El procesado por alta presión hidrostática (APH) consiste en la aplicación de presión al alimento con una intensidad que puede variar entre 50 y 1000 MPa. La tecnología APH se considera una de las más viables económicamente dentro de las tecnologías no térmicas y permite la obtención de alimentos seguros y saludables con una elevada calidad sensorial y organoléptica. La mayoría de los estudios realizados sobre el potencial y las limitaciones del procesado de alimentos con APH se han centrado en la inactivación microbiana y enzimática. Sin embargo, el efecto que ejerce esta tecnología sobre la microestructura y los componentes nutricionales, vitaminas y compuestos bioactivos de los alimentos ha sido menos estudiado. El efecto beneficioso de los nutrientes y compuestos bioactivos presentes en los alimentos vegetales depende de su biodisponibilidad, que a su vez, depende de muchos factores, como la variedad, madurez, situación y estructura de la matriz vegetal, interacción con otros componentes, procesado del alimento, etc. En este sentido, el procesado con APH podría influir en la extractabilidad y biodisponibilidad de este tipo de compuestos. Por todo ello, el objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es avanzar en el conocimiento de la relación entre la microestructura del tejido vegetal y la mejora de la funcionalidad (extractabilidad) de sus componentes bioactivos mediante la aplicación de APH. En este trabajo, como productos vegetales modelo se han seleccionado un fruto, el caqui (Diospyros kaki L.f.) y una hortaliza, la cebolla (Allium cepa L.) por su contenido en compuestos funcionales. El caqui �Rojo Brillante� ha sufrido una gran expansión en la Comunidad Valenciana y es una importante fuente de compuestos fenólicos (fundamentalmente taninos, responsables de la astringencia característica del fruto), fibra dietética y carotenoides. La cebolla, por su parte, destaca por su alto contenido en polifenoles con importante poder antioxidante. Para estudiar la / Vázquez Gutiérrez, JL. (2012). EFECTO DE LAS ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS SOBRE LA ESTRUCTURA Y ESTABILIDAD DE TEJIDOS VEGETALES. RELACIÓN CON LA EXTRACTABILIDAD DE COMPUESTOS BIOACTIVOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16963

The main goal of food preservation is to ensure foods' microbiological stability and safety, at least, during their shelf life. For this purpose, intense heat treatments have been traditionally applied. However, for some years now, there is a need to search for new alternatives because heat penalizes the properties of foods, while consumer demands for minimally processed products, without synthetic additives. In response to this demand, nowadays it is promoted the application of non-thermal preservation technologies and the use of natural antimicrobials, which allow compliance of the current legislation, while maintaining or improving the nutritional, sensory and functional profile of fresh foods. In this sense, the hurdle technology, which proposes the combination of preservation methods with synergistic effects, has been developed to achieve the objectives of stability and security by minimizing the intensity and the impact of the chosen methods. Accordingly, this doctoral thesis poses the study of a combined strategy to reduce or control the concentration of pathogenic microorganisms in minimally processed foods, free of synthetic additives. Specifically, it was studied the effect of combining the use of plant-based antimicrobials with high pressure processing, to extend the shelf life of plant-based beverages, containing fresh fruit juices. With this aim, the antimicrobial potential of carvacrol, citral, açaí and stevia was first evaluated, from a kinetic point of view, in reference medium, at different temperatures. Then, a plant-based beverage was formulated and the antimicrobial potential of stevia alone and in combination with the application of high hydrostatic pressures was quantified from a kinetic point of view, at different temperatures. Finally, the combination was optimized using the response surface methodology, evaluating also its effect on the inhibition of enzymes involved in food spoilage as well as its effect on the total phenolic content and the antioxidant activity of the food developed. According to the results, carvacrol, citral, açaí and stevia could affect the survival or growth of pathogenic microorganisms in minimally processed foods. Therefore, those antimicrobials could be used as additional measures for microbiological control during storage. On the other hand, according to the results obtained in the beverage, combining the addition of stevia with high pressure processing could be a good strategy to meet the microbiological standards required for juices and similar foods. Furthermore, this combination could (i) inhibit the action of enzymes involved in browning (specifically, polyphenoloxidase and peroxidase activities), (ii) improve the functional quality of plant-based beverages (as an increase both in the total phenolic content and the antioxidant activity was observed in an extract obtained from juices), and (iii) avoid the addition of sugars or synthetic sweeteners (given the sweetening power of the steviol glycosides present in stevia leaves). / La conservación de alimentos tiene como principal objetivo garantizar su estabilidad y seguridad microbiológica, al menos, durante el tiempo de vida útil. Para ello, tradicionalmente se han aplicado tratamientos térmicos intensos. Sin embargo, desde hace algunos años se buscan alternativas porque la aplicación de calor merma las propiedades de cualquier alimento, mientras que el consumidor demanda productos poco procesados, sin aditivos sintéticos. En respuesta a esta demanda, hoy en día se promueve la aplicación de tecnologías de conservación no térmicas y el uso de antimicrobianos de origen natural, que permitan cumplir con la legislación vigente y, a la vez, mantener o mejorar el perfil nutricional, sensorial y funcional de los alimentos frescos. En este sentido se ha desarrollado la tecnología de barreras, que propone la combinación de métodos con efectos sinérgicos, para alcanzar los objetivos de estabilidad y seguridad planteados, minimizando la intensidad y el impacto de los métodos escogidos. En consecuencia, la presente tesis doctoral plantea el estudio de una estrategia combinada para reducir o controlar la concentración de microorganismos patógenos en alimentos mínimamente procesados, libres de aditivos sintéticos. En concreto, se estudió el efecto obtenido al combinar el uso de antimicrobianos de origen vegetal con el procesado mediante altas presiones hidrostáticas para alargar la vida útil de bebidas vegetales elaboradas a partir de zumos de fruta fresca. En primer lugar se evaluó el potencial antimicrobiano del carvacrol, del citral, del asaí y de la estevia, desde un punto de vista cinético, en medio de referencia, a distintas temperaturas. A continuación se formuló una bebida vegetal y se cuantificó el potencial antimicrobiano de la estevia, sola y combinada con la aplicación de altas presiones hidrostáticas, desde un punto de vista cinético, a distintas temperaturas. Por último, utilizando la metodología de superficies de respuesta se optimizó la combinación de métodos, valorando también su efecto sobre la inhibición de enzimas implicados en el deterioro de los alimentos, así como sobre el contenido total de compuestos fenólicos y la actividad antioxidante de la bebida formulada. De acuerdo con los resultados obtenidos se concluye que carvacrol, citral, asaí y estevia podrían afectar la supervivencia o el crecimiento de microorganismos patógenos en alimentos mínimamente procesados, y por lo tanto, que los cuatro podrían ser empleados como medidas adicionales para el control microbiológico durante el almacenamiento. Por otro lado, en vista de los resultados obtenidos en la bebida se demuestra que combinar la adición de estevia con la aplicación de altas presiones hidrostáticas podría ser una buena estrategia para cumplir con los estándares microbiológicos exigidos para zumos y bebidas similares. Además, la combinación podría (i) inhibir la acción de enzimas implicados en el pardeamiento (concretamente, las actividades polifenoloxidasa y peroxidasa); (ii) mejorar aspectos relacionados con la calidad funcional de las bebidas vegetales (habiéndose observado un incremento tanto en el contenido total de compuestos fenólicos como en la actividad antioxidante de un extracto obtenido a partir de zumos), y (iii) evitar la adición de azúcares o edulcorantes sintéticos (teniendo en cuenta el poder edulcorante de los esteviol glicósidos que se acumulan en las hojas de estevia). / La conservació d'aliments té com a principal objectiu garantir la seua estabilitat i seguretat microbiològica, almenys, durant el període de vida útil. Amb aquesta finalitat, tradicionalment s'han aplicat tractaments tèrmics intensos. No obstant això, des de fa alguns anys es busquen alternatives, perquè l'aplicació de calor minva les propietats de qualsevol aliment, mentre que el consumidor demanda productes escassament processats, sense additius sintètics. En resposta a aquesta demanda, actualment es promou l'aplicació de tecnologies de conservació no tèrmiques i l'ús d'antimicrobians d'origen natural, que permeten complir amb la legislació vigent i, alhora, mantenir o millorar el perfil nutricional, sensorial i funcional dels aliments frescos. En aquest sentit s'ha desenvolupat la tecnologia de barreres, que proposa la combinació de mètodes de conservació amb efectes sinèrgics, per a aconseguir els objectius d'estabilitat i seguretat plantejats, minimitzant la intensitat i l'impacte dels mètodes escollits. En conseqüència, la present tesi doctoral planteja l'estudi d'una estratègia combinada per a reduir o controlar la concentració de microorganismes patògens en aliments mínimament processats, lliures d'additius sintètics. En concret, es va estudiar l'efecte obtingut en combinar l'ús d'antimicrobians d'origen vegetal amb el processament mitjançant altes pressions hidrostàtiques per a allargar la vida útil de begudes vegetals preparades a partir de sucs de fruita fresca. Amb aquest objectiu, en primer lloc es va determinar el potencial antimicrobià del carvacrol, el citral, l'açaí i l'estèvia, des d'un punt de vista cinètic, en medi de referència, a diferents temperatures. A continuació, es va formular una beguda vegetal i es va quantificar el potencial antimicrobià de l'estèvia, sola i combinada amb l'aplicació d'altes pressions hidrostàtiques, des d'un punt de vista cinètic, a diferents temperatures. Finalment, emprant la metodologia de superfícies de resposta es va optimitzar la combinació de mètodes, valorant també el seu efecte sobre la inhibició d'enzims implicats en la deterioració dels aliments, així com el seu efecte sobre el contingut total en compostos fenòlics i l'activitat antioxidant de la beguda desenvolupada. D'acord amb els resultats obtinguts es conclou que carvacrol, citral, açaí i estèvia podrien afectar la supervivència o el creixement de microorganismes patògens en aliments mínimament processats, i per tant, que els quatre podrien ser emprats com a mesures addicionals per al control microbiològic durant l'emmagatzematge. D'altra banda, segons els resultats obtinguts en la beguda es demostra que combinar l'addició d'estèvia amb l'aplicació d'altes pressions hidrostàtiques podria ser una bona estratègia per a complir amb els estàndards microbiològics exigits per a sucs i begudes similars. A més, la combinació podria (i) inhibir l'acció d'enzims implicats en l'embruniment (en particular, les activitats polifenoloxidasa i peroxidasa), (ii) millorar aspectes relacionats amb la qualitat funcional de la beguda (havent-se observat un increment tant en el contingut total de compostos fenòlics com en l'activitat antioxidant d'un extracte obtingut a partir de sucs), i (iii) evitar l'addició de sucres o edulcorants sintètics (tenint en compte el poder edulcorant dels esteviol glicòsids que s'acumulen en les fulles d'estèvia). / Belda Galbis, CM. (2017). APLICACIÓN CONJUNTA DE INGREDIENTES NATURALES Y TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS PARA LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82693 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

Investigation of dynamic properties of non-ideal one-component plasmas by the method of moments Dynamic characteristics of strongly coupled one-component plasmas are studied within the moment approach with local constraints by an algorithm similar to that of Schur. Some simulations of two-component plasmas are analyzed using sum rules and other exact relations. One of the main problems of plasma physics is to obtain an expression for the dielectric function determining screening effects, dispersion relations and other dynamic characteristics, such as conductivity, reflectivity, etc. The dielectric function can be derived from the linear-response theory, using the methods of the kinetic theory or hydrodynamics and by means of perturbation expansion of the Kubo formula. On the other hand, the dielectric function can be deduced on the basis of the method of moments. All methods mentioned above are mostly applicable in a limited range of variation of plasma parameters where some perturbation expansion can be used. There are no such restrictions on the plasma parameters in the method of moments which permit to reconstruct any Nevanlinna class function by its convergent power moments. In Physics these functions are called response functions which due to the causality principle satisfy the Kramers-Kronig relations, e.g., the plasma inverse dielectric function. Another dynamic characteristic, i.e. the dynamic structure factor which is related, via the fluctuation dissipation theorem, to the imaginary part of the inverse dielectric function, can be extracted from the experimental data. Thus, from both the practical and mathematical points of view, the study of the dynamic structure factor is important. There exist several approaches to the investigation of the dynamic structure factor. Beyond experimental and theoretical methods, some simulation techniques based on the first principles of mechanics and statistical physics, can be applied. / Askaruly, A. (2011). Investigation of dynamic properties of non-ideal one component plasmas by the method of moments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9474

La aplicación de nuevas tecnologías en el ámbito de la conservación de alimentos pretende dar respuesta al incremento de la demanda, por parte de los consumidores, de alimentos más parecidos a los frescos o naturales, más nutritivos y de fácil y rápida preparación (ready-to-eat meals). Las tecnologías más estudiadas en la actualidad se basan en el empleo de sistemas de destrucción o inactivación bacteriana sin necesidad de emplear un tratamiento térmico intenso. Se pretende así reducir los cambios perjudiciales en las propiedades físicas, químicas, nutricionales y sensoriales de los alimentos, pero manteniendo la vida útil. El objetivo general de este trabajo ha sido el estudio del impacto de la aplicación de nuevas tecnologías de conservación, como los Campos Eléctricos Pulsados (PEF) y las Altas Presiones de Homogeneización (HPH), sobre la estructura y los principales componentes químicos de alimentos fluidos (huevo líquido y salsas). Para ello, se ha estudiado la microestructura y se ha realizado el análisis químico de la fracción proteica y lipídica de estos alimentos. Además, se han estudiado diferentes propiedades físicas del huevo líquido tratado por PEF que determinan su calidad, como son la viscosidad, el color, y la capacidad espumante. Los experimentos se han realizado con muestras procesadas por PEF en el SIK (the Swedish Institute for Food and Biotechnology) y por HPH en la Università di Bologna, y se han llevado a cabo también después de una semana de almacenamiento refrigerado a 4ºC. Los resultados obtenidos en este estudio muestran que los tratamientos por PEF y HPH pueden ser una buena alternativa al tratamiento térmico convencional para la conservación de huevo líquido, por su menor impacto en la microestructura y en las propiedades químicas cuando se aplican a baja intensidad, si se compara con la pasteurización. Además, el tratamiento por PEF afecta mínimamente a las propiedades funcionales del huevo líquido. / Marco Molés, R. (2012). IMPACTO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS DE CONSERVACIÓN SOBRE LA ESTRUCTURA Y LOS PRINCIPALES COMPONENTES QUÍMICOS DE ALIMENTOS FLUIDOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14637

El consumo de arándanos (Vaccinium corymbosum) despierta, actualmente, un gran interés debido a los efectos beneficiosos que tienen para la salud, relacionado con su alto contenido en componentes antioxidantes, principalmente, en antocianinas. Distintos autores le atribuyen propiedades farmacológicas y funcionales como anticarcinogénesis, reducción de enfermedades coronarias, tratamientos contra desórdenes en el tracto urinario y mejoramiento de la memoria. Si bien en España, la producción y consumo son reducidos, en Argentina, un excedente de producción obliga a considerarlo como ingrediente para la fabricación de nuevos productos. Por esta razón, en colaboración con la Facultad de Ciencias de la Alimentación de la Universidad Nacional de Entre Ríos de Argentina, se plantea el estudio de la elaboración de un zumo de arándanos con alto contenido en compuestos antioxidantes que pueda ser utilizado para el desarrollo de alimentos funcionales. En la elaboración de zumo de arándanos se plantea estudiar dos etapas importantes, la despectinización y la homogenización a altas presiones. Los arándanos poseen una alta concentración de pectinas que combinado con su bajo pH, provocan una rápida gelificación durante la etapa de triturado, impidiendo su posterior procesado. Por esta razón, es fundamental realizar una despectinización, utilizando enzimas pectolíticas. En el mercado existen distintos packs enzimáticos con actividad hidrolítica sobre las cadenas pécticas que actualmente se utilizan durante la maceración de vino; además también se plantea la utilización de levaduras con alta capacidad pectolítica que han sido seleccionadas genéticamente por el grupo de investigación en biotecnología del Instituto de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo. Una vez obtenido el zumo, se estudia el efecto de la aplicación de altas presiones de homogenización sobre las propiedades del zumo. Someter el zumo a procesos de altas presiones puede mejorar no solo sus características reológicas, sino también sus características funcionales y su estabilidad microbiológica durante el almacenamiento. Para el desarrollo de un alimento funcional se utiliza la técnica de impregnación a vacío. El equipo investigador, en el que se integra esta tesis, ha desarrollado un procedimiento que permite incluir cualquier componente con actividad fisiológica en el interior de la matriz de una fruta u hortaliza (Patente P99 02730-5 ¿Procedimiento de impregnación de alimentos naturales con productos nutracéuticos y dispositivo para su puesta en práctica¿. Además, ha demostrado la factibilidad de desarrollo de un alimento funcional mediante esta técnica en distintas tesis doctorales. Aplicando este procedimiento, se puede incluir el zumo de arándanos, dentro de una matriz porosa como rodajas de manzana para producir un alimento tipo snack. Este snack se puede estabilizar por reducción de la actividad de agua, aplicando una operación de secado con aire caliente. De esta manera, se obtiene un producto con atributos funcionales del zumo de arándanos sumados a los atributos nutritivos que posee la manzana. / Castagnini, JM. (2014). Estudio del proceso de obtención de zumo de arándanos y su utilización como ingrediente para la obtención de un alimento funcional por impregnación a vacío [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38988

Tesis por compendio / La presente tesis doctoral se centra en la obtención de nuevos ingredientes ricos en compuestos bioactivos a partir de tejidos vegetales (caqui y pimiento) sometidos a distintos tratamientos de conservación como las altas presiones hidrostáticas (APH) y la pasteurización, con la finalidad de formular nuevos alimentos funcionales. Se estudió el efecto de un tratamiento específico de APH (200 MPa/6 min/25 ºC) y otro de pasteurización (70 ºC/15min) sobre la estructura y el contenido en algunos compuestos bioactivos del caqui. Tanto las APH como la pasteurización causaron cambios estructurales en el tejido parenquimático, favorecieron la precipitación de taninos y la formación de células tánicas, lo que podría relacionarse con la pérdida de astringencia del fruto. Las APH mejoraron la extractabilidad de compuestos carotenoides y mantuvieron las propiedades antioxidantes del fruto. Esta técnica podría ser una alternativa al tratamiento de pasteurización convencional. Asimismo el caqui tratado por APH podría ser empleado en la formulación de nuevos alimentos funcionales, tales como bebidas lácteas enriquecidas con caqui. Las nuevas bebidas lácteas, con idéntico contenido en carotenoides, se formularon haciendo uso de caqui no tratado, sometido a APH y pasteurizado; y tres matrices lácteas diferentes: leche entera, semi-desnatada y desnatada. Las bebidas elaboradas con caqui tratado por APH presentaron unas adecuadas propiedades reológicas ya que ni gelificaron como las elaboradas con caqui no tratado, ni sedimentaron como las formuladas con caqui pasteurizado. Los consumidores percibieron las nuevas bebidas lácteas enriquecidas con caqui como bebidas altamente antioxidantes. Las que más gustaron fueron las elaboradas con caqui tratado por APH independientemente del tipo de leche utilizada y las elaboradas con caqui no tratado y leche entera. Por tanto, el tratamiento por APH permite formular bebidas lácteas enriquecidas con caqui con alto valor nutricional, variable contenido graso y elevada aceptabilidad independientemente de la estacionalidad del fruto. Por otro lado, se cuantificaron y localizaron algunos compuestos bioactivos y se determinaron algunas propiedades fisicoquímicas en tres tipos de pimiento: rojo, verde y amarillo. El contenido en compuestos bioactivos de cada tipo de pimiento estuvo condicionado por su estructura. El tipo de pimiento más adecuado para obtener extractos ricos en compuestos carotenoides sería el rojo, mientras que el amarillo sería apropiado para obtener extractos ricos en compuestos fenólicos con elevada actividad antioxidante. Por último, si se pretende obtener extractos con elevado contenido en fibra dietética el más adecuado sería el pimiento verde. Se estudió el efecto de diferentes tratamientos de APH (100, 200, 300 y 500 MPa/15 min/25 ºC) y de un tratamiento de pasteurización (70 ºC/10 min) sobre la estructura de pimiento rojo. Además, se determinó el efecto de dichos tratamientos sobre el contenido en algunos compuestos bioactivos y textura. Tanto las APH como la pasteurización provocaron cambios microestructurales, aunque los tratamientos que menos impacto tuvieron fueron las APH a 500 MPa y la pasteurización. Estos tratamientos fueron a su vez los que menos afectaron al contenido en compuestos bioactivos y textura del pimiento rojo. Las APH podrían ser una alternativa a la pasteurización convencional dado que el contenido en compuestos bioactivos y la textura fue similar en ambos casos. Asimismo, podrían desarrollarse nuevos alimentos funcionales mediante el uso de tejido de pimiento rojo sometido a APH a 500 MPa y/o pasteurización. Las modificaciones microestructurales causadas en el tejido de pimiento rojo como consecuencia de la aplicación de APH y pasteurización, provocaron variaciones en los parámetros morfométricos y de textura de la imagen. La dimensión fractal de textura, el contraste, el momento de diferencia inversa y la entropía fueron parámetros de textura apropiados para caracterizar el efecto de las APH y la pasteurización sobre la textura de pimiento rojo. El daño celular causado por los tratamientos de conservación se observó mejor a escalas bajas. Para el desarrollo de las nuevas salsas bechamel enriquecidas con pimiento rojo se emplearon dos tipos de almidón de maíz (nativo y modificado) a dos concentraciones diferentes (4 y 6 g/100 g) y diferentes cantidades de pimiento (0, 5 y 15 g/100 g). Se estudiaron sus propiedades reológicas, microestructura y características sensoriales. El efecto de la incorporación de pimiento sobre las propiedades reológicas dependió del tipo de almidón utilizado. Las salsas presentaron una considerable auto-fluorescencia intrínseca debido al elevado contenido en carotenoides del pimiento. Las salsas que más gustaron a los consumidores fueron las elaboradas con almidón modificado, más cremosas y consistentes. Los consumidores las encontraron beneficiosas para la salud ya que el pimiento rojo proporciona antioxidantes y valor nutricional y mejora el sabor de la salsa. Así, sería posible formular nuevas salsas bechamel, funcionales, cremosas, con alto valor nutricional, elevada aceptabilidad, buenas propiedades reológicas y estabilidad con pimiento y almidón modificado. / Hernández Carrión, M. (2014). OBTENCIÓN DE INGREDIENTES FUNCIONALES PARA LA FORMULACIÓN DE ALIMENTOS ENRIQUECIDOS CON EXTRACTOS VEGETALES. INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO DE CONSERVACIÓN SOBRE ALGUNOS COMPUESTOS BIOACTIVOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48482 / Compendio

[ES] Actualmente, una de las principales preocupaciones de las autoridades sanitarias y de la industria alimentaria sigue siendo garantizar la inocuidad microbiológica en la cadena alimentaria ya que a pesar de los notables esfuerzos realizados, el número de brotes y casos de enfermedades de transmisión alimentaria causadas por microorganismos sigue elevándose. Por otro lado, otro de los problemas que debe afrontar la industria alimentaria es la implementación de nuevas alternativas de producción más sostenibles, manteniendo altos estándares de seguridad y garantizando la disponibilidad de alimentos. En este contexto se enmarca la presente tesis doctoral, cuyo principal objetivo es la evaluación in vivo e in vitro de la capacidad antimicrobiana de distintas sustancias naturales procedentes de fuentes alternativas, más sostenibles (extracto de coliflor, espirulina y soluciones de quitosano), frente a microorganismos patógenos de importancia en la industria de alimentos. Los estudios demuestran la capacidad antimicrobiana in vitro del quitosano de insecto y crustáceo frente a microorganismos patógenos como E. coli, L. monocytogenes y S. Typhimurium siendo dependiente del pH del medio estudiado. Además, cuando el quitosano se combina con un tratamiento suave de altas presiones hidrostáticas, se pone de manifiesto una relación sinérgica entre ambas tecnologías llegando a inactivar completamente la carga microbiana de S. Typhimurium. Los estudios in vivo llevados a cabo con Caenorhabditis elegans muestran que el nematodo aumenta su supervivencia en presencia de extractos de coliflor y espirulina. En cuanto a la capacidad antimicrobiana, los extractos de espirulina y de coliflor reducen la colonización intestinal por S. Typhimurium en el nema todo mostrando así su capacidad antimicrobiana in vivo. En la presente tesis doctoral, se hace un recorrido completo sobre la capacidad antimicrobiana de ciertos extractos vegetales o componentes procedentes de animales, fundamentalmente basados en estudios in vivo. Este es un paso importante en la materialización de estos compuestos como alternativas más naturales y sostenibles a otros compuestos sintéticos usados en conservación de alimentos. / [CA] Actualment, una de les principals preocupacions de les autoritats sanitàries i de la indústria alimentària continua sent garantir la innocuïtat microbiològica en la cadena alimentària ja que malgrat els notables esforços realitzats, el nombre de brots i casos de malalties de transmissió alimentària causades per microorganismes continua elevant-se. D'altra banda, un altre dels problemes que ha d'afrontar la indústria alimentària és la implementació de noves alternatives de producció més sostenibles, mantenint alts estàndards de seguretat i garantint la disponibilitat d'aliments. En aquest context s'emmarca la present tesi doctoral, el principal objectiu de la qual és l'avaluació in vivo i in vitro de la capacitat antimicrobiana de diferents substàncies naturals procedents de fonts alternatives, més sostenibles (extracte de coliflor, espirulina i solucions de quitosano), enfront de microorganismes patògens d'importància en la indústria d'aliments. Els estudis demostren la capacitat antimicrobiana in vitro del quitosano d'insecte i crustaci enfront de microorganismes patògens com a E. coli, L. monocytogenes i S. Typhimurium sent dependent del pH del mig estudiat. A més, quan el quitosano es combina amb un tractament suau d'altes pressions hidroestàtiques, es posa de manifest una relació sinèrgica entre totes dues tecnologies arribant a inactivar completament la càrrega microbiana de S. Typhimurium. Els estudis in vivo duts a terme amb Caenorhabditis elegans mostren que el nematode augmenta la seua supervivència en presència d'extractes de coliflor i espirulina. Quant a la capacitat antimicrobiana, els extractes d'espirulina i de coliflor redueixen la colonització intestinal per S. Typhimurium en el nematode mostrant així la seua capacitat antimicrobiana in vivo. En la present tesi doctoral, es fa un recorregut complet sobre la capacitat antimicrobiana d'uns certs extractes vegetals o components procedents d'animals, fonamentalment basats en estudis in vivo. Aquest és un pas important en la materialització d'aquests compostos com a alternatives més naturals i sostenibles a altres compostos sintètics usats en conservació d'aliments. / [EN] Currently, one of the main concerns of the health authorities and the food industry continues to be ensuring microbiological safety in the food chain, as despite considerable efforts, the number of outbreaks and cases of foodborne diseases caused by microorganisms continues to rise. On the other hand, another chalenge facing the food industry is the implementation of new, more sustainable production alternatives while maintaining high safety standards and ensuring food availability. It is in this context, the main objective of this PhD thesis is the in vivo and in vitro evaluation of the antimicrobial capacity of different natural substances from alternative, more sustainable sources (cauliflower extract, spirulina and chitosan solutions) against pathogenic microorganisms of importance in the food industry. Studies demonstrate the in vitro antimicrobial capacity of insect and crustacean chitosan against pathogenic microorganisms such as E. coli, L. monocytogenes and S. Typhimurium, being dependent on the pH of the medium studied. Moreover, when chitosan is combined with a mild treatment of high hydrostatic pressures, a synergistic relationship between both technologies is evident, reaching the point of completely inactivating the microbial load of S. Typhimurium. In vivo studies carried out with Caenorhabditis elegans show that the nematode increases its survival in the presence of cauliflower and spirulina extracts. In terms of antimicrobial capacity, spirulina and cauliflower extracts reduce intestinal colonization by S. Typhimurium in the nematode, thus showing their antimicrobial capacity in vivo. In this doctoral thesis, a complete overview of the antimicrobial capacity of certain plant extracts or animal-derived compounds is presented, mainly based on in vivo studies. This is an important step in the materialisation of these compounds as more natural and sustainable alternatives to other synthetic compounds used in food preservation. / La presente tesis doctoral se enmarca dentro del Programa de Doctorado Ciencia, Tecnología y Gestión Alimentaria de la Universidad Politécnica de Valencia. El trabajo experimental se realizó gracias a fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), a través del proyecto: Validación de nuevas herramientas y procesos para el análisis y la mejora de la seguridad alimentaria microbiológica: aplicación a nuevas matrices alimentarias (AGL2017-86840-C2-2-R) del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad. / Ibáñez Peinado, D. (2022). Estudio de la capacidad antimicrobiana de sustancias naturales in vivo e in vitro [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/184317

Tesis por compendio / [EN] Agri-food industry generates, because of its production processes, high amount of by-products, which cause a negative impact both economically and environmentally. For this reason, nowadays, their revalorization is one of the main aims of European Union in support of sustainable development. This doctoral thesis is focused on the revalorization of by-products from the horticultural industry as natural antimicrobials, by themselves or combined with no-thermal technologies for food preservation, like Pulsed Electric Fields (PEF) or High Hydrostatic Pressure (HHP) against the main foodborne pathogens. Also, it pretends to evaluate the microbial resistance development against the subletal antimicrobial treatments under study and the possible virulence changes using C. elegans as a model organism. The agri-food by-products studied have shown an important antimicrobial effect against the main foodborne pathogens, also the ASE extracts and the infusions obtained therefrom, being S. Typhimurium the most sensitive microorganism. In addition, the combination of subletal treatments of PEF and HHP with by-product infusions has resulted in the emergence of synergies, which permit us to achieve the desirable levels of microbial inactivation (5 log cycles) in a minor period of time. The application of subletal antimicrobial treatments under study consecutively, has shown that it causes microbial resistance development in S. Typhimurium. However, C. elegans studies show that the development of microbial resistance not imply the increase of its virulence against a host organism. For all these reasons, we can conclude that the revalorization of agri-food by-products as natural antimicrobials is a viable alternative as an additional control measure to ensure the microbial food safety by themselves or combined with PEF or HHP treatments, due to their synergistic effect. / [ES] La industria agroalimentaria genera, como resultado de sus procesos de producción, grandes cantidades de subproductos que suponen un impacto negativo a nivel económico y medioambiental. Es por ello que, en la actualidad, su revalorización es uno de los objetivos principales de la Unión Europea en apoyo al desarrollo sostenible. La presente tesis doctoral se centra en la revalorización de subproductos de la industria hortofructícola como antimicrobianos naturales en sí mismos o combinados con tecnologías no-térmicas de conservación de alimentos como los Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad (PEF) o las Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) frente a los microorganismos patógenos transmitidos por alimentos más importantes. Además, trata de evaluar el desarrollo de resistencias en los microorganismos a los tratamientos antimicrobianos subletales estudiados y sus posibles cambios de virulencia usando C. elegans como organismo modelo. Los subproductos hortofructícolas estudiados han demostrado un importante efecto antimicrobiano frente a los principales patógenos alimentarios, así como los extractos ASE y las infusiones obtenidas a partir de los mismos, siendo el microorganismo más sensible S. Typhimurium. Además, la aplicación de forma combinada de tratamientos subletales de PEF y HHP con infusiones de subproductos ha dado lugar a la aparición de sinergias que permiten alcanzar los niveles deseados de inactivación microbiana (5 ciclos logarítmicos) en un menor periodo de tiempo. La aplicación de los tratamientos antimicrobianos subletales estudiados de forma consecutiva se ha demostrado que da lugar a la generación de resistencia microbiana en S. Typhimurium. Sin embargo, los estudios con C. elegans ponen de manifiesto que el desarrollo de esta resistencia antimicrobiana no lleva consigo el aumento de su virulencia al infectar a un organismo hospedador. En base a todo lo anterior, podemos concluir que la revalorización de los subproductos de la industria hortofructícola como antimicrobianos naturales es una alternativa viable para su utilización como medida de control adicional de la seguridad microbiológica de productos alimenticios por sí mismos o en combinación con tratamientos de PEF o HHP, dado su efecto sinérgico. / [CA] La industria agroalimentària genera, com a resultat dels seus processos de producció, grans quantitats de subproductes que suposen un impacte negatiu a nivell econòmic y mediambiental. És per això que, en la actualitat, la seua revalorització és un dels objectius principals de la Unió Europea en recolzament al desenvolupament sostenible. La present tesi doctoral es centra en la revalorització de subproductes de la industria hortofructícola com a antimicrobians naturals per sí mateixa o combinats amb tecnologies no-tèrmiques de conservació d'aliments com els Polsos Elèctrics d'Alta Intensitat (PEF) o les Altes Pressions Hidrostàtiques (HHP) front als microorganismes patògens transmesos per aliments més importants. A més, tracta d'avaluar el desenvolupament de resistències en els microorganismes als tractaments antimicrobians subletals estudiats i els seus possibles canvis de virulència utilitzant C. elegans com a organisme model. Els subproductes hortofructícoles estudiats han demostrat un important efecte antimicrobià front als principals patògens alimentaris, així com els extractes ASE i les infusions obtingudes a partir dels mateixos, sent el microorganisme més sensible S. Typhimurium. A més, l'aplicació de forma combinada de tractaments subletals de PEF i HHP amb infusions de subproductes ha donat lloc a l'aparició de sinèrgies que permeten aplegar als nivells desitjats d'inactivació microbiana (5 cicles logarítmics) en un menor període de temps. L'aplicació dels tractaments antimicrobians subletals estudiats de forma consecutiva s'ha demostrat que dona lloc a la generació de resistència microbiana en S. Typhimurium. No obstant això, els estudis amb C. elegans posen de manifest que el desenvolupament d'esta resistència antimicrobiana no du implícit l'augment de la seua virulència al infectar a un organisme hospedador. En base a tot lo anterior, podem concloure que la revalorització dels subproductes de la industria hortofructícola com a antimicrobians naturals és una alternativa viable per a la seua utilització com a mesura de control addicional de la seguretat microbiològica de productes alimentaris per sí mateixa o en combinació amb tractaments de PEF o HHP, donat el seu efecte sinèrgic. / Sanz Puig, M. (2017). Valorización de subproductos de la industria agroalimentaria como antimicrobianos naturales frente a microorganismos patógenos mediante tecnologías no térmicas de conservación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90508 / Compendio

La presente tesis doctoral ahonda en dar respuesta a las exigencias de la FAO/OMS (2006) en cuanto al desarrollo de métodos bactericidas alternativos al térmico, aplicables a fórmulas infantiles reconstituidas (RPIFM) de preparados en polvo, principal vía de transmisión de un microorganismo patógeno emergente Cronobacter sakazakii. El principal objetivo sobre el que versan los estudios recogidos en la presente tesis doctoral es la aplicación de tecnologías no-térmicas de conservación, como barreras para controlar e inactivar el microorganismo C. sakazakii en RPIFM. La metodología de trabajo se basa en la aplicación de pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) y altas presiones hidrostáticas (APH), mediante el uso de equipos a nivel de planta piloto. Se plantea también la adición de un ingrediente natural con capacidad antimicrobiana sobre la fórmula láctea tratada por PEAI. Además, se aplicarán herramientas de simulación para llevar a cabo una valoración de la exposición a C. sakazakii en ambiente hospitalario. Los principales resultados de la presente tesis doctoral ponen de manifiesto la efectividad de las tecnologías de PEAI y APH en el control del microorganismo alcanzando valores de inactivación que van desde [0.88-1.22] ciclos log10 a [2-7] ciclos log10 respectivamente. Ambas tecnologías dan lugar a la generación de células subletalmente dañadas, presentando éstas, una mayor sensibilidad frente a la aplicación de métodos barrera sucesivos, como en este caso, la refrigeración o la adición de un ingrediente natural con capacidad antimicrobiana. Por tanto, podemos concluir que la incorporación sucesiva de diferentes métodos de control, "tecnología de barreras", resulta eficaz para controlar e inactivar al microorganismo C. sakazakii en RPIFM. / Pina Pérez, MC. (2011). Aplicación de tecnologías no térmicas de conservación, pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) y altas presiones hidrostáticas (APH), para el control de Cronobacter sakazakii en fórmulas lácteas infantiles: desarrollo de modelos predictivos y evaluación de la exposición [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14177

Tesis por compendio / [ES] Los sesquicalcogenuros con estequiometria B2X3, con A = Al, Ga e In y X = S, Se y Te, han recibido gran atención a lo largo de los últimos años, en particular en como modificarlos para obtener nuevas estructuras con propiedades inéditas, permitiendo su uso en una amplia variedad de aplicaciones. Si bien vías como el uso de altas/bajas temperaturas o modificar la composición química han sido bastante explotadas para modificar y obtener nuevas estructuras, las altas presiones están ganando auge como una tercera vía para obtener nuevos materiales. El uso de altas presiones implica emplear celdas de yunques de diamantes, preparadas para alcanzar altas presiones, además de altas temperaturas. A estos dispositivos se acoplan multitud de técnicas experimentales, como espectroscópicas (Raman e IR), difracción y absorción de rayos X, medidas de absorción óptica, de resistividad, etc., con el fin de estudiar como la materia evoluciona en dichas condiciones extremas. Adicionalmente, los cálculos teóricos son empleados como apoyo a los resultados experimentales. Dentro de los trabajos existentes a altas presiones de esta familia de compuestos, estos han llegado a conclusiones incluso contradictorias, arrojando más dudas acerca su comportamiento bajo presión. De todos los integrantes de estos sesquicalcogenuros, Ga2S3, In2S3 y In2Se3, han sido los más estudiados bajo presión. En esta tesis se han evaluado los efectos de la alta presión en estos tres sesquicalcogenuros, haciendo uso de espectroscopia Raman y difracción de rayos X, siempre con el soporte de los cálculos teóricos, con el fin de aclarar los resultados publicados anteriormente. Fruto de estos trabajos, la presente tesis recoge los cuatro artículos publicados en revistas indexadas. Dichos artículos han dado luz al comportamiento bajo presión de estos compuestos, como caracterización de propiedades vibracionales y estructurales bajo presión, mecanismos de transición, transiciones de fase inducidas bajo presión, así como caracterizar dichas fases de alta presión. Con todo ello, estos trabajos pretenden no solo conocer fehacientemente el comportamiento bajo presión de estos tres sesquicalcogenuros, sino impulsar futuros trabajos en el resto de los compuestos de esta familia y en otros similares, como en compuestos ternario AB2X4 con estructura tipo espinela y vacantes ordenadas. / [CA] Els sesquicalcogenurs amb estequiometria B2X3, amb B = Al, Ga, i In i X = S, Se, i Te, han rebut una gran atenció al llarg dels darrers anys, en particular sobre com modificar-los per tal d'obtindre noves estructures amb propietats inédites, permetent el seu ús en una àmplia varietat d'aplicacions. Si bé l'ùs d'altes/baixes temperatures o modificar la composició química han segut prou explotades per a modificar i obtindre noves estructures, les altes pressions estan guanyant importància com una tercera via per a obtindrer nous materials. L'ús d'altes presions implica emprar cel·les d'encluses de diamants, preparades per a assolir altes presions, a més a més d'altes temperatures. A aquestos dispositius s'acoblen multitud de tècniques experimentals, com ara espectroscòpiques (Raman i IR), difracció i absorció de raigs X, mesures òptiques, de resistivitat, etc, amb la finalitat d'estudiar com la matèria evoluciona en aquestes condicions extremes. Adicionalment, els càlculs teòrics son emprats com a recolçament dels resultats experimentals. Dins dels treballs existents a altes presions a aquesta familia de compostos s'ha arribat a determinades conclusions algunes de les quals son contradictòries, el que ha sembrat moltes dubtes al voltant del seu comportament sota pressió. De tots els integrants d'aquestos sesquicalcogenurs, Ga2S3, In2S3 i In2Se3 han sigut els més estudiats sota pressió. En aquesta tesi doctoral s'han evaluat els efectes de les altes pressions a aquestos tres sesquicalcogenurs, fent ús de l'espectroscopia Raman i la difracció de raigs X, sempre amb el suport dels càlculs teòrics, amb el fi d'aclarir els resultats previament publicats. Fruit d'aquestos treballs, la present tesi doctoral recull els quatre articles publicats a revistes indexades. Aquestos articles han vessat llum sobre el comportament sota pressió d'aquestos compostos, com ara la caracterització de les seues propietats vibracionals i estructurals sota pressió, les transicions de fase induides sota pressió i els mecanismes d'eixes transicions, així com la caracterització de les seues fases d'alta pressió. Amb tot, aquestos treballs pretenen no només conèixer el comportament sota pressió d'aquestos tres sesquicalcogenurs, sino també impulsar futurs treballs a la resta de compostos d'aquesta familia i altres compostos rel·lacionats, com ara els compostos ternaris AB2X4 de tipus espinela i de vacants ordenades. / [EN] B2X3 sesquichalcogenides (A = Al, Ga and In, X = S, Se y Te) have received special attention along last years, with great emphasis in tailor them to attain new structures to novel properties, driving them in a huge number of applications. Although high/low temperature or varying chemical composition have been extensively used to modify and obtain new structures, high pressure is gaining relevance as an alternative way to synthetised new materials. To reach such pressures and additionally high/low temperatures, diamond anvil cells are used. Many experimental techniques can be coupled to these tools to study matter under extreme conditions (Raman and IR spectroscopy, X-ray diffraction and absorption, optical absorption, and resistivity measurements, among others). Additionally, computational simulations are used to give further support to the experimental results. Despite the several existing works devoted to the behaviour under pressure of this family, controversial results have been reported. The most studied of these sesquichalcogenides have been Ga2S3, In2S3 and In2Se3. The aim of this thesis is to revisit the pressure effects by means of Raman spectroscopy and X-ray diffraction, with the help of computational simulations, for the purpose of clarify the results published earlier. The current thesis contains the four articles published in indexed journals, resulting from the study of these three sesquichalcogenides. Such articles shed light to the pressure behavior of these compounds, their vibrational and structural properties under pressure, pressure-induced phase transitions and the mechanisms behind them and characterize such high-pressure phases. With these works, we pursue not only a depth understanding of the pressure behavior of these sesquichalcogenides, but boost future high-pressure works on the rest of the family and other similar compounds, as AB2X4 with spinel structure and ordered vacancies. / The authors thank the financial support from Spanish Research Agency (AEI) under projects MALTA Consolider Team network (RED2018-102612-T) and projects MAT2015- 710, MAT2016-75586-C4-2/3-P, FIS2017-83295-P, PID2019-106383GB-41/42/43, and PGC2018-097520-A-100, as well as from Generalitat Valenciana under Project PROMETEO/2018/123 (EFIMAT). / Gallego Parra, S. (2022). Experimental and Theoretical Study of B2X3 Sesquichalcogenides under Extreme Conditions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191502 / Compendio