Se presentan los resultados obtenidos al estudiar diferentes combinaciones instrumentales entre LC como método de separación y DAD y MS empleando fuentes de ionización API (ESI y APCI), así como analizadores TOF e IT para la detección. Estas técnicas se han acoplado además con distintos procedimientos de tratamiento de la muestra basados en los principios de “química sostenible”, como DLLME y SBSE. Se proponen distintos métodos de análisis para la determinación de un buen número de compuestos orgánicos de carácter tóxico, tales como melamina y sus derivados, fungicidas, insecticidas y citoquininas, así como otros compuestos de interés como lactonas macrocíclicas en distintos tipos de alimentos. También se proponen nuevos procedimientos para la determinación de otros compuestos beneficiosos para la salud como nucleótidos y compuestos polifenólicos, en diferentes alimentos. Utilizando de modo general la cromatografía de líquidos, LC, se han ensayado diferentes fases estacionarias y distintos disolventes como fases móviles, incluyendo agua, metanol, acetonitrilo y mezclas de los anteriores, así como disoluciones de ácidos y reguladoras. Se ha trabajado en elución isocrática o mediante elución por gradiente. La cromatografía de pares iónicos permitió la separación de cinco nucleótidos monofosfato autorizados, CMP, UMP, AMP, GMP e IMP. Se ha aplicado con éxito al análisis de una gran variedad de alimentos infantiles y/o funcionales y cereales infantiles, incluyendo un estudio de la estabilidad de los nucleótidos en alimentos lácteos acidificados. LC de intercambio catiónico ha permitido el control de la presencia de MEL y sus derivados (AMN, AMD y CA) en alimentos. Aunque DAD permite la determinación de MEL y AMN, esta forma de detección no resulta útil para CA y AMD. La detección por MS permite una cuantificación adecuada de los cuatro analitos, mejorando también la sensibilidad. Se propone un modo de detección dual para la separación por LC de siete polifenoles, tres ácidos fenólicos y cuatro HTs, en zumos de granada y diferentes partes de la fruta y el granado, proporcionando una sensibilidad elevada. En definitiva, se proponen nuevos progresos en la integración de múltiples acoplamientos en línea y combinaciones de técnicas de preparación de muestra y analíticas, como SPE-DLLME y LC-DAD-APCI-IT-MS/MS para la determinación de cinco insecticidas neonicotinoides en miel. / The results obtained by studying different instrumental combinations, namely liquid chromatography (LC) as the separation technique and diode array detection (DAD) and mass spectrometry (MS) using API ion source (ESI and APCI) and TOF analyzers and IT for quantification are presented. These techniques have been further coupled with different treatment procedures of the sample based on the principles of "green chemistry" as dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) and stir bar sorptive extraction (SBSE). Thus different methods of analysis for the determination of a large number of toxic organic compounds such as melamine and its derivatives, fungicides, insecticides and cytokinins, as well as other compounds of interest including macrocyclic lactones in foods are proposed. New procedures for the determination of other chemicals such as nucleotides and polyphenolic compounds are also proposed. LC was always used, and different stationary and mobile phases as solvents including water, methanol, acetonitrile and mixtures thereof, as well as solutions of acids and buffers were tested. Both isocratic or gradient elution modes were considered. The ion pair chromatography allowed the separation of five authorized monophosphate nucleotides, namely CMP, UMP, AMP, GMP and IMP. The new procedure has been successfully applied to the analysis of a variety of baby foods and/or functional and cereals, including a study of the stability of the nucleotides in acidified dairy foods. Cation exchange LC has allowed the monitoring of the presence of MEL and derivatives thereof (AMN, AMD and CA) in foods. Although DAD allows the determination of MEL and AMN, this form of detection is not suitable for CA and AMD. MS detection allows accurate quantification of the four analytes, also improving sensitivity. Dual detection mode for LC separation of seven polyphenols, phenolic acids three and four HTS pomegranate juices and in different parts of the fruit and pomegranate, providing high sensitivity is proposed. Finally, further progress in integrating multiple links online and combinations of techniques and analytical sample preparation, such as SPE- DLLME for the determination by LC-DAD-APCI-IT-MS/MS of five neonicotinoid insecticides in honey are also studied.

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de mortalidad a nivel mundial. Aunque su origen es multifactorial, entre los factores de riesgo más destacables se encuentran el sobrepeso y la obesidad, así como niveles elevados de lípidos en sangre (dislipemias), cuyas causas más frecuentes son la inactividad física y los malos hábitos alimentarios. Más concretamente, las dietas malsanas suelen caracterizarse por un elevado consumo de calorías, sobre todo en forma de hidratos de carbono y grasa, y un bajo consumo de frutas y verduras. En consecuencia, existe un amplio consenso en torno a la importancia de reducir el consumo de alimentos con un alto contenido en grasa, especialmente en forma de grasas saturadas, trans y colesterol, ya que tienen un efecto hipercolesterolémico; y aumentar el consumo de frutas y verduras, debido a que son una buena fuente de micronutrientes esenciales y fibra. Sin embargo, las estadísticas demuestran que en la mayoría de países industrializados el consumo real de estos alimentos se aleja preocupantemente de las cantidades recomendadas. El consumo de dietas con una elevada presencia de fibra alimentaria se ha correlacionado con un descenso en la incidencia de las enfermedades cardiovasculares. Esto es debido a que su consumo está asociado a numerosos efectos beneficiosos, como la capacidad de reducir la absorción de grasa y los niveles de lípidos plasmáticos. No obstante, es importante tener en cuenta que no todas las fibras presentan las mismas propiedades beneficiosas y que el efecto sobre el metabolismo lipídico que tienen los ácidos grasos, principales constituyentes de la grasa de la dieta, puede diferir considerablemente. En base a estos antecedentes, en la presente Tesis Doctoral se estudió y comparó la capacidad de reducir de manera selectiva la absorción de grasa de fibras con diferentes características fisicoquímicas. Más concretamente, se estudió en cobayas el efecto de la goma guar parcialmente hidrolizada, la maltodextrina resistente a la digestión y el quitosano. Para ello, se determinó el efecto de estas fibras sobre la excreción de lípidos, haciendo especial énfasis en la excreción de esteroles neutros, ácidos biliares y, sobretodo, ácidos grasos. Adicionalmente, se evaluó su repercusión sobre el perfil lipídico de muestras biológicas como el plasma o el hígado. Los resultados demuestran que todas las fibras estudiadas presentan capacidad hipolipidémica, aunque ésta puede ser atribuible a diferentes mecanismos. De las fibras estudiadas sólo la fibra quitosano presenta capacidad fat-binding (ligando de grasa) selectiva, ya que muestra menor afinidad por los ácidos grasos saturados de cadenas largas en comparación con aquellos de cadenas más cortas o a los ácidos grasos insaturados. Como resultado de la capacidad fat-binding selectiva del quitosano se observan cambios en el perfil de ácidos grasos del hígado, y sobre todo del plasma, debido a que puede alterar la relación entre ácidos grasos poliinsaturados n-6 y n-3. En conclusión, la presente Tesis Doctoral permite obtener un mayor conocimiento sobre la capacidad hipolipidémica y los mecanismos de acción de fibras de gran interés en la industria alimentaria debido a su posible incorporación en alimentos o a su uso como complementos alimenticios. / Study of the selective fat-binding capacity of dietary fibers and its repercussion on lipid metabolism. Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world. Although its aetiology is multifactorial, high intakes of calories and fats, especially cholesterol-rich fats as well as saturated and trans fatty acids, are widely accepted as major contributing factors. Evidence shows that dietary fiber may play an important role in the prevention of CHD due to its capacity to lower plasma lipid concentrations. In general terms, this effect has mainly been associated with the capacity of dietary fiber to reduce carbohydrate absorption, fat digestibility and bile acid circulation. However, it is widely known that fatty acids, the main constituents of dietary fat, elicit different lipid metabolism responses. Moreover, the beneficial effect of dietary fiber depends on its physicochemical properties. The main aim of this Thesis was to compare the hypolipidemic effect and selective fat-binding capacity of different dietary fibers, namely partially hydrolyzed guar gum, digestion-resistant maltodextrin and chitosan. For this purpose, the effect of these fibers on fatty acid absorption and on neutral sterols and bile acid excretion was determined in guinea pigs. The repercussion of these fibers on the lipid profile of plasma and liver was also evaluated. All the dietary fibers in the study were able to increase lipid excretion, and thus reduce plasma lipids. However, only chitosan was able to selectively reduce fat absorption as its effect on fatty acid excretion was dependent on the chain length and unsaturation degree of the fatty acid. Consequently, chitosan was able to modify the fatty acid profile of liver and plasma, due to changes in the ratio of n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids. In conclusion, these results confirm that dietary fiber can exert different effects on lipid absorption and metabolism, and provide new insight into the hypolipidemic mechanisms of partially hydrolyzed guar gum, digestion-resistant maltodextrin and chitosan.

In food and pharma industry, fish oils are highly demanded due to the many associated health benefits of omega-3 fatty acids. However, the delivery of fish oil through food is a major challenge as this oil is susceptible to oxidation and to produce off-flavors. To prevent these undesired effects, microencapsulation techniques are used. Typically oil encapsulation is carried out by two steps (i) emulsion preparation (ii) drying. The main objective is to study the effect of the emulsification method, emulsion formulation, membrane type and microcapsule formulation on relevant physic-chemical parameters of fish oil microcapsules.The approach of the project is to combine, for the first time, the advantages of using a low energy emulsification technique (membrane emulsification) and spray drying to obtain food-grade fish oil microcapsules. The results show a clear improvement in the oil encapsulation efficiency (OEE) when decreasing the droplet size of the emulsion and increasing the amount of wall material. The combination of a polysaccharide with a protein has been found to improve protection against oxidation during storage of the microcapsules, while the addition of denatured proteins as a part of the microcapsule wall material enhances OEE but does not improve the mechanical strength of the microcapsules. / El aceite de pescado es altamente valorado en la industria alimentaria por su demostrada actividad en la prevención y tratamiento de numerosas patologías, asociada a su contenido en ácidos grasos omega-3. La incorporación de aceite de pescado en alimentos presenta algunas dificultades relacionadas con su rápida oxidación y su característico aroma y sabor. La encapsulación del aceite de pescado retrasa la oxidación y permite enmascarar sus propiedades sensoriales. Tradicionalmente, la encapsulación se lleva a cabo combinando una etapa de emulsificación seguida de secado por atomización. El objetivo principal del trabajo es estudiar el efecto del método de emulsificación y la formulación de la emulsión y las microcápsulas en los parámetros físico-químicos más relevantes de las microcápsulas. En este proyecto se combina por primera vez la emulsificación por membranas con el secado por atomización para obtener microcápsulas de aceite de pescado aplicables a la industria alimentaria. Los resultados muestran una clara mejora en la eficiencia de encapsulación del aceite cuando se reduce el tamaño de gota de la emulsión y se incrementa la cantidad de material de pared de las microcápsulas. La combinación de un polisacárido con una proteína para la formación de la pared mejora la estabilidad oxidativa de las microcápsulas durante el almacenamiento. Por otra parte la adición de proteínas desnaturalizadas para reforzar las paredes de las microcápsulas ha resultado en una mejora de la eficiencia de encapsulación de aceite pero no ha mejora su resistencia mecánica

Els extractes comercials de polifenols són molt utilitzats para formular aliments. La seva efectivitat, però, depèn de la seva capacitat per mantenir l’estabilitat i biodisponibilitat dels ingredients actius. L’encapsulació és una estratègia que permet aconseguir-ho. S’han investigat dos sistemes per encapsular un extracte ric en procianidines: emulsions aigua-en-oli-en-aigua (W1/O/W2) i microcàpsules sòlides (obtingudes per atomizació d’emulsions W1/O/W2). Per produir les emulsions s’utilitzà emulsificació amb membranes (ME) premix i, en particular, l’estudi es centrà en com la capa interfacial (O–W2) afecta l’estabilitat de les emulsions i l’alliberament de procianidines. Mitjançant ME premix es produïren emulsions O/W i W1/O/W2 estabilitzades amb un fracció proteica de sèrum de llet (WPI) i amb complexos WPI-carboximetil cel•lulosa (WPI–CMC), WPI-goma aràbiga (WPI–GA) i WPI–Quitosà (WPI–Chi). Mesures d’absorció mostraren que els complexos WPI–polisacàrid formen interfases de major gruix però menor densitat que les formades únicament per WPI. Les emulsions W1/O/W2 enriquides amb procianidines i estabilitzades amb complexos WPI–CMC, WPI–GA, o WPI–Chi retingueren al menys el 70% de las procianidines inicials en acabar el procés de ME premix. L’estabilitat de l’emulsió va dependre del tipus d’interfase i del pH de la fase W2. La velocitat d’alliberament de procianidines es va correlacionar amb el gruix de la interfase formada per WPI–polisacàrid: les interfases de major gruix disminueixen la velocitat d’alliberament. Totes les emulsions W1/O/W2 varen permetre produir microcàpsules de procianidines després d’una etapa d’atomització i recuperar l’estructura pròpia d’una emulsió doble en rehidratar-se. La composició de la interfase determinà la mida de partícula de les emulsions W1/O/W2 després de la rehidratació. En particular, el complex WPI–CMC fou capaç d’estabilitzar les gotes d’oli durant les distintes etapes de la producció de microcàpsules, malgrat que va retenir moderadament la migració de procianidines a través de la interfase O–W2. . / Los extractos comerciales de polifenoles son muy utilizados para formular alimentos. Su efectividad, sin embargo, depende de su capacidad para mantener la estabilidad y biodisponibilidad de los ingredientes activos. La encapsulación es una estrategia que permite conseguirlo. Se han investigado dos sistemas para encapsular un extracto rico en procianidinas: emulsiones agua-en-aceite-en-agua (W1/O/W2) y microcápsulas sólidas (obtenidas por atomización de emulsiones W1/O/W2). Para producir las emulsiones se empleó emulsificación por membranas (ME) premix y, en particular, el estudio se centró en cómo la capa interfacial (O–W2) afectó la estabilidad de las emulsiones y la liberación de procianidinas. Con ME premix se produjeron emulsiones O/W y W1/O/W2 estabilizadas con un fracción proteica de suero de leche (WPI) y con complejos WPI-carboximetil celulosa (WPI–CMC), WPI–goma arábiga (WPI–GA) y WPI–Quitosano (WPI–Chi). Medidas de adsorción mostraron que los complejos WPI–polisacáridos forman interfases de mayor espesor pero menor densidad que las formadas únicamente por WPI. Las emulsiones W1/O/W2 enriquecidas en procianidinas y estabilizadas con complejos WPI–CMC, WPI–GA, o WPI–Chi retuvieron al menos el 70% de las procianidinas iniciales tras el proceso de ME premix. La estabilidad de la emulsión dependió del tipo de interfase y del pH de la fase W2. La velocidad de liberación de procianidinas se correlacionó con el espesor de la interfase formada por WPI–polisacáridos: las interfases de mayor espesor disminuyen la velocidad de liberación. Todas las emulsiones W1/O/W2 permitieron producir microcápsulas de procianidinas después de una etapa de atomización y recuperar la estructura propia de una emulsión doble tras la rehidratación. La composición de la interfase determinó el tamaño de partícula de las emulsiones W1/O/W2 después de la rehidratación. En particular, el complejo WPI–CMC fue capaz de estabilizar las gotas de aceite durante las distintas etapas de la producción de microcápsulas pese a que retuvo, moderadamente, la migración de procianidinas a través de la interfase O–W2. / Commercial extracts rich in polyphenols are extensively used to formulate foods. Nevertheless, their effectiveness depends on preserving the stability and bioavailability of the active ingredients. Encapsulation is a strategy to meet these requirements. We have investigated two encapsulation systems to entrap a procyanidin-rich extract: water-in-oil-in-water (W1/O/W2) emulsions and solid microcapsules (spray dried W1/O/W2 emulsions). While premix membrane emulsification (ME) was used to produce these emulsions, we focused on how the interfacial layer (O–W2) affected emulsion stability and procyanidin release. Premix ME enabled to produce single and double emulsions stabilized with whey protein isolate (WPI), and WPI–Carboxymethyl cellulose (WPI–CMC), WPI–Gum Arabic (WPI–GA) and WPI–Chitosan (WPI–Chi) complexes. Adsorption measurements showed that WPI–polysaccharides interfaces form thicker but less dense layers than only WPI. In O/W emulsions, different interfacial structures made of WPI and CMC led to large differences in lipid oxidation. The negatively charged droplets of the emulsions stabilized with WPI–MC would attract positively charged transition metals, promoting lipid oxidation. Procyanidin-loaded W1/O/W2 emulsions stabilized by WPI–CMC, WPI–GA, or WPI–Chi complexes retained at least 70% of the initial procyanidins at the end of premix ME. Emulsion stability depended on the interfacial layer and the pH of the W2 phase. The release rate of procyanidins was correlated to the interfacial thickness of the WPI–polysaccharide layer: thicker layers lowered the release rate. All the W1/O/W2 emulsions were able to produce procyanidin-loaded microcapsules after spray drying and could all recover their W1/O/W2 emulsion structure upon rehydration. The interfacial composition affected particle size of W1/O/W2 emulsions after microcapsule rehydration. Particularly, WPI–CMC complex was able to truly stabilize the W1/O droplets during the different stages of microcapsule production although it moderately retained the migration of procyanidins through the O–W2 interface. For each type of encapsulation system, a tailor-made hydrophilic emulsifier is required to comply with the type of protection needed, the addenda used and the delivery conditions.

The aim of this study was to determine whether NIRS technology would be suitable to develop a control system to correct drying conditions in order to avoid the appearance of defects in the product. Several predictive models for moisture, aw, and the salt content on the surface of the products (dry-cured sausages and dry-cured hams) have been obtained for the entire process, and an on-line control of the drying process have been developed. / L’objectiu d’aquest treball ha estat determinar si la tecnologia NIRS és una tècnica adequada per poder desenvolupar un sistema de control de l’assecat que corregeixi les condicions de treball dels assecadors evitant l’aparició de defectes en el producte. S'han obtingut models de predicció de la humitat, la aw i el contingut de sal a la superfície dels productes (llonganissa i pernil curat) en tot el procés d’elaboració i s'ha desenvolupat un sistema de control on-line del procés d’assecat.

La documentació més antiga i extensa sobre la viticultura i l'elaboració del vi prové d'Egipte. on des de fa sis mil anys la vinya ja es cultivava al Delta del Nil. Malgrat això, el seu estudi històric i arqueològic encara presenta aspectes desconeguts. Amb el desenvolupament de les tècniques analítiques, tenim les eines per intentar conèixer les llacunes d'una part de la cultura de la civilització mediterrània més antiga: la cultura del vi a l'antic Egipte.El vi era un producte de prestigi a Egipte que consumien les classes benestants i la família reial. Des del Període Pre-dinàstic [4.000-3.150 aC] a les tombes egípcies s'hi dipositaven àmfores de vi com a ofrena per tal que el mort en pogués disposar també en el Més Enllà. Gràcies a què l'elaboració del vi es troba representada en escenes pintades a les parets de les tombes, podem conèixer com el preparaven. Durant el Regne Nou [1.543-1.078 aC] les àmfores s'identificaven de la mateixa manera com ara es fa amb les ampolles de vi. El nom del producte que trobem és vi [irp], però curiosament mai s'indicava si era blanc o negre. També existia un altre tipus de beguda anomenada Shedeh, que no té traducció, i de la qual no es coneix la seva matèria primera. És a partir d'aquestes omissions on s'inicia aquest estudi.Els objectius del treball són:1. Realitzar un estudi bibliogràfic sobre la viticultura i l'enologia a l'antic Egipte. 2. Verificar analíticament la presència de vi en àmfores de l'antic Egipte.- Realitzar anàlisis de l'àcid tartàric, compost característic del vi, en mostres procedents d'àmfores egípcies. - S'estudiaran àmfores d'entre tres i cinc mil anys d'antiguitat de les col·leccions del Museu Egipci del Caire i del Departament de l'Antic Egipte i Sudan del Museu Britànic de Londres. 3. Investigar quin vi s'elaborava a Egipte, blanc o negre. - Posar a punt un nou mètode per a la determinació de marcadors de vi en mostres arqueològiques. - Realitzar anàlisis de residus trobats a l'interior d'àmfores egípcies. 4. Conèixer quina era la matèria primera del producte que els antics egipcis guardaven en àmfores i anomenaven Shedeh. - Realitzar anàlisis d'un residu trobat a l'interior d'una àmfora inscrita Shedeh per saber si aquest s'elaborava a partir de raïm. RESULTATS I APLICACIONSMitjançant el nou mètode d'anàlisi de residus arqueològics per LC/MS/MS es pot demostrar la presència de vi en mostres arqueològiques [tant rascades de la ceràmica com residus secs dipòsits] identificant l'àcid tartàric. El mètode és adequat en l'estudi de mostres arqueològiques per la seva alta sensibilitat i gran selectivitat. La quantitat necessària per l'anàlisi és de només 2 mg.S'ha demostrat per primer cop en mostres arqueològiques que, mitjançant una oxidació alcalina l'àcid siríngic procedent de la malvidina, present en raïms i vins negres joves, s'allibera del polímer complex format al llarg del temps i es pot establir com a marcador de vi negre en residus arqueològics. Per primera vegada, s'ha estudiat el color del vi mitjançant la identificació de dos compostos marcadors de vi en arqueologia: l'àcid tartàric i l'àcid siríngic. Aquest treball també ha permès conèixer que a l'antic Egipte, durant la Dinastia XVIII [1.543-1.292 aC], s'elaborava vi blanc i vi negre, ambdós sota la mateixa denominació: irp. També s'ha pogut constatar que la matèria primera de la beguda egípcia Shedeh era el raïm negre. NOTA: Aquesta tesi ha estat publicada en suport paper per l'editorial Archaeopress: (http://www.archaeopress.com/searchBar.asp?QuickSearch=Guasch) / Wine was a highly appreciated drink in Ancient Egypt. Since the Early Dynastic period (3150-2900 BC), wine jars were placed in royal tombs as funerary meals. Wine offerings to deities performed by the Pharaoh were often shown on the walls of Egyptian temples. From the Old Kingdom period (2700-2200 BC,) Egyptian private tombs were decorated with daily scenes like the grape harvest and the winemaking. The color of the wine was not referred to on texts, papyrus or inscriptions on amphorae.A new method for the identification of tartaric acid, as a wine marker, and for the first time syringic acid, as a red wine marker, in archaeological samples from Egyptian vessels has been developed. The technique used combines the liquid chromatography with the mass spectrometry in tandem (LC/MS/MS). Owing to the special characteristics of the samples, such as the dryness and the small quantity available for analysis, it was necessary the method to be very sensitive and highly specific to detect these compounds at trace levels in the residues. Samples of residues found in wine jars belonging to king Tutankhamun's collection, at the Egyptian Museum in Cairo, have been analyzed. The results reveal that red and white wines were made at the end of the 18th Dynasty (about 1400 BC). Moreover, the botanical origin of the "shedeh" drink has been studied using the new method for archaeological samples. The analysis of a residue inside a well-preserved shedeh amphora from Tutankhamun's Burial chamber, revealed that the "shedeh" drink was made from red grapes, confirming the characteristic of "shedeh" was its particular elaboration. NOTE: Doctoral dissertation published in English by Archaeopress, "Wine in Ancient Egypt: a Cultural and Analytical Study", British Archaeological Reports, Internationl Series 1851, Oxford 2008, iX-72 p.http://www.archaeopress.com/searchBar.asp?QuickSearch=Guasch

Las frutas y sus derivados (especialmente zumos y néctares) y como principal bebida alcohólica el vino, tienen una gran importancia económica y social en los países mediterráneos. La definición de los parámetros de calidad aromática es de gran interés tanto para los organismos legislativos como para las empresas productoras. El objetivo principal de este trabajo ha sido la caracterización aromática de bebidas derivadas de fruta. Para eso, primero hay que establecer un método analítico que sea adecuado para el control de calidad, por tanto tiene que ser rápido, fácil, económico y respetuoso con el medio ambiente. En la elaboración de los derivados de fruta se utilizan de forma habitual enzimas pectolíticos, lo que supone una modificación de la composición en polisacáridos y, dado el papel de estos en la retención de los compuestos volátiles, esto puede afectar a la percepción. Por tanto el segundo objetivo ha sido estudiar la influencia de los polisacáridos sobre la composición volátil.Después de una revisión detallada se ha escogido como método analítico la Microextracción en Fase Sólida (SPME) con la fibra de PDMS. Esta técnica se ha aplicado a zumos y néctares de albaricoque, melocotón y pera de distinto origen (convencional y biológico). Se ha identificado un amplio perfil aromático y a partir de estos resultados se ha establecido la capacidad discriminante del método ya que a partir de los compuestos volátiles se han separado las muestras según la fruta y además según el tipo de producción. También se ha aplicado el método a dos cavas (vino espumoso de calidad elaborado en una región determinada) de distinto tiempo de envejecimiento. Se han ensayado dos fibras, la PDMS y, la más novedosa de DVB-CAR-PDMS. El método de SPME con la fibra de triple recubrimiento, permite discriminar los cavas según un parámetro mucho más exigente como son los meses de rima. Para estudiar la influencia de los polisacáridos sobre la composición volátil es necesario determinar la composición en polisacáridos según su peso molecular, mediante un método ventajoso para ser utilizado rutinariamente. El método escogido ha sido la cromatografía de gel permeación (GPC). La capacidad discriminante de este método se ha demostrado en zumos y néctares comerciales, diferenciando entre el origen convencional y biológico de estos zumos y, en mostos de uva diferenciando entre extractos que provienen de vides con distinta producción (kg/ha). Finalmente, los dos métodos han sido aplicados a zumos de albaricoque, melocotón y pera elaborados en el laboratorio de los cuales se han obtenido tres tipos: los control (sin tratamiento enzimático), un segundo zumo al que se ha aplicado un enzima para facilitar la extracción y finalmente un tercer grupo al que se ha aplicado un enzima para clarificar. La composición en polisacáridos varía en función de la fruta estudiada e incluso de la variedad, pero en general los enzimas incrementan la composición en polisacáridos de menor peso molecular. Se han identificado numerosas familias químicas en el perfil volátil obtenido por SPME y fibra DVB-CAR-PDMS y al estudiar el efecto de los enzimas sobre los volátiles, el tratamiento parece ser útil para los zumos de albaricoque dando lugar a zumos más ricos en terpenos y norisoprenoides (de sabor agradable); mientras que parece no favorecer aromáticamente los zumos de melocotón y pera ya que disminuyen las lactonas y los ésteres de decadienoato que son los compuestos impacto de estas frutas, respectivamente. / Fruits and its derivatives have a great social and economic importance in the Mediterranean Countries. The present study aims at the identification of characteristic volatile compounds in fruit derived beverages using a rapid, easy, economic and respectful with the environment method. The influence of the polysaccharides to the volatile compounds was also examined.Solid Phase Microextraction (SPME) using PDMS fibers was the technique established for this study. This extraction method was applied to different commercial juices and nectars, such as apricot, peach and pear, which were processed in an organic and conventional way. A wide range of chemical families were obtained and although the discriminate capacity was checked. Using the same method two different aging series of cava (Spanish sparkling wine) were analyzed. The technique employed was able to differentiate the analyzed cavas according to the ageing time.In order to study the influence of polysaccharides to the volatile composition, Gel Permeation Chromatography (GPC), a molecular weight method, was used. GPC showed a high discriminate capacity not only in grapes of different yields (kg/ha) and different maturation indexes but also in juices and nectars of different origins and production processes, conventional and organic.Finally, the SPME and GPC methods were applied to apricot, peach and pear juices elaborated in the laboratory. After two enzymatic treatments applied during the manufacture of the fruit juices, the behavior of volatile compounds was described. Chemical families, never before identified in these fruits, were found. The enzymes used for the clarification and extraction of fruit juices modified the polysaccharides, and as a result of that the volatile composition. In apricot the enzymes enhanced some varietal compounds, such as terpenes and norisoprenoids. In contrast to apricot, the amount of lactones and decadienoate esters, the character impact compounds of peach and pear, didn't get favored by the enzymes used.

La fritura es un proceso de naturaleza muy complejo donde aceites o grasas son repetidamente calentados a elevadas temperaturas durante prolongados periodos de tiempo y en presencia de aire. Este proceso permite reacciones de hidrólisis, oxidación y polimerización de los TG de los aceites o grasas, las cuales pueden originar diferentes compuestos de alteración que comprometen la calidad del producto frito e incluso la seguridad y repercusión nutricional del mismo. Este trabajo nace de la necesidad de las empresas fabricantes de patatas fritas y productos de aperitivos de un buen control del proceso de fritura industrial y de contar con mayores conocimientos básicos y aplicados sobre algunas características implicadas en los procesos de fritura. Para ello, deben de disponer de herramientas eficaces para el control de la calidad del producto obtenido durante la fritura en continuo. Por tanto, con este objetivo se seleccionaron, optimizaron y aplicaron diferentes métodos analíticos simples y rápidos que pudieran realizarse por parte de cualquier tipo de industria, sin excesivos requisitos técnicos, humanos y materiales y otros más complejos utilizados como referencia. En dicha selección de métodos analíticos se escogieron tanto métodos físicos, químicos y cromatográficos que evalúan diferentes características relacionadas con la alteración (ej. hidrólisis de TG, grado de oxidación primaria o secundaria, destrucción de AGPI,.).En un primer etapa, se estudió el control del proceso de fritura en continuo mediante dos experimentos (el primero mediante el control de la alteración a lo largo de una semana en varias empresas y un segundo donde se evaluó el control de la alteración a lo largo de 5 semanas consecutivas en varias empresas) poniendo de manifiesto la utilidad de algunos de estos métodos para el seguimiento adecuado de los cambios que se producen durante la fritura (ej. el índice de p-anisidina, el porcentaje de polímeros de TG, la extinciones específicas a 232, 270 y 280 nm y la constante dieléctrica), los cuales podrían complementar y/o sustituir al grado de acidez (parámetro habitualmente utilizado por las empresas fabricantes de productos fritos como método analítico de control). Además, durante esta etapa, los resultados obtenidos en el producto frito pone de manifiesto un grado de alteración moderado-bajo y uniforme, reflejo en parte del medio de fritura, pudiendo considerar una uniformidad en la calidad del producto.Posteriormente, en una segunda etapa, mediante dos diseños factoriales se evaluó la influencia de diferentes combinaciones de antioxidantes, y diferentes condiciones de trabajo (tipos de aceite, presencia o no de antioxidantes, tiempos de fritura, tiempos de almacenamiento, y envasado o no en atmósfera de N2) sobre la alteración del medio de fritura y la estabilidad oxidativa y aceptabilidad sensorial del producto. Con los resultados de estos estudios se concluyó que es el palmitato de ascorbilo el único antioxidante que presentó una efectividad clara para evitar la formación de compuestos de oxidación en las condiciones estudiadas, no presentando efecto sinérgico con los otros dos antioxidantes en estudio (ácido cítrico y extracto de tocoferoles). Por otro lado, el envasado en atmósfera de nitrógeno fue la condición tecnológica que previno de forma más clara la pérdida de calidad sensorial del producto frito. Además, la determinación del contenido de hidroperóxidos lipídicos y en menor medida la K232 fueron los parámetros que se vieron afectados más claramente por el tiempo de almacenamiento y las condiciones tecnológicas (adición de antioxidantes y envasado en atmósfera de nitrógeno). Finalmente, cabe considerar el índice de p-anisidina un buen parámetro de predicción de la vida útil del producto especialmente en medios más oxidables. / Continuous deep-fat frying operation is a quite complex process where several factors such as oil composition, transport, packaging and storage of oil, the nature of the food fried and its interaction with the frying oil, frying equipment, process of frying and evaluation of the quality of the frying oil influence the quality of the frying oil, and threfore those of fried products.The changes in quality characteristics of frying medium and lipid extracted of potato chips and fried extruded or non-extruded snacks made by six-large scale Spanish producers were studied by means of two experimental design. Analytical methods applied to monitor lipid degradation included acid value, lipid UV absorption, dielectric constant, viscosity, C18:2n-6/C16:0, anisidine value, iodine value, polymer and diacylglycerol content. In this study, acid value, dielectric constant, anisidine value, lipid UV absorption and polymer content were capable of monitoring changes occurring during frying cycle taking into account the replenishment guidelines of fryer and frying system.For all tested conditions, oxidation analytical methods such as anisidine value, lipid UV absorption, polymer content and dielectric constant showed to be and alternative of acid value in continuous deep frying. Thus, lipid extracts from crisps and snacks foods were analysed and the results were of similar magnitude to those obtained for their counterpart oils.The effects of several combinations of antioxidants on the changes in quality characteristics of palm olein and oxidative stability and consumer acceptability of fried products snacks at 0, 8 and 16 months were evaluated in factorial design. Ascorbyl palmitate is the only one that prevent formation of oxidation compounds in frying medium and fried products. Furthermore, under conditions, there is no sinergistic effects with the rest of antioxidants assayed (citric acid and tocopherols extract).Finally, a factorial design was used to study the effect of type of oil, frying time, presence or absence of combinations of antioxidants, packaging and storage temperature at 0, 4, 8 months on quality of frying oil and composition, oxidative stability and sensorial characteristics of potato crips. The extent of alteration was assessed by different chemical and physical parameters. The combinations of antioxidants show effectiveness against lipid oxidation in frying oil and fried chips. Moreover, nitrogen packaging avoided higher formation of lipid hidroperoxide content during storage and improved consumer acceptability. The p-anisidine value seems to be a good index to predict the self-life of potato chips in frying media more prone to oxidation.

Una dieta rica en frutas y verduras parece ser importante para la prevención de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo y por tanto es posible que alguno de sus compuestos constituyentes o la interacción de varios de ellos sean los responsables del efecto protector que presentan. Los flavonoides son los principales candidatos debido su abundancia en el reino vegetal y la actividad antioxidante que presentan en su estado natural. Existe una gran variedad de flavonoides que difieren en su estructura. Las pequeñas diferencias en la estructura química resultan en grandes diferencias en el efecto biológico. Además cuando los flavonoides son ingeridos sufren biotransformaciones que modifican la estructura química de los compuestos y por lo tanto, la actividad biológica se ve modificada. Una gran parte de los flavonoides que forman parte de frutas y verduras se encuentra en forma polimérica y fundamentalmente son proantocianidinas. Así, el objetivo general de la presente tesis fue contribuir al establecimiento de las bases científicas para el uso de fracciones polifenólicas y fibra dietética constituidas básicamente por proantocianidinas en la prevención de enfermedades como el cáncer. Para ello, se realizó un estudio de la relación entre el grado de polimerización y porcentaje de galoización y el efecto antioxidante y biológico de fracciones de proantocianidinas de diferente composición en diferentes medios físico-químicos. Así, fracciones obtenidas de corteza de pino (exentas de galato), de subproductos del prensado de la uva (porcentaje de galoización media) y de Hamamelis (de elevada galoización) fueron caracterizadas por despolimerización ácida y posteriormente se evaluó la capacidad antioxidante (método DPPH, TEAC), antirradicalaria (método del radical HNTTM, TNPTM), inhibición a la oxidación lipídica y el efecto antiproliferativo en una línea celular de melanoma (SK-MEL-28). Los resultados mostraron que los efectos químicos y biológicos en los que están implicadas las proantocianidinas están influidos de menor a mayor grado por el grado de polimerización, porcentaje de galatos y porcentaje de grupos pirogalol. Además se realizó un estudio de las biotransformaciones que sufren las proantocianidinas utilizando como muestra rica en proantocianidinas una fibra dietética procedente de subproductos del prensado de la uva. Para ello, se realizó previamente la identificación de los compuestos fenólicos mayoritarios y posteriormente con el fin de avanzar en el conocimiento de los posibles efectos beneficiosos de los polifenoles, se realizó un estudio de identificación de metabolitos tras la ingesta de fibra antioxidante de uva en ratas. Experimentos en tándem (LC-MS/MS) permitieron identificar 18 metabolitos procedentes de epicatequina monomérica y diversos ácidos fenólicos resultantes de la fermentación colónica. PALABRAS CLAVE: Radicales libres, Actividad antioxidante, Polifenoles, Fibra dietética, Procianidinas / Many epidemiological studies indicate that a diet rich in flavonoids from vegetables and fruits appear to be inversely related to several diseases and cancer mortality. Flavonoids in food have been shown to have powerful free-radical scavenging activity, antioxidant activity, and anti-tumor promoting effect. There are more than 5000 different types of flavonoids with numerous structural variations within. Small differences in their structure are converted into great differences in their biological activity. Moreover, polyphenols are extensively metabolized in the intestinal tract and liver. Thus, it is very important to examine the action of these compounds from different angles and evaluate their effects and risks. The main objective of the present PhD has been to contribute to the knowledge of the chemical and biological effects of polyphenols, especially proanthocyanidins. The influence of the degree of polimeration and percentage galloylation and the biological activities of proanthocyanidins fractions were evaluated. The results show that the most cytotoxic /antiproliferative fractions showed also the highest electron transfer capacity. The study of the metabolization of polyphenols after the intake of antioxidant dietary fiber (GADF) rich in proanthocyanidins resulted in the identification of more than 18 metabolites such a epicatechin mono, di-, tri- conjugates and also phenolic acids from colonic fermentation and even phenolic acids conjugates with sulfated and glucuronide. KEYWORDS: Free radicals, Antioxidant capacitiy, Polyphenols, Dieraty fiber, Procianidins

In this PhD it has been analyzed the antioxidant activity of five plants: Camelia sinensis, Gentian lutea, Betula pendula, Convolvulus arvensis and Arctostaphylos uva-ursi. An Electronic Paramagnetic Resonance has been tuned up to determine the antiradical activity of white tea against the methoxy radical using ferulic acid as a standard. It has been proven that the components with more antiradical activity, against the methoxy radical, are the ones with the gallate group, EGCG and ECG. Active ingredients of the Gentian root have been obtained with hydroalcoholic extraction and their antioxidant activity has been demonstrated in both in vitro methods and food models. The antiradical activity of such extracts was determined by FRAP, DPPH, TEAC and ORAC assays. The lyophilized extract, added to the ecological beef meat in a proportion of 2% (by mass), inhibited the meat oxidation (measured by TBARS assay) in high oxygen content atmospheres (80% in volume) as well as in low oxygen content ones (20% in volume). The simultaneous addition of ascorbic acid (0.5% by mass) resulted in significant improvements in color and stability. The lyophilized extract (0.5% by mass) also inhibited oxidation in model systems, oil-in-water emulsions, stored in forced oxidation conditions and constant agitation. The protein BSA addition (0.1% by mass) showed synergic effect and increased the emulsion stability against oxidation. HPLC quantitative analysis found that gentian contained secoiridoid-glycosides (gentiopiocroside and sweroside) and the post-column addition of ABTS cationic radical demonstrated the scavenging activity of each of its compounds. For Convolvulus and Betula, the effect of the solvent polarity in the total polyphenol extraction (by the Folin Ciocalteau assay) was determined. The 50% ethanol extract was the best performer. The scavenging activity of the Convolvulus extract was analyzed by TEAC, FRAP and ORAC assays and against methoxy radical (by EPR). Furthermore, lyophilized extract was added to minced meat hamburgers in different proportions (0.1 and 0.3% by mass). They were stored in a modified atmosphere (80% of O2 and 20% of CO2). Lastly, an edible gelatin film, with Convolvulus extract, was designed. All the assays showed capacity to protect the hamburgers against oxidation. The antiradical activity of the Betula extract was also determined by TEAC, ORAC and FRAP assays and against methoxy radical (by EPR). Some of its phenolic acids were identified by HPLC. Hamburgers, with a proportion of 0.1% and 0.3% by mass of the lyophilized extract, were made and stored under refrigeration (4ºC) and in a modified atmosphere (80% of O2 and 20% of CO2). Colour and percentage of metmyoglobin changes were analyzed as well as the oxidation degree (by TBARS assay). Both percentages provided significant improvements in all the studied parameters. The last part of this thesis was focused in the study of Arctostaphylos uva-ursi. The scavenging activity against ABTS+ and methoxy radical was determined (by EPR). A percentage of 0.1% by mass of the lyophilized extract was added to oil-in-water emulsions. Oxidation was measured by VP and TBARS. There was a significant delay in oxidation. Extract was incorporated to edible gelatin films with 0.1% by mass. If such a film protects the hamburger, its life is increased. In conclusion, all five plants presented in this study have antioxidant activity (in the used proportions) that made them suitable to formulate new foods, more stable over time against oxidation without using the controversial synthetic antioxidants. Moreover, they will be able to provide additional advantages (incorporating natural antioxidants), which would provide functional foods. / Se ha analizado la actividad antioxidante de cinco plantas: Camelia sinensis, Gentian lutea, Betula pendula, Convolvulus arvensis y Arctostaphylos uva-ursi. Se ha puesto a punto, con el té blanco, la Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR) para determinar la actividad antiradicalaria frente al radical metoxi, usando como patrón el ácido ferúlico. Se ha demostrado que los componentes del té con más actividad antiradicalaria, frente a los radicales metoxi, son los que tienen el grupo galato, EGCG y ECG. Se han obtenido, por extracción hidroalcohólica, los principios activos de la raíz de genciana y se ha demostrado su actividad antioxidante tanto en métodos in vitro como en modelos de alimentos. La actividad antiradicalaria de dichos extractos se determinó por FRAP, DPPH, TEAC y ORAC. El liofilizado del extracto, añadido a la carne de ternera ecológica en proporción 0,2 % (en masa), inhibió la oxidación de la carne (medida por TBARs), tanto en atmósferas de alto contenido en oxígeno (80% en volumen) como de bajo contenido (20% en volumen). La adición simultánea de ácido ascórbico (0,5% en masa) produjo mejoras significativas en el color y en la estabilidad. El extracto liofilizado (0,5 % en masa) también inhibió la oxidación en sistemas modelo, emulsiones de aceite en agua, almacenadas en condiciones de oxidación forzada y con agitación constante. La adición de la proteína BSA (0,1 % en masa) mostró efecto sinérgico y aumento la estabilidad de la emulsión frente a la oxidación. El análisis cuantitativo mediante HPLC mostró que la genciana contenía glucósidos secoiridoides (gentiopiocrosido y swerosido) y la adición post-columna del radical catiónico ABTS, demostró la actividad antiradicalaria de cada uno de sus compuestos. Para Convulvuvus y Betula se determinó el efecto de la polaridad del disolvente en la extracción de los polifenoles totales (por el método de Folin Ciocalteau). El extracto de etanol al 50% fue el que obtuvo mejores resultados. Se analizó la actividad antiradicalaria del extracto de Convulvuvus mediante el TEAC, el FRAP, el ORAC y frente al radical metoxi (por EPR). Además se añadió el extracto liofilizado a hamburguesas de carne picada en diferentes proporciones (0,1 y 0,3 % en masa). Se almacenó en atmósfera modificada (80% de O2 y 20% de CO2). Finalmente se diseñó un film comestible de gelatina con el extracto de Convulvuvus. Todos los ensayos mostraron capacidad de proteger las hamburguesas frente a la oxidación. Se determinó la actividad antiradicalaria del extracto de Betula por TEAC, ORAC, FRAP y frente al radical metoxi (por EPR). Se identificaron por HPLC algunos de sus ácidos fenólicos. Se hicieron hamburguesas con una proporción de 0,1% y 0,3%, en masa, del extracto liofilizado y se almacenaron en refrigeración (4ºC) y en atmósfera modificada (80% O2 y 20% CO2). Se analizó el cambio de color y el cambio en el porcentaje de metamioglobina, así como el grado de oxidación (a través del TBARs). Los dos porcentajes proporcionaron mejoras significativas en todos los parámetros estudiados. La última parte de esta tesis se centró en el estudio de la Arctostaphylos uva-ursi. Se determinó la actividad antiradicalaria frente al ABTS·+ y frente al radical metoxi (por EPR). Se añadió a emulsiones de aceite en agua un porcentaje de 0,1 % en masa del extracto liofilizado. Se midió la oxidación por VP y TBARs. Se produjo un retraso significativo en la oxidación. Se incorporó extracto a films comestibles de gelatina con 0,1 % en masa. Si dicho film protege la hamburguesa, aumenta su vida útil. En conclusión, las 5 plantas presentadas en este estudio tienen una actividad antioxidante (en las proporciones utilizadas) que las hace aptas para formular nuevos alimentos, más estables en el tiempo frente a la oxidación sin el uso de los controvertidos antioxidantes sintéticos. Además podrán proporcionar ventajas adicionales (incorporación de antioxidantes naturales), lo que permitiría obtener alimentos funcionales.