La cueillette de champignon sauvage est une açtivité économique encore peu exploitée au Québec. Pourtant, cette pratique est répandue à travers le monde et est même florissante en Colombie-Britannnique. Malgré une certaine abondance de champignons comestibles, le Québec connaît trop peu l'écologie des espèces présentes sur son territoire. Ce mémoire tente d'éclaircir et de définir l'habitat de 5 espèces de champignons comestibles ectomycorrhiziens soit Tricholoma magnivelare, Tricholoma equestre, Sarcodon imbricatus, Leccinum aurantiacum et Cantharellus cibarius. Le projet s'est effectué exclusivement dans les peuplements de pin gris sur l'esker de Berry en Abitibi-Témiscamingue. Chaque espèce a été étudiée individuellement pour définir quel est son écologie selon deux échelles d'observations. La première est associée aux cartes écoforestières du ministère des ressources naturelles et de la faune du Québec, permettant ainsi de lier la fructification des champignons avec des variables écologiques de cette échelle soit l'âge et le type de régénération (plantation ou feu) des peuplements de pin gris. La deuxième échelle tente de définir l'habitat des champignons avec plus de précision, en considérant certain facteur biotique ou abiotique influençant la distribution des champignons à l'intérieur même des peuplements. Les résultats du projet démontrent clairement que les espèces sont influencées par les variables écologiques. À l'échelle du peuplement, l'âge de celui-ci semble avoir un effet sur la distribution du Tricholoma magnivelare et du Sarcodon imbricatus. Quant au type de régénération, seul ce dernier est influencé par cette variable. La seconde échelle d'observation à permis de préciser l'habitat des espèces. En résumé, le Tricholoma magnivelare est associé à des peuplements plus âgés où la canopée est plus ouverte. Le Tricholoma equestre est quant à lui associé à une perturbation du sol, préférant des sites où l'humus est mince et où la végétation muscinale et herbacée est peu présente. Tout comme l'espèce précédente, le Cantharellus cibarius semble apprécier la perturbation du sol, à un moindre degré toutefois. Le Sarcodon imbricatus se retrouve dans les peuplements plus jeunes où il y a forte présence de lichen. Le Leccinum aurantiacum, est plus omniprésent dans les peuplements de pin gris, conséquemment peu de variables significatives ont été sélectionnées par l'analyse de discriminance. Les résultats indiquent donc que la distribution des espèces de champignons ectomycorrhisiens peut être expliquée par des variables écologiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Champignon comestible, Pin gris, Ectomycorhizien, Esker, Macromycète.

El projecte de tesi doctoral s'emmarca en la producció de plantes inoculades amb soques seleccionades del fong ectomicorrízic comestible Lactarius deliciosus i en el seguiment de la seva persistència un cop establert en camp. S'ha avaluat la capacitat colonitzadora de 25 soques de L. deliciosus en síntesi en cultiu pur amb Pinus pinaster. Els resultats han mostrat que les soques provades presenten diferent potencial colonitzador. La capacitat de formació de micorrizes s'ha relacionat de manera negativa amb el temps des de l'aïllament del cultiu i, de manera positiva, amb la capacitat de formació de rizomorfs. S'han posat a punt diferents tècniques moleculars per a la caracterització específica i intraespecífica de L. deliciosus i s'ha comprovat la seva efectivitat en la identificació en camp del fong en les fases críptiques de la simbiosi (micorriza i miceli extraradical present en el sòl). L'encebador LDITS2R, dissenyat a la regió ITS del rDNA de L. deliciosus, en combinació amb l'encebador universal ITS1 ha permès l'amplificació específica d'aquest fong mitjançant PCR a partir de DNA extret directament de mostres de camp. L'anàlisi single strain conformation polymorphisms (SSCP) dels productes específics amplificats ha permès distingir fins a nou patrons diferents entre les 18 soques de L. deliciosus analitzades que permeten la identificació intraespecífica de la soca seleccionada introduïda en camp. S'ha produït planta micorrizada amb L. deliciosus en hivernacle i s'ha posat a punt un sistema de quantificació individualitzada i no destructiva de la colonització radical inicial mitjançant l'anàlisi de fotografies digitals. La planta produïda s'ha establert en plantacions experimentals i s'ha avaluat la persistència del fong inoculat a diferents temps per recompte del percentatge de micorrizes i quantificació del miceli extraradical mitjançant PCR en temps real. S'ha conclòs que la persistència de les micorrizes i l'extensió del miceli en el sòl es veuen afectades per les condicions de la localitat d'establiment de la plantació i per la soca inoculada. En canvi, el nivell inicial de colonització no ha tingut un efecte significatiu, en les condicions assajades, en la persistència de L. deliciosus. Per últim, s'ha avaluat la persistència de L. deliciosus enfront a dues espècies de Rhizopogon potencialment competidores que poden desplaçar el fong introduït. S'ha detectat un efecte negatiu de R. roseolus en la persistència de L. deliciosus. Els resultats suggereixen que la competència entre aquests dos fongs té lloc a nivell del sistema radical per la colonització de les arrels lliures mentre que no s'ha detectat interacció negativa a nivell de miceli extraradical. La correlació entre el percentatge de micorrizes i la quantitat de miceli present en el sòl ha estat positiva per a les tres espècies estudiades. En conseqüència, la quantificació de miceli extraradical pot ser un bon indicador del grau de colonització radical de la planta i permetre un seguiment no destructiu del fong en camp. / The main objective of the thesis project is the production of inoculated plants with selected strains of the edible ectomycorrhizal fungus Lactarius deliciosus and tracking its persistence once established in field plantations. The colonization ability of 25 strains of L. deliciosus has been evaluated in pure culture synthesis with Pinus pinaster. The results have shown differences in root colonization level of the evaluated strains. The formation of mycorrhizas has been negatively related to the age of the fungal culture and positively to the formation of rhizomorphs. Different molecular techniques have been optimized for specific and intraspecific characterization of L. deliciosus and evaluated for their effectivity in field identification of the fungus in the cryptic phases of the symbiosis (mycorrhizas and extraradical mycelium present in the soil). The design of the primer named LDITS2R in the ITS region of the rDNA of L. deliciosus combined with the universal primer ITS1 has allowed specific amplification of this fungus by PCR from DNA extracted from field samples. Single strain confromation polymorphisms (SSCP) analysis of the specific amplified products has provided nine different patterns among the 18 L. deliciosus analyzed strains which allowed for the intraspecific identification of the selected inoculated strain. Plants mycorrhizal with L. deliciosus have been produced in the nursery and initial radical colonization has been individually quantified in a non-destuctive way by analysis of digital photographs. Experimental plantations have been established with the inoculated plants. Fungal persistence has been evaluated at different times by determining the percentage of mycorrhizas and the production of extraradical soil mycelium by real time PCR. The site and the inoculated strain significantly affected the persistence of mycorrhizas and the extension of the extraradical soil mycelium whereas no effect of the initial colonization level was observed under the experimental conditions tested. Finally, the persistence of L. deliciosus against two Rhizopogon species identified as potential competitors has been evaluated. The presence of R. roseolus in the field site affected negatively the persistence of L. deliciosus. The results obtained suggest that competition between these two fungi takes place at the root system level for colonization of the available roots. No negative interaction between extraradical mycelia of both species was observed. Linear correlations between the percentage of mycorrhizas and soil mycelium biomass were significant and positive for the three fungal species studied. Consequently, the quantification of extraradical mycelium could be a good indicator of the root colonization level of the plant allowing for non-destructive tracking of the fungus in the field.

Orientador: Marlene Rita de Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-17T11:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sampaio_SaraMedeiros_M.pdf: 362284 bytes, checksum: 9f40de09eb4c685cbda1a3c211ebaf16 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A finalidade principal deste trabalho foi reunir subsídios para orientar os processos desecagem, armazenagem e reidratarão do cogumelo Shiitake. A pesquisa foi realizada durante o ano de 2002 no Laboratório de Tecnologia Pós-Colheita/Secagem da Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas e consistiu em duas etapas: secagem e armazenagem por 3 meses. Os fatores estudados foram: na secagem - geometria de corte (Shiitake inteiro e fatiado), temperatura de secagem (50ºC e 70°C), teor de umidade final (5% e 15%); na armazenagem - geometria de corte (Shiitake inteiro e fatiado), teor de umidade inicial (5% e 15%), embalagem (com e sem saco de polipropileno) e tempo de armazenagem (3 meses); na reidratação - tempo de imersão em água (8 tempos), geometria de corte (Shiitake inteiro e fatiado), teor de umidade inicial (5% e 15%) e tempo de armazenagem (3 meses). Os parâmetros de qualidade estudados foram: cor, textura, massa, teor de umidade, capacidade de reidratação. Os parâmetros de secagem estudados foram: cinéticas experimentais de secagem. As cinéticas de secagem mostraram que a secagem ocorreu no período de taxa decrescente e que a secagem dos cogumelos fatiados secos à 70ºC ocorreu em menor tempo que os demais tratamentos. A temperatura de secagem de 70ºC proporcionou menor escurecimento e os resultados do efeito da secagem sobre a textura do cogumelo foram pouco conclusivos. O tempo de armazenagem afetou a qualidade dos cogumelos ocorrendo maior dureza, gomosidade e escurecimento. Entretanto, o uso da embalagem retardou o escurecimento. Cogumelos fatiados armazenados com 15% de umidade inicial e embalados obtiveram pouca variação de mastigabilidade, teor de umidade e massa durante a armazenagem. O tempo de armazenagem provocou redução da capacidade de reidratação para os cogumelos com 5% de umidade inicial. Os cogumelos fatiados, com 5% de umidade inicial e embalados obtiveram valores de reidratação superiores aos demais tratamentos / Abstract: Mushroom (Shiitake), drying, storage and re-hydration: effect on quality parameter process determinations. To orient drying, storage and re-hydration processes, accumulated subsidies by studying some parameters on mushroom Shiitake. During three months, drying, storage and re-hydration processes, were studied on mushroom in 2002 at Drying/Post-harvesting Technology Lab from Agricultural Engineering School of the Campinas State University. In drying process were studied: drying temperature (50º and 70 ºC), final moisture content (5% and 15%), cutting geometry (mushroom whole and sliced); in re-hydration process besides drying temperature and cutting geometry, were assessed also, water immersion (8 times), initial moisture content (5%% and 15%) and storage time (3 months); in packing up process; (with/without polypropylene bag), storage time (3 months) and initial moisture content were evaluated. Color, texture, mass, moisture content, and re-hydration capacity, were also evaluated. Drying kinetics showed that drying occurred at increased rate in the period and sliced mushroom dried at 70º C, occurred in lesser time than other treatments. Drying temperature at 70 ºC had less darkening and the results on mushroom texture drying effects were not conclusive. Drying time affected mushroom quality, occurring great hardness, gummosis and darkening. However, packing up use, delayed the darkening. Stored sliced and wrapped mushrooms with 15% initial moisture content had less, chew property variation, moisture content and mass during storage. Storage time provoked rehydration capacity decrease on mushrooms with 5% of initial moisture. Sliced and wrapped mushrooms, with 5% initial moisture, had re-hydration values greater than other treatments / Mestrado / Tecnologia Pós-Colheita / Mestre em Engenharia Agrícola

Une triple attente socio-économique dans les domaines du développement durable (réduction des matières synthétiques non biodégradables), des solutions naturelles de conservation des aliments (tendance du « clean label » par la protection des denrées par des emballages actifs et intelligents évitant des additifs à outrance dans les aliments) et de la sécurité alimentaire (sécurité microbiologique et traçabilité) est à l’origine du développement de nouveaux matériaux à la fois biodégradables, comestibles et fonctionnalisés. Cette recherche commencée quelques décennies plus tôt est freinée par un mode de production difficilement industrialisable (voie solvant). Cependant, depuis quelques années des procédés applicables à l’échelle industrielle sont développées (voie fondue/extrusion). Dans le travail présenté ici, la technologie d’extrusion bivis a été appliquée avec succès sur différentes matières premières protéiques : la caséine acide, la caséine présure et le caséinate de sodium. Extraites toutes trois du lait de vache, ces caséines montrent des caractéristiques différentes qui affectent les propriétés du matériau (mécaniques, sensibilité aux molécules d’eau). La fonctionnalisation de la matrice par l’ajout d’acides organiques offre un potentiel antimicrobien intéressant contre Escherichia coli. Une complexation supplémentaire du matériau par incorporation de molécules hydrophobes telles que des cires (cires d’abeille, de candelilla et de carnauba) permet d’élargir une fois de plus l’éventail des propriétés disponibles pour ces matériaux composites, comme l’amélioration de la propriété barrière à la vapeur d’eau apportée par la cire d’abeille. La sensibilité aux molécules d’eau de ce type de matériau étant un critère à considérer à chaque étape de développement et de compréhension des interactions inter-ingrédients (protéine, plastifiant, cires, composés antimicrobiens). Ce manuscrit expose le potentiel de développement de matériaux à base de caséine, biodégradables, comestibles et antimicrobiens, qu’il s’agit d’appliquer en emballage agroalimentaire tout comme dans bien d’autres secteurs / Development of innovative biodegradable, edible and functionalized material comes from a triple socio-economic expectation in the field of sustainable development (decrease in synthetic non-biodegradable polymers), of natural solutions for food preservation (trend of “clean label” by food protection through active and smart packaging to avoid over-use of food additives) and of food safety (microbiological safety and traceability). Development in that field, started few decades ago is slowed down by production process (wet process), which is not an easy scale up process. However, a few years ago industrial process technique as extrusion started developing. In the present work, the twin-screw extrusion process was successfully applied to produce polymer based on protein raw material: acid casein, rennet casein and sodium caseinate. Extracted from caw milk, these three caseins own different characteristics, which affect material properties (mechanical, water sensitive properties). Matrix functionalization through organic acid addition bring an interesting antimicrobial response against Escherichia coli. Blending hydrophobic molecules as waxes (beeswax, candelilla wax and carnauba wax) creates a complex composite material which increases the range of available properties as improved water vapor barrier allowed by beeswax addition. Water sensitive properties are key points to consider at each step of material development and to understand relationships between the different ingredients (protein, plasticizer, waxes, antimicrobial agents). This manuscript shows the feasibility in the development of casein based material as biodegradable, edible and antimicrobial material, to apply and use in the food packaging industry or other industries

Ce travail de thèse a pour objectif de formuler un emballage comestible à base d’un mélange de chitosan et de gélatine (bœuf ou poisson), de mieux comprendre l’influence d’irradiations par faisceaux d’électrons et de l’incorporation d’antioxydants naturels sur les propriétés physico-chimiques et fonctionnelles des films. Une étude de l’effet de l’irradiation sur la cinétique de libération des antioxydants dans un milieu liquide simple a été étudiée pour validation. Une étude préliminaire a montré d’abord que la densification de la solution filmogène puis du gel pendant le séchage ne dépend ni de l’épaisseur, ni de la concentration, ni du temps et laisse supposer une diffusion Fickienne de l’eau dans la matrice. La perméabilité à la vapeur d’eau augmente linéairement avec l’épaisseur de films et d’autant plus lorsque l’étendue du différentiel d’humidités relatives est élevé. Ce phénomène est attribué à un mécanisme de gonflement et de plastification du réseau de gélatine-chitosan par l’eau. L’effet du taux de mélange de deux biopolymères a montré une amélioration des propriétés mécaniques et barrières à l’eau et à l’oxygène des films de chitosan. Ces gains de performances sont dus à la bonne miscibilité des deux macromolécules et aux interactions moléculaires établies suite à la formation d’un complexe polyélectrolytique, confirmé par analyse FTIR. L’irradiation des films après séchage accroit la polarité de surface et l’hydrophilie des films et ainsi induit une augmentation des propriétés barrières à la vapeur d’eau et à l’oxygène, mais aussi des mécaniques et thermiques des films. Toutefois, l’irradiation ne modifie pas la cristallinité des films. L’incorporation des antioxydants (acide férulique, coumarine, quercétine et tyrosol) avec ou sans irradiation agit différemment, selon leur nature, sur l’organisation du réseau macromoléculaire et donc sur les propriétés des films. Ainsi, l’acide férulique et le tyrosol réduise la perméabilité à la vapeur d’eau mesurée à un gradient de 0-30% d’humidité relative, alors qu’ils l’augmentent jusqu’à 90 fois avec un gradient 30-84% et un traitement d’irradiation. La perméabilité à l’oxygène diminue d’une façon significative après ajout de quercétine ou de tyrosol et après irradiation. L’acide férulique et la coumarine augmente la force à la rupture des films alors que ce sont la quercétine et l’acide férulique qui permettent d’accroitre la résistance thermique des films. Ces résultats mettent ainsi en évidence la complexité des interactions mises en jeu entre les antioxydants et les chaînes de chitosan et/ou de gélatine, leur dépendance au niveau d’hydratation du système et à l’impact du traitement de réticulation par irradiation. Il faut noter que l’irradiation a permis de protéger les molécules actives contre l’oxydation durant une longue période de stockage des films. La libération en milieu aqueux de l’acide férulique est la plus ralentie avec une rétention dans les films la plus élevée à l’équilibre (27%). Les coefficients de diffusion des antioxydants, déterminés à partir des cinétiques de libération ont pu être modulés (50%) grâce à l’irradiation. / This thesis aims to develop an edible packaging made of a mixture of chitosan and gelatin (beef or fish), to better understand the influence of the electron beam irradiation and of the incorporation of natural antioxidants on the physico-chemical and functional properties of the films. A study of the effect of irradiation on antioxidants release kinetics in a simple liquid medium was studied for validation. A preliminary study first showed that the densification of the film-forming solution and the gel during drying does not depend on the thickness or concentration or time and suggests a Fickian diffusion of water in the matrix. The permeability to water vapor increases linearly with film thickness and especially when the extent of the relative humidity differential is high. This phenomenon is attributed to a swelling mechanism and plasticization of the gelatin-chitosan network by the water. The effect of the chitosan-gelatin ratio showed an improvement of the mechanical properties and barrier to water and oxygen of the films compared to chitosan films. These performance gains are due to the good miscibility of the two macromolecules and to the molecular interactions established after the formation of a polyelectrolyte complex, as confirmed by FTIR analysis. Irradiation of films after drying increases the polarity of the surface and the film hydrophilicity, and thus induces an increase in barrier properties to water vapor and oxygen, and also of the mechanical and thermal films. However, irradiation does not change the crystallinity of the films. The incorporation of antioxidants (ferulic acid, coumarin, quercetin and tyrosol) with or without irradiation acts differently on the organization of the macromolecular network and thus on the film properties. Thus, ferulic acid and tyrosol reduce the permeability of water vapor measured in a gradient of 0-30% relative humidity, while it increases up to 90 times with a gradient 30-84 % and an irradiation treatment. The oxygen permeability decreases significantly after addition of quercetin or tyrosol and after irradiation. Ferulic acid and coumarin increases the tensile strength of the films while they are quercetin and ferulic acid which allow to increase the thermal resistance of the films. These results thus demonstrate the complexity of the interactions involved between antioxidants and the chains of chitosan and/or gelatin, their dependence on the moisture level of the system and on the impact of cross-linking treatment by irradiation. It is noticed that the irradiation has protected the active molecules against oxidation for a long period of storage of the films. Release in aqueous medium of ferulic acid is the more delayed with the highest retention in the film at equilibrium (27%). The antioxidants diffusion coefficients, determined from the release kinetics, could be modulated (about 50%) by the irradiation treatments.

La quantité de déchets augmente depuis plusieurs décénies, issus principalement de l'industrie du plastique. La production cumulée de matières plastiques au cours des dix dernières années est supérieure que pendant le dernier millénaire. Une des solutions pour réduire les impacts écologiques et économiques est de dévelopement de films et enrobages biodégradables et/ou comestibles.L'objectif de cette thèse est d'étudier des films et enrobages comestibles à base d'amidon. Quinze types de solutions filmogènes ont été formulés: 3 types d’amidons, amidon + protéines, amidon + huile de colza, amidon + plastifiant. Afin de mieux comprendre le rôle des constituants et les interactions mises en jeu, les propriétés physico-chimiques et structurales des films ont été réalisées. Enfin, les films présentant les meilleurs compromis ont été appliqués sur des prunes.L’étude physico-chimique des films à base d’amidon de maïs, de pommes de terre et de de blé ont permis de retenir l’amidon de blé pour les études suivantes. Une quantité de plastifiant de 50% (par rapport à la masse sèche de biopolymère) a été sélectionnée car elle permet d'obtenir des films souples et resistants sans blanchiment. Afin d'améliorer l'efficacité barrière à l'humidité, de l'huile de colza a été ajoutée par laminage sur le film d’amidon. Les observations de la microstructure montrent une dispersion de gouttelettes d’huile dans la matrice à la place d’une structure multicouche amidon-huile-amidon. Diverses proportions amidon/protéine ont été testées pour améliorer les propriétés fonctionnelles des films. Plus la teneur en protéines est élevée, meilleure est l'efficacité barrière à la vapeur d'eau, à l'oxygène ou aux arômes. En effet, les films sont plus denses et homogènes en présence des protéines. A partir de la meilleure compréhension du rôle de la composition et de la structure sur les performances des films, plusieurs formulations ont été testées comme enrobage ou film sur des prunes fraîches. L’analyse thermographique a été utilisée pour étudier le comportement des prunes pendant le stockage, l’enrobage/film composé de l’amidon enrobage s’est avéré efficace pour retarder la dégradation des fruits. / The amount of waste increased annually, mainly from plastic industry. Plastic materials were more produced during the only last ten years than during the last millennium. A potential solution of the ecological and economic problems can be biodegradable or edible films and coatings. The goal of this thesis was to study edible films and coatings based on starch. Fifteen types of film-forming solutions were made: 3 types of starch, starch + different amounts of plasticizer, starch + proteins, starch + oil. To better understanding the interaction between film components, physical, chemical and functional tests were done. Finnaly, validation on real foods (plums) as coatings and films helped to improved edible barrier films for fruit and vegetable preservation.Preliminary physico-chemical studies of corn, potato and wheat starch film properties allowed choosing the wheat starch-based films further experiments. Then, a 50% amount of plasticizer related to dry biopolymer weight was selected aiming to obtain films being not too rigid, that did not break and without blooming. To prove the barrier moisture efficacy, rapeseed oil was added as multilayers films. Microstructure observations displayed that oil was dispersed as droplets instead of layer, thus emulsion-based films were obtained instead of multilayer starch-oil-starch films. Various ratios of starch/protein were assessed to improve functional properties of films. The more the protein content was, the better the barrier efficiency against water vapour, oxygen or aroma were. Indeed, higher protein content films were more dense and homogeneous. From these data obtained on films, and the better understanding how composition and structure affect film performances, several recipes were tested as coatings or films for wrapping fresh plums. Thermographic analysis was used to study the plums behavior during storage, and starch coating was efficient to delay fruit degradation. / Z każdym rokiem wzrasta liczba produkowanych odpadów, w szczególmości tych z plastiku. W ciągu pierwszych dziesięciu lat wyprodukowano więcej tworzyw sztucznych niż w przeciągu całego ubiegłego tysiąclecia. Rozwiązaniem tych ekologicznych i ekonomicznych problemów mogą okazać się filmy i powłoki do żywności. Celem tej pracy były studia nad jadalnymi filmami i powłokami na bazie skrobi. Piętnaście rodzajów roztworów powłokotwórczych zostało wytworzonych: z 3 typów skrobi, skrobia + różne stężenia plastyfikatora, skrobia + białka, skrobia + olej. W celu lepszego zrozumienia interakcji pomiędzy komponentami filmu właściwości fizyczne, chemiczne i funkcjonalne zostały zmierzone. W ostatnim etapie walidacja na prawdziwej żywności (powlekanie i pakowanie śliwek) pomogła w udowodnieniu istnienia właściwości barierowych owoców i warzyw podczas przechowywania.Próbne testy fizyko-chemiczne skrobi kukurydzianej, ziemniaczanej i pszenicznej pomogły w wyborze skrobi otrzymywanej z pszenicy do dalszych badań. Następnie wybrano zawartość plastyfikatora. 50% glicerolu względem suchej masy substancji powłokotwórczej nie powodowało twardości i pękania filmów ani też tzw. efektu kwitnienia (intensywnie żółty/ pomarańczowy kolor filmów). W celu poprawy właściwości barierowych olej rzepakowy został dodany. Zdjęcia mikroskopowe obrazują zawieszone krople oleju w matrycy jako emulsja zamiast dodatkowej warstwy, której oczekiwano. Do skrobi zostały dodane również białka serwatkowe w kilku proporcjach. Im więcej białek jest w stosunku procentowym skrobia/proteiny tyym lepsze są właściwości barierowe dla pary wodnej, tlenu i aromatów. Dodatkowo filmy zawierające więcej protein w stosunku procentowym są bardziej gęste i jednolite. Uzyskane informacje pozwoliły na lepsze zrozumienie wpływu kompozycji i struktury filmów i powłok na pakowanie świeżych śliwek. Analiza z użyciem kamery termowizyjnej pozwoliła na ocenę zmian w owocach podczas przechowywania, zaś powłoka skrobiowa efektywnie opóźniała procesy degradacyjne w owocach.

Tesis por compendio / [ES] En las sociedades modernas ha aumentado la demanda de alimentos funcionales, así como la alimentación como una experiencia gastronómica. Surge así una oportunidad de revalorizar el uso de plantas silvestres comestibles mediante su domesticación y adaptación a cultivo. Algunas de estas especies, además de incorporar sabores distintos, son percibidas como beneficiosas para la salud, factor que a nivel científico puede corresponder con la acumulación de compuestos bioactivos. La presente Tesis es un trabajo de evaluación y pre-domesticación de dos especies de amplia distribución en nuestra región, destacadas por su alto potencial funcional y calidad organoléptica. El objetivo es, por un lado, aumentar el conocimiento en estos componentes de la calidad; y por otra parte, establecer una base para los programas de domesticación y adaptación a cultivo. La primera parte de esta Tesis se centra en el potencial de la berraza. Hasta la fecha se ha descrito su alto potencial en términos de contenido en fenoles totales y capacidad reductora de radicales libres. Nuestros resultados ampliando el número de muestras no sólo confirman dicho potencial, sino que establecen además una clara correlación entre ambos caracteres. Se sugiere así que la capacidad reductora de la berraza está principalmente definida por la acumulación de compuestos fenólicos, especialmente derivados de la quercetina. Por otro lado, el perfil volátil revela una prevalencia de compuestos terpenoides y fenilpropanoides. Este perfil es único en comparación con otras especies cultivadas; se identifican, sin embargo, ciertas similitudes que podrían explicar la relación de sabor entre ellas. Pese a su interés funcional y aromático, el cultivo convencional resulta poco prometedor. Queda no obstante la vía abierta a nuevos trabajos de adaptación a cultivo hidropónico como alternativa prometedora. La segunda parte de la Tesis está orientada al estudio de la rabaniza. Debido a la latencia secundaria de su semilla, se hace necesario en primer lugar establecer un tratamiento efectivo que permita obtener una germinación elevada y uniforme. Nuestros resultados sugieren un uso combinado de hipoclorito de sodio y ácido giberélico, tratamiento adecuado en los programas de mejora y que puede ser además adaptado para su uso comercial a gran escala. Los resultados de calidad funcional destacan especialmente la acumulación de ácido ascórbico, de alto poder antioxidante. En su perfil de glucosinolatos destaca la sinigrina, de potencial funcional y responsable en gran medida de su aroma; los resultados sugieren, no obstante, la síntesis de otros glucosinolatos. Es, por el contrario, acumuladora de nitratos como antinutrientes, factor que será determinante en las prácticas aplicadas para su futuro cultivo. Se han caracterizado además los materiales disponibles para identificar rasgos de interés a nivel morfoagronómico. La moderada variabilidad morfológica tiene claras implicaciones para los programas de mejora, limitando el número de cultivares a desarrollar. Por otra parte, el test hedónico sugiere que se pueden desarrollar distintos productos comerciales, como germinados y brotes tiernos, destinados a distintos nichos de mercado. Finalmente, se han evaluado dos sistemas modelo de cultivo, campo e invernadero, y el comportamiento en diversos ciclos. La producción en campo aumenta la calidad visual y funcional, con mayor contenido en vitamina C y fenoles y menor acumulación de nitratos. Sugerimos pues la producción de rabaniza en campo. No obstante, los meses más fríos pueden afectar negativamente la calidad, lo que supone una vía a nuevos estudios. En definitiva, los trabajos de esta Tesis aumentan, por un lado, el conocimiento morfroagronómico, nutracéutico y volátil de las plantas silvestres utilizadas. Suponen además una base para el establecimiento de estas especies como nuevos cultivos en las regiones mediterráneas, identifican / [CA] En les societats modernes ha augmentat la demanda d'aliments funcionals i s'ha promogut a més l'alimentació com una experiència gastronòmica. Sorgeix així una oportunitat de revaloritzar l'ús de plantes silvestres comestibles, mitjançant la seua domesticació i adaptació a cultiu. Algunes d'aquestes espècies, a més d'incorporar sabors diferents, són percebudes com a beneficioses per a la salut, factor que a nivell científic pot correspondre amb l'acumulació de compostos bioactius. La present Tesi es un treball d'avaluació i pre-domesticació de dues espècies d'àmplia distribució a la nostra regió, destacades per un alt potencial funcional i qualitat organolèptica. L'objectiu és, d'una banda, augmentar el coneixement d'aquests dos components de la qualitat; i d'altra banda, establir una base per als programes de domesticació i adaptació a cultiu. La primera part d'aquesta Tesi se centra en el potencial del creixen de sèquia. Fins hui s'ha descrit el seu potencial en termes de contingut en fenols totals i capacitat reductora de radicals lliures. Els nostres resultats ampliant el nombre de mostres no solament confirmen aquest potencial, sinó que estableixen a més una clara correlació entre els dos caràcters. Se suggereix així que la capacitat reductora del creixen està principalment definida per l'acumulació de compostos fenòlics, especialment derivats de la quercetina. D'altra banda, el perfil volàtil revela una prevalença de compostos terpenoids i fenilpropanoids. Aquest perfil és únic en comparació amb altres espècies cultivades; no obstant això, s'identifiquen certes similituds que podrien explicar la relació entre aquestes espècies. Malgrat el seu interés funcional i aromàtic, el cultiu convencional és poc prometedor. No obstant això, queda oberta la via a nous treballs d'adaptació a cultiu hidropònic com a alternativa prometedora. La segona part de la Tesi està orientada a l'estudi de la ravenissa. A causa de la latència secundària de la seua llavor, es fa necessari en primer lloc establir un tractament efectiu que permeta obtindre una germinació elevada i uniforme. Els resultats suggereixen un ús combinat d'hipoclorit de i àcid giberèlic. Aquest tractament és adequat en els programes de millora i pot ser a més adaptat per al seu ús comercial a gran escala. Els resultats de qualitat funcional destaquen l'acumulació d'àcid ascòrbic, de gran poder antioxidant. En el seu perfil de glucosinolats destaca la sinigrina, de potencial funcional i responsable en gran manera de la seua aroma; els resultats suggereixen, a més, la síntesi d'uns altres glucosinolats. És, per contra, acumuladora de nitrats com a antinutrients, factor que serà determinant en les pràctiques que s'empren per al seu futur cultiu. S'han caracteritzat a més els materials disponibles per a identificar caràcters d'interés morfoagronòmic. La moderada variabilitat morfològica té clares implicacions per als programes de millora, limitant el nombre de varietats comercials a desenvolupar. D'altra banda, el test hedònic suggereix que es poden desenvolupar diferents productes comercials com són germinats i brots tendres, destinats a diferents mercats. Finalment, s'han avaluat dos sistemes de cultiu, camp i hivernacle, i el comportament en diversos cicles. La producció en camp augmenta la qualitat visual i funcional, amb un major contingut en vitamina C i compostos fenòlics i menor acumulació de nitrats. Suggerim doncs la producció de ravenissa sota camp. No obstant això, els mesos més freds poden afectar negativament la qualitat, el que suposa una via a nous estudis. En definitiva, els treballs d'aquesta Tesi augmenten, d'una banda, el coneixement morfroagronòmic, nutricèutic i volàtil de les plantes silvestres utilitzades. Suposen a més una base per a l'establiment d'aquestes espècies com a nous cultius adaptats a les regions mediterrànies, identificant punts clau per a la seua adaptaci / [EN] Modern societies have increased the demands on functional, as well as the consideration of feeding as a gastronomic experience. These key points encourage the revalorization of wild edible plants by means of the domestication and adaptation into crop systems. Some of these species, apart from providing new tastes, are also perceived as beneficial for health. These perceived benefits can scientifically correspond to the accumulation of bioactive compounds. The current Thesis is aimed at the evaluation and pre-domestication of two wild species broadly found in our region, which highlight for their functional potential and organoleptic quality. The aim is, on one hand, to increase the knowledge on these components of quality; and, on the other hand, to establish a basis for the domestication and crop adaptation programs. The first part of this Thesis is focused on analyzing the potential of water celery. Previous authors have described high antioxidant properties for this species in terms of content in total phenolics and free radical scavenging capacity. Our work with a larger quantity of materials confirms this potential and establishes a clear correlation between both traits. Thus, we suggest that the free radical scavenging capacity is mainly due to the accumulation of phenolics, mainly quercetin derived compounds. On the other hand, the volatile profile is rich in terpenoid compounds and phenylpropanoids. Such profile is unique compared to other cultivated species. However, there are some similarities that may explain the resemblances among them. Despite the functional and aromatic interest of water celery, its adaptation into conventional systems is not greatly promising. Nevertheless, we suggest that future works could consider the hydroponic system as a promising alternative. The second part of this Thesis is focused on the study of wall rocket. Due to the secondary dormancy of their seeds, it is firstly needed the establishment of an adequate treatment for a high and uniform germination. Our results suggest the synergistic use of sodium hypochlorite together with gibberellic acid. This treatment can be successfully used in breeding programs, and also adapted for commercial application in a productive scale. Results of the functional quality highlight the accumulation of ascorbic acid, with high antioxidant power. Sinigrin is the main glucosinolate determined. Sinigrin has high functional potential and is great responsible of the aroma in wall rocket. Moreover, results suggest that other glucosinolates are also present. On the other hand, wall rocket accumulates high levels of nitrates as antinutrients. This trait is a critical determinant for the cultivation practices to be used. The available materials have been also characterized in order to identify morphoagronomic traits of interest. The moderate morphological variability has clear implications for breeding programs and the quantity of cultivars that can be obtained. On the other hand, the hedonic test suggests that several products could be commercially exploited, including microgreens and baby-leaves. The development of different commercial products can increase the market opportunities. Finally, two model systems of cultivation, field and greenhouse, and also the behavior of plants under different growing cycles, have been evaluated. The field production increases the visual and functional quality, with the enhancement of vitamin C and total phenolic and the reduction of nitrates. Thus, we suggest that commercial production should be performed under field conditions. Nevertheless, increasing the quality during the coldest months is still an area of study. In summary, this Thesis increase the morphoagronomic, nutraceutical and volatile knowledge on the wild plants used. In addition, these works are a basis for the establishment of these species as new crops adapted to the Mediterranean regions, with the identification of key points for crop adaptation. / Guijarro Real, C. (2019). Prospección, recuperación, selección y pre-domesticación de plantas autóctonas con alto potencial funcional [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/133054 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Les plastiques sont aujourd'hui des matériaux ubiquitaires utilisés dans tous les aspects de notre vie quotidienne, en particulier pour l'emballage alimentaire. Cependant, après usage, les plastiques sont une source de pollution de notre environnement naturel. Certains plastiques biodégradables et biosourcés sont déjà disponibles sur le marché, comme l’acide polylactique (PLA), mais ils présentent des performances inférieures. Ce travail de thèse vise à: 1) étudier la stabilité des films de PLA dans diverses conditions de température, d'humidité relative, de pH, d'exposition à des liquides ou à des vapeurs... 2) mieux comprendre l'impact de certains procédés industriels tels que les traitements corona ou pressage à chaud sur le PLA 3) combiner le PLA à des couches de gluten de blé afin de produire des complexes ayant des propriétés barrière plus élevées.Les films de PLA ont été produits par la société Taghleef Industries sur demande et avec des traitements de surface spécifiques, comme le traitement Corona. Des films et des enductions à basede gluten de blé ont été développés à l’échelle laboratoire ainsi que des complexes tricouches PLA- gluten-PLA. Les propriétés physiques et chimiques des films ont été étudiées par différentes techniques issues des sciences des matériaux et des aliments ont été utilisées, telles que l’analyse enthalpique différentielle (DSC), l'analyse thermogravimétrique (TGA), la chromatographie d'exclusion de taille (SEC), la microscopie de force atomique (AFM), la microscopie électronique (SEM), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (ATR-FTIR) et la spectroscopie de rayons X (XPS). Les propriétés fonctionnelles telles que la perméabilité à la vapeur d'eau, à l'oxygène (O2), au dioxyde de carbone (CO2) ou à l'hélium (He), la sorption de gaz et de vapeurs, les propriétés mécaniques et de surface ont également été étudiées.Exposés au CO2, les films de PLA présentent une isotherme de sorption linéaire avec l’augmentation de pression. Cependant les modifications physiques et chimiques induites à des pressions élevées n'affectent pas son utilisation dans le domaine d’application alimentaire. Au contraire, lorsque les films de PLA sont exposés à l'humidité à l'état liquide ou vapeur, leur dégradation survient après deux mois à 50 ° C (essai accéléré) suite à son hydrolyse. Cette détérioration chimique, mise en évidence par une diminution significative de la masse molaire, entraine une perte de transparence, mais également par une augmentation de la cristallinité. Par ailleurs, le pH n'affecte pas le taux d'hydrolyse, ce qui est d'un intérêt essentiel pour conditionner des aliments humides.Les films à base gluten de blé ont été choisis pour leurs propriétés de barrière élevées lorsque l’humidité relative reste faible. L'incorporation de lipides n'a pas apporté d'amélioration de leurs performances barrières. Cependant, l'utilisation d’un procédé d’homogénéisation à haute pression a permis une meilleure dispersion du gluten, ce qui a conduit à des films plus homogènes ayant ainsi de meilleures propriétés fonctionnelles. Ces conditions ont donc été retenues pour réaliser des complexes à 3 couches par assemblage d'une couche de gluten de blé entre deux couches de PLA en utilisant un pressage à chaud (10 MPa, 130 ° C, 10 min).La technologie de pressage à chaud montre une forte influence sur les films de PLA, de gluten et sur les tricouches. Elle induit une cristallisation accrue du PLA, ce qui augmente ses propriétés de barrière d'environ 40% et 60%, respectivement pour l'eau et l'oxygène. Cela masque par contre l’effet du traitement corona. D’autre part, le pressage à chaud induit une restructuration du réseau de gluten qui améliore les propriétés de barrière aux gaz des complexes, mais provoque aussi une évaporation de l'eau à l'interface gluten / PLA défavorable à l’adhésion des couches (...) / Poly(lactic acid) (PLA) is a biodegradable and renewable polyester, which is considered as the most promising eco-friendly substitute of conventional plastics. It is mainly used for food packaging applications, but some drawbacks still reduce its applications. On the one hand, its low barrier performance to gases (e.g. O2 and CO2) limits its use for applications requiring low gas transfer, such as modified atmosphere packaging (MAP) or for carbonate beverage packaging. On the other hand, its natural water sensitivity, which contributes to its biodegradation, limits its use for high moisture foods with long shelf life.Other biopolymers such as wheat gluten (WG) can be considered as interesting materials able to increase the PLA performances. WG is much more water sensitive, but it displays better gas barrier properties in dry surroundings. This complementarity in barrier performances drove us to study the development of multilayer complexes PLA-WG-PLA and to open unexplored application scenarios for these biopolymers.This project was thus intended to better understand how food components and use conditions could affect the performances of PLA films, and how these performances could be optimized by additional processing such as surface modifications (e.g. corona treatment and coatings).To that aim, three objectives were targeted:- To study the stability of industrially scale produced PLA films in contact with different molecules (CO2 and water) and in contact with vapour or liquid phases, with different pH, in order to mimic a wide range of food packaging applications.- To better understand the impact of some industrial processes such as corona or hot press treatments on PLA.- To combine PLA with WG layer to produce high barrier and biodegradable complexes.Different approaches coming from food engineering and material engineering were adopted. PLA films were produced at industrial scale by Taghleef Industries with specific surface treatments like corona. Wheat gluten films, coatings and layers were developed and optimized at lab scale as well as the 3-layers PLA-WG-PLA complexes. Different technologies able to mimic industrial processes were considered such as hot press, high pressure homogenization, ultrasounds, wet casting and spin coating. The physical and chemical properties of PLA films were then studied at the bulk and surface levels, from macroscopic to nanometer scale. The functional properties like permeability to gases (e.g. O2 and CO2) and water, gas and vapour sorption, mechanical and surface properties were also investigated.Exposed to CO2, PLA films exhibited a linear sorption behaviour with pressure, but the physical modifications induced by high pressure did not affect its use for food packaging. However, when exposed to moisture in both liquid and vapour state (i.e. environments from 50 to 100 % relative humidity (RH)), PLA was significantly degraded after two months at 50 °C (accelerated test) due to hydrolysis. This chemical deterioration was evidenced by a significant decrease of the molecular weight, which consequently induced a loss of transparency and an increase of the crystallinity. The hydrolysis was accelerated when the chemical potential of water was increased, and it was surprisingly higher for vapour compared to liquid state. In addition, pH did not affect the rate of hydrolysis.Knowing much better the limitation of PLA films, the challenge was to improve its functional properties by combining them with WG, as a high gas barrier bio-sourced and biodegradable polymer. The use of high pressure homogenization produced homogeneous WG coatings, with improved performances. This process was thus selected for making 3 layer complexes by assembly of a wheat gluten layer between two layers of PLA, together with corona treatment and hot press technologies.Corona treatment applied to PLA physically and chemically modified its surface at the nanometer scale (...) / I materiali plastici convenzionali trovano impiego in tutti campi della nostra vita, specialmente nel settore del packaging alimentare, ed in seguito all’utilizzo contaminano e danneggiano il nostro ecosistema. Materiali plastici derivanti da risorse naturali e biodegradabili, come acido polilattico (PLA), sono attualmente disponibili sul mercato anche se caratterizzati da performances inferiori.Questo progetto di dottorato è mirato 1) allo studio della stabilità di film di PLA a varie condizioni di stoccaggio come temperatura, umidità relativa, pH, o esposizione a vapori o gas; 2) a comprendere meglio le influenze di alcuni processi industriali come trattamento corona e hot press nelle proprietà dei film di PLA; 3) a sviluppare complessi multistrato tra film di PLA e di glutine che abbiano proprietà barriera più elevate rispetto ai singoli film.Gli imballaggi a base di PLA sono stati prodotti da Taghleef Industries, produttore leader nel settore e dotato di infrastrutture atte ai trattamenti di modificazione di superfice come il trattamento corona. I film a base di glutine e i coatings sono stati sviluppati e ottimizzati su scala di laboratorio, così come i complessi trilaminari PLA-glutine-PLA.Le proprietà fisiche e chimiche dei film di PLA sono state investigate a livello di superficie, così come a livello di bulk. Diverse tecniche analitiche, provenienti dal campo delle scienze dei materiali e delle scienze degli alimenti, sono state adottate in questo progetto di dottorato come calorimetria differenziale a scansione (DSC), termogravimetria (TGA), cromatografia di esclusione molecolare (SEC), microscopia a forza atomica (AFM), microscopia elettronica a scansione (SEM), spettrofotometria infrarossa a trasformata di Fourier in riflettanza totale attenuata (ATR-FTIR) e spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS).Le proprietà funzionali come le permeabilità al vapore acqueo (H2O), all’ossigeno (O2), al diossido di carbonio (CO2) o all’elio (He) sono state investigate, cosi come l’assorbimento di gas e/o vapori, le proprietà meccaniche e le proprietà di superfice.Nonostante i film di PLA assorbano linearmente CO2 a pressioni crescenti, l’assorbimento di tale gas è ridotto a basse pressioni in modo da non modificare le sue proprietà fisiche – come contrariamente osservato quando il PLA è esposto a CO2 ad alte pressioni – e da non influenzare negativamente il suo utilizzo come imballaggio alimentare. Ad ogni modo, quando i film di PLA sono esposti ad ambienti umidi, o quando sono immersi in acqua liquida, sono significativamente degradati per idrolisi dopo due mesi di stoccaggio a 50 °C (test accelerato). Questo deterioramento chimico è stato evidenziato da una significativa riduzione del peso molecolare del PLA che, conseguentemente, induce una sua perdita di trasparenza e ne incrementa la sua cristallinità. Inoltre, è stato evidenziato che il pH non influenza la velocità di idrolisi. Quest’informazione ha importanza pratica per possibili utilizzi di PLA come imballaggio di alimenti ad alta umidità.Il glutine è stato scelto per le sue alte proprietà barriera, quando è protetto da ambienti ad alta umidità. Si è visto che l’incorporazione di lipidi non porta con sé grandi miglioramenti nelle performances dei film a base di glutine. Invece, l’utilizzo della tecnologia di omogeneizzazione ad alte pressioni permette una migliore dispersione del glutine, ottenendo film più omogenei e con migliori proprietà funzionali. Questa tecnologia è stata quindi scelta per produrre i complessi multistrato, intercalando i film di glutine tra due film di PLA, usando il trattamento hot press (10 MPa, 130 °C, 10 min). Si è osservato che il trattamento hot press modifica le proprietà dei film di PLA, di glutine e dei film multistrato Hot press induce cristallizzazione in PLA, e conseguentemente aumenta le sue proprietà barriera complessive, approssimativamente al 40 % all’acqua e al 60 % all’ossigeno (...) / Los materiales plásticos tradicionales son utilizados en todos los campos de nuestra vida y en particular modo como embajales de productos alimenticios; los cuales después de ser utilizados contaminan y dañan nuesto medio ambiente. Materiales plásticos derivados de recursos naturales y biodegradables, como el ácido poliláctico (PLA) se encuentran actualmente disponibles en el mercado a pesar de sus menores performances. Este proyecto de doctorado está orientado 1) al estudio de la estabilidad de películas de PLA bajo diferentes condiciones como temperatura, humedad relativa, pH o exposición a vapores o gases, 2) comprender los efectos en las propiedades de las películas de PLA de algunos procesos industriales como el tratamiento corona y hot press, 3) desarrollar complejos multicapas de PLA y gluten que tengan propiedades barrera mejores que las de las películas individuales.Los embalajes a base de PLA han sido producidos por Taghleef Industries, productor líder en el sector y dotado de las infraestructuras industriales adaptadas a los tratamientos superficiales como el tratamiento corona. Las películas de gluten y los coatings han sido desarrollados a escala de laboratorio, así como los complejos tricapa PLA-gluten-PLA.Las propiedades físicas y químicas de las películas de PLA han sido investigadas a nivel de superficie así como a nivel de bulk. Diferentes técnicas de análisis, frecuentemente utilizadas en los campos de las ciencias de los materiales y de las ciencias de los alimentos, han sido empleadas en este proyecto como calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TGA), cromotagrafía de exclusión por tamaño (SEC), microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (ATR-FTIR) y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS).Las propiedades funcionales de los embalajes como las permeabilidades al vapor de agua, al oxígeno (O2), al dióxido de carbono (CO2) o al helio (He) han sido investigadas, asi como la absorción de gases/vapores, las propiedades mecánicas y las propiedades superficiales. A pesar de que las películas de PLA absorven linealmente CO2 a presiones mayores, la absorción del gas es reducida a bajas presiones y no modifica las propiedades físicas del PLA, como contrariamente sucede cuando el PLA es expuesto a altas presiones de CO2. Por lo tanto, su influencia en las propiedades funcionales del PLA es mínima en las normales aplicaciones alimentarias. De todos modos cuando los embalajes de PLA son expuestos a ambientes húmedos o cuando son sumergidos en agua, procesos de hidrólisis los degradan significativamente después de dos meses de conservación a 50 °C (test acelerado). Este deterioramiento químico ha sido evidenciado por una significativa reducción del peso molecular del PLA, que en consecuencia induce una pérdida de transparencia y un aumento de su cristalinidad. Además, se ha observado que el pH no influye en la velocidad de hidrólisis. Esta información tiene una importancia práctica para posibles usos del PLA como embalajes de alimentos a alta humedad. El gluten ha sido elegido por sus altas propiedades barrera cuando es protegido de ambientes a alta humedad. La incorporación de lípidos en las películas de gluten no han mejorado sus performances. Pero la tecnología de la homogenización a altas presiones ha permitido mejorar la dispersión del gluten, obteniendo películas más homogéneas y con mejores propiedades funcionales. Esta tecnología ha sido, por lo tanto, elegida para producir los complejos multicapa, intercalando las películas de gluten entre dos de PLA, utilizando el tratamiendo hot press (10 MPa, 130 °C, 10 min) (...)

Tesis por compendio / [ES] El objetivo de esta tesis doctoral ha sido proporcionar conocimientos fundamentales y prácticos relacionados con la valorización de la biomasa de setas, para comprender la relación estructura-funcionalidad de extractos acuosos ricos en ß-glucanos, en términos de capacidad inmunorreguladora, antioxidante y antiviral, así como las propiedades tecnológicas (gelificantes y emulsionantes). El objetivo de esta tesis doctoral también ha sido explorar la viabilidad de dicha biomasa en el desarrollo de materiales compostables para el envasado de alimentos. Inicialmente, se aplicó un proceso de extracción secuencial, que implicaba varios tratamientos consecutivos tanto acuosos con y sin temperatura como alcalinos, aplicados a setas de gran consumo (P. ostreatus, L. edodes y G. frondosa), con la finalidad de comprender cómo las diferencias iniciales en la composición y la arquitectura de la pared celular afectaban a la extracción de ß-glucano. A partir de los resultados obtenidos, se analizó en profundidad la aplicación potencial de extractos acuosos, ricos en ß-glucanos, del género Pleurotus, explorando cómo la composición de los extractos y la complejidad estructural de ß-glucanos afectaban a su capacidad inmunorreguladora. Los resultados evidenciaron que tanto Pleurotus ostreatus como sus estipes mostraron los mejores resultados, con una actividad inmunoestimulante mucho mayor que las otras especies de Pleurotus exploradas. En la segunda parte de esta tesis, se evaluaron las propiedades funcionales (antivirales y antioxidantes) y tecnológicas (gelificantes y emulsionantes) de los extractos acuosos de ß-glucano, purificados y sin purificar, de Pleurotus ostreatus y sus estipes. El proceso de purificación, como era de esperar, incrementó el porcentaje en carbohidratos (con un mayor aumento en los estipes), lo que se tradujo en una mayor viscosidad y capacidad gelificante. Además, el extracto obtenido de los estipes mostró una fuerte actividad antiviral frente a norovirus murino, probablemente atribuida a la mayor complejidad estructural de sus ß-glucanos. Aunque la presencia de proteínas en los extractos acuosos de ß-glucanos potenció sus propiedades emulsionantes, esta propiedad fue dependiente de la accesibilidad de la proteína para adsorberse en la interfase O/W, lo que también afectó a la viscosidad de las emulsiones resultantes. La quitina y los ß-glucanos son dos de los principales carbohidratos de las setas, y tienen un gran potencial en la formación de materiales de envasado. En la última parte de esta tesis, se investigó la viabilidad de la biomasa de residuos de setas para desarrollar materiales de envasado de alimentos biodegradables y compostables. Los resultados mostraron que la composición de la biomasa de champiñón y las temperaturas de procesado tuvieron un impacto en las propiedades fisicoquímicas de los films desarrollados y, todas fueron biodesintegrables en condiciones de compostaje según la norma ISO 20200. Por lo tanto, esta tesis doctoral representa un importante avance en la valorización de la biomasa de setas (seta entera y estipes) y pone de relieve su idoneidad para desarrollar nuevos ingredientes funcionales y materiales de envasado para aplicaciones alimentarias y de envasado de alimentos. / [CA] L'objectiu d'aquesta tesi ha sigut proporcionar els coneixements fonamentals i pràctics relacionats amb la valorització de la biomassa de bolets, per a comprendre la relació estructura-funcionalitat d'extractes aquosos rics en ß-glucans, en termes de capacitat immunoreguladora, antioxidant i antiviral, així com de les propietats tecnològiques (gelificants i emulsionants). L'objectiu d'aquesta tesi ha estat també l'exploració de la viabilitat d'aquesta biomassa pel desenvolupament de materials compostables per a l'envasat d'aliments. Inicialment, es va aplicar un procés d'extracció seqüencial, que implicava diversos tractaments consecutius, tant aquosos amb temperatura i sense, com alcalins, aplicats a bolets de gran consum (P. ostreatus, L. edodes i G. frondosa), per tal de comprendre com les diferències inicials en la composició i l'arquitectura de la paret cel·lular afectaven l'extracció de ß-glucà. A partir dels resultats obtinguts, es va analitzar en profunditat la potencial aplicació d'extractes aquosos, rics en ß-glucans, del gènere Pleurotus, explorant així com la composició dels extractes i la complexitat structural dels ß-glucans afectaven a la seua capacitat immunoreguladora. Els resultats van evidenciar que tant Pleurotus ostreatus com les seues estipes mostraren els millors resultats, amb una activitat immunoestimulant molt més gran que la obtinguda per a les altres espècies de Pleurotus explorades. A la segona part d'aquesta tesi, es van avaluar les propietats funcionals (antivirals i antioxidants) i tecnològiques (gelificants i emulsionants) dels extractes aquosos de ß-glucà, purificats i sense purificar, de Pleurotus ostreatus i les seues estipes. El procés de purificació, com calia esperar, va incrementar el percentatge en carbohidrats (amb un major augment en els estipes), cosa que es va traduir en una major viscositat i capacitat gelificant. A més, l'extracte obtingut dels estipes va mostrar una forta activitat antiviral contra norovirus murí, probablement atribuïda a la complexitat estructural més gran dels seus ß-glucans. Tot i que la presència de proteïnes en els extractes aquosos de ß-glucans va potenciar les seues propietats emulsionants, aquesta propietat va ser dependent de l'accessibilitat de la proteïna per adsorbir-se a la interfase O/W, cosa que també va afectar la viscositat de les emulsions resultants. La quitina i els ß-glucans són dos dels principals carbohidrats dels bolets, i tenen un gran potencial en la formació de materials d'envasament. Així, a la darrera part d'aquesta tesi, es va investigar la viabilitat de la biomassa de residus de bolets per desenvolupar materials biodegradables i compostables d'envasat d'aliments. Els resultats van mostrar que la composició de la biomassa de bolets i les temperatures de processament van tenir un impacte en les propietats fisicoquímiques de les pel·lícules desenvolupades i, totes elles van ser biodesintegrables en condicions de compostatge segons la norma ISO 20200. Per tant, aquesta tesi doctoral representa un important pas endavant en la valorització de la biomassa de bolets (sencers i estipes) i posa en relleu la seua idoneïtat per desenvolupar nous ingredients funcionals i materials d'envasament per a aplicacions alimentàries i d'envasat d'aliments. / [EN] This doctoral thesis was aimed at providing fundamental and practical knowledge related to the valorisation of underexploited mushroom biomass, in order to understand the structure-function relationship of ß-glucan aqueous extracts in terms of immunoregulatory, antioxidant and antiviral capacity as well as technological (gelling and emulsifying) properties. It was also the aim of this PhD thesis to explore the feasibility of mushroom biomass to develop compostable food packaging materials. Initially, a sequential fractionation process, involving several consecutive cold or hot aqueous and alkaline treatments, was applied to widely consumed mushrooms (P. ostreatus, L. edodes and G. frondosa), in order to understand how the initial differences in composition and cell wall architecture affected ß-glucan extraction. Based on the results, the potential application of ¿-glucan aqueous extracts from Pleurotus genus was deeply analysed, thus exploring how the composition of the extracts and structural complexity of ¿-glucans affected their immunoregulatory capacity. The results evidenced that both Pleurotus ostreatus and its stipes showed the best results, with a much higher immunostimulant activity than the other explored Pleurotus species. In the second part of the thesis, functional (antiviral and antioxidant) and technological (gelling and emulsifying) properties of purified and unpurified¿¿-glucan aqueous extracts from Pleurotus ostreatus and its stipes were evaluated. The purification process, as expected, increased the carbohydrates content (greater in those obtained from the stipes), which resulted in a greater viscosity and gelling capacity. Furthermore, the extract obtained from the stipes showed a strong antiviral activity against murine norovirus, probably ascribed to the higher structural complexity of ß-glucans. Although the presence of proteins in the ¿-glucan aqueous extracts enhanced their emulsifying properties, it depended on the accessibility of the protein to adsorb at the O/W interphase, which also affected the viscosity of the resulting emulsions. Chitin and ß-glucans are two of the major carbohydrates of mushrooms, having a great potential in the formation of packaging materials. Thus, in the last part of this thesis, the feasibility of mushroom waste biomass to develop biodegradable and compostable food packaging materials was investigated. The results showed that the composition of mushroom biomass and the processing temperatures had an impact on the physicochemical properties of the developed films and, all of them were biodisintegrated under composting conditions according to ISO 20200. Therefore, this PhD thesis represents a significant step forward in the understanding of the discarded mushroom biomass (whole biomass and stipes) for valorisation purposes and highlights its suitability to develop new cost-efficient functional ingredients and packaging materials for food and food packaging applications. / This work was performed with the financial support of the CIEN project BIOPRO from “Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial” (CDTI), Ministry of Science and Innovation, Government of Spain. The Accreditation as Center of Excellence Severo Ochoa CEX2021-001189-S funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 is also fully acknowledged. his study forms part of the AGROALNEXT programme and was supported by MCIN with funding from European Union NextGenerationEU (PRTR-C17. I1) and by Generalitat Valenciana. Synchrotron experiments were performed at NCD beamline at ALBA Synchrotron with the collaboration of ALBA staff (proposal 2,022,025,569). IF was supported by a postdoctoral contract grant for the requalification of the Spanish university system from the Ministry of Universities of the Government of Spain, financed by the European Union (NextGeneration EU) (MS21-006). / Pérez Bassart, Z. (2024). Fungal Biomass Valorization for Obtaining Functional Food-Related Materials [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203841 / Compendio