Biosistemas e Ingeniería de Bioprocesos
Desde el modelado matemático y la simulación por ordenador hasta el diseño, control y optimización de bioprocesos y sistemas biológicos.
El mundo que nos rodea puede explicarse en gran medida entendiendo los sistemas que lo componen y los procesos que los conectan.
El Grupo de Biosistemas e Ingenieria de Bioprocesos del IIM-CSIC trabaja para desarrollar nuevos métodos y herramientas (fundamentalmente software) orientados a la ingeniería de sistemas de procesos que permitan la simulación, optimización y control de bioprocesos, tales como los implicados en el procesado y la conservación de alimentos y en la biotecnología industrial.
El grupo aplica métodos de ingenería de sistemas de procesos para mejorar la eficiencia de procesos industriales clave, reduciendo así su impacto medioambiental y mejorando la calidad y seguridad de sus productos.
El objetivo de su estudio es la identificación de modelos y la optimización, monitorización y control robusto de los sistemas dinámicos no lineales, incluidos los sistemas de parámetros distribuidos (convección-difusión-reacción). El grupo contempla un amplio espectro de aplicaciones, fundamentalmente la gestión de pesquerías, el procesado, la calidad y la seguridad de los alimentos (incluida la resistencia a agentes antimicrobianos) y la biotecnología industrial.
- DigitAlg -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Xemelgo dixital do cultivo de algas na acuicultura multitrófica integrada</p>
Investigador/a Principal:BalsaCantoEvaInstitución financiadora:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia. Financiado por FEMP/FEMPA.Financiación para el IIM-CSIC:122667€Accede a la página del proyectoDela - ATOPES -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Aplicación de Tecnoloxías Innovadoras para a Obtención de Datos Pesqueiros</p>
Investigador/a Principal:TaboadaAnteloLuisInstitución financiadora:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I con las CCAA del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia (NextGenerationEU).Financiación para el IIM-CSIC:137391€Accede a la página del proyectoDela - DATAMARE -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Plataforma integrada de datos mariños</p>
Investigador/a Principal:VeloLanchasAntónInstitución financiadora:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I con las CCAA del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia (NextGenerationEU).Financiación para el IIM-CSIC:112585€Accede a la página del proyectoDela - PreCalA -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Ferramentas para a predición da calidade en productos da acuicultura</p>
Investigador/a Principal:VilasFernándezCarlosInstitución financiadora:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia. Financiado por FEMP/FEMPA.Financiación para el IIM-CSIC:100281€Accede a la página del proyectoDela - aCIDit -
<p>a-CIDiT - Modelos basados en datos y actualización de modelos para gemelos digitales</p>
Investigador/a Principal:TaboadaAnteloLuisVilasFernándezCarlosInstitución financiadora:Ayuda PID2021-123654OB-C32 financiada por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/PRTRFinanciación para el IIM-CSIC:94200€Accede a la página del proyectoDela
- Ovalle, J.C.; Vilas, C.; Antelo, L.T. (2022) On the use of deep learning for fish species recognition and quantification on board fishing vessels Marine Policy DOI:10.1016/j.marpol.2022.105015
- Pedreira, A.; Vázquez, J.A.; García, M.R. (2022) Kinetics of Bacterial Adaptation, Growth, and Death at Didecyldimethylammonium Chloride sub-MIC Concentrations Frontiers in Microbiology DOI:10.3389/fmicb.2022.758237
- González, P.; Osorio, R.R.; Pardo, X.C.; Banga, J.R.; Doallo, R. (2022) An efficient ant colony optimization framework for HPC environments Applied Soft Computing Journal DOI:10.1016/j.asoc.2021.108058
- Otero-Muras I; Banga JR (2021) Synthetic Gene Circuit Analysis and Optimization " Computational Methods in Synthetic Biology" Humana Press / Springer ISBN:978-1-0716-0822-7
- Otero-Muras I; Banga JR (2021) Automated Biocircuit Design with SYNBADm " Synthetic Gene Circuits" Springer ISBN:978-1-0716-1031-2
- TFM - Andrea Arribas Jimeno (26/09/2022) Aplicabilidad de la tecnología de imágenes hiperespectrales (HSI) como método no invasivo para la evaluación de la calidad del pescado UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
- TFM - Artai Rodríguez Moimenta (19/07/2020) Desarrollo de un modelo de corte mecanístico que permita describir un proceso de fermentación mixta Universidad de Vigo (UVigo)
- TFG - Laura Honrubia Baamonde (11/07/2019) Optimization of Benzalkonium Chloride treatment in the disinfection of L. Monocytogenes in the Food Industry UNIVERSIDAD DE LLEIDA
- TFM - Pablo de la Torre Fernández (20/09/2018) Modelado del proceso de fermenatición vínica: co-cultivo de especies no convencionales Universidade da Coruña
- PhD - Alejandro López Núñez (18/07/2018) CONTRIBUTIONS TO MATHEMATICAL MODELLING AND NUMERICAL SIMULATION OF BIOFILMS UdC
- WASHTOP -
<p>Water Associated Safety Hazards in the Treatment of Produce</p>
Investigador/a Principal:RodríguezGarcíaMíriamInstitución financiadora:European Food Safety Authority (EFSA)Financiación para el IIM-CSIC:80000€Accede a la página del proyectoDela
- Capacidades | Desarrollo de bioprocesos (biorrefinerías) para extraer bioproductos y compuestos bioactivos a partir de subproductos de la industria alimentaria
Desarrollo de bioprocesos que permiten extraer componentes útiles de interés industrial a partir de descartes y de subproductos y efluentes de la industria alimentaria. Caracterización bioquímica de componentes útiles presentes en distintos tipos de productos y subproductos pesqueros, como colágeno de la piel, enzimas de las vísceras, condroitín sulfato presente en el cartílago, quitina de los caparazones de crustáceos y de los huesos de sepia o hidrolizados de proteínas obtenidos del músculo. Evaluación de aplicaciones potenciales de estos compuestos mediante la caracterización de sus actividades biológicas (antioxidantes, etc.) y sus propiedades funcionales para su uso en diversas industrias, como la biomédica, química, cosmética, alimentaria, etc.
- Capacidades | Desarrollo de etiquetado inteligente y activo de los alimentos
Desarrollo de etiquetas inteligentes para los alimentos basadas en modelos de oxidación, crecimiento microbiano, etc. que permitan a quienes los consumen saber cuándo los alimentos ya no son aptos para su consumo, ayudando a evitar el desperdicio de alimentos, y que informen sobre su frescura, temperatura del paquete, etc
- Capacidades | Desarrollo de sensores inteligentes para optimizar el procesado y la conservación de los alimentos
Desarrollo de métodos y tecnologías no invasivas (como la tecnología de toma de imagen hiperespectral) para inspeccionar la calidad de los productos alimentarios.
- Capacidades | Desarrollo de sistemas de control y optimización a nivel de la planta completa en la industria alimentaria
Modelado a múltiples escalas para flexibilizar la toma de decisiones y optimizar procesos complejos (p. ej., esterilización) basado en el control de la seguridad y calidad de los productos alimentarios mediante técnicas no invasivas (sensores de software, etc.).
- Capacidades | Diseño de procedimientos de desinfección y modelado para la prevención de la resistencia a agentes antimicrobianos
Desarrollo de estrategias químicas (combinaciones de desinfectantes, aceites esenciales) y biológicas (enzimas, fagos) que sean efectivas en la eliminación de biopelículas monoespecíficas y mixtas en superficies usadas en la industria alimentaria. Prueba de biocidas y desarrollo de mejores estrategias de dosificación de biocidas para la industria alimentaria, garantizando la seguridad alimentaria al tiempo que se evita la adquisición de resistencia a agentes antimicrobianos.
- Prototipo | Morbidostat: desentrañando la resistencia a agentes antimicrobianos
Morbidostat es un dispositivo de cultivo continuo controlado por ordenador que ajusta automáticamente la concentración de fármacos para mantener constante la inhibición del crecimiento en cultivos microbianos. A medida que las bacterias adquieren mutaciones que les confieren resistencia a los fármacos, son capaces de tolerar mayores concentraciones de dichos fármacos y de crecer más rápidamente, eliminando así la presión selectiva, que es la fuerza impulsora de la evolución. Para compensar este mecanismo, Morbidostat aumenta la concentración del fármaco lo suficiente para mantener la tasa de crecimiento original de las bacterias, manteniendo así la presión selectiva a lo largo del tiempo. El sistema permite adquirir datos para modelar la evolución microbiana bajo estrés por agentes antimicrobianos, optimizar las estrategias de dosificación de biocidas y desarrollar cepas de alta resistencia a agentes antimicrobianos utilizadas para analizar la eficacia de nuevos biocidas, entre otras aplicaciones.
- Software | DOTcvpSB: Matlab toolbox for Dynamic Optimization in Systems Biology (kit de herramientas en Matlab para la optimización dinámica en biología de sistemas)
DOTcvpSB es un kit de herramientas escrito en MATLAB que utiliza el método de parametrización del vector de control (CVP) para manejar problemas de optimización dinámica entero-mixtos. DOTcvpSB se ha aplicado con éxito a diversos problemas en biología de sistemas e ingeniería de bioprocesos.
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- Software | Fish-T-TaB Simulator: simulador de temperatura de pescado almacenado en tinas y cajas
Este modelo se desarrolló y aplicó por parte de integrantes del Grupo de Trabajo de la EFSA sobre el transporte y almacenamiento de productos pesqueros frescos durante el trabajo de preparación de la Opinión Científica del Comité de Riesgos Biológicos (BIOHAZ) sobre el uso de tinas para transportar y almacenar productos pesqueros frescos (EFSA-Q-2019-00053). Se aplicó el modelado de transferencia de calor para estimar la temperatura superficial del pescado durante los procesos relacionados con la temperatura: enfriado y posterior mantenimiento de la temperatura refrigerada del pescado (proceso de "enfriado") y/o mantenimiento de la temperatura refrigerada (proceso de "mantenimiento") del pescado sobre hielo (en cajas) comparado con el pescado en agua con hielo (en tinas) bajo las mismas condiciones de transporte y almacenamiento.
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- Software | CRNreals: análisis de distinguibilidad de redes de reacciones bioquímicas
Un kit de herramientas de software de apoyo para el análisis de distinguibilidad de modelos de redes de reacciones químicas (CRN).
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- Software | Cinética de la inactivación de E. coli mediante cloruro de benzalconio v1.0
Este modelo y su código asociado se desarrollaron para optimizar los protocolos de desinfección y minimizar la resistencia bacteriana. Este modelo se aplicó en el siguiente artículo científico: Optimization of E. coli Inactivation by Benzalkonium Chloride Reveals the Importance of Quantifying the Inoculum Effect on Chemical Disinfection. Front. Microbiol., 26 June 2018. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01259
Puedes encontrar más información y acceder al código aquí.
