Tesis por compendio / [EN] Honey is currently one of the foodstuffs with the highest risk of fraud. Guaranteeing the authenticity of honey, both in terms of botanical/geographical origin and adulteration by the addition of syrups, is a matter of great concern in the EU. Therefore, the objective of this doctoral thesis has been to advance in clarifying the authenticity of honey by applying emerging analytical techniques specifically in this field. The characterization of the compounds that make up the volatile fraction of honey, by gas chromatography-mass spectrometry, can be considered a complementary method to the pollen analysis to ensure the correct labelling of the monofloral honeys that are marketed. The information of the constituent compounds of this fraction correlates well with the sensory perception of honey, therefore, this methodology is especially useful in those varieties whose pollen is under-represented (as is the case with lavender honey). In this work it has been shown that the information on the label of honey marketed as monofloral of this variety does not correspond to the usual commercial requirement; despite having the expected volatile compounds and sensory perception characteristics. However, the information on the label of honeys marketed as thyme (whose pollen is not under-represented) was correct considering the pollen content, as well as its olfactory-gustatory characteristics and volatile profile typical of this honey variety. A pulse voltammetric electronic tongue in combination with statistical analysis of main components (PCA), allows discriminating honey from different geographical origins (Mozambique, Honduras and Spain), as well as honey from different botanical origins (sunflower, orange blossom and heather monofloral). In addition, the electronic tongue is able to differentiate the addition of syrups (barley, corn or brown rice) to these honeys when this addition is over 2.5%. Applying partial least squares regressions it has been shown that the data provided by this electronic tongue adequately predicts certain physicochemical parameters such as conductivity. With regard to adulterations, the best predictions have been obtained for sunflower and heather honey with the incorporation of corn syrup and for heather honey with barley syrup. The thermal properties evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) in combination with PCA has allowed differentiating levels of adulteration in honey (5, 10 and 20%) by adding syrups (agave, maple, cane, barley, corn and different types of rice). The addition of syrups to pure honey provoked significant changes in the thermal properties of adulterated honey, in proportion to the level of adulteration, and the type of syrup, especially due to differences in their sugar composition. The PCR technique has allowed detecting for the first time the adulteration by adding rice molasses in orange blossom honey, managing to identify adulteration percentages lower than those of other more expensive and laborious methodologies. The greatest obstacle in the application of this technique was found in the previous stage of DNA extraction, due to the difficulty in obtaining sufficient quantity and quality of the DNA for subsequent PCR amplification. Real-time PCR, by constructing a standard curve of serial dilutions of different rice DNA concentrations, allowed detecting different percentages of rice molasses addition with an accuracy of between 2 to 5%. In short, the characterisation of the volatile fraction of honeys by GC-MS and the electronic voltammetric tongue are promising techniques for the classification of monofloral honeys and the techniques of DSC and PCR are offering promising evidence of its usefulness to identify adulteration in honey by adding syrups. / [ES] La miel es uno de los alimentos con mayor riesgo de sufrir fraude alimentario. Garantizar su autenticidad, tanto en lo referente al origen botánico/geográfico como a la adulteración por adición de jarabes, es un tema de gran inquietud en la Unión Europea. Por todo ello, el objetivo de esta tesis doctoral ha sido avanzar en el esclarecimiento de la autenticidad de la miel aplicando técnicas analíticas emergentes en este campo. La caracterización de los compuestos integrantes de la fracción volátil de las mieles, mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas, se puede considerar un método complementario al polínico para garantizar el correcto etiquetado de las mieles monoflorales que se comercializan. La información de los compuestos constituyentes de dicha fracción se correlaciona bien con la percepción sensorial de las mieles, por ello, esta metodología resulta especialmente útil en aquellas variedades cuyo polen está infra-representado, como es el caso de la miel de lavanda. En este sentido, se ha puesto en evidencia que la información que se muestra en la etiqueta de mieles que se comercializan como monoflorales de esta variedad, no se corresponde con el requisito comercial habitual; a pesar de poseer compuestos volátiles y percepción sensorial característicos de la misma. Sin embargo, la información de la etiqueta de mieles comercializadas como tomillo (cuyo polen no está infra-representado) era correcta considerando el contenido de polen, así como sus características olfato-gustativas y perfil volátil típicas de esta variedad de miel. Una lengua electrónica voltamétrica de pulsos en combinación con análisis estadísticos de componentes principales (PCA), permite discriminar mieles procedentes de diferentes orígenes geográficos (Mozambique, Honduras y España), así como mieles de diferentes orígenes botánicos (monoflorales de girasol, azahar y brezo). Además, la lengua electrónica es capaz de diferenciar la adición de jarabes (cebada, maíz o arroz integral) a dichas mieles cuando ésta tiene lugar por encima de un 2.5%. Aplicando regresiones de mínimos cuadrados parciales se ha demostrado que los datos proporcionados por dicha lengua electrónica predicen adecuadamente ciertos parámetros fisicoquímicos como la conductividad. Con relación a las adulteraciones, las mejores predicciones se han obtenido para la miel de girasol y de brezo con incorporación de jarabe de maíz y para la miel de brezo con jarabe de cebada. Las propiedades térmicas evaluadas mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) en combinación con PCA ha permitido diferenciar niveles de adulteración en la miel (5, 10 y 20%) por adición de jarabes (agave, arce, caña, cebada, maíz y diferentes tipos de arroz). La adición de jarabes a la miel pura promovió cambios significativos en las propiedades térmicas de las mieles adulteradas, en proporción al nivel de adulteración y al tipo de jarabe, especialmente debido a las diferencias en su composición de azúcares. La técnica de PCR ha permitido por primera vez identificar la adulteración por adición de melaza de arroz en miel de azahar, logrando detectar porcentajes de adulteración menores a los de otras metodologías más costosas y laboriosas. El mayor obstáculo en la aplicación de esta técnica se encontró en la etapa previa de extracción de ADN, debido a la dificultad en la obtención de cantidad y calidad suficiente del mismo para su posterior amplificación por PCR. La PCR en tiempo real, mediante la construcción de una curva estándar de diluciones seriadas de distintas concentraciones de ADN de arroz, permitió detectar diferentes porcentajes de adición de melaza de arroz con una exactitud de hasta 2-5%. En definitiva, la GC-MS y la lengua electrónica voltamétrica son técnicas prometedoras para la clasificación de las mieles monoflorales. La primera presenta la ventaja de poder determinar compuestos volátiles característicos específicos de determinadas variedades de miel, relacionados con el origen botánico de las plantas en las que pecorean las abejas; por lo que su presencia y abundancia específica puede inequívocamente relacionarse con una determinada miel monofloral. Sin embargo, tiene la desventaja de ser una técnica cara y que requiere de personal altamente cualificado. Por el contrario, la lengua electrónica voltamétrica (construida con sensores metálicos, en combinación con un apropiado análisis estadístico), de forma rápida y sencilla, está dando resultados fiables en la discriminación de mieles por monofloralidad, procedencia geográfica y adulteración. Las técnicas de DSC y PCR están siendo efectivas para identificar adulteración de la miel por adición de jarabes, aunque para ser concluyentes con ellas se debería considerar un mayor número de tipos de mieles y jarabes a los analizados en la presente tesis doctoral. Una vez que se haya resuelto el factor limitante de la etapa de extracción de ADN, la PCR será una técnica idónea para identificar otras melazas y jarabes. / [CA] La mel en l'actualitat és un dels aliments amb major risc de patir frau alimentari. Garantir l'autenticitat de la mel, tan referent a l'origen botànic/geogràfic com a l'adulteració per addició de xarops, és un tema de gran inquietud a la Unió Europea. L' objectiu d'aquesta tesi doctoral ha estat avançar en l'aclariment de l'autenticitat de la mel aplicant tècniques analítiques emergents en aquest camp. La caracterització dels compostos integrants de la fracció volàtil de les mels, mitjançant cromatografia de gasos-espectrometria de masses, es pot considerar un mètode complementari al pol¿línic per a garantir el correcte etiquetatge de les mels monoflorals que es comercialitzen. La informació dels compostos constituents d'aquesta fracció es correlaciona bé amb la percepció sensorial de les mels, per això, aquesta metodologia resulta especialment útil en aquelles varietats on el pol¿len està infra-representat, com és el cas de la mel de lavanda. En aquest sentit, s'ha posat en evidència que la informació que es mostra en l'etiqueta de mels que es comercialitzen com monoflorals d'aquesta varietat, no es correspon amb el requisit comercial habitual; malgrat posseir compostos volàtils i percepció sensorial característics d'aquesta. No obstant això, la informació de l'etiqueta de mels comercialitzades com a farigola (el pol¿len de la qual no està infra-representat) era correcta considerant el contingut de pol¿len, així com les seues característiques olfacte-gustatives i perfil volàtil típics d'aquesta varietat de mel. Una llengua electrònica voltamètrica de polsos en combinació amb anàlisis estadístiques de components principals (PCA), permet discriminar mels procedents de diferents orígens geogràfics (Moçambic, Hondures i Espanya), així com mels de diferents orígens botànics (monoflorals de gira-sol, flor del taronger i bruc). A més, la llengua electrònica és capaç de diferenciar l'addició de xarops (ordi, blat de moro o arròs integral) a aquestes mels quan aquesta té lloc per sobre d'un 2.5%. Aplicant regressions de mínims quadrats parcials s'ha demostrat que les dades proporcionades per aquesta llengua electrònica prediuen adequadament certs paràmetres fisicoquímics com la conductivitat. En relació amb les adulteracions, les millors prediccions s'han obtingut per la mel de gira-sol i de bruc amb incorporació de xarop de blat de moro i per a la mel de bruc amb xarop d'ordi. Les propietats tèrmiques avaluades mitjançant calorimetria diferencial de Flux (DSC) en combinació amb PCA ha permés diferenciar nivells d'adulteració en la mel (5, 10 i 20%) per addició de xarops (àgave, auró, canya, ordi, blat de moro i diferents tipus d'arròs). L'addició de xarops a la mel pura va promoure canvis significatius en les propietats tèrmiques de les mels adulterades, en proporció al nivell d'adulteració i a la mena de xarop, especialment a causa de les diferències en la seva composició de sucres. La tècnica de PCR ha permés per primera vegada identificar l'adulteració per addició de melassa d'arròs en mel de flor del taronger, aconseguint identificar percentatges d'adulteració menors als d'altres metodologies més costoses i laborioses. El major obstacle en l'aplicació d'aquesta tècnica es va trobar en l'etapa prèvia d'extracció d'ADN, a causa de la dificultat en l'obtenció de quantitat i qualitat suficient del mateix per a la seva posterior amplificació per PCR. La PCR en temps real, mitjançant la construcció d'una corba estàndard de dilucions seriades de diferents concentracions d'ADN d'arròs, va permetre detectar diferents percentatges d'addició de melassa d'arròs amb una exactitud de fins a 2-5%. En definitiva, la GC-MS i la llengua electrònica voltamètrica són tècniques prometedores per a la classificació de les mels monoflorals. La primera presenta l'avantatge de poder determinar compostos volàtils característics específics de determinades varietats de mel, relacionats amb l'origen botànic de les plantes en les quals picoregen les abelles; pel que la seva presència i abundància específica pot inequívocament relacionar-se amb una determinada mel monofloral. No obstant això, té el desavantatge de ser una tècnica cara i que requereix de personal altament qualificat. Per contra, la llengua electrònica, encara que inespecíficament, està donant resultats convincents de manera ràpida i senzilla en la discriminació de mels per procedència geogràfica i per adulteració. Les tècniques de DSC i PCR estan oferint evidències convincents de la seva utilitat per a identificar adulteració en la mel per addició de xarops, encara que per a ser concloents amb elles s'hauria de considerar un major nombre de tipus de mels i xarops als analitzats en la present tesi doctoral. Una vegada que s'hagi resolt el factor limitant de l'etapa d'extracció d'ADN, la PCR serà una tècnica idònia per a identificar altres melasses i xarops. / Gracias a la Universitat Politècnica de València por el apoyo económico a través del programa ADSIDEO-Cooperación 2016 (Asesoramiento en la gestión de calidad y seguridad de los productos apícolas de las comunidades lencas de Honduras. Modelo de promoción social, ambiental y económico de las poblaciones rurales de Centroamérica) y por el apoyo al contrato de Marisol Juan Borrás en el marco de PAID10-17 (Ayuda para la contratación de acceso al Sistema Español de Ciencia, Tecnología e Innovación en Estructuras de Investigación). También agradecer a la Generalitat Valenciana por el proyecto AICO/2015/104 (Desarrollo de una metodología basada en el análisis de ADN, para la detección de adulteraciones en miel; Prueba de concepto aplicada a la adición de jarabes de maíz) y a la Agencia estatal de Investigación por el proyecto AGL2016-77702-R (Diseño de un biosensor de ADN basado en tecnología HFFQCM para la detección de sustancias adulterantes en miel). / Sobrino Gregorio, L. (2020). Avances en el esclarecimiento de la autenticidad de la miel [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149475 / Compendio

Tesis por compendio / In this thesis, the so-called biomimetic techniques such as electronic tongues and noses have been used. Based on the use of these devices, the detection, classification and/or quantification of samples have been carried out. These studied samples were different in nature including explosive substances, chemical warfare agents and food products, both in liquid and gaseous forms. An electronic tongue system and the electrochemical pulse voltammetry technique have been used to study the explosive substance 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT). This study has consisted in the analysis of data using multivariate analysis such as principal component analysis (PCA), partial least squares regression (PLS) or artificial neural network (ANN) analysis. The optimal results obtained from data matrix processing make the proposed algorithm a great data compression tool for future trials. The study of simulants for war agents as Sarin, Soman and Tabun, has been carried out by using the electronic nose system. Furthermore, the study of potential interferents with these gases was also carried out. Next, the obtained data was studied by using multivariate analysis techniques such as principal component analysis (PCA), partial least squares regression (PLS) or artificial neural network (ANN) analysis. The results have yielded good classification and prediction models with relevant coefficients of determination and remarkable limits of detection. Finally, the electronic nose was used to conduct a classification study of different varieties of persimmon obtaining a clear classification of the samples. Subsequently, the obtained data was processed using a neural network. As a result, a correct distribution of the results was obtained depending on the days of storage of the fruit or the degree of ripeness. It has been possible to reduce the number of gas sensors in the electronic nose by studying the degree of contribution to the prediction model, thus achieving a portable and specific system for each application. / En la presente tesis doctoral se han utilizado las llamadas técnicas biomiméticas, dentro de las cuales se encuentran las lenguas y narices electrónicas. Basándose en la utilización de estos dispositivos se ha procedido a la detección, clasificación y/o cuantificación de muestras de diversa naturaleza, desde sustancias explosivas y agentes de guerra química hasta productos alimenticios, tanto en disoluciones como en muestras gaseosas. Mediante el uso del sistema de lengua electrónica y la técnica electroquímica de voltametría de pulsos, se ha realizado el estudio de la sustancia explosiva 2,4,6-Trinitrotolueno (TNT). Dicho estudio ha consistido en el análisis de los datos mediante técnicas multivariantes como el análisis de componentes principales (PCA), la regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS) o el análisis mediante redes neuronales artificiales (ANN). Los óptimos resultados obtenidos del procesamiento de la matriz de datos, convierten el algoritmo propuesto en una gran herramienta de compresión de datos para futuros ensayos. Por otra parte, mediante el uso del sistema de nariz electrónica, se ha realizado el estudio de simulantes de agentes de guerra, en concreto los simulantes de los gases: Sarín, Somán, y Tabún. Además se ha realizado el estudio de posibles interferentes con dichos gases. Se ha realizado un estudio de los datos obtenidos mediante técnicas de análisis multivariante como el análisis de componentes principales (PCA), la regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS) o el análisis mediante redes neuronales artificiales (ANN). Los resultados han arrojado buenos modelos de clasificación y predicción, alcanzando un relevante coeficiente de determinación y un notable límite de detección. Por último, y también empleando la nariz electrónica, se ha realizado el estudio de clasificación de distintas variedades de caqui, obteniendo una clara clasificación de las muestras estudiadas. Posteriormente se han procesado los datos mediante una red neuronal, extrayéndose una correcta distribución de los resultados en función de los días de almacenamiento de la fruta o, lo que es lo mismo, del grado de maduración. Se ha logrado reducir el número de los sensores de gases que componen la nariz, mediante el estudio del grado de contribución al modelo de predicción, logrando así un sistema portable y específico para cada aplicación. / En la present tesi doctoral s'han utilitzat les anomenades tècniques biomimètiques, dins de les quals es troben les llengües i nassos electrònics. Basant-se en la utilització d'aquests dispositius s'ha procedit a la detecció, classificació y/o quantificació de mostres de diversa naturalesa, des de substàncies explosives i agents de guerra química fins a productes alimentaris, tant en dissolucions com en mostres gasoses. Mitjançant l'ús del sistema de llengua electrònica i la tècnica electroquímica de voltametría de polsos, s'ha realitzat l'estudi de la substància explosiva 2,4,6-Trinitrotoluè (TNT). Aquest estudi ha consistit en l'anàlisi de les dades per mitjà de tècniques multivariants com ara l'anàlisi de components principals (PCA), la regressió per mínims quadrats parcials (PLS) o l'anàlisi mitjançant xarxes neuronals artificials (ANN). Els òptims resultats obtinguts del processament de la matriu de dades, converteixen l'algoritme proposat en una gran ferramenta de compressió de dades per a futurs assajos. D'altra banda, per mitjà de l'ús del sistema de nas electrònic, s'ha realitzat l'estudi de simulantes d'agents de guerra, en concret els simulantes dels gasos: Sarin, Soman i Tabun. A més, s'ha realitzat l'estudi de possibles interferents amb aquests gasos. S'ha realitzat un estudi de les dades obtingudes per mitjà de tècniques d'anàlisi multivariant com l'anàlisi de components principals (PCA), la regressió per mínims quadrats parcials (PLS) o l'anàlisi per mitjà de xarxes neuronals artificials (ANN). Els resultats han permès obtindre bons models de classificació i predicció, aconseguint un rellevant coeficient de determinació i un notable límit de detecció. Finalment, i també emprant el nas electrònic, s'ha realitzat l'estudi de classificació de distintes varietats de caqui, obtenint una clara classificació de les mostres estudiades. Posteriorment s'han processat les dades per mitjà d'una xarxa neuronal, obtenint una correcta distribució dels resultats en funció dels dies d'emmagatzemament de la fruita o, el que és el mateix, del grau de maduració. S'ha aconseguit reduir el nombre dels sensors de gasos que componen el nas per mitjà de l'estudi del grau de contribució al model de predicció, aconseguint així un sistema portable i específic per cada aplicació. / Olguín Pinatti, CA. (2017). APROXIMACION AL BIOMIMETISMO MEDIANTE LENGUAS Y NARICES ELECTRÓNICAS EN MEDIOS COMPLEJOS: DETECCIÓN DE EXPLOSIVOS, AGENTES NERVIOSOS Y CONTROL DE ALIMENTOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86161 / Compendio

[EN] In recent years, have increased interest by studying plants species and fruit with nutritional and medicinal properties. The Andean and Amazonian region of Peru is where there are many sources of natural antioxidants. Several methods for the determination of antioxidant compounds including chromatographic or spectrophotometric and other techniques. Although these techniques have disadvantages. Also many analyzes focus in identifying of the compounds generated this capacity and not on the resulting ability. In recent times, it has been proposed the development of electronic sensors called language as a tool to determine the antioxidant activity of plants and fruits. In this thesis has set itself the objective of developing the electronic tongue voltammetric technique for the determination of the total antioxidant activity of plants extracts green tea, aliso, chincilcoma, pachasalvia and inca muña and camu camu and fruits tumbo, goldenberry and kiwifruit. For this purpose has been used a device developed at the University Politecnica Valencia based on pulse voltammetry using as electrodes of noble metal work (Ir, Rh, Pt and Au) and base metals (Ag, Co, Cu and Ni ), applying a pattern of generic pulses between -850 and 950 mV with a pulse width of 20 ms. The results have been able to generate mathematical models predictive of antioxidant activity expressed as Trolox equivalents, of all tested plants. However only have been able generate models for the prediction of fruits camu camu and tumbo is expressed as ascorbic acid equivalents. / [ES] En estos últimos años ha aumentado el interés por descubrir y difundir especies de plantas y variedades de frutas con propiedades nutricionales y medicinales, siendo la región andina y amazónica del Perú un área en la que existen muchas de estas, las cuales, entre otros, son fuentes de antioxidantes naturales. Existen diversos métodos para la determinación de compuestos antioxidantes, siendo los más comunes las técnicas cromatográficas o espectrofotométricas, entre otras. Sin embargo, estas técnicas emplean tratamientos costosos con procedimientos complejos, personal cualificado y normalmente no son adecuados para análisis in situ. Además muchas de ellas centran el análisis en la determinación de uno de los compuestos que generan dicha capacidad y no sobre la propia capacidad resultante. En los últimos tiempos se ha propuesto el desarrollo de sensores llamados lengua electrónica como una herramienta para determinar capacidad antioxidante de plantas y frutas. Así en la presente tesis doctoral se ha planteado el objetivo de desarrollar la técnica de lengua electrónica voltamétrica para la determinación de la capacidad antioxidante de los extractos de las plantas té, aliso, chincilcoma, pachasalvia e inca muña y las frutas camu camu, tumbo, aguaymanto y kiwi. Para ello se ha utilizado un equipo desarrollado en la propia Universidad Politécnica de Valencia basado en la voltametría de pulsos que utiliza como electrodos de trabajo metales nobles (Ir, Rh, Pt y Au) y metales no nobles (Ag, Co, Cu y Ni), aplicando un patrón de pulsos genérico comprendido entre -850 y 950 mV con una amplitud de pulso de 20 ms. Los resultados obtenidos han sido capaces de generar modelos matemáticos de predicción de la capacidad antioxidante, expresada como equivalentes de trolox, de todas las plantas evaluadas. En cambio solo se han podido generar modelos para la predicción de las frutas camu camu y tumbo expresándose esta como equivalentes de ácido ascórbico. / [CA] Durant a questos últims anys ha augmentat l'interès per descobrir i difondre espècies de plantes i varietats de fruites amb propietats nutricionals i medicinals, sent la regió andina i amazònica del Perú una àrea en la que hi ha moltes d'aquestes, les quals, entre d'altres, són fonts d'antioxidants naturals. Hi ha diversos mètodes per a la determinació de compostos antioxidants, sent els més comuns les tècniques cromatogràfiques o espectrofotomètriques, entre d'altres. No obstant això, aquestes tècniques fan servir tractaments costos amb procediments complexos, personal qualificat i normalment no són adequats per a anàlisi in situ. A més, moltes d'elles centren l'anàlisi en la determinació d'un dels compostos que generen aquesta capacitat i no sobre la pròpia capacitat resultant. En els últims temps s'ha proposat el desenvolupament de sensors anomenats llengua electrònica com una eina per determinar capacitat antioxidant de plantes i fruites. En aquest sentit, en la present tesi doctoral s'ha plantejat l'objectiu de desenvolupar la tècnica de llengua electrònica voltamétrica per a la determinació de la capacitat antioxidant total dels extractes de les plantes té, aliso, chincilcoma, pachasalvia i inca muña i les fruites camu camu, tumbo , aguaymanto i kiwi. Per a tal fi s'ha utilitzat un equip desenvolupat en la pròpia Universitat Politècnica de València basat en la voltametria de polsos que utilitza com elèctrodes de treball metalls nobles (Ir, Rh, Pt i Au) i metalls no nobles (Ag, Co, Cu i Ni ), aplicant un patró de polsos genèric comprès entre -850 i 950 mV amb una amplitud de pols de 20 ms. Els resultats obtinguts han estat capaços de generar models matemàtics de predicció de la capacitat antioxidant, expressada com a equivalents trolox, de totes les plantes avaluades. En canvi només han pogut generar models per a la predicció de les fruites camu camu i tumbo expressant aquesta com a equivalents àcid ascòrbic. / Baldeon Chamorro, E. (2015). Desarrollo de la técnica de lengua electrónica voltamétrica para la determinación de la capacidad antioxidante total de extractos de plantas y frutas peruanas [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54116

Nowadays Food Industry has become in one of the most important around the world, but not only due to the contribution to the development of the economy and the international markets or the work place generation, but also because is the industry which manages a first necessity product for the human being. The development of new technologies, publishing of new findings, implementation of new methods at the food industry, demands faster processes, more accurate methods and techniques, versatile and if possible with no need to be operated by qualified personnel, which can be employed in more important tasks. Is for this reason that even fields of science which are not related to the nature of our area of knowledge are employed, allowing to us a synergic work, in this sense, at the present Doctoral Thesis, It has been proposed as a general objective to study the application of voltammetric electronic language in the characterization of foods in a liquid state. It was developed in four chapters; a beginning where the influence of the potential amplitude on a pulse sequence was evaluated, applied to the measurement of the total antioxidant capacity of aliso extracts. A second where the capacity of the voltammetric electronic tongue to distinguish between four basic flavours was evaluated, besides coffee and fruit samples. A third study where the capacity of the electronic tongue was tested as a tool to pre characterize different coffee samples coming from Colombia, and compared with physic chemical and organoleptic analysis, and a last study where the electronic tongues were employed to analyze alteration on orange juices at early states, produced by sporulated bacteria. All the essays were done through an equipment designed and developed by the IDM of the Polytechnic University of Valencia and which includes a software, a potentiostat, and a 3 electrode configuration (a reference electrode, a counter electrode and a working electrode that could be of Ir, Rh, Pt, Au, Ag, Co, Cu o Ni depending of the configuration of the equipment), The pulse setting configuration employed was different in some cases according to the data which was looked for The results obtained have been satisfactory allowing us to apply the voltammetric electronic tongue equipment in the characterization of liquid foods. Thus, the antioxidant capacity of aliso samples was evaluated. Fruit samples such as camu camu and kiwi and coffee samples were characterized based on their main sensory attributes. It was also applied in the characterization of samples of coffee from Colombia and the equipment was able to detect the development of bacteria sporulated in pasteurized juices. / En la actualidad la industria alimentaria se ha convertido en una de las más importantes del mundo, pero no solamente debido a la generación de empleos ni a la contribución del desarrollo de la economía y los mercados internacionales, sino porque es la industria gestora de un producto de primera necesidad para el ser humano. El Desarrollo de nuevas tecnologías, la publicación de nuevos hallazgos, implementación de nuevos métodos en la industria alimentaria exigen procesos más rápidos, métodos y técnicas de análisis más precisas, versátiles y que en lo posible no demanden de mano de obra especializada que puede ser empleada en tareas más importantes. Es por ello que se implican campos de la ciencia que pese a no estar directamente relacionada con la naturaleza de nuestra área del conocimiento, nos permite trabajar en sinergia, en este sentido, en la presente tesis Doctoral se ha planteado como objetivo general estudiar la aplicación de la Lengua electrónica voltamétrica en la caracterización de alimentos en estado líquido. Su desarrollo se realizó por medio de cuatro apartados; Uno inicial en el que se evaluó la posible influencia de la amplitud del potencial en una secuencia de pulsos aplicada a la evaluación de la capacidad antioxidante total en extractos de aliso. Un segundo en el que se evaluó la capacidad de la lengua electrónica para su utilización en análisis sensorial, más concretamente como equipo capaz de ser usado en un cribado inicial de muestras, previamente a la evaluación por un panel de catas. Para ello se realizaron estudios sobre muestras de los 4 sabores básicos, así como sobre muestras de café y fruta. Un tercero en el que se evaluó la capacidad de la lengua electrónica voltamétrica como herramienta para una primera caracterización de cafés procedentes de Colombia y un cuarto capítulo en el que se evaluó la capacidad de la lengua electrónica voltametría de pulsos, para el control durante los primeros estadios, de la calidad de zumo de naranja pasteurizado en los que puede existir un riesgo de desarrollo de bacterias esporuladas. Los ensayos se realizaron a través de un equipo diseñado y desarrollado por el IDM de la Universidad Politécnica de Valencia y que consta de un software, un potenciostato y la configuración a 3 electrodos (un electrodo de referencia un contra electrodo y un electrodo de trabajo que podría ser de Ir, Rh, Pt, Au. Ah. Co, Cu o Ni), las configuraciones de pulsos empleadas fueron diferentes en algunos casos dependiendo de lo que se quería obtener Los resultados obtenidos han sido satisfactorios permitiéndonos aplicar el equipo de lengua electrónica voltamétrica en la caracterización de alimentos líquidos. Así se evaluó la capacidad antioxidante de muestras de aliso, se caracterizó, en base a sus principales atributos sensoriales, muestras de fruta como el camu camu y el kiwi y muestras de café. Además también se aplicó en la caracterización de muestras de café procedente de Colombia y se detectó el desarrollo de bacterias esporuladas en zumos pasteurizados. / En l'actualitat la indústria alimentària s'ha convertit en una de les més importants del món, però no sols degut a la generació d'ocupacions ni a la contribució del desenrotllament de l'economia i els mercats internacionals, sinó perquè és la indústria gestora d'un producte de primera necessitat per al ser humà. El Desenrotllament de noves tecnologies, la publicació de noves troballes, implementació de nous mètodes en la indústria alimentària exigixen processos més ràpids, mètodes i tècniques d'anàlisi més precises, versàtils i que en la mesura que es puga no demanden de mà d'obra especialitzada que pot ser empleada en tasques més importants. És per això que s'impliquen camps de la ciència que a pesar de no estar directament relacionada amb la naturalesa de la nostra àrea del coneixement, ens permet treballar en sinergia, en este sentit, en la present tesi Doctoral s'ha plantejat com a objectiu general estudiar l'aplicació de la Llengua electrònica voltamétrica en la caracterització d'aliments en estat líquid. El seu desenrotllament es va realitzar per mitjà de quatre estudis. Un inicial en què es va avaluar la possible influència de l'amplitud del potencial en una seqüència de polsos aplicada a l'avaluació de la capacitat antioxidant total en extractes de vern. Un segon en què es va avaluar la capacitat de la llengua electrònica per a la seua utilització en anàlisi sensorial, més concretament com a equip capaç de ser usat en un garbellament inicial de mostres, prèviament a l'avaluació per un panell de tastos. Per a això es van realitzar estudis sobre mostres dels 4 sabors bàsics, així com sobre mostres de café i fruita. Un tercer en què es va avaluar la capacitat de la llengua electrònica voltamétrica com a ferramenta per a una primera caracterització de cafés procedents de Colòmbia i un quart capítol en què es va avaluar la capacitat de la llengua electrònica voltametría de polsos, per al control durant els primers estadis, de la qualitat de suc de taronja pasteuritzat en els que pot existir un risc de desenrotllament de bacteris esporuladas. Els assajos es van realitzar a través d'un equip dissenyat i desenrotllat per l'IDM de la Universitat Politècnica de València i que consta d'un programari, un potenciostato i la configuració a 3 elèctrodes (un elèctrode de referència un contra elèctrode i un elèctrode de treball que podria ser d'Anar, Rh, Pt, Au. Ah. Co, Cu o Ni). Els resultats obtinguts han sigut satisfactoris podent-se aplicar en la caracterització d'aliments líquids. Així es va avaluar la capacitat antioxidant de mostres de vern, es va caracteritzar, basant-se en els seus principals atributs sensorials, mostres de fruita com el camu camu i el kiwi i mostres de café. A més també es va aplicar en la caracterització de mostres de café procedent de Colòmbia i es va detectar el desenrotllament de bacteris esporuladas en sucs pasteuritzats. / Fuentes Pérez, EM. (2017). Aplicación de la lengua electrónica voltamétrica a alimentos líquidos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90446

[EN] In the present doctoral thesis electronic systems of measurement have been developed. As element sensor, they include multiple electrodes of nature electrochemical. Each of the electrodes possesses a not specific sensibility to some of the parameters or chemical compounds of the sample to analyzing. The set of electrodes contribute a series of signs that are analyzed of joint form, this way conclusions of interest are obtained, normally the discrimination of complex samples or the quantification of some of their components. This type of measurement systems is denominated electronic tongues. The systems of measurement developed use sensors of type potentiometric and are constructed by pastes of thick film technology, and also by simple metallic electrodes in pure state. With this method, devices with characteristics of construction simplicity, mechanical robustness, easy handling and low cost are obtained. With the data obtained pattern recognition techniques are applied, such as, Principal Components Analysis (PCA), artificial neuronal networks, predictive techniques (PLS), etc. Several types of applications are developed, first with samples of strong ionic character as they are the natural waters. This way, an analysis of several types of packaged and urban provision waters is made, reaching a good discrimination of the samples by means of analysis PCA. By means of techniques PLS (Partial Least Square) the concentration of present ions in those waters is predicted. The experiences with acuosus dissolutions continue with artificial dissolutions to obtain the discrimination according to the type of anion or cation, concluding that is easier the discrimination of dissolutions with different anion that with different cation, as much in pure as in complex dissolutions. The experiences continue with liquid samples but of more complex nature as it is the wine. This type of samples facilitates to be analyzed by systems of electronic tongue because they are formed by a great amount of components, some in elevated proportion as it is the water and the alcohol, but others in small proportion and that are those that provide the organoleptic characteristics of the wine. The experiences are made first on artificial samples with some chemical characteristics similar to the wine and later with real wines of different type and tonality. A good discrimination of the different samples are obtained. But the most remarkable newness of the analyses with wine is the development of a system of detection of volatile by means of potentiometric sensors, from this form, a system of humid electronic nose is obtained. / [ES] En la presente tesis doctoral se desarrollan sistemas electrónicos de medida que tienen como elemento sensor múltiples electrodos de naturaleza electroquímica. Cada uno de los electrodos posee una sensibilidad no específica ante algunos de los parámetros o compuestos químicos de las muestras a analizar. El conjunto de electrodos aportan una serie de señales que se analizan de forma conjunta, para así obtener conclusiones de interés, normalmente en la discriminación de muestras complejas o la cuantificación de algunos de sus componentes. A este tipo de sistemas de medida se le denominan lenguas electrónicas. Los sistemas de medida desarrollados utilizan sensores de tipo potenciométrico y están construidos con pastas de la tecnología de capa gruesa (Thick-Film), y también por electrodos metálicos simples en estado puro. Con este método se consiguen dispositivos con características de sencillez de construcción, robustez mecánica, fácil manejo y bajo costo. Con las señales obtenidas se aplican técnicas de reconocimiento de patrones, como son el Análisis de Componentes Principales (PCA), redes neuronales artificiales, técnicas predictivas como PLS, etc. Se desarrollan varios tipos de aplicaciones, la primera con muestras de fuerte carácter iónico como son las aguas naturales. De esta forma, se realiza un análisis de varios tipos de aguas envasadas y de suministro urbano, alcanzando una buena discriminación de las muestras por medio de análisis PCA. Por medio de técnicas PLS (Partial Least Square) se predice la concentración de los iones presentes en esas aguas. Las experiencias con disoluciones acuosas continúan con disoluciones artificiales para lograr la discriminación de dichas disoluciones según el tipo de anión o de catión, concluyendo que es más fácil la discriminación de las disoluciones con distintos anión que con distinto catión, tanto en disoluciones puras como en compuestas. Las experiencias siguen con muestras líquidas pero de naturaleza más compleja como es el vino. Este tipo de muestras facilita ser analizadas por sistemas de lenguas electrónicas porque están formados por una gran cantidad de componentes, algunos en proporción elevada como es el agua y el alcohol, pero otros en pequeña proporción que son los que proporcionan las características organolépticas del vino. Las experiencias se realizan primero sobre muestras artificiales con algunas características químicas similares al vino y posteriormente con vinos reales de distinto tipo y tonalidad, consiguen una buena discriminación de las diferentes muestras. Pero la novedad más destacable de los análisis con vino es el desarrollo de un sistema de detección de volátiles por medio de sensores potenciométricos, de esta forma se obtiene un sistema de nariz electrónica húmeda. En el tercer tipo de experiencias se utilizan muestras de alimentos sólidos pero con gran proporción de agua, como son la carne y el pescado. En el caso del pescado, se realiza múltiples experiencias con varios tipos de electrodos metálicos y se comprueba que los que ofrecen un mejor resultado son los electrodos de oro y de plata, en ambos casos con un comportamiento bastante repetitivo. Aprovechando estos fenómenos se realizan una serie de análisis con redes neuronales para al final obtener un sistema que ofrece un análisis cualitativo que permite determinar la conservación del pescado en tres posibles estados: Apto, Dudoso y no Apto. Este análisis se acompaña con experiencias de bioquímicas y microbianas para así correlacionar con las medidas potenciométricas. El último tipo de experiencias es el análisis de lomo de cerdo. Por un lado, también se realizan experiencias para determinar si un sistema multielectrodo formado por múltiples metales es capaz de detectar el deterioro de la carne con el paso del tiempo. Un segundo tipo de análisis consiste en lograr una discriminación de diversas piezas d e lomo curado de cerdo. Estas piezas se diferencian entre si por la distinta composición de sales, tanto de NaCl que es el más habitual en el consumo, como KCl, y CaCl2. Por lo tanto, el desarrollo de los sistemas de lengua y nariz electrónica que se presente en esta memoria puede mejorar el control de calidad de las muestras analizadas, con buenas perspectivas de aplicación en múltiples campos económicos, sobretodo en la industria alimentaria. / [CA] En la present tesi doctoral es desenvolupen sistemes electrònics de mesura que tenen com element sensor múltiples elèctrodes de naturalesa electroquímica. Cadascun dels elèctrodes posseïx una sensibilitat no específica davant alguns dels paràmetres o compostos químics de la mostra a analitzar. El conjunt d'elèctrodes aporten una sèrie de senyals que s'analitzen de forma conjunta, per a així obtenir conclusions d'interès, normalment en la discriminació de mostres complexes o la quantificació d'alguns dels seus components. A aquest tipus de sistemes de mesura se li denominen llengües electròniques. Els sistemes de mesura desenvolupats utilitzen sensors de tipus potenciomètric i estan construïts amb pastes de la tecnologia de capa gruixuda (Thick-Fim), i també per elèctrodes metàl·lics simples en estat pur. Amb aquest mètode s'assoleixen dispositius amb característiques de senzillesa de construcció, robustesa mecànica, fàcil maneig i reduït cost. Amb els senyals obtinguts s'apliquen tècniques de reconeixement de patrons, com són l'Anàlisi de Components Principals (PCA), xarxes neuronals artificials, tècniques predictives com PLS, etc. Es desenvolupen diversos tipus d'aplicacions, la primera amb mostres de fort caràcter iònic com són les aigües naturals. D'aquesta forma, es realitza una anàlisi de diversos tipus d'aigües envasades i de subministrament urbà, arribant a una bona discriminació de les mostres per mitjà d'anàlisi PCA. Amb tècniques PLS (Partial Least Square) es prediu la concentració dels ions presents en aquestes aigües. Les experiències amb dissolucions aquoses continuan amb dissolucions artificials per a assolir la discriminació d'aquestes dissolucions segons el tipus d'anió o de catió, concloent que és més fàcil la discriminació de les dissolucions amb diferents anió que amb diferent catió, tant en dissolucions pures com en compostes. Les experiències segueixen amb mostres líquides però de naturalesa més complexa com és el vi. Aquest tipus de mostres es presta a ser analitzades per sistemes de llengües electròniques perquè estan formats per una gran quantitat de components, alguns en proporció elevada com és l'aigua i l'alcohol, però altres en petita proporció que són els quals proporcionen les característiques organolépticas del vi. Les experiències es realitzen primer sobre mostres artificials amb algunes característiques químiques similars al vi i posteriorment amb vins reals de diferent tipus i tonalitat, aconsegueixen una bona discriminació de les diferents postres. Però la novetat més destacable de les anàlisis amb vi és el desenvolupament d'un sistema de detecció de volàtils per mitjà de sensors potenciomètrics, d'aquesta forma s'obté un sistema de nas electrònic humida. En el tercer tipus d'experiències s'utilitzen mostres d'aliments sòlids però amb gran proporció d'aigua, com són la carn i el peix. En el cas del peix es realitza múltiples experiències amb diversos tipus d'elèctrodes metàl·lics i es comprova que els quals oferixen un millor resultats són els elèctrodes d'or i de plata. En ambdós casos tenien un comportament bastant repetitiu. Aprofitant aquests fenòmens es realitzen una sèrie d'anàlisi amb xarxes neuronals per al final obtenir un sistema que oferix una anàlisi qualitativa que permet determinar la conservació del peix en tres possibles estats: Apte, Dubtós i no Apte. Aquesta anàlisi s'acompanya amb experiències de bioquímicques i microbianes per a així correlacionar amb les mesures potenciomètrics. L'últim tipus d'experiències és l'anàlisi de llom de porc. D'una banda, també es realitzen experiències per a determinar si un sistema multielèctrode format per múltiples metalls és capaç de detectar la deterioració de la carn amb el pas del temps. Un segon tipus d'anàlisi consisteix a assolir una discriminació de diverses peces de llom guarit de porc. Aquestes peces es diferencien entre si per la diferent composició de sals, tant de NaCl que és el més habitual en el consum, com KCl, i CaCl2. Per tant, el desenvolupament dels sistemes de llengua i nas electrònic que es presenti en aquesta memòria pot millorar el control de qualitat de les mostres analitzades, amb bones perspectives d'aplicació en múltiples camps econòmics, fonamentalment a la indústria alimentària. / Gil Sánchez, L. (2007). Diseño de lenguas electrónicas potenciométricas construidas con electrodos metálicos y con tecnología de capa gruesa para análisis de medios complejos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135954 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales