El Objetivo Principal de esta Tesis Doctoral es desarrollar nuevos métodos analíticos para la determinación de vitaminas, constituyentes esenciales en la dieta humana. La Cromatografía Líquida (LC) combinada en línea con Espectrometría de Masas (MS) es una de las metodologías analíticas más sensibles y selectivas, y la aplicación de esta técnica está creciendo rápidamente en análisis de alimentos. Dependiendo de las estructuras químicas y características analíticas de los grupos de vitaminas analizados, los métodos analíticos utilizados son hifenaciones de LC con detector de diodos (LC–DAD), fluorescencia (LC–Fl) y LC–MS. La Metodología utilizada se basa en la aplicación de nuevos métodos de preparación de la muestra. Los métodos clásicos presentan inconvenientes, tales como ser tediosos y largos, y requerir volúmenes grandes de muestra y disolventes tóxicos. Teniendo como objetivo la química verde, surgen las técnicas modernas de preparación de muestra, que ofrecen la posibilidad de automatización, son limpias y selectivas, tienen mayor rapidez y eficacia, son baratas, sencillas y sin disolventes tóxicos. Así, se ha empleado la Extracción Líquida Presurizada (PLE), que es una tecnología verde emergente. Implica la extracción usando disolventes líquidos a temperatura y presión elevadas, que aumentan la solubilidad y las propiedades de transferencia de masa. También se ha utilizado la Microextracción en Fase Líquida (LPME), basada en la extracción de los analitos en una fase líquida usando cantidades muy pequeñas de disolventes orgánicos. La Microextracción Dispersiva Líquido–Líquido (DLLME) utiliza un sistema de disolventes ternario. El bajo consumo de tiempo y disolventes orgánicos son dos de las mayores ventajas de esta técnica. Finalmente, se ha empleado la Extracción en Fase Sólida (SPE), que implica una partición líquido–sólido, donde la fase extractante es un adsorbente sólido, como los nanotubos de carbono. Así pues, los Objetivos de esta Tesis Doctoral han sido estudiar los acoplamientos instrumentales de LC con detectores DAD, Fl y MS y procedimientos verdes de tratamiento de la muestra para la determinación de diferentes vitaminas hidrosolubles y liposolubles en diversos tipos de alimentos. El trabajo se ha dividido en dos partes, en función del grupo de vitaminas analizado y el tipo de detector empleado. Las conclusiones obtenidas son las siguientes: 1. Se han desarrollado métodos analíticos para la determinación de vitaminas hidrosolubles en alimentos de diferentes tipos, nutracéuticos e infantiles. Las vitaminas son cobalaminas, tiamina y sus ésteres y benfotiamina. Son compuestos polares y se analizan por LC en fase reversa con fase estacionaria RP–Amida C16 y un encapsulante de trimetilsililo. Las fases móviles son mezclas de acetonitrilo y fosfato diácido de potasio. Se utiliza DAD para cobalaminas o detección fluorescente para tiamina y sus ésteres y benfotiamina utilizando derivatización por oxidación a tiocromo. 2. Se utilizaron dos procedimientos miniaturizados para el tratamiento de la muestra. Para las cobalaminas se utiliza SPE con nanotubos de carbono multipared y un sistema de flujo para la adsorción de los analitos y su elución con dimetilsulfóxido. En el caso de la tiamina y benfotiamina se utiliza DLLME. 3. La extracción de las vitaminas se lleva a cabo mediante ultrasonidos para cobalaminas o digestión ácida y extracción enzimática para destruir las formas fosforiladas de las vitaminas B. 4. En la segunda parte de la Tesis, se desarrollan métodos para determinación de las cuatro vitaminas liposolubles (A, D, E y K) en alimentos funcionales como zumos de frutas, alimentos vegetales y lácteos, y alimentos infantiles. Se analizan por LC en fase reversa o fase normal y diferentes acoplamientos de LC con DAD o fluorescencia y MS con interfases ESI y APCI acoplados a DLLME. La extracción se realiza utilizando disolventes orgánicos, mediante PLE o saponificación alcalina. / The main objective of this Thesis, is the development of new analytical methods for the determination of vitamins, essential constituents in the human diet. Liquid chromatography (LC) combined on-line with mass spectrometry (MS) is one of the more sensitive and selective analytical methodologies, and this technique is widely applied in food analysis. Depending on the chemical structures and analytical characteristics of the groups of vitamins analyzed, the analytical methods used are hyphenations of LC with diode array detector (LC–DAD), fluorescence (LC–Fl) and LC–MS. The methodology applied is based on the application of new methods for sample preparation. Classical methods have inconveniences, as being tedious and large, requiring great volumes of sample and toxic organic solvents. With the objective of green chemistry, modern sample preparation techniques appeared, which offer the possibility of automatization, are clean and selective, have higher speed and efficiency, are cheap, simple and without toxic solvents. Thus, Pressurized liquid extraction (PLE) has been used, being an emergent green technology, based on the extraction using liquid solvents at high temperature and pressure, which increase the solubility and the properties of mass transfer. Liquid-phase microextraction (LPME) was also used and is based on the extraction of the analytes in a liquid phase using very small amounts of organic solvents. Dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) uses a ternary solvent system. The low time and organic solvents consume are the two main advantages of this technique. Finally, Solid phase extraction (SPE) implies a liquid-solid partition, where the extractant phase is a solid sorbent, as multiwalled carbon nanotubes. Thus, the objectives of this Thesis were to study the instrumental coupling of LC with DAD, Fl and MS detection and green sample treatment procedures for the determination of several hydrosoluble and liposoluble vitamins in different type of foods. The study is divided in two parts, depending on the group of vitamins analyzed and the type of detector used. The following conclusions have been obtained: 1. Analytical methods are developed for the determination of hydrosoluble vitamins in different type of foods, nutraceuticals and baby foods. The vitamins are cobalamins, thiamine and its esters and benfothiamine. They are polar compounds and are analyzed by LC in reversed phase with a stationary phase RP–Amide C16 and an endcapping of trimethylsilyl. The mobile phases are mixtures of acetonitrile and potassium phosphate (pH 7). DAD detection is used for cobalamins or fluorescence for thiamine and its esters and benfothiamine using derivatization by oxidation to thiochrome. 2. Two miniaturized procedures have been developed for the sample treatment. For cobalamins, SPE was used with multiwalled carbon nanotubes and a flow system for the adsorption of the analytes and its elution with dimethylsulphoxide. DLLME was used for thiamine and benfothiamine. 3. The extraction of the vitamins was carried out using ultrasounds for cobalamins or acid digestion and enzymatic extraction for destroying the phosphorilated forms of the vitamins B. 4. In the second part of the Thesis, new methods are developed for the determination of the four liposoluble vitamins (A, D, E and K) in functional foods as fruit juices, vegetables, milk foods and baby foods. They are analyzed by LC in reversed phase or normal phase and different couplings of LC with DAD or fluorescence and MS with interfaces of electrospray ionization (ESI) and atmospheric pressure chemical ionization (APCI) coupled to DLLME. The extraction was carried out using organic solvents, by PLE or alkaline saponification.

Tesis por compendio de publicaciones / Los alimentos artesanales son ampliamente reconocidos como una parte importante del patrimonio nutricional, gastronómico y cultural de los diferentes países. Sin embargo, muchos de estos productos artesanales, tales como los productos procesados de carne picada, a veces son percibidos como nutricionalmente desequilibrados, debido a su alto valor calórico y contenido de grasa. En la actualidad, el Pastel de carne de Murcia es un alimento típico de la gastronomía de la Región de Murcia, que se elabora diariamente en obradores artesanales, localizados en los propios establecimientos, donde se vende directamente al consumidor. En general, se tratan de pequeños negocios familiares o con un escaso número de trabajadores, que elaboran sus productos con materias primas naturales, mediante procesos manuales o con ayuda de pequeños utensilios y equipos. Según la información aportada por la Asociación de Empresarios de Pastelerías de Murcia (AREPA), del total de pastelerías asociadas a la misma (30), el 90% de éstas elaboran y venden diariamente el Pastel de carne de Murcia. Lógicamente, dependiendo del tamaño, de la localización y del prestigio de estas pastelerías, el número de unidades de Pastel de carne de Murcia vendidas a la semana varía ampliamente entre establecimientos (250-5.000 unidades/semana). Estas cifras pueden dar una idea de la importancia del consumo de Pastel de carne de Murcia en la Región de Murcia, que es más frecuente en días festivos y en diferentes celebraciones, y que se extiende entre los diferentes grupos de población, desde niños a personas mayores. Si bien, el Pastel de carne de Murcia es un alimento ampliamente conocido y muy valorado de la gastronomía murciana, actualmente no existen en la bibliografía científica, según nuestro conocimiento, estudios sobre el valor nutricional y energético de este producto. Debido a su contenido en proteínas de alta calidad (11%), este alimento podría sustituir a otros platos de carne, y ser incorporado en una dieta equilibrada. Sin embargo, su valor energético total, el contenido de energía de la grasa y el contenido de grasa saturada representan límites muy importantes para su consumo en una dieta equilibrada. La reformulación de los alimentos artesanales a través de la selección adecuada de uno o varios de sus ingredientes, con el objetivo de mejorar sus propiedades saludables, podría ser una estrategia efectiva para evitar la desaparición de algunos de estos productos tradicionales, que se han consumido durante siglos en diferentes partes del mundo. Otro aspecto de gran interés en la actualidad es el desarrollo de alimentos con propiedades funcionales, que le confieren al producto un valor añadido. Es por ello, que en el presente proyecto se ha incluido un estudio con el fin de seleccionar un ingrediente funcional, rico en fructooligosacáridos (inulina), que sea de utilidad para la elaboración de alimentos funcionales, a partir de un subproducto de alcachofa. El estudio demuestra que es posible mejorar las características nutritivas y saludables de los alimentos artesanales, mediante una mejor selección de alguno o algunos de sus ingredientes, tales como la carne de ternera picada y la manteca de cerdo, sin que dicha modificación suponga una reducción significativa de sus propiedades sensoriales originales. Por otro lado, el ingrediente funcional añadido en una concentración del 5%, sustituyendo a la harina de trigo en la base del pastel, representa una mejora factible en las características funcionales del alimento estudiado. Estas mejoras pueden contribuir, sin duda, a mantener este tipo de alimentos tradicionales y a evitar la pérdida en la cultura, identidad y herencia gastronómica de España en general y de la Región de Murcia en particular. / Artisan foods are widely recognised as an important part of the nutritional, gastronomic and cultural heritage of different countries. However, many of these artisan products are perceived as nutritionally unbalanced due to their high caloric value and fat content. Nowadays, the meat pie of Murcia is a typical food of the Murcia’s Regional gastronomy, which is elaborated daily in artisan workshops, where they are directly sold to the consumer. They are generally small family companies with few employees that elaborate their products with natural raw materials through hand processing or with the help of small tools and equipment. According to the information provided by the Murcia’s bakers association (AREPA) from the number of affiliated members, a 90% of artisan meat pies are made and sold daily. The number of pieces of Murcia’s meat pie sold weekly varies widely among establishments, depending on their size, location and reputation (250-5.000 units/week). Those numbers can give an idea of the importance of the consumption of the Murcia’s meat pie in the region, being more frequent during celebrations. Moreover it is consumed by any population group, from children to the elderly. Although the meat pie of Murcia is a food very well known and appreciated in the Murcia’s gastronomy, currently the scientific literature lacks studies on the nutritional and energy values of this product. Due to its content in high quality proteins (11%), this food could replace other meat dishes and can be incorporated into a balanced diet. However, its total energy value, energy from fat, and saturated fat content represent very important limits for their consumption in a balanced diet. The reformulation of artisan foods though the adequate selection of one or more of their ingredients with the aim of improving their healthy properties, is a possible effective strategy to avoid the disappearance of some of these traditional products, that have been consumed for centuries all over the world. Another aspect of interest currently is the development of foods with functional properties which confer an added value to the products. That is the reason for including in this Project a study with the aim of selecting a functional ingredient, rich in fructooligosaccharides (inulin) that could be useful for the elaboration of functional foods from a by-product of artichoke. This study demonstrates that it is possible to improve the nutritional and healthy characteristics of artisan foods, through a better selection of some of the ingredients such as the minced beef meat and the pork fat without a significative reduction on its original sensory properties. On the other hand, the functional ingredient added in a concentration of 5% (wheat flour basis) to the bottom part of the meat pie, represents a feasible improvement of the functional characteristics of this food under research. Those improvements could contribute undoubtedly to avoid a loss of the cultural identity to preserve this type of traditional foods avoiding the loss of cultural identity and gastronomic heritage in Spain and particularly in the Region of Murcia.