Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / Los alimentos ricos en carbohidratos procesados a altas temperaturas (fritura y horneado), contienen compuestos potencialmente cancerígenos como el furano. Los azúcares reductores, son precursores críticos en la formación de furano en alimentos fritos a base de papa. El objetivo de este trabajo fue reducir la concentración de furano en papas fritas tipo chips sin afectar su calidad sensorial, mediante la optimización del tiempo y temperatura de escaldado, previo al proceso de fritura. Se aplicó el método de superficie de respuesta mediante un diseño rotacional compuesto con tres puntos centrales y dos factores experimentales: tiempo de escaldado (0 – 20 minutos) y temperatura de escaldado (60 – 90°C). Las variables de respuesta correspondieron a los atributos sensoriales de calidad color, apariencia, aroma, sabor y textura, junto con el contenido de furano. Los chips se elaboraron a partir de papas de variedad Yagana. Estos se cortaron (37 mm de diámetro y 1,5 mm de espesor), escaldaron (cuando correspondía) y se frieron a 180°C hasta alcanzar una humedad final del 2%. Paralelamente, se midió el contenido de azúcares reductores en los chips crudos y escaldados con el fin de obtener las cinéticas de lixiviación de azúcares. El análisis se realizó en un cromatógrafo HPLC con detector IR. El escaldado en chips demostró ser un tratamiento efectivo para disminuir el contenido de furano en papas fritas tipo chips sin afectar negativamente su calidad sensorial. Se obtuvo un tratamiento de escaldado óptimo a 67°C con 20 minutos, con el cual se logra una reducción de un 96% de furano y una calidad sensorial de nota 5 (escala de 6 puntos), lo que corresponde a una clasificación buena. Por otra parte con esta combinación de tiempo y temperatura se consiguió una disminución de un 70% y 75% para los azúcares glucosa y fructosa respectivamente / Foods rich in carbohydrates subjected to high temperature processes such as frying or baking contain potentially carcinogenic compounds such as furan. Reducing sugars are critical precursors on the furan formation of fried potato based products. The aim of this work was to reduce furan content in chips without affecting their sensory quality by optimizing blanching time and temperature prior to frying process. Response surface methodology was applied by a composite rotatable design with three center points and two experimental factors: blanching time (0-20 minutes) and blanching temperature (60-90°C), whereas response variables corresponded to sensory quality attributes of color, appearance, aroma, flavor and texture and furan content. Chips were made from Yagana variety potatoes. These were cut (37 mm in diameter and 1.5 mm thick), blanched (when appropriate) and finally fried at 180°C until final moisture content of 2%. Reducing sugars content was measured in raw and blanched chips in order to obtain the kinetics of leaching. The analysis was performed on a HPLC chromatograph with IR detector. Blanching proved to be an effective treatment to reduce furan content in chips without adversely affecting their sensory quality. Optimal blanching treatment was at 67°C and 20 minutes, which reduced 96% of furan and scored a sensory quality rating of 5 (6-point scale), corresponding to good quality. Moreover, with this combination of time and temperature, a 70% decrease of glucose and 75% decrease of fructose was achieved / Fondecyt

Tesis por compendio / [ES] En el sistema actual de producción intensiva de alimentos surge la necesidad de considerar la sostenibilidad de las industrias agroalimentarias. En esta tesis se estudia la forma en que algunas tecnologías contribuyen a la mejora de la funcionalidad de alimentos con alto contenido en antioxidantes y probióticos. El tema se aborda desde dos enfoques: por un lado, la aplicación de las tecnologías existentes para la mejora de la funcionalidad de los alimentos, ya sea mediante la incorporación de ingredientes o bien a partir de la formación de estructuras; y, por otro lado, el aprovechamiento de fuentes alternativas de ingredientes alimentarios con elevado contenido en compuestos bioactivos. Las tecnologías estudiadas en esta tesis han sido el tratamiento con altas presiones de homogeneización (HPH), la encapsulación mediante HPH, la impregnación a vacío (IV) y el secado por aire caliente. Se estudió el efecto combinado de la aplicación de HPH (20, 50, 100 y 150 MPa) y la adición de trehalosa (10, 20 y 30 g/ 100 g) en zumo de mandarina con y sin Lactobacillus salivarius spp. salivarius sobre las principales propiedades fisicoquímicas y funcionales del zumo. Los resultados obtenidos mostraron que el tratamiento por HPH redujo el tamaño medio de la distribución de las partículas suspendidas en el zumo, mejoró la estabilidad de la nube y aumentó el contenido en fenoles totales y flavonoides. La incorporación de trehalosa en una cantidad de 20 g/100 g mejoró la actividad antioxidante determinada por el método ABTS. Los resultados en el zumo de mandarina con L. salivarius constataron que, tanto la aplicación de presiones de homogeneización como la adición de trehalosa mejoraron la hidrofobicidad del probiótico y su supervivencia tras el almacenamiento. De forma adicional, la encapsulación de las células microbianas mediante presiones de homogenización permite mejorar la viabilidad de L salivarius en zumo de mandarina. En los discos de manzana impregnados con el zumo de mandarina con el probiótico encapsulado no se observó una mejora en la supervivencia del probiótico durante las operaciones de IV y de secado con aire a 40 ºC, aunque la encapsulación sí que mejoró su resistencia al proceso de digestión in vitro. Se estudió el almacenamiento del zumo y de los discos de manzana, determinándose en ambos casos el efecto de la encapsulación sobre la supervivencia de L. salivarius y sobre su resistencia al proceso de digestión in vitro. Los resultados muestran que el probiótico encapsulado presentó mayor supervivencia durante el almacenamiento y el proceso de digestión in vitro que el probiótico sin encapsular. En relación al aprovechamiento de otras fuentes para la obtención de nuevos ingredientes alimentarios con elevado contenido en compuestos bioactivos, se seleccionaron 11 azúcares de caña no refinados como alternativa al azúcar blanco y se analizaron sus propiedades fisicoquímicas y antioxidantes. Se confirmó que los azúcares de caña no refinados presentaron compuestos con actividad antioxidante y que su contenido guardaba relación con el grado de refinado del producto. Por último se aborda el aprovechamiento de subproductos para la obtención de polvos a partir de bagazo de arándano mediante secado por aire caliente y posterior triturado. Se ha analizado el efecto de la temperatura de secado (60 y 70 ºC) y de la intensidad del triturado sobre las propiedades fisicoquímicas y funcionales de los mismos. El secado disminuyó la capacidad antioxidante del bagazo de arándano pero no hubo un efecto significativo de la temperatura. La acción mecánica del triturado, redujo de manera significativa el contenido en fibra del polvo. Además, se demostró que el tamaño de partícula y el contenido en fibra de los polvos influyeron de forma decisiva en las propiedades de interacción con el agua y con el aceite, lo que condiciona en gran medida su estabilidad y su aplicación como ingr / [EN] In the current system of intensive food production, there is the need to consider sustainability in agri-food industries. In this thesis, the way in which some technologies can improve the functionality of food with a high content of antioxidants and probiotics are studied. This is addressed from two approaches: on the one hand, the application of existing technologies for the improvement of food functionality, either through the incorporation of ingredients or from the formation of structures; and, on the other hand, the use of alternative food ingredients sources with high content in bioactive compounds. The technologies studied in this thesis have been the treatment with high homogenization pressures (HPH), encapsulation by HPH, vacuum impregnation (VI) and hot air drying. Combined effect of HPH treatment (20, 50, 100 and 150 MPa) and the addition of trehalose (10, 20 and 30 g / 100 g) in mandarin juice with and without Lactobacillus salivarius spp. salivarius on the main physicochemical and functional properties were studied. It was obtained that HPH treatment reduced the particle size distribution of suspended particles in juice, improved cloud stability and increased total phenols content and flavonoids. Trehalose addition in the amount of 20 g / 100 g increased the antioxidant activity determined by the ABTS method. Results of the mandarin juice with L. salivarius evidenced that both the application of homogenization pressures and the addition of trehalose improved the hydrophobicity of the probiotic and its survival after storage. Additionally, microbial cells encapsulation by means of homogenization pressures improved the L. salivarius survival in mandarin juice. In apple discs impregnated with mandarin juice including microbiane cells encapsulated, it was not observed an improvement in probiotic survival after vacuum impregnation and air drying at 40 ºC, although encapsulation does improve the resistance to in vitro digestion. Mandarin juice and apple discs storage was studied, determining in both the effect of the encapsulation on L. salivarius survival and on its resistance to in vitro digestion. Results obtained in the mandarin juice show that the encapsulated probiotic had a greater survival than non- encapsulated one. In apple discs, the encapsulation had no effect on probiotic survival after IV and air drying at 40 °C, although it improved its resistance to the in vitro digestion process. In relation to the use of other sources to obtain new food ingredients with high content of bioactive compounds, 11 non-refined sugar cane were selected as alternatives to white sugar and their physicochemical and antioxidant properties were analyzed. It was confirmed that the no refined sugar cane presented compounds with antioxidant activity and that their content was related to the degree of refining of the product. Finally, the use of by-products to obtain powders from blueberry pomace by using hot air drying and subsequent grinding is considered. The effect of the drying temperature (60 and 70 °C) and grinding intensity on the physicochemical and functional properties was analyzed. Drying decreased the antioxidant capacity of the blueberry pomace regardless the temperature. The mechanical action of the grinding significantly reduced the fibre content of the powder. In addition, it was demonstrated that particle size and fibre content of powders had a decisive influence on interaction with water and oil properties, which largely conditioned its stability and its application as an ingredient for food formulations. / [CA] En el sistema actual de producció intensiva d'aliments sorgeix la necessitat de considerar la sostenibilitat en les indústries agroalimentàries. En aquesta tesi s'estudia la forma en què algunes tecnologies contribueixen a la millora de la funcionalitat d'aliments amb alt contingut en antioxidants i probiótics. El tema s'aborda des de dos enfocaments: d'una banda, l'aplicació de les tecnologies existents per a la millora de la funcionalitat dels aliments, ja siga per mitjà de l'incorporació d'ingredients o bé a partir de la formació d'estructures; i d'altra banda, l'aprofitament de fonts alternatives d'ingredients alimentaris amb elevat contingut en compostos bioactius. Les tecnologies estudiades en aquesta tesi han sigut el tractament amb altes pressions d'homogeneïtzació (HPH), l'encapsulació per mitjà de HPH, la impregnació a buit (IV) i l'assecat per aire calent. Es va estudiar l'efecte combinat de l'aplicació de HPH (20, 50, 100 i 150 MPa) i l'addició de trehalosa (10, 20 i 30 g/ 100 g) en suc de mandarina amb i sense Lactobacillus salivarius spp. salivarius sobre les principals propietats fisicoquímiques i funcionals del mateix. Es va obtindre que el tractament per HPH va reduir la distribució de la grandària de partícula de la polpa, va millorar l'estabilitat del núvol i va augmentar el contingut en fenols totals i flavonoids i a més, que la trehalosa va millorar l'activitat antioxidant determinada pel mètode ABTS quan es va afegir 20 g/100 g. Els resultats en el suc de mandarina amb L. salivarius van constatar que, tant l'aplicació de pressions d'homogeneïtzació com l'addició de trehalosa van millorar l'hidrofobicitat del probiòtic i la seua supervivència després de l'emmagatzenament. De forma addicional, l'encapsulació de les cèl¿lules microbianes mitjançant pressions d'homogenización permet millorar la viabilitat de L. salivarius en suc de mandarina. En els discos de poma impregnats amb el suc de mandarina incloent les cèl¿lules microbianes encapsulades no es va observar una millora en la supervivència del probiótic durant les operacions d'IV i d'assecat amb aire a 40 °C, encara que l'encapsulació si que va millorar la seua resistència al procés de digestió in vitro. Es va estudiar l'emmagatzematge del suc i dels discs de poma, determinant-se en tots dos casos l'efecte de l'encapsulació sobre la supervivència de L. salivarius i sobre la seua resistència al procés digestiu in vitro. Els resultats obtinguts mostren que el probiótic encapsulat va presentar major supervivència durant l'emmagatzematge i el procés de digestió in vitro que el probiótic sense encapsular. En relació a l'aprofitament d'altres fonts per a l'obtenció de nous ingredients alimentaris amb elevat contingut en compostos bioactius, es van seleccionar 11 sucres de canya no refinats com a alternativa al sucre blanc i es van analitzar les seues propietats fisicoquímiques i antioxidants. Es va confirmar que els sucres de canya no refinats presentaren compostos amb activitat antioxidant i que el seu contingut guardava relació amb el grau de refinat del producte. Finalment s'aborda l'aprofitament de subproductes per a l'obtenció de pols a partir de bagàs de nabiu per mitjà d'assecat per aire calent i posterior triturat. S'ha analitzat l'efecte de la temperatura d'assecat (60 i 70 ºC) i de la intensitat del triturat sobre les propietats fisicoquímiques i funcionals dels mateixos. L'assecat va disminuir la capacitat antioxidant del bagàs de nabiu però no va haver-hi un efecte significatiu de la temperatura. L'acció mecànica del triturat, va reduir de manera significativa el contingut en fibra de la pols. A més, la grandària de partícula i el contingut en fibra de les pols van influir de forma decisiva en les propietats d'interacció amb l'aigua i amb l'oli, que condicionen en gran manera la seua estabilitat i la seua aplicació com a ingredient en la formulació d'aliments. / Calabuig Jiménez, L. (2018). Mejoras tecnológicas para el aumento de la funcionalidad de antioxidantes y probióticos. Contribución a la sostenibilidad de la industria agroalimentaria [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111829 / Compendio

No hay suficientes datos sobre el porcentaje de pérdidas poscosecha durante el manejo de la fresa en la región de Irapuato, ni de los principales factores que reducen la calidad de la fruta. Por lo que el objetivo de este trabajo fue estimar los daños físicos y evaluar la calidad de la fresa durante el manejo poscosecha y el transporte simulado, así como identificar los principales factores que la afectan. Para ello, se procedió a cuantificar las pérdidas en el proceso de producción-expedición de las fresas de la variedad Chandler y Camarosa, así como a evaluar el efecto del manejo sobre la calidad de las fresas durante la recolección, la comercialización y la venta al detalle. Se identificaron los daños y defectos mediante una evaluación visual y se determinó el porcentaje en peso de fresa con daños y defectos. Se estimaron los daños por transporte simulado y la calidad de las fresas sometidas a vibración con tres frecuencias (8 Hz, 12 Hz y 18 Hz) en una plataforma de vibración. Los factores que afectaron la calidad de las fresas fueron: a). El daño mecánico infringido por los propios trabajadores durante la recolección. b). La manipulación excesiva y las altas temperaturas que prevalecen, provocando el suavizamiento de la piel haciéndola más susceptible a los daños, al oscurecimiento del color y a la pérdida de agua que provoca que luzca marchita. c). El transporte que provocó abrasiones y magulladuras. El parámetro de calidad más indicativo del daño mecánico de las fresas fue la firmeza, sin embargo, también se afectó el valor nutricional (contenido de vitamina C), el dulzor (contenido de azúcares), y el peso (contenido de humedad). Por lo que se recomienda implementar un programa de capacitación a los trabajadores para reducir las pérdidas poscosecha de las fresas en la región de estudio. / Alcántara González, MDL. (2009). Estimación de los daños físicos y evaluación de la calidad de la fresa durante el manejo poscosecha y el transporte simulado [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6473

Tesis por compendio / [ES] Actualmente, hay un progresivo interés por una dieta equilibrada y saludable, rica en frutas y verduras con un efecto positivo en la salud y, particularmente, con alto contenido en antioxidantes. Paralelamente existe una demanda, por parte del consumidor, de fruta de alta calidad que tenga un sabor equilibrado y que recuerde a las variedades tradicionales. Todo ello ha propiciado que los programas de mejora genética también tengan como objetivo la mejora de la calidad de la fruta, tanto en propiedades fisicoquímicas del fruto como de su perfil nutricional. Desde este punto de vista, el albaricoque es un fruto muy completo ya que es una fuente extraordinaria de fibra, vitaminas, compuestos fenólicos y ácidos orgánicos. Sus propiedades hacen posible su consumo tanto en fresco o como procesado, lo que es aprovechado por las industrias agroalimentaria, farmacéutica y cosmética para la elaboración de una amplia variedad de productos. En el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) se está llevando a cabo un programa de mejora para la obtención de nuevas variedades de albaricoquero que, además de solucionar factores que afectan directamente a la producción, como son la autocompatibilidad o resistencia a Sharka, también tiene por objetivo la mejora de la calidad de la fruta. Como primer paso en todo programa de mejora, en este trabajo se han identificado fuentes de variación entre la colección de accesiones del banco de germoplasma del IVIA, quedando detallada la composición del perfil para los principales azúcares, ácidos orgánicos, compuestos fenólicos y de vitamina C. Además, se ha identificado una mayor concentración de compuestos en la piel del fruto que en su pulpa, lo que hace de este tejido una fuente de compuestos de interés para la industria. Por otro lado, para un mejor conocimiento del control genético del metabolismo de azúcares, se estudió la expresión de los genes clave implicados en esta ruta (SUS, SPS y FK), relacionados con QTLs previamente descritos en materia de sólidos solubles. Además, también se reforzó el estudio con el correspondiente análisis filogenético entre diferentes especies, observándose el grado de conservación entre las mismas y confirmándose el alto grado de sintenia en el género Prunus. Con relación a los compuestos fenólicos, se ha analizado la expresión de genes implicados en puntos críticos de la ruta metabólica (DRF, PAL y FLS). Nuestros resultados revelaron que las variedades más rojizas se asocian a una mayor expresión de ParDFR y ParPAL2, así como también que las diferencias de expresión entre parálogos podría deberse a la presencia de un BOXCOREDLPAL, relacionado también con los genes implicados en la síntesis de antocianinas (ParDFR, ParFLS2 y ParPAL2). Paralelamente, también se estudió el efecto genético que ejerce sobre su descendencia la variedad 'Goldrich', uno de los principales genitores empleados en el programa de mejora para la introgresión de la resistencia a Sharka, concluyendo que favorece la concentración de neoclorogénico y clorogénico, así como en la expresión génica de ParPAL1. / [CA] Actualment, hi ha un progressiu interés per una dieta equilibrada i saludable, rica en fruites i verdures amb un efecte positiu en la salut i, particularment, amb alt contingut en antioxidants. Paral·lelament existeix una demanda, per part del consumidor, de fruita d'alta qualitat que tinga un sabor equilibrat i que recorde a les varietats tradicionals. Tot això, ha propiciat que els programes de millora genètica també tinguen com a objectiu la millora de la qualitat de la fruita, tant en propietats fisicoquímiques del fruit com del seu perfil nutricional. Des d'aquest punt de vista, l'albercoc és un fruit molt complet ja que és una font extraordinària de fibra, vitamines, compostos fenòlics i àcids orgànics. Les seues propietats fan possible el seu consum tant en fresc com processat, sent també aprofitat per les indústries agroalimentària, farmacèutica i cosmètica per a l'elaboració d'una àmplia varietat de productes. A l'Institut Valencià d'Investigacions Agràries (IVIA) s'està duent a terme un programa de millora per a l'obtenció de noves varietats d'albercoquer que, a més de solucionar factors que afecten directament la producció, com són l'autocompatibilitat o resistència a Sharka, també té per objectiu la millora de la qualitat de la fruita. Com a primer pas en qualsevol programa de millora, en aquest treball s'han identificat fonts de variació entre la col·lecció d'accessions del banc de germoplasma de l'IVIA, quedant detallada la composició del perfil per als principals sucres, àcids orgànics, compostos fenòlics i de vitamina C. A més, s'ha identificat una major concentració de compostos en la pell del fruit que en la seua polpa, convertint aquest teixit en una font de compostos d'interés per a la indústria. D'altra banda, per a un millor coneixement del control genètic del metabolisme de sucres, es va estudiar l'expressió dels gens clau implicats en aquesta ruta (SUS, SPS i FK), relacionats amb QTLs prèviament descrits en matèria de sòlids solubles. A més, també es va reforçar l'estudi amb la corresponent anàlisi filogenètica entre diferents espècies, observant-se el grau de conservació entre les mateixes i confirmant-se l'alt grau de sintenia al gènere Prunus. En relació amb els compostos fenòlics, s'ha analitzat l'expressió de gens implicats en punts crítics de la ruta metabòlica (DRF, PAL i FLS). Els nostres resultats van revelar que les varietats més vermelles s'associen a una major expressió de ParDFR i ParPAL2, així com també que les diferències d'expressió entre paràlogs podria deure's a la presència d'un BOXCOREDLPAL, relacionat també amb els gens implicats en la síntesi de antocianines (ParDFR, ParFLS2 i ParPAL2). Paral·lelament, també es va estudiar l'efecte genètic que exerceix sobre la seua descendència la varietat 'Goldrich', un dels principals genitors empleats al programa de millora per a la introgressió de la resistència a Sharka, concloent que afavoreix la concentració de neoclorogènic i clorogènic, així com en l'expressió gènica de ParPAL1. / [EN] Nowadays, there is a growing interest in a balanced and healthy diet, rich in fruit and vegetables with a positive effect on health and, particularly, with high antioxidant content. Simultaneously exists a consumer demand for high quality fruit with a balanced flavour and reminiscent of traditional varieties. As a result, breeding programmes are also aimed at improving the quality of the fruit, both in terms of the physicochemical properties of the fruit and its nutritional profile. From this point of view, the apricot is a complete fruit as far it is an extraordinary source of fibre, vitamins, phenolic compounds, and organic acids. Apricot properties make it possible to consume fruits both fresh and processed, which is exploited by the agri-food, pharmaceutical and cosmetic industries for the production of a wide variety of products. At the Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) a breeding program is carrying out to obtain new apricot varieties but also to solve factors that directly affect production, such as self-compatibility or resistance to Sharka, but also is aimed to improve fruit quality. As the first step in any breeding program, this work has identified sources of variation among the collection of accessions in the IVIA's apricot collection, detailing the composition profiles for the main sugars, organic acids, phenolic compounds, and vitamin C. In addition, a higher concentration of compounds has been identified in the peel than in the flesh, which makes this tissue a source of compounds of interest for the industry. On the other hand, for a better knowledge of the genetic control of sugar metabolism, the expression of the key genes involved in this pathway (SUS, SPS and FK), related to QTLs previously described in soluble solids, was studied. In addition, the study was also supported with the corresponding phylogenetic analysis among different species, revealing the level of conservation among them and confirming the high level of synteny in the genus Prunus. Regarding phenolic compounds, the expression of genes involved in critical points of the metabolic pathway (DRF, PAL and FLS) was analysed. Our results revealed that the red-blushed accessions are associated with a higher expression of ParDFR and ParPAL2, and the expression differences among paralogues could be due to the presence of a BOXCOREDLPAL, also related to genes involved in anthocyanin biosynthesis (ParDFR, ParFLS2 and ParPAL2). Simultaneously, the genetic effect in the offspring of 'Goldrich', one of the main genitors used at the breeding program for the introgression of Sharka resistance, was also studied. Results revealed that it improves the concentration of neochlorogenic and chlorogenic acids, as well as the genetic expression of ParPAL1. / Este trabajo ha sido posible gracias a la ayuda predoctoral FPI-INIA-2015, del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), bajo el proyecto FPI2015-0042 con la denominación ‘CPD2015-0245 Mejora sostenible de albaricoquero y melocotonero’ y desarrollado en el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), dependiente de la Generalitat Valenciana. / Gómez Martínez, H. (2021). Variation of Fruit Quality Traits in Apricot as Sources for Nutraceutical Breeding [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/178973 / Compendio

La excesiva dependencia del petróleo en nuestra sociedad, un recurso natural no renovable, ha provocado en los últimos años un interés creciente en los biocombustibles. Esto se ha traducido principalmente en un impulso en la investigación de las tecnologías destinadas en convertir los recursos vegetales en combustibles. Sin embargo, las fuentes de biocombustibles compiten generalmente en recursos (tierra y agua) con los cultivos destinados a la alimentación, siendo imprescindible la búsqueda de cultivos energéticos sostenibles y con pocos requerimientos de riego y fertilización. El látex es un líquido blanco y viscoso de composición similar a la del crudo de petróleo (compuestos hidrocarbonados), el cual puede convertirse en combustible utilizando las instalacions de las refineries convencionales. Las plantas laticíferas son abundantes en el entorno mediterráneo, y por tanto muy adaptadas a condiciones climáticas semiáridas. En los años 70, Melvin Calvin inició una investigación sobre diversas plantas del género Euphorbia, con el propósito de averiguar el rendimiento potencial en producción de látex. En la presente tesis doctoral, se ha seleccionado E. characias por su composición química y características agronómicas, de entre diversas especies potenciales bioenergéticamente de plantas laticíferas de la zona mediterránea. De esta especie se ha estudiado su rendimiento potencial en Kg ha-1 de látex en distintas condiciones edafológicas, de riego y de salinidad, para determinar cuáles son las condiciones óptimas de cultivo de esta planta y como reacciona frente a condiciones adversas. Los resultados han mostrado que E. characias podría proporcionar una producción de 5600 Kg ha-1 de materiales transformables en combustibles, de los cuales 1300 Kg ha-1 corresponderían a compuestos hidrocarbonados del látex, y 4300 Kg ha-1 serían carbohidratos fácilmente fermentables en etanol. Puesto que se trata de una planta muy adaptada al entorno mediterráneo, consideramos que E. characias es un candidato potencial como fuente de cultivo energético eficiente y sostenible. / Escrig Aparici, P. (2014). Estudio de las plantas laticíferas como potenciales cultivos energéticos para clima semiárido [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38617

Plastids are the cellular organelles where many of the visual, health and flavor-related metabolites are produced and stored in the fruit, and therefore are valuable components for consumers and breeders. The more sugar and flavor the fruit has, the more appreciated is for the consumer and industry. Thus, one of the breeder's goals is to obtain new varieties with fruits improved in these aspects. Paradoxically, fruits with a high content in chloroplasts have been avoided by the breeders because it usually suffers of oxidative stress disorders; such yellow shoulder impairment and fruit cracking when the light intensity increases. For this reason breeding efforts has been focused mainly on avoiding fruit losses and organoleptic characteristics have been neglected. This thesis aims to improve tomato fruit quality by engineering plants to produce fruits with enhanced fruit chloroplast functions and improved tolerance to oxidative stress, using cisgenic/ intragenic approaches. SlGLK1, SlGLK2 and SlAPRR2 transcription factors have been suggested to be involved in chloroplast development. Tomato MoneyMaker plants were engineered to express SlGLKs and SlAPRR2 either singly or in combination early in development. Those lines provide fruits which accumulate more sugars, carotenoids and specific volatiles than WT. The fruit chloroplast enhanced lines were characterized at the structural, metabolic, proteomics and transcriptomics. A novel additive effect in the chloroplast regulation network resulted when both transcription factors were coexpressed and a hypothesis for this effect is presented. In addition, two tomato traditional varieties (Muchamiel and Pera) expressing tomato genes for BMW anthocyanin regulatory complex under the control of the light inducible promoter (PLI) were produced and characterized. Engineered tomato plants showed large accumulation of anthocyanin specifically in the fruit peel and in Type VI trichomes. Characterization of those tissues indicated specific alterations of the flavonoid pathway that were highly dependent on the light conditions. These tomato lines could be of high interest to protect the fruit chloroplast enhancement lines from eventual stresses involving ROS, and also to assess the effect on plant growth under high light stress and in plant-pest interaction studies. / Los plastidos son orgánulos celulares donde se producen y almacenan muchos de los metabolitos relacionados con atributos organolépticos y compuestos beneficiosos para la salud, por lo tanto se consideran componentes de alto valor añadido para consumidores y mejoradores vegetales. Cuanto mayor contenido en azúcares solubles y sabor presente el fruto más se valoran por los consumidores y la industria. Por lo tanto uno de los objetivos actuales de los mejoradores de tomate es mejorar el fruto en estos aspectos. Paradójicamente, se ha seleccionado en contra de frutos con alto contenido en cloroplastos porque este carácter, bajo alta intensidad lumínica, suele estar asociado a daños en el fruto por estrés oxidativo; como los hombros amarillos del tomate o el agrietado del fruto. Por este motivo los esfuerzos en mejora se han orientado principalmente a evitar pérdidas y consecuentemente la calidad organoléptica se ha visto reducida. El objetivo de esta tesis es mejorar la calidad del fruto de tomate mediante el empleo de técnicas de ingeniería genética orientadas a incrementar los cloroplastos en fruto y mejorar la tolerancia al estrés oxidativo con una aproximación cis/ intragenica. Los factores de transcripción SlGLK1, SlGLK2 y SlAPRR2 han sido estudiados por influir en el desarrollo del cloroplasto. Plantas de tomate de variedad MoneyMaker fueron mejoradas genéticamente para expresar de forma individual o conjunta SlGLKs y SlAPRR2 en estadios tempranos de desarrollo. Estas líneas proveen frutos con mayor acumulo de azúcares, carotenos y volátiles que el control MoneyMaker. Las líneas potenciadas en desarrollo de cloroplastos se caracterizaron a nivel estructural, metabólico, proteómico y transcriptómico. Se descubrió un novedoso efecto aditivo en la regulación génica del cloroplasto cuando ambos factores de transcripción se expresan simultáneamente y se presentó una hipótesis para dicho efecto. Además se caracterizaron dos variedades tradicionales de tomate (Muchamiel and Pera) diseñadas para expresar genes pertenecientes al complejo de regulación de antocianinas BMW, bajo el control del promotor inducible por luz (PLI). Las plantas mejoradas genéticamente presentan una gran acumulación de antocianos, especialmente en piel de fruto y en tricomas tipo VI. Caracterización de estos tejidos indican alteraciones específicas en la ruta de flavonoides y una alta dependencia a condiciones de luz. Estas plantas podrían ser de gran interés para proteger frutos con altos niveles de cloroplastos frente al estrés oxidativo generado por ROS, para evaluar el efecto en el crecimiento de la planta bajo condiciones de alta luz y en futuros estudios de interacción planta-patógenos / Els plastidis són orgànuls cel.lulars on es produeixen i emmagatzemen molts dels metabòlits relacionats amb atributs organolèptics i composts beneficiosos per a la salut, per tant es consideren components d'alt valor afegit per a consumidors i milloradors vegetals. Quant major contingut en sucres solubles i sabor presenta el fruït, més serà valorat per part dels consumidors i la industria. Paradoxalment, s'ha seleccionat en contra dels fruïts amb alt contingut en cloroplasts perquè aquest caràcter, davall alta intensitat lumínica, sol estar associat amb danys en el fruït per estrés oxidatiu; com muscles groguencs de la tomata o clevitjament del fruït. Per aquest motiu, l'esforç en millora s'ha orientat principalment a evitar pèrdues de manera que la qualitat organolèptica s'ha vist reduïda. L'objectiu d'aquesta tesi es millorar la qualitat del fruït de tomata mitjançant l'ús de tècniques d'enginyeria genètica orientades a incrementar els cloroplasts al fruït i millorar la tolerància a l'estrès oxidatiu amb una aproximació cis/intragènica. Plantes de tomata de la varietat MoneyMaker foren millorades genèticament per expressar de manera individual o conjunta SlGLK1, SlGLK2 y SlAPRR2 als moments inicials del desenvolupament. Aquestes línies donen fruïts amb major acumulació de sucres, carotens i volàtils que el control MoneyMaker. Les línies potenciades amb el desenvolupament de cloroplasts es caracteritzaren a nivell estructural, metabòlic, proteòmic i transcriptòmic. Es va descobrir un nou efecte additiu en la regulació gènica del cloroplast quan ambdós factors de transcripció s'expressen de manera simultània i es va presentar una hipòtesi per a dit efecte. A més, es van caracteritzar dos varietats tradicionals de tomata (Muchamiel i Pera) dissenyades per a expressar gens que pertanyen al complex de regulació d'antocians BMW, davall el control del promotor induïble per llum (PLI). Les plantes millorades genèticament presentaren una gran acumulació d'antocians, especialment a la pell del fruït i en tricomes de tipus VI. La caracterització d'aquest teixit indica alteracions específiques en la ruta dels flavonoides i una altra dependència a condicions de llum. Aquestes plantes podrien ser de gran interès per a protegir els fruïts d'alts nivells de cloroplasts front a l'estrès oxidatiu generat pels ROS, i per a avaluar l'efecte en el creixement de la planta davall condicions d'alta llum i en futurs estudis d'interacció planta-patògen. / Cocaliadis Caisson, MF. (2017). A multilevel, developmentally controlled gene engineering strategy for tomato fortification and protection [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90401