generar nanocelulosa naturalmente aunque en pequeñas cantidades. Por ello, el equipo plantea modificarla artificialmente, introduciendo genes de la bacteria Acetobacter xylinum usada para producir vinagre.
De este modo, el alga podría producir el material en grandes cantidades y sin necesidad de aportar nutriente alguno, más allá de suministrarle agua y exponerla a la luz del sol.

Hasta el momento, observó Brown, el equipo de investigación ha logrado que este alga cree una larga cadena de nanocelulosa, pero ahora trabajan para que el organismo sea capaz de producirla directamente en su estado cristalino, cuando es más estable y fuerte.

Fuente:

BBC Ciencia

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24 de agosto de 2012

¿El futuro de la tecnología está en los árboles?

(CC) Stuck in Customs

(CC) Stuck in Customs

Usualmente la mitad de la madera de árbol es celulosa mezclada con otros componentes estructurales, donde las células de una planta cogen moléculas de celulosa para unirlas y producir fibras de alrededor de 20 nanómetros de diámetro –unas 5000 veces más delgado que un pelo humano– que generan una red increíblemente fuerte y resistente que soporta las células de una planta (a escala nanométrica).

El proceso mecánico de extracción de pulpa de celulosa de un árbol para fabricar papel daña irremediablemente estas fibras, por lo que hace unos años se creó un método para extraer y aprovechar las propiedades mecánicas de las fibras de celulosa, las que en ese entonces aún no estaban del todo claras pero que ahora ya comenzaron a implementarse a nivel industrial.

El nuevo material se llama celulosa nanocristalina y se crea extrayendo enzimas de la madera como la lignina y la hemicelulosa, para luego agitarla y así desintegrar su celulosa extrayendo las fibras sin que éstas sean dañadas en el proceso. Con estas fibras se puede fabricar un material ligero, fuerte pero moldeable, con una tensión de rotura superior al acero, que conduce la electricidad y es completamente biodegradable.

Es la versión natural y renovable de los nanotubos de carbono, pero a una fracción de su precio“,  afirma Jeff Youngblood del Instituto de Nanotecnología Forestal de la Universidad Purdue. “Lo más hermoso es que este material es tan abundante que no necesitamos crearlo. Ni siquiera necesitamos usar árboles enteros, podemos ocupar ramas y astillas, incluso aserrín. Estamos convirtiendo desechos en oro”.

En noviembre del 2011 se inauguró en Canadá la primera fábrica para crear celulosa nanocristalina de la empresa CelluForce, la que ahora produce una tonelada diaria de este material. Mientras que hace tres semanas, el Laboratorio de Productos Forestales de Estados Unidos –dependiente del Ministerio de Agricultura– inauguró su primera planta (a un costo de US$ 1,7 millones) para tratar la madera y crear celulosa nanocristalina, lo que estiman que será una industria que moverá US$ 600.000 millones para el año 2020.

Especialistas como Phil Jones, director de nuevas tecnologías de la minera francesa IMERYS, creen que la celulosa nanocristalina reemplazará las piezas metálicas y plásticas de los automóviles, y haría obsoletos los plásticos inorgánicos en un futuro no muy distante. Además, como el cuerpo humano no procesa la celulosa es mucho mas segura que otros compuestos inorgánicos. “Lo peor que te podría ocurrir es que te cortes con el papel“, asegura Jones.

Fuente:

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