¿Se quedan sin trabajo catadores? Lengua electrónica califica el café

  • Desarrolla Cinvestav lengua electrónica utilizando un método con biosensores,  que le permite saber si la bebida era orgánica, inorgánica, si tenía mezclas, así como la región y altitud de su cultivo.

Agencia Conacyt. Calificar un buen café amerita valorar aspectos como su aroma, cuerpo o sabor, pero determinar su composición está fuera del alcance del mejor catador, pues esta bebida contiene más de mil compuestos, entre ellos cafeína, carbohidratos, polifenoles, ácidos clorogénicos, aminoácidos y proteínas, por lo que su valoración requiere costosos análisis de laboratorio.

Ante esta situación, científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) desarrollaron un método de identificación basado en el uso de lenguas electrónicas, es decir, biosensores que proveen información electroquímica capaz de describir las características del café a partir de una infusión servida en taza y sin ningún tratamiento previo.

Juan Manuel Gutiérrez Salgado, al frente de un grupo científico de la Sección de Bioelectrónica del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Cinvestav logró describir con precisión las características de granos de café procedentes Chiapas, Veracruz y Oaxaca, que son las entidades con las regiones cafetaleras más importantes del país.

La información electroquímica obtenida del producto fue modelada después con ayuda de dos herramientas matemáticas de inteligencia artificial. Con ello, los investigadores pudieron determinar si el café era orgánico o inorgánico, si tenía alguna mezcla, en qué proporciones, así como la región y altitud a las cuales fue cultivado.

“La lengua electrónica obtiene los perfiles de las muestras, que se expresan como señales eléctricas de voltaje o corriente, y a partir del procesamiento e interpretación de las mismas es posible identificar la composición química del grano”, explicó Gutiérrez Salgado.

Las herramientas matemáticas empleadas para procesar la información se denominan Análisis Lineal Discriminante (LDA) y Máquinas de Soporte Vectorial (SVM, un algortimo de aprendizaje).

En una primera clasificación que valoró condiciones de crecimiento del grano (altitud, orgánico o inorgánico), los resultados obtenidos mostraron un nivel de precisión de 88 por ciento y 96 por ciento para LDA y SVM, respectivamente.

En una segunda clasificación basada en el origen geográfico de las muestras de café, los investigadores observaron un porcentaje total de exactitud de 87.5 por ciento al usar LDA y un nivel muy superior, de 97.5 por ciento, al aplicar la herramienta SVM.

Estos resultados se consigan en un artículo que Gutiérrez Salgado y sus colaboradores publicaron a fines de 2014 en la revista especializada Sensors.

Este método desarrollado por los expertos del Cinvestav podría utilizarse a futuro para que los exportadores, los expendios locales de café o el consumidor final puedan certificar en pocos minutos la calidad del producto, saber si presenta adulteraciones o está constituido por una mezcla de granos, ya que regularmente no suele venderse en estado puro (procedente de una sola zona).

Por ello, Juan Manuel Gutiérrez considera que podría ser una herramienta muy útil para la labor de certificación que realizan dependencias como la Procuraduría Federal del Consumidor.

“Al ver el área de oportunidad que tiene el café de exportación podríamos incluir sistemas basados en lenguas electrónicas que permitan evaluarlo de forma complementaria y no depender únicamente de la opinión de un experto, sino de un sistema analítico menos costoso que los tradicionales”, planteó el académico del Cinvestav, quien posee el nivel 1 en el Sistema Nacional de Investigadores.

México ocupa el octavo lugar mundial por volumen de producción del grano, según la Asociación Internacional del Café. Más del 80% del mismo se exporta. Y aunque existen controles como por ejemplo la Normas Oficiales Mexicanas NOM-149-SCFI-2001 y NOM-169-SCFI-2007 (que protegen la denominación de origen del producto en Veracruz y Chiapas), no hay ningún procedimiento rápido para que pueda certificarse su calidad.

Hay procesos celulares que aceleran o retrasan el envejecimiento

  • Experto del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Cinvestav Irapuato señala que la biología evolutiva ha relegado el estudio de la longevidad

Agencia Noticias Conacyt. Los factores que influyen en la longevidad de personajes centenarios como la francesa Jeanne Louise Calment -quien murió por causas naturales a los 122 años de edad, en 1997- siguen siendo un enigma para la ciencia.
Aunque originalmente se exploró la relación entre dieta y estilo de vida, el hecho de que hayan existido decenas de centenarios que crecieron en condiciones muy diversas en todo el mundo ha llevado a los investigadores a hurgar en las diferencias de su constitución genética.
Sin embargo, por las implicaciones éticas y la dificultad técnica que conlleva experimentar con humanos, los científicos han recurrido al empleo de modelos de estudio animales o cultivos celulares para buscar las claves genéticas de la longevidad.
Tal es el caso de Alexander de Luna Fors, adscrito al Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Langebio-Cinvestav) de la Unidad Irapuato, quien con su grupo ha logrado identificar en levaduras de cerveza un par de reguladores genéticos que controlan el envejecimiento celular: el SWR1 y ARV1.

“Se ha intentado identificar variantes de genes en individuos centenarios que luego puedan mapearse. Ahí es donde resulta importante tomar un organismo simple como la levadura, en la cual podemos modificar genes análogos a los humanos para ver si están involucrados en la regulación de la longevidad”, explicó el académico del Cinvestav.

De Luna Fors recordó que ya en 1957 el genetista George Williams reconoció que el estudio de la vejez ha sido relegado por los biólogos evolucionistas debido a su asociación con la degeneración y la muerte.
El especialista en biología de sistemas genéticos consideró que el aumento en la expectativa de vida humana –en México el promedio pasó en un siglo de 34 a 74 años– ha sido un gran logro, pero al mismo tiempo plantea grandes retos de salud, pues con la edad aumenta la frecuencia de enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, cáncer o diabetes.

Ante ello, dijo, otra meta que se busca es aumentar no solo la cantidad de años vividos, sino la calidad de vida en los individuos longevos. “Hay procesos celulares que aceleran o retrasan el envejecimiento, así que identificarlos en humanos podría ayudar a lograr una vejez sana”.

Puso como ejemplo las investigaciones a nivel endocrinológico realizadas en individuos que padecen progeria (envejecimiento prematuro) así como en el extremo contrario, en personas que presentan el Síndrome de Laron, el cual pese a producir enanismo se asocia con juventud celular.

En integrantes de poblaciones con síndrome de Laron en Ecuador –todos ellos longevos y con rasgos como inmunidad al cáncer y la diabetes– los investigadores han detectado modificaciones celulares que luego fueron reproducidas en modelos de estudio celular con levaduras.

“Las vías de censado de nutrientes que indican a las células que deben crecer están alteradas en estos individuos; eso los hace ser bajos en talla, pero mantiene completamente activos sus mecanismos de reparación celular”, explicó el especialista del Cinvestav.

“Esto es un ejemplo claro de cómo una modificación genética muy particular puede investigarse en un organismo simple como la levadura y después ‘traducirse’ en células humanas”, comentó Alexander de Luna.

Colisionador de Hadrones buscará origen del Universo. Méxicanos en el experimento.

Gerardo Herrera Corral, investigador del Departamento de Física del Cinvestav, propuso, diseño y construyó un nuevo detector en el experimento ALICE.
Gerardo Herrera Corral, investigador del Departamento de Física del Cinvestav, propuso, diseño y construyó un nuevo detector en el experimento ALICE.
  • La participación mexicana en la nueva corrida del Gran Colisionador de Hadrones se mantendrá como una de las más numerosas, al contar con más de 60 miembros en dos experimentos

Agencia Informativa CONACYT. A unos días del reinicio de operaciones del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), luego de dos años de estar apagado por mantenimiento, este incrementará su potencia casi al doble al pasar de 8 a 13 tera-electrón-volts, energía suficiente con la que esperan abrir nuevos horizontes en la física y estudiar más a fondo las partículas que ayuden a entender el origen del universo, señalaron científicos del Cinvestav.
En conferencia de prensa, comentaron que a partir de ese incremento de energía, el LHC podrá obtener hasta 40 millones de imágenes por segundo, con lo que será posible buscar partículas predichas en teorías físicas, y con ello explicar fenómenos relacionados con la materia oscura, antimateria y otras incógnitas.

CONACYT CernLos investigadores Gerardo Herrera Corral, Ildefonso León Monzón, Iván Heredia de la Cruz y Eduard de la Cruz Burelo explicaron que durante esta nueva etapa del LHC que durará tres años se harán chocar protones cada 25 nanosegundos, con lo que esperan obtener el bosón de Higgs de forma más pura.
Esta nueva escala de colisión ayudará a estudiar teorías físicas como la difractiva y la asimétrica. Para ello los científicos mexicanos han desarrollado nuevos detectores, tal es el caso de Gerardo Herrera Corral e Ildefonso León Monzón, pertenecientes al Cinvestav y a la Universidad Autónoma de Sinaloa, respectivamente.

Herrera Corral y León Monzón diseñaron un detector (AD) que ya fue instalado en ALICE (Gran Experimento de Colisionador de Iones) del LHC, con el objetivo de buscar nueva información en torno a la física difractiva, relacionada con la interacción entre protones que produce radiación sin perder sus características.

Por su parte, Iván Heredia de la Cruz y Eduard de la Cruz Burelo, ambos adscritos al Departamento de Física del Cinvestav y colaboradores del experimento CMS (Solenoide de Muones Compacto) otro de los grandes detectores del LHC, coincidieron en que esta nueva etapa permitirá a los investigadores acceder a una física nunca antes explorada.

La nueva corrida del Gran Colisionador está precedida de grandes logros no solo en materia científica, como es el caso de la reproducción del bosón de Higgs, sino también de aportes tecnológicos que ya benefician a la población general o están a punto de hacerlo.

Tal es el caso de los sistemas de almacenamiento virtual conocidos comúnmente como “la nube” o un software para teleconferencias con un uso limitado de banda ancha, los cuales nacieron gracias a necesidades de los científicos del Gran Colisionador de Hadrones.

“Otro producto tecnológico surgido a partir de experimentos desarrollados en el LHC es la radiografía a color, que puede ser de gran utilidad en el sector médico, y que actualmente está en fase de pruebas para que en breve pueda beneficiar en el diagnóstico de enfermedades”, señaló Gerardo Herrera Corral.

En el caso de los desarrollos nacionales, para el detector instalado en el experimento ALICE, los científicos mexicanos crearon una nueva técnica de polimerización para obtener el plástico centellador utilizado en el detector AD, mismo que fue patentada ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial.
Tanto los experimentos ALICE como CMS colaboran más de 60 mexicanos, entre investigadores y alumnos de maestría o doctorado. Incluso, uno de los estudiantes del Cinvestav que participa en el LHC, Alberto Hernández Alamada, fue uno de los siete becados por el premio Fundamental Physics Prize, lo que demuestra el nivel de los científicos nacionales.