La producció i consum de fruites i verdures mínimament processades s'ha incrementat en el últims anys degut a la demanada, per part dels consumidors, d'aliments naturals, d'aparença i valor nutricional semblants als productes frescos, i que estiguin llestos per ser consumits. Dins d'aquest context, la utilització de polsos elèctrics d'alta intensitat de camp (PEAIC) permet contrarrestar els efectes negatius produïts pel processat tèrmic. Per una altra banda, les atmosferes modificades sorgeixen amb la finalitat d'allargar significativament la vida útil dels productes frescos tallats. Per tant, l'objectiu principal d'aquesta investigació fou establir les condicions de processat no tèrmic (polsos elèctrics d'alta intensitat de camp o tallat/envasat en atmosfera modificada) per obtenir sucs i fruits tallats (tomàquet i maduixa) amb alt potencial antioxidant.En el cas de sucs tractats mitjançant PEAIC, en primer lloc, es van determinar les condicions òptimes de tractament per PEAIC en funció de la freqüència, amplada de pols i polaritat per obtenir suc amb alt potencial antioxidant. Seguidament, es va portar a terme un estudi cinètic dels canvis en les propietats antioxidants dels sucs tractats per PEAIC a diferents intensitats de camp elèctric. Paral·lelament, es va realitzar un estudi comparatiu de l'evolució del contingut en compostos bioactius dels sucs pasteuritzats per PEAIC o per calor durant la vida útil. Tractaments portats a terme amb polsos bipolars de 1 µs a 250 Hz (tomàquet) i 232 Hz (maduixa) van donar lloc a màximes retencions de vitamina C (90%-98% retenció) i capacitat antioxidant (89%-100% retenció) en ambdós sucs, així com de licopé (132% retenció) en el suc de tomàquet i antocianines (102% retenció) en el suc de maduixa. Es van obtenir models matemàtics secundaris que van relacionar la variació del potencial antioxidant en sucs de tomàquet i maduixa amb la intensitat de camp i temps de tractament (R2 = 0,874-0,976). La pasteurització per PEAIC de suc de tomàquet (35 kV/cm 1500 s; amb polsos bipolars de 4 s a 100 Hz) no només va augmentar el contingut en licopé, β-caroté y fitoflué dels sucs en relació al suc fresc, sinó que també va comportar menors pèrdues de vitamina C que el tractament per calor. Els sucs de tomàquet pasteuritzats per PEAIC van mantenir majors quantitats de carotens (licopé, neurosporé i γ-caroté), quercitina, vitamina A y C durant l'emmagatzematge que els tractats tèrmicament. Per un altra banda, la pasteurització mitjançant PEAIC (35 kV/cm 1700 s; amb polsos bipolars de 4 s a 100 Hz) va afectar en menor proporció que el tractament tèrmic als compostos bioactius (vitamina C, àcid elàgic i antocianines) presents al suc de maduixa. De la mateixa manera, els sucs de maduixa pasteuritzats per PEAIC van mostrar majors nivells d'antocianines, àcid elàgic i àcid p-cumàric que els processats tèrmicament durant l'emmagatzematge.Pel que respecta als fruits tallats, en primer lloc, es va determinar la influencia de la varietat en les propietats antioxidants de tomàquets frescos tallats durant l'emmagatzematge. Seguidament, es va portar a terme l'estudi de l'efecte de diferents temperatures de conservació, així com d'atmosferes d'envasat en el potencial antioxidant de tomàquet i maduixa frescos tallats. La varietat va determinar significativament el contingut en compostos bioactius dels tomàquets. L'emmagatzematge a 5 ºC de tomàquet i maduixa frescos tallats va contribuir al manteniment del potencial antioxidant d'aquests productes. En maduixa fresca tallada, els canvis en el contingut en vitamina C i antocianines, així com la variació de la capacitat antioxidant durant el temps de conservació a diferents temperatures es va predir adequadament mitjançant el model de Weibull (R2 = 0,80-0,99). Les constants cinètiques obtingudes mitjançant aquest model es van relacionar adequadament amb la temperatura de conservació mitjançant la equació de Arrhenius (Ea = 33,3-119,7 kJ/mol). L'aplicació d'atmosferes pobres d'oxigen va ser més adient per prevenir la pèrdua dels principals compostos bioactius presents als tomàquets i maduixes frecs tallats que les atmosferes amb alta concentració d'oxigen. Per tant, es pot concloure que els polsos elèctrics d'alta intensitat de camp i el tallat/envasat en atmosfera modificada poden ser bones alternatives als tractaments tradicionals; ja que amb aquestes tècniques es poden obtenir sucs i fruits tallats amb alt potencial antioxidant durant més temps. / La producción y consumo de frutas y verduras mínimamente procesadas se ha incrementado en los últimos años debido a la demanda, por parte del consumidor, de alimentos naturales, de apariencia y valor nutricional semejante a los productos frescos, y listos para su consumo. Dentro de este contexto, el empleo de pulsos eléctricos de alta intensidad de campo (PEAIC) permite contrarrestar los efectos negativos producidos por el procesado térmico. Por otra parte, las atmósferas modificadas surgen con la finalidad de alargar significativamente la vida útil de los productos frescos cortados. Por tanto, el objetivo principal de esta investigación fue establecer las condiciones de procesado no térmico (pulsos eléctricos de alta intensidad de campo o cortado/envasado en atmósfera modificada) para obtener zumos y frutos cortados (tomate y fresa) con alto potencial antioxidante.En el caso de zumos tratados mediante PEAIC, en primer lugar, se determinaron las condiciones óptimas de tratamiento por PEAIC en función de la frecuencia, anchura de pulso y polaridad para obtener zumos con alto potencial antioxidante. Seguidamente, se llevó a cabo un estudio cinético de los cambios en las propiedades antioxidantes de los zumos tratados por PEAIC a distintas intensidades de campo eléctrico. Paralelamente, se realizó un estudio comparativo de la evolución del contenido en compuestos bioactivos de los zumos pasteurización por PEAIC o por calor a lo largo de la vida útil. Tratamientos llevados a cabo con pulsos bipolares de 1 µs a 250 Hz (tomate) y 232 Hz (fresa) dieron lugar a máximas retenciones de vitamina C (90%-98% retención) y capacidad antioxidante (89%-100% retención) en ambos zumos, así como licopeno (132% retención) en zumo de tomate y antocianinas (102% retención) en zumo de fresa. Se obtuvieron modelos matemáticos secundarios que relacionaron la variación del potencial antioxidante en zumos de tomate y fresa con la intensidad de campo y tiempo de tratamiento (R2 = 0,874-0,976). La pasteurización por PEAIC de zumo de tomate (35 kV/cm 1500 s; con pulsos bipolares de 4 s a 100 Hz) no solo aumentó el contenido en licopeno, β-caroteno y fitoflueno de los zumos comparado con el zumo fresco, sino que también conllevó menores perdidas de vitamina C que el tratamiento por calor. Los zumos de tomate pasteurizados por PEAIC mantuvieron mayores cantidades de carotenos (licopeno, neurosporeno y γ-carotenos), quercitina, vitamina A y C durante el almacenamiento que los tratados térmicamente. Por otra parte, la pasteurización mediante PEAIC (35 kV/cm 1700 s; con pulsos bipolares de 4 s a 100 Hz) afectó en menor proporción a los compuestos bioactivos (vitamina C, ácido elágico y antocianinas) presentes en el zumo de fresa que el tratamiento térmico. Del mismo modo, los zumos de fresa pasteurizados por PEAIC mostraron mayores niveles de antocianinas, ácido elágico y ácido p-cumárico que los procesados térmicamente durante el almacenamiento. Por lo que respecta a frutos cortados, en primer lugar, se determinó la influencia de la variedad en las propiedades antioxidantes de tomates frescos cortados durante el almacenamiento. Seguidamente, se llevo a cabo el estudio del efecto de distintas temperaturas de conservación, así como de atmósferas de envasado en el potencial antioxidante de tomate y fresa frescos cortados. La variedad determinó significativamente el contenido en compuestos bioactivos de los tomates. El almacenamiento a 5 ºC de tomate y fresa frescos cortados contribuyó al mantenimiento del potencial antioxidante de estos productos. En fresa fresca cortada, los cambios en el contenido en vitamina C y antocianinas, así como la variación de la capacidad antioxidante a lo largo del tiempo de almacenamiento a distintas temperaturas se predijo bien mediante el modelo de Weibull (R2 = 0,80-0,99). Las constantes cinéticas obtenidas mediante este modelo se relacionaron adecuadamente con la temperatura de conservación a través de la ecuación de Arrhenius (Ea = 33,3-119,7 kJ/mol). La aplicación de atmósferas pobres en oxígeno fue más adecuada para prevenir la pérdida de los principales compuestos bioactivos presentes en tomate y fresa frescos cortados que las atmósferas con alta concentración de oxígeno. Por tanto, se puede concluir que los pulsos eléctricos de alta intensidad de campo y el cortado/envasado en atmósfera modificada pueden ser buenas alternativas a los tratamientos tradicionales; ya que con estas técnicas se pueden obtener zumos y frutos cortados con alto potencial antioxidante durante un mayor tiempo. / The increase in popularity of minimally processed fruits and vegetables meets consumer's demands for healthy, nutritious and ready-to-eat food products, with a fresh-like appearance. In this way, the application of high intensity pulsed electric fields (HIPEF) is being investigated to avoid the negative effects of heat pasteurization. On the other hand, modified atmosphere packaging appears to extend the shelf-life of fresh-cut products. Therefore, the main objective of this work was to establish the non-thermal conditions (high intensity pulsed electric fields or cutting/packaging under modified atmosphere) in order to obtain juices and fresh-cut fruits (tomato and strawberry) with high antioxidant potential.In the case of juices treated by HIPEF, firstly, the HIPEF optimal conditions in terms of pulse frequency, pulse width and polarity mode were determined in order to obtain juices with high antioxidant potential. Then, a kinetic study was carried out to relate the changes in the juices antioxidant properties to electric field strength. Parallely, a comparative study on the content of bioactive compounds in juices pasteurized by HIPEF or heat treatment through the shelf-life was conducted. Maximal vitamin C (90-98% retention) and antioxidant capacity (89%-100% retention) in both juices, as well as, lycopene (132% retention) in tomato juice and anthocyanins (102% retention) in strawberry juice were attained with HIPEF treatments carried out with bipolar pulses of 1-µs at 250 Hz (tomato) and 232 Hz (strawberry). Secondary mathematical models were obtained to relate the variation of the antioxidant potential in tomato and strawberry juices with the electric field strength and treatment time applied (R2 = 0.874-0.976). HIPEF pasteurization (35 kV/cm 1500 s; with bipolar pulses of 4 s at 100 Hz) led to tomato juices not only with higher content of lycopene, β-carotene and phytofluene than fresh juices, but also with lower losses in vitamin C concentration than those thermally treated. HIPEF-treated tomato juices maintained greater carotene concentrations (lycopene, neurosporene and γ-carotene), quercetin, vitamin A and C throughout cold storage than heat-treated juices. On the other hand, HIPEF processing (35 kV/cm 1700 s; with bipolar pulses of 4 s at 100 Hz) had lower influence on the content of health-related compounds (vitamin C, ellagic acid and anthocyanins) of strawberry juice than thermal pasteurization. In this way, strawberry juices pasteurized by HIPEF exhibited greater levels of anthocyanins, ellagic acid and p-coumaric acid compared to those treated by heat. Regarding fresh-cut products, firstly, the influence of tomato cultivar in the evolution of its health-related compounds through the storage time was evaluated. Then, the effect of different storage temperatures and initial packaging atmospheres on the antioxidant potential of fresh-cut tomato and strawberry was determined. Health-related compounds varied greatly among tomato cultivar. A storage temperature of 5 ºC was adequate for maintaining health-related compounds of tomato and strawberry juice through the storage. The model based on Weibull distribution function was adequate (R2 = 0.800-0.99) for describing changes over time in the content of vitamin C, anthocynins as well as antioxidant capacity of fresh-cut strawberries stored at different temperatures. Dependence of the rate constant of the Weibull model were adequately related to storage temperature throughout the Arrhenius relationship (Ea = 33.3-119.7 kJ/mol). Low oxygen atmospheres are more effective than superatmospheric oxygen atmospheres or air in maintaining the main health-related compounds of fresh-cut tomato and strawberry.Therefore, it can be concluded that high intensity pulsed electric fields and cutting/packaging can be an alternative to traditional treatments to obtain juices and fresh-cut fruits with high antioxidant potential for longer periods.

The principle theme of this thesis was the synthesis of bioactive compounds. To this end, this work was focus on two main projects. The first one, which was carried out in the Department of Chemistry of the University of Girona under the supervision of Dr Montserrat Heras, concerned the synthesis of new unnatural amino acids bearing a pyrimidine ring within their side chain for incorporation into the antimicrobial peptide BP100 following a rational design in order to improve its biological profile. On the other hand, the second chapter of this thesis was developed in collaboration with the Laboratoire de Chimie Organique (ESPCI-ParisTech, Paris, France) under the guidance of Pr Janine Cossy and Dr Arseniyadis. This chapter was centered on the total synthesis of three marine natural products with complex structures and interesting biological activities: acremolide B, (–) bitungolide F and lyngbouilloside. / Aquesta tesi s'ha centrat en la preparació de nous compostos bioactius seguint dues estratègies diferents. El primer projecte es va portar a terme sota la supervisió de la Dra. Montserrat Heras del grup LIPPSO del Departament de Química i ha permés el desenvolupament de noves metodologies per la síntesi de nous aminoàcids no naturals. i el seu ús en la preparació d'anàlegs del pèptid antimicrobià BP100 amb l'objectiu de millorar-ne les propietats biològiques. El segon projecte és fruit de la col•laboració amb la Prof. Janine Cossy i el Dr. Stellios Arseniyadis del "Laboratoire de Chimie Organique" de l'Ecole Superieur de Physique et Chimie Industrielles (ESPCI-ParisTech, Paris, França). I ha permés posar a punt tres estratègies sintètiques convergents i versàtils per l’obtenció de tres productes naturals de gran complexitat estructural i interessants activitats biològiques – l'acremolide B, la bitungolide F i la lyngbouilloside – aïllats recentment del fons marí de diferents punts del món.

Els brassinoesteroides són fitohormones naturals que presenten un potencial molt prometedor per a ser aplicats a l’agricultura. L’elevat cost d’obtenció d’aquests compostos ha estimulat la recerca d’anàlegs que ofereixin una bona relació entre la seva activitat biològica i el seu cost. En aquest sentit, es creu interessant abordar la cerca de compostos d’estructura no esteroïdal amb activitat brassinosteroide mitjançant mètodes computacionals. Per assolir aquest objectiu s’han plantejat dos enfocaments: per una banda, buscar estructures totalment noves i, per l’altra, buscar estructures que puguin mimetitzar només l’esquelet esteroidal d’anàlegs brassinoesteroides androstànics actius per a, posteriorment, ancorar hi la cadena addient. Amb la primera aproximació s’han realitzat processos de virtual screening sobre bases de dades de screening compounds comercials mitjançant dues estratègies: un model de QSAR, desenvolupat amb descriptors independents de l’alineament amb el programa ALMOND, i l’aplicació de la metodologia FLAP. Després d’un procés de filtració, a partir dels dos mètodes s’han proposat una serie de candidats, l’activitat dels quals ha estat avaluada amb el test d’inclinació de la làmina d’arròs (RLIT). En total, s’han trobat 7 hits, 4 dels quals formen una sèrie en la que comparteixen l’estructura de N (2 hidroxietil)piperazina. Aquests compostos es plantegen com a nous referents per obtenir estructures no esteroidals amb activitat brassinoesteroide. Per altra banda, amb la segona aproximació, s’ha aplicat la metodologia de scaffold hopping amb el programa SHOP per trobar estructures que puguin mimetitzar esquelets androstànics brassinoesteroides. Aquesta metodologia s’ha aplicat sobre dues bases de dades: una de building blocks comercials i una disenyada ad hoc prenent com a referència estructures basades en coneixements previs. Després d’una etapa de selecció mitjançant alineaments flexibles efectuats amb el programa MOE, 11 estructures han estat proposades per a la síntesis d’anàlegs. S’ha intentat la síntesis de 3 compostos a partir d’estructures anàlogues de l’esquelet androstànic escollides preliminarment. Els grups protectors escollits i les condicions de reacció assajades no han rendit els compostos desitjats però han proporcionat informació per afrontar la síntesi de futurs anàlegs brassinoesteroides amb estructures no esteroïdals. / Los brasinoesteroides son fitohormonas naturales que presentan un potencial muy prometedor para ser aplicados en la agricultura. El elevado coste de obtención de estos compuestos ha estimulado la búsqueda de análogos que ofrezcan una buena relación entre su actividad y su coste. En este sentido, se cree interesante abordar la búsqueda de compuestos de estructura no esteroidal con actividad brasinoesteroide mediante técnicas computacionales. Para lograr este objetivo se han planteado dos enfoques: por un lado, buscar estructuras totalmente nuevas y, por el otro, buscar estructuras que puedan mimetizar solo el esqueleto esteroidal de análogos brasinoesteroides androstánicos activos para, posteriormente, anclar la cadena adecuada. Con la primera aproximación se han realizado procesos de virtual screening sobre bases de datos de screening compounds comerciales mediante dos estrategias: un modelo de QSAR, desarrollado con descriptores independientes del alineamiento con el programa ALMOND, y la aplicación de la metodología FLAP. Después de un proceso de filtrado, a partir de los dos métodos se han propuesto una serie de candidatos, la actividad de los cuales ha sido evaluada con el test de inclinación de la lámina de arroz (RLIT). En total, se han encontrado 7 hits, 4 de los cuales forman una serie que comparte la estructura de N (2 hidroxietil)piperazina. Estos compuestos se plantean como nuevos referentes para obtener estructuras no esteroidales con actividad brasinoesteroide. Por otro lado, con la segunda aproximación, se ha aplicado la metodología de scaffold hopping con el programa SHOP para encontrar estructuras que puedan mimetizar esqueletos androstánicos brasinoesteroides. Esta metodología se ha aplicado sobre dos bases de datos: una de building blocks comerciales y otra diseñada ad hoc tomando como referencia estructuras basadas en conocimientos previos. Después de una etapa de selección mediante alineamientos flexibles realizada con el programa MOE, 11 estructuras han sido propuestas para la síntesis de análogos. Se ha intentado la síntesis de 3 nuevos compuestos a partir de estructuras análogas del esqueleto androstánico escogidas preliminarmente. Los grupos protectores escogidos i las condiciones de reacción ensayadas no han rendido los compuestos deseados pero han proporcionado información para afrontar la síntesis de futuros análogos brasinoesteroides con estructuras no esteroidales. / Brassinosteroids are natural phytohormones that present a promising potential in agricultural applications. The high cost to obtain these compounds has promoted the research of analogues that offer a good relationship between their biological activity and their cost. Keeping this idea in mind, the search of compounds with non-steroidal structure with brassinosteroid activity using computational methods was considered an interesting goal. To achieve this objective two approaches has been proposed: on one side, to search completely new structures and, on the other, to search structures mimetic to the steroidal skeleton of active androstane brassinosteroid analogues, where the adequate side chain has to be anchored. With the first approach, virtual screening processes over commercial screening compound databases have been performed using two strategies: a QSAR model developed with alignment-free descriptors with the program ALMOND, and the application of FLAP methodology. After a filtering process, some structures have been proposed as candidates, whose biological activity in the Rice Lamina Inclination Test (RLIT) has been measured. Totally, 7 hits have been found, from which 4 form a series sharing the N (2 hidroxiethyl)piperazine. These compounds are proposed as new referents to find non steroidal structures with brassinosteroid activity. With the second approach, the scaffold hopping methodology has been applied with SHOP program to find structures mimetic to androstane brassinosteroid skeletons. This methodology has been applied over two databases: a commercial building blocks one and an ad hoc designed one, taking as reference structures based on previous knowledge. After a filtering step with flexible alignments performed with the program MOE, 11 structures have been proposed for the synthesis of new compounds. The synthesis of 3 new compounds has been tried starting from preliminary selected structures analogous to the androstane skeleton. The chosen protecting groups and the tested reaction conditions have not yielded the desired compounds but have given information to face the future synthesis of brassinosteroid analogues with non-steroidal structures.