Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / Teniendo en cuenta el creciente interés por el consumo de alimentos benéficos para la salud humana por parte de la población, los berries adquieren cada vez más protagonismo en este nuevo estilo de vida sana. Dentro de ellos, destaca el maqui (Aristotelia chilensis (Mol.) Stuntz), berry nativo chileno conocido por su alto contenido de compuestos bioactivos. Por otro lado, la industria alimentaria está cada vez más interesada en envases activos. Gracias a esta premisa es que las películas comestibles están siendo estudiadas debido a los beneficios que aportarían en contra del deterioro alimentario. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el potencial tecnológico de componentes antioxidantes obtenidos del liofilizado de maqui y su aplicación en películas comestibles de quitosano. Para ello se realizaron análisis de (i) capacidad antioxidante, (ii) contenido de polifenoles totales (iii) contenido de flavonoides totales (iv) actividad antimicrobiana, tanto al liofilizado como a las películas elaboradas y (v) composición química del liofilizado de maqui. Los resultados obtenidos comprobaron que el liofilizado de maqui posee una alta capacidad antioxidante mediante DPPH, FRAP y FIC de 2,81±0,04 mg ET/g; 25,2±0,38 mg ET/g y 121,12±1,88 μg EDTA/g, respectivamente. Así como también altos contenidos de polifenoles y flavonoides totales de 49,74±0,57 mg EAG/g y 68,04±24,63 mg ER/g, respectivamente. Además, presentó actividad antimicrobiana mediante el método de microdilución contra ocho cepas bacterianas. Los contenidos de materia grasa, cenizas, fibra dietaria total y humedad fueron 0,9±0,07; 1,44±0,004; 30,47±1,29 g/100g p.s. (peso seco) y 0,74 %, respectivamente. En los films, los análisis mostraron correlación entre la concentración de liofilizado incorporado y la cuantificación realizada, encontrándose diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) en todos los análisis excepto en capacidad antioxidante mediante FIC, donde no hubo diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05) entre las muestras. En cuanto a la actividad antimicrobiana mediante el método de difusión en disco de agar, los films con liofilizado de maqui fueron más efectivos que el control (quitosano puro), ya que generaron halos de inhibición en siete de las ocho cepas bacterianas testadas, mientras que los films control sólo generaron halos en dos de las ocho cepas. Los resultados mostraron que el liofilizado de maqui podría ser utilizado tanto como ingrediente funcional, así como preservante natural en la industria alimentaria. Por otro lado, los films de quitosano con liofilizado de maqui incorporados podrían ser utilizados como películas activas debido a sus excelentes actividades antioxidantes y antimicrobianas. Palabras clave: maqui, capacidad antioxidante, películas comestibles, quitosano, antimicrobiano / Thinking about the increasing interest of the people in using food that benefits the human health, berries are having a leading role in this new healthy lifestyle. Among them, one of the recognized is the Maqui (Aristotelia chilensis (Mol.) Stuntz), Chilean native berry known for it’s high bioactive compound content. Besides, in the food industry the interest in active packaging is growing. Thanks to this premise is that edible films are being studied because of their benefits against food spoilage. The aim of this work was to assess the technological potential of antioxidant components obtained by the lyophilization of the maqui and its application to edible chitosan films. With this purpose the analyzes performed were (i) the antioxidant activity, (ii) total phenolic content (iii) total flavonoid content (iv) antimicrobial activity assay of the lyophilized maqui and also about films elaborated and (v) chemical composition of the lyophilized maqui. The results obtained proved that lyophilized maqui has a high antioxidant activity through DPPH, FRAP and FIC of 2,81±0,04 mg TE/g; 25,2±0,38 mg TE/g and 121,12±1,88 μg EDTA/g, respectively. As well as high content of polyphenols and flavonoids of 49,74±0,57 mg EAG/g and 68,04±24,63 mg RE/g, respectively. It also presented antimicrobial activity by the microdilution method against eight bacterial strains. Fat, ash, total dietary fiber and moisture contents of lyophilized maqui were 0,9±0,07; 1,44±0,004; 30,47±1,29 g/100g d.m. (dry matter) and 0,74 %, respectively. About the films, chemical analysis showed correlation between the concentration of incorporated lyophilized and the quantification performed, with statistically significant differences (p < 0,05) in every analysis except antioxidant capacity by FIC, where there were no statistically significant differences (p > 0,05) in the film samples. Concerning the antimicrobial activity by disc diffusion method, the films with incorporated lyophilized maqui were more effective than the control (pure chitosan), because inhibition halos generated in seven of the eight bacterial strains tested. While control films generated halos in only two of the eight strains. Results showed that lyophilized maqui could be used both as a functional ingredient and a natural preservative in the food industry. Furthermore, chitosan films with incorporated lyophilized maqui could be used as active films due to their excellent antioxidant and antimicrobial activities

Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / Chile es un gran productor de frutas y verduras, sin embargo el consumo per cápita no alcanza la ingesta recomendada por la OMS de 400 g diarios. Como respuesta y sumándose al cambio de conciencia mundial por mejorar los hábitos alimenticios, el objetivo de este estudio fue obtener una pulpa liofilizada de frambuesa y utilizarla para reemplazar colorantes y saborizantes en un yogur, ofreciendo una alternativa de producto más natural, con aporte de fruta. Se determinó un protocolo de liofilización para pulpa de frambuesa cuyo ciclo de congelación alcanza los -40°C en 135 min, seguido por un ciclo de secado primario a -15° C durante 1140 min y un secado secundario a 25°C durante 120 min, ambas temperaturas de secado se realizaron bajo una presión programada de 200 mTorr. La pulpa de frambuesa liofilizada obtenida logró una humedad de 6,9 ± 1,2 % y una actividad de agua de 0,28 ± 0,07. Para la determinación de la fórmula óptima de yogur con pulpa liofilizada fue necesaria la formación de un panel entrenado, constituido por 10 alumnos de la carrera de Ingeniera de Alimentos de la Universidad de Chile. Como diseño experimental se aplicó un modelo central rotacional compuesto (22+estrella) con tres puntos centrales, con 11 corridas experimentales, usando como factores la concentración de pulpa (1 a 10 g) y azúcar (5 a 60 g) en una matriz de yogur natural, y seis variables de respuesta de calidad sensorial. La optimización conjunta de los atributos sensoriales: color, aroma, consistencia con cuchara, sabor y textura bucal, arrojó una concentración óptima de 18% de azúcar y 4% de pulpa liofilizada de frambuesa. Con esta formulación optimizada se realizó una prueba con consumidores (N=48) frente a una marca comercial (Next trozo frambuesa de Soprole), donde la muestra correspondiente al yogur con pulpa de frambuesa liofilizada obtuvo preferencia significativa de 66%, y buenos indicadores de aceptabilidad / Chile is a great producer of fruits and vegetables, nevertheless the consumption per capita does not reach the daily intake of 400 g recommended by the World Health Organization. In response and adding up to the change in global awareness to improve eating habits, the purpose of this study was to obtain a freeze-dried raspberry pulp and use it to replace colorants and flavoring in a yogurt, offering an alternative product more natural and more contribution of the fruit itself. A protocol was determined by lyophilization (freeze - drying) of raspberry pulp which freeze cycle reaches -40°C in 135 min, followed by a primary drying cycle at -15°C for 1140 min and a secondary drying at 25°C for 120 min. Both drying temperatures were performed under a pressure of 200 mTorr. The obtained freeze – dried raspberry pulp achieved moisture of 6.9 ± 1.2% and a water activity of 0.28 ± 0.07. To determine the optimal formula of yogurt with freeze-dried pulp was necessary the constitution of a trained panel, consisting of 10 students from the Food Engineering career imparted by the University of Chile. As an experimental design, a compound rotational central model was applied (22 + star) with three central points, with 11 experimental runs, using pulp concentration (1 to 10 g) and sugar (5 to 60 g) as factors in a natural yogurt matrix and six quality sensory response variables. The joint optimization of the sensory attributes: color, aroma, spoon consistency, taste and mouth texture, displayed an optimal concentration of 18% sugar and 4% freeze-dried raspberry pulp. With this optimized formulation a test with consumers was made (N= 48) comparing with trademark product (Next Trozo Frambuesa, Soprole). The sample of the yogurt with raspberry pulp lyophilized had a significant preference of 66% with good indicators of acceptability

La liofilización es un proceso de secado utilizado principalmente en la industria alimentaria y farmacéutica, en el que el agua de un producto se extrae por sublimación. De esta manera se elimina el agua desde el estado sólido al gaseoso, sin pasar por el estado líquido. Para ello, el producto debe ser congelado e introducido en una cámara de vacío (liofilizador). Esta técnica, al trabajar a bajas temperaturas, evita en gran medida las pérdidas nutricionales y el deterioro organoléptico provocado con los otros tipos de secado (aire caliente, hornos, micro-ondas, etc.), obteniéndose productos de mayor calidad nutricional, sabor y textura. El principal objetivo de este trabajo experimental fue estudiar la influencia del método de congelamiento en el daño microestructural de arándanos liofilizados. Para ello, se congelaron arándanos mediante diferentes métodos de congelación, para así variar el tiempo empleado en congelar las muestras. El método más rápido utilizado fue el HPSF (High Pressure Shift Freezing), que destaca por generar un congelamiento volumétrico de muy alta velocidad. También se congelaron arándanos en cámaras frigoríficas convencionales a -20°C y -80°C, que por sus características fueron considerados de baja y mediana velocidad respectivamente. Una vez congeladas y liofilizadas las muestras, se tomaron micrografías SEM de su interior y exterior, y se realizaron pruebas de rehidratación y de firmeza, con el fin de caracterizar el daño interno que provocan los cristales de hielo formados con los distintos métodos. En el congelamiento a -20°C, se observaron poros (dejados por los cristales de hielo) de gran tamaño, generando rupturas importantes en los tejidos y separación de la piel con el resto del fruto. Además, los resultados de las pruebas de rehidratación y de firmeza descartan, que a dicha temperatura, un arándano pueda restituir su apariencia original. A medida que aumenta la velocidad de enfriamiento, el daño interno disminuye y a su vez, aumenta la capacidad de rehidratación y la firmeza. Es así como los mejores resultados fueron obtenidos en muestras congeladas mediante HPSF, registrándose una mejor conservación de la integridad del fruto. Por lo anterior, el congelamiento por HPSF y posterior liofilizado se proyecta como método promisorio para la conservación de arándanos con características cercanas a un fruto natural.

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Tesis presentada como parte de los requisitos para optar al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias / El mucílago de nopal es un hidrato de carbono complejo, con una gran capacidad para absorber agua, producido por plantas de la familia de las Cactaceae entre ellas la tuna (Opuntia ficus-indica). Algunos investigadores mencionan su potencial industrial, ya que podría emplearse como hidrocoloide en la industria de alimentos (Medina-Torres et al., 2000 y Sáenz et al., 2004). Además, se podría utilizar como agente encapsulante, agente gelificante, modificador de textura y viscosidad y estabilizador de espumas entre otros. Por otro lado, el mucílago al ser extraído de un vegetal, tiene una ventaja sobre los de origen animal, debido a su imagen positiva ante los consumidores (Ibañez y Ferrero, 2003).

[EN] Acetic acid bacteria (AAB) belong to the Acetobacteriaceae family, within the ¿-Proteobacteria class. These Gram-negative elliptical or cylindrical microorganisms occur in isolation, in pairs or in chains. They have polar flagellar or peritrichous motility. They are non-spore forming, cathalase positive and oxidase negative. They have an obligate aerobic metabolism, with oxygen as the terminal electron acceptor. Currently, the Acetobactereaceae family includes 19 genera and 72 species. Sugar and alcohol oxidising ability result in an accumulation of organic acids as final products, which is widely used in the food industry to produce vinegar from wine and fruits. The objective of this thesis was to isolate and identify AAB in blueberry and citrus epiphyt flora from plants grown in the Salto Grande region (Entre Ríos, Argentina) in order to detect the most suitable bacteria for biotechnological processes such as vinegar. 36 AAB were isolated from these fruits using enrichment techniques and plate isolation. Enrichment broths containing ethanol and acetic acid enabled the maximum recovery of AAB due to the fact that these components promote their growth. Fermented juice yielded a larger number of AAB compared to fresh fruit or peel, due to ethanol occurrence as it is an alcohol-resistant microorganisms selecting agent. Biochemical tests allowed bacteria differentiation at genus level. Six were identified: 13 bacteria isolates were identified as Acetobacter, 5 as Gluconobacter, 7 as Asaia, 5 as Acidomonas, 1 as Gluconacetobacter and 5 as Saccharibacter. Subsequently, those bacteria (Acetobacter, Gluconobacter and Gluconacetobacter genera) that could be used for the development of a suitable starter culture for the bio-oxidation of musts alcoholics obtained from these fruits, in order to obtain vinegars, were identified to specie level. Molecular techniques, such as RFLP-PCR of the 16S rDNA and RFLP-PCR of the 16S-23S rDNA intergenic spacer, were utilised. The former enabled the identification of the 16 AAB under study. C7, C8, A80, A160 and A180 isolates were identified as G. frateurii, C1, C2, C3, C4, C5, C6, A70 and A210 isolates as A. pasteurianus, A50 and A140 isolates as A. tropicalis and C9 isolate as A. syzygii. 16S-23S PCR-RFLP technique validated identifications performed using 16S; however, C1 showed a different restriction pattern from the first identification. Genus 16S partial sequencing solved this discrepancy. Growth dynamics and acetic acid production capacity were studied in the isolates in order to determine the most suitable ones to acetify fruits musts. Growth was assessed in different ethanol and acetic acid concentrations as high cell count values (109 cells/mL) are essential for the inoculum to start vinegar production, in order to achieve a short lag phase and therefore reduce process times. Three ethanol concentrations were assayed (4%, 6% and 8%) to study acetic acid production capacity. Results showed that cultures identified as A. pasteurianus (A210 and C1), A. syzygii (C9) and G. frateurii (A80) could be used as inoculum to produce vinegars, due to their high acetic acid production capacity when ethanol concentration values are 4% and 6% v/v. Finally, the most suitable culture preservation method was determined to maintain purity and activity through time. AAB may be lyophilised with 20% w/v mannitol or 10% w/v dried milk since these lyoprotective agents demonstrated they are effective at maintaining cells viability. Nevertheless, these agents did not allow acetic acid production from ethanol. This study has demonstrated that glycerol (20% v/v) and mannitol (20% w/v) can be used as cryoprotective agents during freezing since they not only protect AAB and maintain bacteria viability but also help to preserve the functional properties, such as its ability to grow and produce acetic acid in alcoholic musts. / [ES] Las bacterias del ácido acético (BAA) pertenecen a la familia Acetobacteriaceae; están incluidas en el grupo de las ¿-Proteobacterias. Son microorganismos Gram-negativos, de forma elipsoidal o cilíndrica que pueden encontrarse aislados, en parejas o formando cadenas. Son móviles por flagelación polar o perítrica. Presentan actividad catalasa positiva, oxidasa negativa y no forman endosporas. Poseen metabolismo aeróbico estricto, con el oxígeno como aceptor final de electrones. Actualmente, la familia Acetobactereaceae está compuesta por 19 géneros y 72 especies. Es conocida la habilidad de las BAA para oxidar azúcares y alcoholes, obteniéndose como producto final una acumulación de ácidos orgánicos, capacidad que es aprovechada en la industria de alimentos para la elaboración de vinagres de vinos y de frutas. La presente Tesis Doctoral planteó el aislamiento e identificación de BAA a partir de la flora epifítica de arándanos y frutas cítricas cultivadas en la región de Salto Grande (Entre Ríos, Argentina), con el fin de encontrar las más adecuadas para ser utilizadas en procesos biotecnológicos, tales como el vinagre. Se aislaron 36 BAA a partir de estas frutas mediante técnicas de enriquecimiento y aislamiento en placas. Los caldos de enriquecimiento que contenían etanol y ácido acético permitieron recuperar el mayor número de BAA, ya que dichos componentes favorecen el crecimiento de las mismas. Del jugo fermentado de las frutas cítricas se obtuvo un mayor número de BAA respecto del jugo fresco o la cáscara, debido a la presencia de etanol, el que actuó como agente de selección para estos microorganismos alcohol-resistentes. Las pruebas bioquímicas permitieron diferenciar las bacterias a nivel de género. Se reconocieron 6 géneros: 13 aislados fueron identificados como Acetobacter, 5 como Gluconobacter, 7 como Asaia, 5 como Acidomonas, 1 como Gluconacetobacter y 5 como Saccharibacter. Posteriormente, se identificaron a nivel de especie aquellas bacterias (géneros Acetobacter, Gluconobacter y Gluconacetobacter) que podrían ser utilizadas para el desarrollo de un cultivo iniciador apto para la bioxidación de mostos alcohólicos obtenidos a partir de estos frutos, con el fin de obtener vinagres. Para esto, se emplearon técnicas moleculares, tales como PCR-RFLP del gen 16S y PCR-RFLP del espaciador intergénico 16S-23S. Con la primera, se identificaron las 16 BAA estudiadas. Los aislados C7, C8, A80, A160 y A180 fueron identificados como G. frateurii, los aislados C1, C2, C3, C4, C5, C6, A70 y A210 como A. pasteurianus, los aislados A50 y A140 como A. tropicalis y el aislado C9 como A. syzygii. Se estudió la dinámica de crecimiento y la habilidad de las BAA aisladas para producir ácido acético, con el fin de elegir las más aptas para la acetificación de mostos de frutas. El crecimiento se evaluó con distintas concentraciones de etanol y ácido acético. En cuanto a la habilidad para producir ácido acético, se ensayaron tres concentraciones de etanol, 4%, 6% y 8%, evidenciándose que los cultivos, identificados como A. pasteurianus (A210 y C1) A. syzygii (C9) y G. frateurii (A80) podrían ser utilizados como inóculo para la elaboración de vinagres, por poseer una alta capacidad de producción de ácido acético cuando la concentración de etanol es de 4% y 6% v/v. Las BAA podrían ser liofilizadas con manitol 20% p/v o leche en polvo 10% p/v, ya que estos lioprotectores demostraron ser efectivos para mantener la viabilidad de las células. Sin embargo, éstos no permitieron mantener la producción de ácido acético a partir de etanol. El presente estudio demostró que el glicerol (20% v/v) y el manitol (20% p/v) pueden ser utilizados como crioprotectores en el proceso de congelación, ya que no sólo protegen a las BAA, manteniendo su viabilidad, sino que también ayudan a conservar las propiedades funcionales de las mismas, tales como su capacidad de crecer y producir ácido / [CA] Els bacteris de l'àcid acètic (BAA) pentanyen a la família Acetobacteriaceae i estan incloses en el grup dels ¿-Proteobacteris. Són microorganismes gram-negatius, de forma elipsoidal p cilíndrica que pot trobar-se aïllada, emparellada o formant cadenes. Són mòbils per flagel¿lació polar o perítrica. Presenten activitat catalasa positiva, oxidasa negativa i no formen endospores. Posseeixen metabolisme aeròbic estricte, amb l'oxigen com aceptor final d'electrons. Actualment, la familia Acetobactereaceae està composta per 19 gèneres i 72 espècies. Es coneguda l'habilitat dels BAA per a oxidar sucres i alcohols, obtenint-se com a producte final una acumulació d'àcids orgànics, capacitat aprofitada en la industria dels aliments per a l'elaboració de vinagres de vins i fruites. La present Tesi Doctoral planteja l'aïllament i identificació dels BAA a partir de la flora epifítica dels nabius i cítrics cultivats en la regió de Salto Grande (Entre Ríos, Argentina), amb la finalitat de trobar les més adequades per ser utilitzades en processos biotecnològics, tals com el vinagre. S'aïllaren 36 BAA a partir d'aquestes frutes mitjançant tècniques d'enriquiment i aïllament en plaques. Els brous d'enriquiment que contenien E i AA permeteren recuperar el major numero de BAA, ja que tals components afavorien el seu creixement. Del suc fermentat dels citrics es va obtenir un major nombre de BAA respecte del suc fresc o la pell, degut a la presència de E, que actuà com agent de selecció per a aquestos microorganismes alcohol-resistents. Es reconegueren 6 gèneres: 13 aïllats foren identificats com Acetobacter, 5 com Gluconobacter, 7 com Asaia, 5 com Acidomonas, 1 com Gluconacetobacter i 5 com Saccharibacter. Posteriorment, s'identificaren a nivell d'espècie aquells bacteris que podríen ser utilitzats per al desenvolupament d'un cultiu indicadorstarter apte per a la biooxidació de mostos alcohòlics obtinguts a partir d'aquestos fruïts, amb la finalitat d'obtenir vinagres de fruites (gèneres Acetobacter, Gluconobacter i Gluconacetobacter). Amb aquesta finalitat, s'utilitzaren tècniques moleculars, com PCR-RFLP del gen 16S i PCR-RFLP de l'espaciador intergènic 16S-23S. Amb la primera, s'identificaren els 16 BAA estudiats. La tècnica PCR-RFLP del 16S-23S va confirmar les identificacions realitzades amb el 16S, tanmateix C1 va mostrar un patró de restricció que no es corresponia amb la primera identificació realitzada. Aquesta discrepància fou resolta per la seqüenciació parcial de gen 16S, que va confirmar el resultats obtinguts per PCR-RFLP. Els aïllats C7, C8, A80, A160 i A180 foren identificats com G. Frateurii, els aïllats C1, C2, C3, C4, C5, C6, A70 i A210 com A. pasteurianus,els aïllats A50 i A140 com A.tropicalis i l'aïllat C9 com A. syzygii. S'estudià la dinàmica de creixement i la habilitat per produirAA dels BAA aïllades, amb la finalitat de triar les més aptes per a l'acetificació de mostos de frutes. El creixement s'evaluà amb diferents concentracions de E i AA. Quan a l'habilitat per a produir AA, s'assajaren tres concentracions d'etanol, 4%, 6% i 8% v/v, evidencianse que els cultius , identificats com A. pasteurianus (A210 i C1) A. syzygii (C9) i G. frateurii (A80) podrien ser utilitzats com inòcul per a l'elaboració de vinagres, per poseïr una alta capacitat de producció de AA quan la concentraició de E és de 4% i 6% v/v. Els BAA podrien ser liofilitzats amb manitol 20% p/v o llet en pols 10% p/v, ja que aquestos lioprotectors demostraren ser efectius per a mantenir la viabilitat de les cèl¿lules. Tanmateix, aquestos no permeteren mantenir la producció de AA a partir de E. El present estudi va demostrar que el glicerol (20% v/v) i el manitol (20% p/v) poden ser utilitzats com crioprotectors en el procés de congelació, ja que no sols protegeixen els BAA, mantenint la seua viabilitat, sinò que també ajuda a conservar les seues propietats funcionals, tals com la se / Gerard, LM. (2015). Caracterización de bacterias del ácido acético destinadas a la producción de vinagres de frutas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59401

The general objective of this study was to analyse freeze-drying (FD) and spray- drying (SD) and to select the best process to obtain a grapefruit powder of high nutritional, functional and sensorial quality. With this objective in mind, the optimization of each dehydration process was carried out using the response surface methodology. As variables of the processes, in both cases, the concentration of gum arabic (GA) and bamboo fibre (BF), added as carriers, were considered, as well as the feed inlet moisture (Xw) in the case of FD or air inlet temperature (T) in SD. The properties of the obtained products analyzed were the water content, hygroscopicity, porosity, color, bioactive compounds (vitamin C, total carotenoids, total phenols) and antioxidant activity (AOA). In addition, the drying yield and product yield of SD were considered. The obtained results, duly validated, allow to propose for FD, the addition of 4.2g GA and 0.58g BF per 100g of grapefruit pulp and bringing the sample to 90g water/100g feed mixture. In the case of SD, the best product is obtained with T in the equipment is of 120 °C and the addition of 4g AG and 2g BF/100g liquidized grapefruit. The comparison of both products allows us to propose FD as being a better technique than spray-drying. In addition, the powder yield of FD is much higher compared to SD and far fewer by-products are generated. A specific study was carried out to confirm the encapsulating power of the two solutes used. The results obtained confirm the benefit of the joint addition of GA and BF, especially against the spray-drying temperature, offering a greater protection against the degradation of bioactive compounds and AOA, than when solutes are added separately. The characterization of the different bioactive compounds and their correlation with the AOA carried showed that the phenolic compounds contribute significantly to the free radical scavenging activity and the inhibition of the discoloration of ß -carotene, while ascorbic acid and ¿- tocopherol contribute to an increase in reducing power. In addition, the stability of the optimized powders during storage at 4 and 20 °C and different surrounding relative humidities has been studied. The modeling of the water sorption data together with the variation in the glass transition temperature (Tg) that takes place in line with the water content of the samples permits the determination of the critical values of water content and water activity that ensure the glassy state of the powdered product. In this sense, what is recommended when storing the powders is to maintain the products under refrigeration and with a surrounding relative humidity in the order of 10%. As soon as the grapefruit powder begins the Tg, the degradation of the bioactive compounds begins, with carotenoids being the most sensitive. In less restrictive storage conditions than those mentioned above, in just one month of storage there are already significant losses in the studied compounds, fewer in the FD product than in the SD. In order to detect any problems of caking in the free-flowing powders or changes in color, a larger quantity of the product must have changed to the rubbery state. In this sense, for the purposes of relating the loss in bioactive compounds, the change in the mechanical properties and the color change with the glass transition, the onset temperature, the midpoint or the end point of the Tg, respectively, should be taken into consideration. Finally, a sensory evaluation of the rehydrated powdered products was carried out in order to evaluate consumer acceptance of the juices obtained and their probability of purchase. In general, grapefruit juice, even the natural or commercial ones, did not enjoy a good level of consumer acceptance due to its astringency and high acidity. The penalty analysis showed that if the sweetness of the samples is improved and their astringency is reduced, their level of consumer acceptance will rise. / El objetivo general de este estudio fue seleccionar el mejor proceso entre la liofilización y la atomización para la obtención de pomelo en polvo de alta calidad nutritiva, funcional y sensorial. Para ello se llevó a cabo la optimización de ambos procesos, usando la metodología de superficie de respuesta. Como variables independientes se consideraron, en ambos casos, la cantidad de goma arábiga (GA) y de fibra de bambú (FB) incorporadas, y la cantidad de agua de la muestra (Xw) en la liofilización o la temperatura de atomización (T). Las propiedades analizadas a los productos obtenidos fueron la humedad, higroscopicidad, porosidad, color, vitamina C, carotenoides totales, fenoles totales y la actividad antioxidante (AOA). Además se consideró el rendimiento en producto de la atomización. Los resultados obtenidos, debidamente validados, permiten proponer, para la liofilización, la adición de 4.2g de GA y 0.58g de FB por cada 100 g de pomelo triturado y una Xw de 90 gagua/100gmezcla. En el caso de la atomización, el mejor producto se obtiene cuando la T es de 120 °C y al pomelo licuado se añaden 4g GA y 2g de FB por cada 100g. Al comparar ambos productos se propone a la liofilización como una mejor tecnología de secado que la atomización. Además, se llevó a cabo un estudio para confirmar el poder encapsulante de los dos solutos utilizados. Los resultados confirmaron el beneficio de la adición conjunta de GA y FB especialmente frente a la temperatura de atomización, ofreciendo una mayor protección de la degradación de los compuestos bioactivos y de la AOA que cuando se añaden por separado. Por su parte, la caracterización de los diferentes compuestos bioactivos y su correlación con la AOA realizada en esta parte del estudio, mostró que los compuestos fenólicos contribuyen de manera significativa a la actividad captadora de radicales libres y a la inhibición de la decoloración de ß-caroteno, mientras que el ácido ascórbico y el ¿-tocoferol contribuyen a incrementan el poder reductor. Además se estudió la estabilidad de los polvos optimizados durante el almacenamiento, a 4 y a 20 °C y a diferentes humedades relativas (HR). La modelización conjunta de los datos de sorción de agua y de variación de la temperatura de transición vítrea (Tg) con la humedad de las muestras permite establecer los valores críticos de humedad y actividad del agua que aseguran el estado vítreo del producto en polvo. En este sentido, para su almacenamiento se recomienda la refrigeración y mantener la HR del entorno del orden del 10 %. En cuanto en el pomelo en polvo se inicia la Tg, comienza la degradación de los compuestos bioactivos, siendo los carotenoides los más sensibles. En condiciones de almacenamiento menos restrictivas a las comentadas, en tan sólo un mes de almacenamiento ya se observan pérdidas importantes de los compuestos estudiados, que son menores en el producto liofilizado que en el atomizado. Por otra parte, para que en el almacenamiento empiecen a detectarse problemas de apelmazamiento del polvo suelto o cambios de color, es necesario que una mayor cantidad de producto haya pasado a estado gomoso. En este sentido, para el estudio de la pérdida de compuestos bioactivos, del cambio en las propiedades mecánicas y del cambio de color se recomienda considerar la temperatura inicial, la del punto medio o la del punto final de la Tg, respectivamente. Finalmente se realizó un análisis sensorial de los productos en polvo rehidratados para evaluar el grado de aceptación de los zumos así obtenidos y su probabilidad de compra. En general el zumo de pomelo, no mostró una buena aceptación por parte del consumidor debido a su astringencia y elevada acidez. El análisis de penalización mostró que si se mejora el dulzor de las muestras y se disminuye su astringencia podrían mejorar los productos y cambiar su grado de aceptación. / L'objectiu general d'este estudi va ser seleccionar el millor procés entre la liofilització (LIO) i l'atomització (ATO) per a l'obtenció de pomelo en pols d'alta qualitat nutritiva, funcional i sensorial. Amb este objectiu es va dur a terme l'optimització de cada procés de deshidratació usant la metodologia de superfície de resposta. Com a variables dels processos es van considerar, en ambdós casos, la quantitat de goma aràbiga (GA) i de fibra de bambú (FB) incorporades com coadjuvants dels processos, així com la quantitat d'aigua de la mostra en el cas de la LIO o la temperatura d'ATO. Les propietats analitzades als productes obtinguts van ser la humitat, higroscopicidad, porositat, color, compostos bioactivos (vitamina C, carotenoides totals, fenols totals) i l'AOA. A més es va considerar el rendiment en producte de l'atomització. Els resultats obtinguts, degudament validats, permeten proposar, per a la LIO, la incorporació de 4.2g de GA i 0.58g de FB per cada 100g de pomelo triturat i portar a la mostra abans del seu processat fins una humitat de 90g agua/100g mezcla. En el cas de l'ATO, el millor producte s'obté quan la T en l'equip és de 120 °C i al liquat de pomelo s'afigen 4g de GA i 2g de FB per cada 100g. La comparació d'ambdós productes permet proposar a la LIO com una millor tecnologia d'assecat que l'ATO. A més el rendiment en producte de la LIO és molt major que el de l'ATO i els subproductes generats molt menors. D'altra banda, es va dur a terme un estudi específic per a confirmar el poder encapsulant dels dos soluts utilitzats. Els resultats permeten confirmar el benefici de l'addició conjunta de GA i FB especialment enfront de la temperatura d'ATO, que oferixen una major protecció de la degradació de compostos bioactivos i AOA que quan s'afigen per separat. La caracterització dels diferents compostos bioactivos i la seua correlació amb l'AOA realitzada en esta part de l'estudi, va mostrar que els compostos fenòlics contribuïxen de manera significativa a l'activitat captadora de radicals lliures i a la inhibició de la decoloració del ¿-caroteno, mentres que l'àcid ascòrbic i el ¿-tocoferol contribuïxen a incrementen el poder reductor. A més s'ha estudiat l'estabilitat de les pols optimitzats durant l'emmagatzemament, a 4 i 20 °C i a diferents humitats relatives (HR) de l'entorn. La modelització de les dades de sorción d'aigua i de variació de la temperatura de transició vítria (Tg) amb la humitat de les mostres permet establir els valors crítics d'humitat i activitat de l'aigua que asseguren l'estat vitri del producte en pols. En este sentit, per al seu emmagatzemament es recomana la refrigeració i mantindre la HR de l'entorn de l'orde del 10 %. En quant en el pomelo en pols s'inicia la Tg, comença la degradació dels compostos bioactivos. En condicions menys restrictives a les comentades, en tan sols un mes d'emmagatzemament ja s'observen pèrdues importants dels compostos estudiats, que són menors en el producte LIO que en l'ATO. D'altra banda, perquè en l'emmagatzemament comencen a detectar-se problemes d'atapeïment de la pols solta o canvis de color, és necessari que una major quantitat de producte haja passat a estat gomós. En este sentit, per a l'estudi de la pèrdua de compostos bioactivos, del canvi en les propietats mecàniques i del canvi de color es recomana considerar la temperatura inicial, la del punt mitjà o la del punt final de la Tg, respectivament. Finalment es va realitzar una anàlisi sensorial dels productes en pols rehidratats per a avaluar el grau d'acceptació dels sucs així obtinguts i la seua probabilitat de compra. En general el suc de pomelo, inclús el natural o el comercial, no va mostrar una bona acceptació per part del consumidor a causa de la seua astringència i elevada acidesa. L'anàlisi de penalització va mostrar que si es millora la dolçor de les mostres i es disminuïx la seua astringència podrien millorar els produc / Agudelo Sterling, CM. (2017). SELECCIÓN DEL MEJOR PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE POMELO EN POLVO (Citrus Paradisi) DE ALTA CALIDAD NUTRITIVA, FUNCIONAL Y SENSORIAL [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/80695

Tesis por compendio / [EN] Dehydration is one of the most commonly used operations in the food industry, and although its aim is to extend the shelf life of foods by reducing their water activity, it could also involve quality degradation. Vacuum freeze-drying may be considered one of the best drying methods for the purposes of preserving the organoleptic and nutritional properties of the fresh product, but its high processing cost limits its use to high value-added products. Convective drying at low temperatures could be considered an alternative means of obtaining high quality products at lower cost. However, the low drying rates at low temperatures (T<20ºC) and atmospheric pressure makes its industrial application difficult. In this sense, high intensity ultrasound (US) has been used to intensify mass transfer phenomena in food processing. It could be of great interest to apply US in low temperature drying because the ultrasonic effects are mainly mechanical (non-thermal). In this context, the main aim of this thesis was to determine the feasibility of US application in low temperature drying, addressing the effect on both the drying kinetics and the quality of the obtained products. For this purpose, apple, eggplant and cod samples were dried at different temperatures (-10, -5, 0, 5 and 10ºC), air velocities (1, 2, 4 and 6 m/s) and applying different ultrasonic powers (0, 25, 50 and 75 W). Diffusion models were used to describe the drying kinetics and to quantify the influence of the process variables. Moreover, different quality parameters (rehydration capacity, texture, antioxidant capacity...) of the dried products were determined. The application of US significantly (p<0.05) shortened the drying time under every drying condition and with each product tested, reducing the drying time by up to 80, 87 and 60% in apple, eggplant and cod samples, respectively. Thus, the greater the ultrasonic power applied, the shorter the drying time. The drying temperature and air velocity influenced the US efficiency and the best performance was achieved at the lowest drying temperatures and air velocities. In general terms, the diffusion model adequately fitted the drying kinetics of the three products tested. Although, in the case of US assisted drying, a better fit of the experimental data was obtained when the external resistance to water transfer was considered. The URIF (Uniformly Retreating Ice Front) model successfully fitted the atmospheric freeze drying kinetics. This model was validated under different experimental conditions. As regards the effect of the process variables on the quality parameters, in overall terms, it was observed that neither the US application nor the air velocity greatly influenced the quality of the obtained products. However, the temperature affected some quality parameters, such as rehydration capacity and color, especially at temperatures below the samples' freezing point. Finally, as a technology employed for the purposes of obtaining porous food matrices to be used further in the development of functional foods, US-assisted low temperature drying could be considered of great potential. Thus, from dried apple samples impregnated with olive leaf extract, it was observed that US application during drying did not significantly (p<0.05) influence the infusion capacity but did increase the antioxidant capacity of the final product. Therefore, high intensity ultrasound could be considered an interesting technology with which to speed-up the low temperature drying processes without greatly affecting the quality of the dried product. / [ES] La deshidratación, una de las operaciones más utilizadas en la industria agroalimentaria, mejora la estabilidad de los alimentos al reducir su actividad de agua, aunque puede afectar a su calidad. Entre las diferentes técnicas de secado existentes, destaca la liofilización a vacío por ser una de las que mejor conservan las propiedades organolépticas y nutricionales de los productos. Sin embargo, esta operación resulta muy cara y sólo se utiliza en productos de alto valor añadido. El secado convectivo a baja temperatura (T<20ºC) representa una alternativa para obtener productos de alta calidad a menor coste aunque su baja velocidad de proceso dificulta su implementación a nivel industrial. En este sentido, los ultrasonidos de alta intensidad (US) se han aplicado para intensificar operaciones de transferencia de materia en diferentes procesos agroalimentarios. Sus efectos son principalmente mecánicos (no térmicos), por lo que su uso en el secado a baja temperatura resulta altamente interesante. En este contexto, el objetivo general de la presente tesis doctoral fue determinar la viabilidad de la aplicación de US en procesos de secado a baja temperatura, abordando tanto su efecto en la cinética como en la calidad de los productos obtenidos. Para ello, se deshidrataron muestras de manzana, berenjena y bacalao a diferentes temperaturas (-10, -5, 0, 5 y 10ºC) y velocidades de aire (1, 2, 4 y 6 m/s) y aplicando diferentes niveles de potencia acústica (0, 25, 50 y 75 W). Se utilizaron modelos difusivos para describir las cinéticas de secado y cuantificar la influencia de las variables de proceso. Además, se determinaron diferentes parámetros de calidad (capacidad de rehidratación, textura, capacidad antioxidante,¿) de los productos deshidratados. La aplicación de US permitió reducir significativamente (p<0.05) el tiempo de secado en todas las condiciones experimentales y productos analizados, obteniendo reducciones de tiempo de secado de hasta el 80, 87 y 60% en manzana, berenjena y bacalao, respectivamente. La reducción del tiempo de secado fue mayor cuanto mayor fue la potencia acústica aplicada. La temperatura y la velocidad del aire de secado influyeron en la efectividad de la aplicación de US, siendo mayor el efecto de los US a las temperaturas y velocidades más bajas. En general, la teoría difusional describió adecuadamente la cinética de secado de los tres productos estudiados. En las experiencias con aplicación de US se obtuvo un mejor ajuste a los datos experimentales cuando se consideró la resistencia externa en el modelo. Asimismo, en condiciones de liofilización a presión atmosférica, el modelo URIF (Uniformly Retreating Ice Front) se ajustó adecuadamente a los datos experimentales. Además, este modelo se validó en diferentes condiciones experimentales. Respecto al efecto de las variables de proceso en los parámetros de calidad, en general, se observó que ni la aplicación de US ni la velocidad de aire influyeron de manera importante en la calidad de los productos obtenidos. En cambio, la temperatura afectó de manera relevante a parámetros como la capacidad de rehidratación y el color, especialmente a temperaturas por debajo del punto de congelación de las muestras. Por otro lado, el secado a baja temperatura asistido con US tiene un alto potencial para la obtención de matrices porosas alimentarias para su posterior utilización en el desarrollo de alimentos funcionales. Así, en muestras de manzana deshidratada e impregnada con extracto de hoja de olivo, se observó que la aplicación de US durante el secado no afectó significativamente (p<0.05) a la capacidad de impregnación, pero sí incrementó la capacidad antioxidante del producto obtenido. Por lo tanto, los ultrasonidos de alta intensidad se pueden considerar como una tecnología interesante para acelerar los procesos de secado a baja temperatura sin afectar en gran medida a la calidad del producto obtenido. / [CA] La deshidratació, una de les operacions més utilitzades en la indústria agroalimentària, millora l'estabilitat dels aliments en reduir la seua activitat d'aigua, encara que pot afectar-ne la qualitat. Entre les diferents tècniques d'assecatge que hi ha, destaca la liofilització al buit per ser una de les que millor conserven les propietats organolèptiques i nutricionals dels productes, però resulta molt cara i només s'utilitza en productes d'alt valor afegit. L'assecatge convectiu a baixa temperatura (T<20ºC) representa una alternativa per a obtenir productes d'alta qualitat a menor cost. No obstant això, la baixa velocitat d'assecatge dificulta la seua implementació a nivell industrial. En aquest sentit, els ultrasons d'alta intensitat (US) s'han aplicat per a intensificar operacions de transferència de matèria en diferents processos agroalimentaris. El seu ús en l'assecatge a baixa temperatura resulta altament interessant pel fet que els seus efectes són principalment mecànics (no tèrmics). En aquest context, l'objectiu general de la present tesi doctoral va ser determinar la viabilitat de l'aplicació d'US en processos d'assecatge a baixa temperatura, abordant tant l'efecte en la cinètica del procés com en la qualitat dels productes obtinguts. Amb aquesta finalitat, es van deshidratar mostres de poma, albergínia i bacallà a diferents temperatures (-10, -5, 0, 5 i 10ºC) i velocitats d'aire (1, 2, 4 i 6 m/s) i aplicant diferents nivells de potència acústica (0, 25, 50 i 75 W). Es van utilitzar models difusius per a descriure les cinètiques de l'assecatge i quantificar la influència de les variables del procés. A més, es van determinar diferents paràmetres de qualitat (capacitat de rehidratació, textura, capacitat antioxidant...) dels productes deshidratats. L'aplicació d'US va permetre reduir significativament (p<0.05) el temps d'assecatge en totes les condicions experimentals i tots els productes analitzats; es van obtenir reduccions de temps de fins al 80%, 87% i 60% en pomes, albergínies i bacallà, respectivament. La reducció del temps d'assecatge va ser més alta com més alta va ser la potència acústica aplicada. La temperatura i la velocitat de l'aire de l'assecatge van influir en l'efectivitat de l'aplicació d'US, sent major l'efecte dels US a les temperatures i velocitats més baixes. En general, la teoria difusional va descriure adequadament la cinètica de l'assecatge dels tres productes estudiats. En les experiències amb aplicació d'US es va obtenir un millor ajust a les dades experimentals quan es va considerar la resistència externa en el model. Així mateix, en condicions de liofilització a pressió atmosfèrica, el model URIF (Uniformly Retreating Ice Front) es va ajustar correctament a les dades experimentals. A més, aquest model es va validar en diferents condicions experimentals. Respecte a l'efecte de les variables del procés en els paràmetres de qualitat, en general, es va observar que ni l'aplicació d'US ni la velocitat de l'aire van influir de manera important en la qualitat dels productes obtinguts. En canvi, la temperatura va afectar de manera rellevant a paràmetres com la capacitat de rehidratació i el color, especialment a temperatures per davall del punt de congelació de les mostres. D'altra banda, l'assecatge a baixa temperatura assistit amb US presenta un alt potencial per a obtenir matrius poroses alimentàries per a la posterior utilització en el desenvolupament d'aliments funcionals. Així, en mostres de poma deshidratada i impregnada amb extracte de fulles d'olivera, es va observar que l'aplicació d'US durant l'assecatge no va afectar significativament (p<0.05) la capacitat d'impregnació, però sí que va incrementar la capacitat antioxidant del producte obtingut. Per tant, els ultrasons d'alta intensitat es poden considerar com una tecnologia interessant per a accelerar els processos d'assecatge a baixa temperatura sense afectar de manera re / Santacatalina Bonet, JV. (2016). Contribución al estudio de la aplicación de ultrasonidos de alta intensidad en procesos de secado a baja temperatura [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61484 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La industria alimentaria ha mostrado un enorme interés por desarrollar nuevos productos a base de fruta con el fin de satisfacer la demanda saludable y sostenible de productos alimentarios de los consumidores. En este sentido, un puré de naranja liofilizado podría representar una opción viable. La liofilización del puré da lugar a una torta que puede consumirse directamente como snack, o puede triturarse para obtener un polvo que puede utilizarse para una amplia gama de aplicaciones. Una optimización adecuada de las condiciones de liofilización podría ayudar a reducir su duración sin afectar a las características del producto final. Sin embargo, los alimentos deshidratados pueden presentar problemas de colapso estructural relacionados con su baja temperatura de transición vítrea. En este sentido, una técnica frecuente para la estabilización de estos productos deshidratados es la incorporación de biopolímeros de alto peso molecular. El objetivo de esta Tesis ha sido el diseño del proceso de liofilización para la obtención de un snack de naranja. Para ello se ha estudiado la influencia de diferentes combinaciones de biopolímeros en la estabilidad física del puré de naranja liofilizado (snack de naranja) y en la bioaccesibilidad in vitro de sus compuestos bioactivos. Asimismo, se ha evaluado su efecto en las propiedades de flujo en aire y de rehidratación del polvo de naranja. Se ha trabajado con diferentes combinaciones de goma Arábiga, maltodextrina, almidón sustituido por grupos octenil succínico, almidón nativo de maíz, fibras de guisante y de bambú. Los resultados mostraron la necesidad de incorporar estos biopolímeros para aumentar la actividad de agua crítica y el contenido de agua crítico para la transición vítrea, el cual se ha relacionado con la pérdida de la textura del snack. Si bien ninguna de las mezclas de biopolímeros fue mejor que las otras en higroscopicidad, carácter anti-plastificante, color y propiedades mecánicas del snack, la mezcla GA con FB fue la que mejoró la bioaccesibilidad de la vitamina C (VC) y de los compuestos fenólicos totales (TP). Además, esta misma combinación fue la que ofreció uno de los tiempos de mojado más cortos y una menor viscosidad del producto rehidratado, deseado para un producto tipo zumo. Por otra parte, se ha estudiado el impacto de las condiciones de liofilización en el consumo de energía del proceso y en la calidad del snack formulado con GA y FB. Las variables del proceso consideradas han sido la velocidad de congelación (convencional y abatidor), la temperatura de bandeja (30, 40, 50 ºC) y presión de trabajo (5, 100 Pa) durante el secado. Menor presión y mayor temperatura promovieron un ligero mayor secado de las muestras, obteniendo un producto más crujiente, con un color amarillo menos intenso, mejor preservación de VC y ß-caroteno (BC), y una reducción significativa, de hasta un 75%, en el consumo de energía total durante el secado, debido a la reducción del tiempo del proceso. La velocidad de congelación no tuvo impacto significativo sobre ninguna de las propiedades evaluadas. Por tanto, las condiciones recomendadas para el secado por liofilización son 5 Pa de presión y 50 ºC como temperatura de bandeja. Por último, se evaluó la estabilidad física y de los compuestos bioactivos y actividad antioxidante del snack almacenado en bolsas zip, a 4 y 20 ºC, durante 6 meses, simulando condiciones domésticas de almacenamiento. Como resultado, la muestra ganó cierta humedad, con la consecuente pérdida en porosidad y carácter crujiente a partir de los 2 meses. Asimismo, la luminosidad del snack almacenado a 20 ºC disminuyó pasados 2 meses, probablemente debido a las reacciones de pardeamiento, que incluyen la degradación de la VC (20%). BC sufrió una gran disminución, desde el inicio del almacenamiento y más cuanto mayor fue la temperatura. Por lo tanto, para este producto se recomienda un almacenamiento en refrigeración para una mejor preservación de los compuestos bioactivos. / [CA] La indústria alimentària ha mostrat un enorme interés per desenvolupar nous productes a base de fruita amb la finalitat de satisfer la demanda saludable i sostenible de productes alimentaris dels consumidors. En aquest sentit, un puré de taronja liofilitzat podria representar una opció viable. La liofilització del puré dona lloc a una coca que pot consumir-se directament com a snack, o pot triturar-se per a obtindre una pols que pot utilitzar-se per a una àmplia gamma d'aplicacions. Una optimització adequada de les condicions de liofilització podria ajudar a reduir la seua duració sense afectar les característiques del producte final. No obstant això, els aliments deshidratats poden presentar problemes de col·lapse estructural relacionats amb la seua baixa temperatura de transició vítria. En aquest sentit, una tècnica freqüent per a l'estabilització d'aquests productes deshidratats és la incorporació de biopolímers d'alt pes molecular. L'objectiu d'aquesta Tesi ha sigut el disseny del procés de liofilització per a l'obtenció d'un snack de taronja. Per a això s'ha estudiat la influència de diferents combinacions de biopolímers en l'estabilitat física del puré de taronja liofilitzat (snack de taronja) i en la bioaccessibilitat in vitro dels seus compostos bioactius. Així mateix, s'ha avaluat el seu efecte en les propietats de flux en aire i de rehidratació de la pols de taronja. S'ha treballat amb diferents combinacions de goma Aràbiga, maltodextrina, midó substituït per grups octenil succínic, midó natiu de dacsa, fibres de pésol i de bambú. Els resultats van mostrar la necessitat d'incorporar aquests biopolímers per a augmentar l'activitat d'aigua crítica i el contingut d'aigua crític per a la transició vítria, el qual s'ha relacionat amb la pèrdua de la textura del snack. Si bé cap de les mescles de biopolímers va ser millor que les altres en higroscopicitat, caràcter anti-plastificant, color i propietats mecàniques del snack, la mescla GA amb FB va ser la que va millorar la bioaccessibilitat de la vitamina C (VC) i dels compostos fenòlics totals (TP). A més, aquesta mateixa combinació va ser la que va oferir un dels temps de mullat més curts i una menor viscositat del producte rehidratat, desitjat per a un producte tipus suc. D'altra banda, s'ha estudiat l'impacte de les condicions de liofilització en el consum d'energia del procés i en la qualitat del snack formulat amb GA i FB. Les variables del procés considerades han sigut la velocitat de congelació (convencional i abatedor), la temperatura de safata (30, 40, 50 °C) i pressió de treball (5, 100 Pa) durant l'assecat. Menor pressió i major temperatura van promoure un lleuger major assecat de les mostres, obtenint un producte més cruixent, amb un color groc menys intens, millor preservació de VC i ß-caroté (BC), i una reducció significativa, de fins a un 75%, en el consum d'energia total durant l'assecat, a causa de la reducció del temps del procés. La velocitat de congelació no va tindre impacte significatiu sobre cap de les propietats avaluades. Per tant, les condicions recomanades per a l'assecat per liofilització són 5 Pa de pressió i 50 °C com a temperatura de safata. Finalment, es va avaluar l'estabilitat física i dels compostos bioactius i activitat antioxidant del snack emmagatzemat en bosses zip, a 4 i 20 °C, durant 6 mesos, simulant condicions domèstiques d'emmagatzematge. Com a resultat, la mostra va guanyar una certa humitat, amb la conseqüent pèrdua en porositat i caràcter cruixent a partir dels 2 mesos. Així mateix, la lluminositat del snack emmagatzemat a 20 °C va disminuir passats 2 mesos, probablement a causa de les reaccions de enfosquiment, que inclouen la degradació de la VC (20%). BC va patir una gran disminució, des de l'inici de l'emmagatzematge i més com més gran va ser la temperatura. Per tant, per a aquest producte es recomana un emmagatzematge en refrigeració per a una millor preservació dels compostos bioactius. / [EN] Food industries have showed a huge interest in developing new fruit-based products to satisfy the healthy and sustainable demand of food products by consumers. In this sense, offering a freeze-dried orange puree could represent a feasible option. Freeze-drying the puree results in a cake that can be consumed directly as a snack, or it can be crushed to obtain a powder that can be used for a wide range of applications. A suitable optimisation of the freeze-drying conditions could help to reduce its duration without affecting the characteristics of the final product. However, dehydrated foods may present problems of structural collapse related to its low glass transition temperature. In this sense, an approach for the stabilisation of dehydrated products is the incorporation of high molecular weight biopolymers. The aim of this Thesis has been the design of the freeze-drying process to obtain an orange snack. The influence of different combinations of biopolymers on the physical stability of the freeze-dried orange puree (orange snack) and on the in vitro bioaccessibility of its bioactive compounds has been studied. Their effect on the air flow and rehydration properties of an orange powder obtained after crushing the snack has also been evaluated. Different combinations of gum Arabic, maltodextrin, starch substituted with octenyl succinic groups, native corn starch, pea and bamboo fibres were used. The results showed the need to incorporate these biopolymers to increase the critical water activity and the critical water content for the glass transition, which has been related to the loss of snack texture. Although none of the biopolymer combinations was better than the others in terms of hygroscopicity, anti-plasticising character, colour, and mechanical properties of the snack, the GA mixed with FB was the one that improved the bioaccessibility of vitamin C (VC) and total phenolic compounds (TP). This same combination offered the shortest wetting times and a lower viscosity of the rehydrated product, which is desirable for a juice-type product. Also, the impact of the freeze-drying conditions on the energy consumption of the process and on the quality of the snack formulated with GA and FB has been studied. The process variables considered were freezing rate (conventional and blast freezer), shelf temperature (30, 40, 50 ºC) and working pressure (5, 100 Pa) during drying. Lower pressure and higher temperature promoted a slightly higher drying of the samples, which resulted in a crispier product, as well as a less intense yellow colour. However, at the sensory level, there was no significant preference for any of the samples processed under the different conditions studied. In addition, VC and ß-carotene (BC) were better preserved under these conditions, conditions which significantly reduced, up to 75%, the total energy consumption during drying, due to the reduction of the process time. The freezing rate had no significant impact on any of the properties evaluated. Therefore, the recommended conditions for freeze-drying to maximise the preservation of bioactive compounds, with a lower energy consumption, while providing a snack perceived as a crispy product by consumers, are 5 Pa pressure and 50 ºC as shelf temperature. Finally, the physical stability and the stability of bioactive compounds and antioxidant activity of the snack stored in zip bags at 4 and 20 ºC for 6 months, simulating domestic storage conditions, was evaluated. As a result, a certain moisture gain of the sample was observed, with a consequent loss in porosity and crispness after 2 months. Also, the luminosity of the snack stored at 20°C decreased after 2 months, probably due to browning reactions, including degradation of VC (20%). BC suffered a large decrease, from the beginning of storage and more so the higher the temperature. Therefore, refrigerated storage is recommended for better preservation of the bioactive compounds of this product. / Silva Espinoza, MA. (2021). Design of the process of obtaining a freeze-dried orange puree. Formulation, freeze-drying variables, and storage conditions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/170354 / Compendio

[ES] Son muchos los estudios que vinculan el alto contenido en compuestos bioactivos de las frutas con un papel beneficioso para la salud. Por otra parte, el consumidor, cada vez más exigente, está concienciado del interés de contribuir a la mejora de su salud a través de la alimentación. No obstante, y a pesar de los intentos de la administración, no se consigue aumentar el consumo de fruta entre la población. Esto, en parte, es consecuencia del estilo de vida actual que resulta, en cierta medida, incompatible con alimentos que deben adquirirse casi a diario y que resultan incómodos en su manejo para su consumo. En este sentido, puede resultar interesante ofrecer productos de fruta de alta calidad en formatos que sean estables y de fácil consumo. Con este objetivo, en esta Tesis se plantea la obtención de un producto de pomelo en polvo y en snack. En ambos casos se parte del puré de pomelo formulado con diferentes biopolímeros que actúan como carriers y confieren estabilidad al producto final. Así, la primera parte de la Tesis se centra en la caracterización física y comparación de polvos de pomelo obtenidos por dos diferentes métodos de deshidratación como son secado por liofilización y por atomización. Además, se ha estudiado el efecto la incorporación de biopolímeros en la calidad de los productos en polvo obtenidos y también reconstituidos. Según los resultados alcanzados, la liofilización se presenta como mejor proceso que la atomización para la obtención de un producto de pomelo, tanto en polvo como rehidratado. En cuanto a los biopolímeros, cuya incorporación es necesaria para facilitar el proceso y estabilizar al producto, parece que la combinación de los compuestos ensayados favorece algunas de las propiedades del polvo, tales como la solubilidad, higroscopicidad, el tiempo de mojado y la dispersabilidad. Para la obtención del snack, se ha trabajado con la liofilización por tratarse de un proceso que proporciona productos de alta calidad y valor añadido. En este sentido, aunque es un proceso lento y energéticamente costoso, parece apropiado optimizarlo para obtener productos de fruta. Así, la segunda parte de la Tesis recoge los resultados del estudio realizado para evaluar el efecto de la velocidad de congelación, así como de la temperatura (ambiente, 25 y 40ºC) y presión (0.05, 0.5 y 1 mbar) durante el secado en la duración del proceso y en la calidad del producto. En este caso se ha trabajado con el puré de pomelo formulado con goma Arábiga y fibra de bambú. Además, se ha analizado la evolución de la temperatura del producto durante su liofilización. Las conclusiones obtenidas permiten proponer a la liofilización como técnica para obtener snacks de fruta con un color, textura y contenido en vitamina C adecuados, trabajando a 0.05 mbar y 40 ºC, para acortar el tiempo de secado. Por su parte, el registro en continuo de la temperatura del producto puede utilizarse como herramienta para establecer el punto final del proceso. / [CA] Són molts els estudis que vinculen l'alt contingut en compostos bioactivos de les fruites amb un paper beneficiós per a la salut. D'altra banda, el consumidor, cada vegada més exigent, està conscienciat de l'interés de contribuir a la millora de la seua salut a través de l'alimentació. No obstant això, i a pesar dels intents de l'administració, no s'aconseguix augmentar el consum de fruita entre la població. Açò, en part, és conseqüència de l'estil de vida actual que resulta, en certa manera, incompatible amb aliments que han d'adquirir-se quasi diàriament i que resulten incòmodes en el seu maneig per al seu consum. En este sentit, pot resultar interessant oferir productes de fruita d'alta qualitat en formats que siguen estables i de fàcil consum. Amb este objectiu, en esta Tesi es planteja l'obtenció d'un producte de pomelo en pols i en snack. En ambdós casos es partix del puré de pomelo formulat amb diferents biopolímeros que actuen com carriers i conferixen estabilitat al producte final. Així, la primera part de la Tesi se centra en la caracterització física i comparació de pols de pomelo obtingut per dos diferents mètodes de deshidratació com són assecat per liofilització i per atomització. A més, s'ha estudiat l'efecte la incorporació de biopolímeros en la qualitat dels productes en pols obtinguts i també reconstituïts. Segons els resultats aconseguits, la liofilització es presenta com a millor procés que l'atomització per a l'obtenció d'un producte de pomelo, tant en pols com rehidratat. Quant als biopolímeros, la incorporació dels quals és necessària per a facilitar el procés i estabilitzar al producte, pareix que la combinació dels compostos assajats afavorix algunes de les propietats de la pols, com ara la solubilitat, higroscopicidad, el temps de mullat i la dispersabilidad. Per a l'obtenció del snack, s'ha treballat amb la liofilització per tractar-se d'un procés que proporciona productes d'alta qualitat i valor afegit. En este sentit, encara que és un procés lent i energèticament costós, pareix apropiat optimitzar-ho per a obtindre productes de fruita. Així, la segona part de la Tesi arreplega els resultats de l'estudi realitzat per a avaluar l'efecte de la velocitat de congelació, així com de la temperatura (ambient, 25 i 40ºC) i pressió (0.05, 0.5 i 1 mbar) durant l'assecat, en la duració del procés i en la qualitat del producte. En este cas s'ha treballat amb el puré de pomelo formulat amb goma Aràbiga i fibra de bambú. A més, s'ha analitzat l'evolució de la temperatura del producte durant la seua liofilització. Les conclusions obtingudes permeten proposar a la liofilització com a tècnica per a obtindre snacks de fruita amb un color, textura i contingut en vitamina C adequats, treballant a 0.05 mbar i 40 ºC, per a acurtar el temps d'assecat. Per la seua banda, el registre en continu de la temperatura del producte pot utilitzar-se com a ferramenta per a establir el punt final del procés. ¿ / [EN] There are many studies that link the high content of bioactive compounds in fruits with a beneficial role for health. On the other hand, the consumer, increasingly demanding, is aware of the interest of contributing to the improvement of their health through food. However, and despite the attempts of the administration, it is not possible to increase the consumption of fruit among the population. This, in part, is a consequence of the current lifestyle that is, to a certain extent, incompatible with foods that must be purchased almost daily and that are uncomfortable in their handling for consumption. In this sense, it can be interesting to offer high quality fruit products in formats that are stable and easy to consume. With this objective in mind, this Thesis proposes obtaining a grapefruit product both powdered and snack. In both cases, grapefruit puree was formulated with different biopolymers that act as carriers and confer stability to the final product. Thus, the first part of the Thesis focuses on the physical characterization and comparison of grapefruit powders obtained by two different methods of dehydration, such as freeze and spray drying. In addition, the effect of incorporating biopolymers on the quality of the obtained powdered products and also after rehydration has been studied. According to the results achieved, freeze-drying is presented as a better process than spray-drying to obtain a grapefruit product, both powdered and rehydrated. As for the biopolymers, whose incorporation is necessary to facilitate the process and stabilize the product, it seems that the combination of the compounds tested favors some of the properties of the powder, such as solubility, hygroscopicity, wetting time and dispersibility. To obtain the snack, freeze-drying was selected because it is a process that provides products of high quality and added value. In this sense, although it is a slow and energetically expensive process, it seems appropriate to optimize it to obtain fruit products. Thus, the second part of the Thesis collects the results of the study conducted to evaluate the effect of the freezing rate, as well as the temperature (ambient, 25 and 40ºC) and pressure (0.05, 0.5 and 1 mbar) during drying, in the duration of the process and the quality of the product. In this case we have worked with the grapefruit puree formulated with gum Arabic and bamboo fiber. In addition, the evolution of the temperature of the product during its freeze-drying has been analyzed. The conclusions obtained allow us to propose freeze-drying as a technique to obtain fruit snacks with a suitable color, texture and vitamin C content, working at 0.05 mbar and 40 ºC, to shorten the drying time. On the other hand, the continuous recording of the temperature of the product can be used as a tool to establish the end point of the process. ¿ / A la Secretaria de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT) de la República del Ecuador, por la ayuda económica otorgada (Contrato NºAR2Q-8550), que ha permitido la elaboración de esta tesis doctoral. / Egas Astudillo, LA. (2019). Aplicación de la atomización y la liofilización para la obtención de polvo y snack de pomelo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129860