Un dels enzims que podria tenir una acció important en l'estovament de la maduixa és l'endo-?-(1,4)-glucanasa (EGasa). Donat que aquest estovament produeix pèrdues comercials molt importants, es va plantejar l'objectiu de caracteritzar la funció biològica de dues endo-?-(1,4)-glucanases aïllades prèviament en fruit de maduixa: Cel1 i Cel2.En maduixa, l'activitat EGasa augmenta durant la maduració, i aquest augment coincideix temporalment amb l'increment d'expressió i acumulació proteica de Cel1 i Cel2. L'expressió superposada de Cel1 i Cel2 en maduixa observada per Northern-blot, podria indicar una certa cooperació d'aquests dos enzims en el metabolisme dels polímers de la paret cel·lular que acompanya a la maduració del fruit. Cel1 en maduixera no s'expressa en teixits diferents del fruit, per tant, es pot afirmar que entre totes les EGases descrites fins ara, i que s'expressen en fruits, Cel1 és la que té el patró d'expressió més específic de maduració. L'acumulació de Cel2 durant el procés de maduració suggereix un paper important d'aquesta EGasa en l'estovament dels fruits. A més, l'expressió de Cel2 en teixits en creixement dóna suport a una participació d'aquest gen en les modificacions de la paret cel·lular que acompanyen el creixement i l'expansió cel·lular.El punt isoelèctric trobat per Cel1 és de 8'5, molt proper al valor teòric predit a partir de la seqüència. Cel2 en canvi, presenta un punt isoelèctric de 5'0, molt diferent del valor teòric predit. Ambdues proteïnes presenten un senyal consens per la N-glicosilació, però només Cel1 té afinitat per la concanavalina A. Per tant, o bé només Cel1 està realment glicosilada in vivo, o més probablement, Cel1 i Cel2 es conjuguen amb residus glucosídics diferents.L'eliminació dels aquenis del fruit inicia el procés de maduració de la maduixa, provocant un augment de l'expressió i de l'acumulació proteica de Cel1 i Cel2. Donat que en els aquenis es produeix la síntesi i alliberació d'auxines, es pot afirmar que Cel1 i Cel2 estan sota control negatiu de les auxines. L'aplicació exògena d'etilè en fruits de maduixa no modifica l'expressió de Cel1 i Cel2, indicant que aquesta hormona no intervé en la regulació transcripcional d'aquests gens.S'ha detectat cinc isoformes amb activitat endoglucanasa en extractes proteics totals de maduixa madura; una isoforma bàsica i quatre isoformes àcides. Mitjançant Western-blot del gel nadiu, s'ha vist que la isoforma de pI bàsic (pI 8'5) es correspon a Cel1, mentre una de les isoformes àcides, de pI 5-5'5, es correspon a la proteïna Cel2.La sobreexpressió de Cel1 en el llevat Pichia pastoris produeix una proteïna que es troba glicosilada i probablement unida iònicament a la paret cel·lular del llevat. Aquesta proteïna té un pH òptim d'activitat endoglucanasa de 7'5 i ha mostrat afinitat significativa només per substrats amb enllaços ?-(1,4): CMC, xiloglucans i Cel·lulosa CF-11. Per tant, els substrats potencials in vivo per la proteïna Cel1 podrien ser els xiloglucans i/o la cel·lulosa de la paret cel·lular.La inhibició antisentit de l'expressió de Cel1 en plantes transgèniques de maduixa disminueix clarament l'acumulació de la proteïna i resulta en una reducció parcial de l'activitat endoglucanasa total en fruit madur. Estudis preliminars mostren que això es tradueix només en una lleugera disminució de la textura del fruit. Aquests resultats suggereixen que hi ha altres enzims implicats en l'estovament del fruit que compensen la inhibició de Cel1, o bé que la contribució de Cel1 a l'activitat endoglucanasa total és petita.No s'han pogut obtenir plantes de maduixa transgèniques antisentit amb expressió reduïda per Cel2. Aquest fet es podria explicar perquè Cel2 és un gen imprescindible per la planta, i per tant, sense la seva expressió les plantes no es poden desenvolupar.

Procyanidins have been reported to modulate glucose homeostasis and β-cell functionality. However, their effects on pancreatic cell mass remain unknown. Therefore, this doctoral thesis focused on the study of the effects of a grape seed procyanidin extract (GSPE) on proliferation and apoptosis processes in pancreatic cells. Our results indicate that although the extract did not affect these processes under healthy conditions, it modulated β-cell proliferation and apoptosis under altered conditions. In vitro, GSPE enhanced the pro-apoptotic effects of high glucose and were antiproliferative under high glucose, insulin, and palmitate levels in the INS-1E cell line. In vivo, the effects of the extract depended on the dose, the duration of the treatment, and/or the gender. However, the extract tended to counteract the deleterious effects of the cafeteria diet or the Zucker Fatty genotype. Concerning the adenocarcinoma cell line MIA PaCa-2, GSPE exerted antiproliferative and pro-apoptotic effects, demonstrating anti-carcinogenic activity. / Les procianidines són compostos fenòlics abundants en plantes i vegetals. S’ha demostrat que aquests compostos bioactius tenen efectes beneficiosos per la salut, entre els quals destaquen les seves propietats antiinflamatòries i antioxidants. També s’ha vist que participen en l’homeòstasi dels lípids i la glucosa. En un estudi previ realitzat en el grup de recerca, es van avaluar els efectes d’un extracte de procianidines de pinyol de raïm (GSPE) en un model de resistència a la insulina induït per l’alimentació de rates femelles amb una dieta de cafeteria. Es va veure que el GSPE reduïa l’índex HOMA-IR i els nivells d’insulina plasmàtica, suggerint una millora de la resistència a la insulina en teixits perifèrics. A més a més, aquests resultats semblaven indicar que les procianidines podrien estar afectant el pàncrees, el principal òrgan responsable de l’homeòstasi dels nutrients, ja sigui millorant la funcionalitat o la massa de les cèl•lules β pancreàtiques. De fet, en una tesi doctoral duta a terme en paral•lel amb una altra, en la qual es va concloure que les procianidines actuen en el pàncrees modulant la síntesi, secreció i degradació de la insulina. Els individus amb diabetis del tipus 2 presenten hiperglucèmia i un metabolisme lipídic alterat, juntament amb resistència a la insulina, disfunció de les cèl•lules β i disminució de la massa β. Tot i que determinats factors genètics hi estan implicats, la diabetis del tipus 2 està estretament lligada a l’obesitat, i ambdós patologies estan assolint proporcions d’epidèmia a nivell mundial. En els primers estadis de la resistència a la insulina, la massa β s’incrementa per compensar la hiperglucèmia. Tot i així, quan les cèl•lules β ja no són capaces de compensar l’augment de la demanda d’insulina, la massa β es veu reduïda degut a un augment de l’apoptosi. A més a més, considerant el pàncrees, l’adenocarcinoma pancreàtic és un dels càncers més agressius, caracteritzat per una elevada resistència al tractament. L’acumulació d’alteracions genètiques resulta en un augment del creixement cel•lular i de la proliferació i en una inhibició de l’apoptosi. D’aquesta manera, l’obtenció d’informació sobre els compostos naturals amb efectes beneficiosos sobre la proliferació i l’apoptosi en les cèl•lules pancreàtiques, processos estretament lligats i alterats en les malalties mencionades anteriorment, és de gran interès. Els efectes de les procianidines sobre la proliferació i l’apoptosi han estat molt estudiats en diferents tipus cel•lulars. En línies cel•lulars de càncer les procianidines baixen els nivells de proliferació i incrementen l’apoptosi, actuant com a anticarcinogèniques. En altres tipus cel•lulars, les procianidines actuen com a eina terapèutica, protegint les cèl•lules del dany induït per factors ambientals o químics, disminuint l’apoptosi i estimulant el creixement cel•lular. Tot i així, existeix poca informació relativa als efectes de les procianidines en el pàncrees. Per tant, aquesta tesi doctoral es va centrar en l’estudi dels efectes de les procianidines sobre la proliferació i l’apoptosi de les cèl•lules pancreàtiques, avaluant la modulació d’aquests processos en situacions fisiològiques o patològiques. Per assolir els nostres objectius, vam utilitzar models in vivo de rates sanes, de rates amb obesitat induïda per la dieta i rates amb obesitat induïda genèticament; i models in vitro, usant la línia cel•lular d’insulinoma de rata INS-1E i d’adenocarcinoma de pàncrees MIA PaCa-2. La hiperglucèmia postprandial i la dislipèmia són factors comuns que tenen lloc prèviament al desenvolupament de la diabetis del tipus 2. L’exposició crònica a un ambient hiperglucèmic i a elevades concentracions d’àcids grassos causa la disfunció de les cèl•lules β pancreàtiques i la mort cel•lular, fenòmens anomenats glucotoxicitat i lipotoxicitat, respectivament. D’aquesta manera, quan vam exposar les cèl•lules INS-1E a elevades concentracions de glucosa i palmitat, ambdós nutrients van incrementar l’apoptosi. Quan, en aquestes condicions, les cèl•lules es van tractar amb GSPE, l’extracte va incrementar els efectes pro-apoptòtics de l’elevada glucosa, sense modificar la situació de lipotoxicitat. L’apoptosi induïda pel GSPE en situacions d’hiperglucèmia involucra la via intrínseca de l’apoptosi. In vivo, vam continuar l’estudi previ realitzat en rates femelles amb obesitat induïda per una dieta de cafeteria realitzat, i vam veure que GSPE modulava els marcadors d’apoptosi en el pàncrees d’aquestes rates, però els efectes eren dependents de la dosi i el període de tractament. Tot i així, el tractament semblava que tendia a contrarestar l’augment de l’apoptosi de les rates alimentades amb dieta de cafeteria. En canvi, quan els efectes de l’extracte es van analitzar en rates mascle, GSPE incrementava un marcador pro-apoptòtic, suggerint un increment de l’apoptosi en les rates tractades amb l’extracte. D’aquesta manera, es conclou que la modulació dels marcadors d’apoptosi per part del GSPE en rates alimentades amb dieta de cafeteria és dependent de la dosi, el període de tractament i/o el gènere. Pel que fa als efectes de GSPE sobre la proliferació, quan les cèl•lules β pancreàtiques es van exposar a elevats nivells de glucosa i insulina, els quals indueixen la proliferació, i nivells alts de palmitat, el qual inhibeix la proliferació, l’extracte va mostrar un clar efecte antiproliferatiu. Aquests efectes antiproliferatius són probablement a causa de les molècules d’alt pes molecular, les quals no es poden absorbir a l’intestí, de manera que cal tenir-ho en compte en el moment de comparar els efectes obtinguts in vitro amb els possibles efectes in vivo. De fet, en els experiments de rates alimentades amb una dieta de cafeteria, el GSPE no va modificar els marcadors de proliferació analitzats. Com a model d’obesitat induïda genèticament, es van utilitzar rates Zucker Fatty. Quan aquestes rates es van tractar crònicament amb GSPE, tot i que l’extracte contrarestava l’expressió de marcadors d’apoptosi i proliferació en comparació amb les rates obeses no tractades, els canvis moleculars induïts per les procianidines no van ser suficients per contrarestar l’efecte genètic de les rates Zucker Fatty a un nivell fisiològic, ja que tant l’apoptosi com els nivells plasmàtics de glucosa i insulina eren tan elevats com en les rates control. En aquest experiment, també es va analitzar el perfil proteic dels illots realitzant un estudi de proteòmica. Un dels processos biològics en els quals les proteïnes modificades per GSPE estaven involucrades era l’apoptosi i la mort cel•lular. Els nivells de la majoria de les proteïnes incloses en aquest grup contrarestaven els efectes del genotip Zucker Fatty, de la mateixa manera que es va observar en els marcadors d’expressió gènica. Per tant, tenint en compte les rates Zucker Fatty com a referència d’apoptosi, el GSPE tendia a millorar aquest procés, tot i que no va induir canvis als nivells finals d’apoptosi. Un cop analitzats els efectes de GSPE en les cèl•lules β en situacions patològiques, es van avaluar els seus efectes en situacions fisiològiques. El tractament de les cèl•lules INS-1E amb GSPE no va modificar ni l’apoptosi ni la proliferació d’aquestes cèl•lules. Aquests resultats in vitro coincideixen amb els observats in vivo, en els quals, el tractament crònic de rates amb GSPE no va modificar ni l’apoptosi ni la massa β. En aquest experiment, el perfil de microRNA també es va analitzar, ja que alguns microRNA s’ha vist que poden regular la funció pancreàtica, incloent la regulació de la síntesi i la secreció de la insulina i l’apoptosi. Tot i que vam trobar que els microRNAs dels illots pancreàtics eren diana de les procianidines, els modificats per l’extracte no estan involucrats en els processos de proliferació i apoptosi, fet que confirma el fet que el GSPE no altera aquests processos en condicions fisiològiques. Finalment, una altra situació patològica en la qual la proliferació i l’apoptosi estan alterats en cèl•lules pancreàtiques és en càncer, en el qual la proliferació està incrementada i l’apoptosi inhibida. D’aquesta menera, vam analitzar els efectes del GSPE en la línia cel•lular d’adenocarcinoma pancreàtic MIA PaCa-2 i vam veure que l’extracte inhibia la proliferació cel•lular i incrementava l’apoptosi, procés mediat per la modulació de proteïnes de la família de la Bcl-2 i per la despolarització de la membrana mitocondrial, implicant la via intrínseca de l’apoptosi. En aquest cas, els components de l’extracte amb més activitat antiproliferativa i pro-apoptòtica també van ser identificats. Tant l’epigal•locatequina gal•lat com l’àcid gàl•lic foren els components amb efectes antiproliferatius més elevats, però, considerant que la concentració d’àcid gàl•lic en l’extracte és més de 40 vegades més elevat que la d’epigal•logatequina gal•lat, es va considerar l’àcid fenòlic com un dels components de l’extracte responsables dels efectes observats. De la mateixa manera que el GSPE, l’àcid gàl•lic modulava l’expressió de proteïnes de la família de la Bcl-2 i promovia la despolarització de la membrana mitocondrial. En aquest estudi, es van utilitzar dues aproximacions per tal d’apropar-nos a una situació in vivo, ja que un cop ingerides, no tots els components de les procianidines són absorbides a l’intestí. Prèviament, són hidrolitzades en l’intestí prim i metabolitzades en l’intestí prim i el fetge. A més a més, les procianidines i els metabòlits que no són absorbits en l’intestí prim, poden ser absorbits en l’intestí gros posteriorment a l’acció de la microflora bacteriana. D’aquesta manera, per una banda, vam tractar les cèl•lules amb medis basolaterals que contenien els components de l’extracte absorbits i metabolitzats pels enteròcits humans Caco-2. Aquest sistema és novedós, tot i així, les cèl•lules Caco-2 s’han usat àmpliament per estudiar l’absorció i secreció intestinal de fàrmacs i compostos de la dieta. Tot i així, els compostos absorbits i metabolitzats per les cèl•lules Caco-2 no van modificar la taxa de proliferació de les cèl•lules MIA PaCa-2. De fet, l’anàlisi dels medis basolaterals va revelar que ni l’epigal•locatequina gal•lat ni l’àcid gàl•lic, les molècules més efectives en la inhibició de la proliferació, no eren absorbits per les cèl•lules Caco-2. Per altra banda, també vam tractar les cèl•lules MIA PaCa-2 amb sèrums de rata tractats amb GSPE. Aquesta aproximació, que segons el nostre coneixement no s’havia usat anteriorment, permet l’exposició de les cèl•lules als compostos fenòlics absorbits i metabolitzats en l’organisme i que aconsegueixen arribar al teixit diana in vivo. Tot i que lleument, el tractament amb els sèrum de les rates tractades amb GSPE van inhibir la proliferació de les cèl•lules d’adenocarcinoma de pàncrees. Per concloure, en aquesta tesi doctoral hem vist que el GSPE modula la proliferació i l’apoptosi de les cèl•lules pancreàtiques, tant in vitro com in vivo, però els seus efectes són dependents del model, la dosi i la durada del tractament. Hem utilitzat tècniques òmiques i diferents aproximacions in vitro per tal d’acostar-nos a situacions in vivo, a més d’identificar les molècules de l’extracte responsables dels efectes observats.

Los compuestos fenólicos son fitoquímicos ampliamente distribuidos en nuestra dieta debido a la ingesta de productos vegetales –principalmente frutas y verduras, derivados del cacao, te, café y vino tinto-. Varios efectos beneficiosos han sido relacionados con la ingesta de compuestos fenólicos, como por ejemplo la reducción del riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares o neurodegenerativas, la prevención de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo, o la reducción de algunos canceres. Pero menos información existe sobre los mecanismos de acción de estos en el cuerpo y sobre que compuestos alcanzan las dianas metabólicas. La presente tesis ha estado centrada en la evaluación de la digestibilidad y bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos de la dieta durante el proceso de digestión y en el estudio de la absorción, el metabolismo y la distribución en tejidos de los compuestos fenólicos y de sus metabolitos. Para completar los objetivos citados, (i) se estudió la digestibilidad y bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos de la dieta mediante el uso de un método de digestión in vitro; (ii) se desarrolló un método in vitro de fermentación colónica y se aplicó dicho método a compuestos fenólicos de la dieta; (iii) se desarrollaron metodologías analíticas para la cuantificación de compuestos fenólicos y sus metabolitos en muestras biológicas y finalmente (iv) se realizaron estudios in vivo, usando rata Wistar como modelo animal, para evaluar la absorción, el metabolismo y la distribución en tejidos de los compuestos fenólicos (principalmente procianidinas y compuestos fenólicos del aceite de oliva) y sus metabolitos.Como resultados principales de la parte experimental, se demostró que las procianidinas de bajo grado de polimerización (dimer y trímero) fueron estables durante el proceso de digestión. Se caracterizaron las rutas de formación de los productos de fermentación colónica de varios compuestos fenólicos, identificando a los ácidos fenólicos hidroxilados como los principales productos de fermentación de los flavonoides. Paralelamente, se desarrollaron y validaron dos métodos cromatográficos que combinaban la extracción en fase sólida con la ultra cromatografía líquida de alta resolución acoplada a la espectrometría de mases en tándem (UPCL-MS/MS) para la determinación de compuestos fenólicos y sus metabolitos en muestras biológicas. Dichos métodos fueron utilizados para analizar los compuestos fenólicos y sus metabolitos en las muestras biológicas que fueron obtenidas como resultado de los estudios de ingesta aguda e ingesta crónica de extractos ricos en compuestos fenólicos y de alimentos ricos en compuestos fenólicos en ratas Wistar. De los estudios in vivo se estableció que los metabolitos fenólicos fueron ampliamente distribuidos alcanzando prácticamente todos los órganos del cuerpo y que la presencia de metabolitos de procianidinas en plasma y su distribución en tejidos fue modulada por la composición de la matriz alimentaria que vehiculizaba a los compuestos fenólicos. Además, se demostró, mediante la comparación de un producto rico y un producto enriquecido en compuestos fenólicos, que la naturaleza de los compuestos fenólicos puede modificar significativamente parámetros farmacocinéticos de los metabolitos fenólicos. Adicionalmente, se demostró, mediante la exposición de los animales durante el embarazo y la lactancia a una dieta rica en fructosa y grasas saturadas, que la dieta pueden modular la capacidad de glucuronidación del hígado sobre los flavonoides en la generación parental y en la generación hija. No obstante, se ha de tener en cuenta que los resultados obtenidos en estudios con animales y en estudios in vitro representan el paso previo a los estudios clínicos y que los resultados obtenidos pueden no ser directamente extrapolables a humanos. Por lo que, los estudios clínicos representan el objetivo final de todo estudio nutricional relacionado con alimentos funcionales. / Phenolic compounds are phytochemicals widely distributed in our diet due to the intake of plant-derived products -e.g. fruits and vegetables, cocoa derivatives, tea, coffee or red wine-. Several beneficial effects have been established related to the intake of dietary phenolic compounds, such as the reduction of the risk of cardiovascular and neurodegenerative diseases, prevention of illnesses related with oxidative stress, or the reduction of some cancers, among others. But less is known about how phenolic compounds act in the body after their ingestion and which phenolic metabolites reach the metabolic targets. This thesis was focus on the evaluation of the bioaccessibility and digestibility of dietary phenolic compounds during the digestion process; and on the study of the absorption, metabolism and tissue distribution of phenolic compounds and their metabolites. To complete with these objectives, (i) the evaluation of the bioaccessibility and digestibility of dietary phenolic compounds by the use of an in vitro digestion system; (ii) the development of an in vitro colonic fermentation model and the evaluation of the colonic fermentation of dietary phenolic compounds (ii) the development of analytical methodologies to quantify polyphenols and their metabolites in biological samples (plasma and tissues) and (iii) the study of the absorption, metabolism and tissue distribution of dietary phenolic compounds (mainly procyanidins and olive oil phenolics) and their metabolites in vivo using rats as an animal model were performed. As a result of the experimental work developed within this dissertation, the stability during the digestion process of dimer and trimerprocyanidins was demonstrated. The colonic metabolic pathways of individual phenolic compounds were successfully established detecting hydroxylated phenolic acids as the main colonic metabolites of flavonoids. Parallel, two chromatographic methods combining off-line solid-phase extraction and ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) were successfully validated for the determination of phenolic compounds and their metabolites in biological samples, which were used to detect and quantify polyphenols and their metabolites in the biological samples obtained as a result of the in vivo acute and chronic studies performed using phenolic extract and polyphenol-rich foods as a polyphenol sources. Derived from the in vivo studies were established that, phenolic metabolites were widely distributed through the body reaching practically all the organs; procyanidin plasmatic bioavailability and tissue distribution were modulated according to the food matrix composition and the intake of phenols by a naturally rich-phenol or by a phenol-enriched food could vary the pharmacokinetic parameters of the phenolic metabolites. Additionally environmental factors, such as the diet, may modulate the hepatic glucuronidation capacity toward flavonoids in the parental and offspring rats, as was demonstrated with an in utero exposure of a high fructose and saturated fat diet.Nonetheless, data from animal and in vitro experiments represent the previous step to the human clinical studies because it may not be readily extrapolatable to humans. So, human clinical studies should be the colophon of all the nutritional studies related with functional foods.

Les propietats reològiques dels derivats bàsics de fruita, com ara els sucs i cremogenats, han estat amplament estudiades al llarg de la història. El disseny de totes les operacions unitàries, dels processos de transformació i fins i tot dels equipaments en els quals es duen a terme fa necessari conèixer la classificació dels fluids i paràmetres elementals com ara la viscositat. Conseqüentment, la indústria, immersa en una espiral constant i cada dia més ràpida d’innovació, es troba freqüentment davant la necessitat d’obtenir la caracterització dels derivats de fruites no convencionals, o bé dels derivats més habituals en noves condicions, o bé de nous productes que poden obrir-se un lloc al mercat. Aquesta Tesi Doctoral, essent un pont teixit a consciència entre la indústria i el coneixement acadèmic (tan sovint separats per grans distàncies), neix de la base de la comunicació constant universitat-indústria i ha volgut donar resposta a algunes de les seves necessitats. En aquest sentit, s’ha determinat la classificació i s’han obtingut els paràmetres reològics de sucs clarificats (taronja, pera, poma i grosella), de sucs no clarificats (taronja, mandarina, tomàquet i grosella) i de cremogenats (plàtan i préssec), oferint-ne les dades en forma de taules agrupades que siguin fàcilment consultables. D’altra banda, i responent novament a una necessitat de la indústria, s’ha cercat quines són les variables que tenen una major correlació amb l’índex de consistència Bostwick del cremogenat de préssec, que és la variable utilitzada per a fixar-ne el preu, a partir de la utilització de tècniques d’anàlisi de dades multivariant. S’ha trobat que la data de recol•lecció n’és el factor principal i, a continuació, que les mesures analitzades sobre els préssecs resulten més útils per predir aquest índex que les avaluades sobre el propi cremogenat. Aquesta conclusió sorprenent, un cop implementada a partir del control de les variables importants (com ara la relació polpa/pinyol) pot resultar útil en la producció de cremogenats de préssec de més qualitat en un futur proper. De la mateixa manera, el coneixement de les propietats viscoelàstiques dels sucs amb fibra afegida, o bé de les propietats texturals resultants de la combinació entre la pectina de baix metòxil i el pidolat càlcic en melmelades i gelatines, poden ajudar a desenvolupar les operacions i equipaments necessaris per a la fabricació d’aquests productes a escala industrial. Això permetria ampliar el ventall d’aliments derivats de fruita disponible al mercat, amb nous productes que resulten especialment interessants tant des del punt de vista de marketing com des del punt de vista de la salut. En darrer lloc i, un cop més, immersos en aquesta idea d’apropar el món del coneixement acadèmic i el món de la indústria, s’ha desenvolupat un nou model matemàtic que relaciona la viscositat aparent dels fluids no newtonians amb la velocitat de deformació, que pot resultar útil i pràctic en el càlcul de les instal•lacions industrials (per exemple en les operacions de mescla i agitació). Aquest model, descrit per l’equació , ha resultat adaptar-se a les dades experimentals en una mesura significativament superior al model de Herschel-Bulkley, que és el més utilitzat a nivell acadèmic. En resum, s’han emprat tècniques instrumentals i analítiques freqüentment utilitzades a les universitats i que donen lloc a innumerables publicacions en mitjans científics (però que sovint resten allunyades de l’àmbit industrial) per ampliar el coneixement d’aquelles propietats reològiques dels sucs i derivats de fruita que puguin ser útils a les indústries. En altres paraules, sorgint de les seves necessitats i incògnites, i passant per un procés d’anàlisi científic, s’han obtingut resultats que pretenen contribuir de manera pràctica al desenvolupament industrial. / This Thesis, being a bridge consciously built between industry and academic knowledge (so often separated by large distances), is born on the basis of constant university-industry communication and wants to meet some of their needs. In this regard, the classification and rheological features of clarified juices (orange, pear, apple and redcurrant), non clarified juices (orange, mandarin, tomato and redcurrant) and purées (banana and peach) have been determined, providing the data as clustered tables that are easily usable. Furthermore, the variables that have a greater correlation with Bostwick’s consistency index of the peach purée, which is the variable used to set its price, have been investigated by means of the use of multivariate data analysis techniques. It has been found that harvesting date is the main factor; then, that the measures taken on peaches are more useful for predicting the index that the ones assessed on the purée itself. This surprising conclusion, once implemented from the control of important variables (such as the pulp/stone ratio) may be useful in producing better quality peach purées in the near future. In addition, the knowledge of the viscoelastic properties of the juices with added fiber, or the textural properties resulting from the combination of low methoxyle pectin and calcium pidolate (which provides an easily assimilable calcium source) in jams and gelatins, can help to develop the necessary operations and equipment to manufacture these products on an industrial scale. This would extend the range of available foods derived from fruit, with new products that are especially interesting from a marketing point of view and from a healthy point of view. Finally, and once again immersed in the idea of linking the world of academic knowledge and the world of industry, a new mathematical model that relates the apparent viscosity of non-Newtonian fluids with shear rate has been developed, which can be useful and practical in the calculation of industrial installations (e.g. in mixing and agitation operations). This model, described by the equation , fits the experimental data significantly better than the Herschel-Bulkley model, which is the most widely used in academic pieces of work.

The doctoral thesis has developed new methods for the analysis of phenolic compounds in tomato, lettuce and dry-cured sausages with vegetable extracts. The new-developed chromatographic methods are simplified and validated, allowing the quantification of the main phenolic compounds in these foods. The objective of this thesis has been to develop both simplified and validated chromatographic methods, allowing the quantification of the most representative phenolic compounds in samples. The methods have been developed in typical foods of the Catalan diet: tomato, lettuce and dry-cured sausage (fuet and llonganissa), the latter, added with vegetable extracts rich in phenolic compounds, aiming to improve their nutritional value / La tesi doctoral desenvolupa nous mètodes d'anàlisi de compostos fenòlics en tomàquet, enciam i embotits curats amb extractes vegetals. Els mètodes cromatogràfics desenvolupats són simplificats i validats, i permeten la quantificació dels principals compostos fenòlics presents en aquests aliments. L’objectiu de la tesi ha estat el desenvolupament de mètodes d'anàlisi cromatogràfics simplificats però alhora validats i que permetin quantificar un nombre de compostos representatiu de la diversitat fenòlica de les mostres. Els mètodes s'han desenvolupat en aliments significatius de la dieta catalana: tomàquet, enciam i embotit sec curat (fuet i llonganissa), en aquest últim cas, amb extractes vegetals rics en compostos fenòlics per millorar-ne el perfil nutricional

Els objectius de la present tesis foren estudiar l'efecte de la composició lipídica de la dieta sobre la deposició de greix i àcids grassos en el porc en relació amb el metabolisme lipídic.Setanta femelles foren alimentades una de la les set dietes: una dieta sense greix i sis dietes amb un contingut de greix del 10%. Els greixos utilitzats foren sèu vacu, oli de gira-sol alt oleic, oli de gira-sol, oli de llinosa, mescla i una dieta amb oli de peix.El contingut en greix de la canal dels animals alimentats amb oli de gira-sol alt oleic (26.7%) i oli de gira-sol (26.7%) fou superior al dels animals alimentats amb sèu (22.9%). Igualment, els animals alimentats amb sèu tingueren un menor contingut en greix dissecat i greix dorsal. En paral·lel, l'expressió dels enzims lipogènics i els continguts en hormones tiroidees foren inferiors en els animals alimentats amb sèu. / The objectives of this thesis were to study the effect of dietary fat composition on whole-pig fat and fatty acid composition related pig lipid metabolism.Seventy gilts were divided in 10 animals per treatment. Pigs were fed one of seven treatments: a diet with a very low level of fat and six fat supplemented diets (10%). The supplemental fats were tallow, high-oleic sunflower oil, sunflower oil, linseed oil, blend (tallow, sunflower oil, linseed oil) and fish oil blend (FO) (fish oil, linseed oil). Whole-body fat content of high-oleic sunflower oil (26.7%) and sunflower oil (26.7%) fed animals was higher than tallow (22.9%) fed animals. This is in parallel with the observation that fat tissue dissection and fat depth were numerically lower in animals fed tallow compared to other diets. Gene expression of lipogenic enzymes also showed reduced expression and reduced triiodothyronine contents in blood in pigs fed tallow.

En els última anys s’ha popularitzat el consum de fruites i hortalisses mínimament processades o de IV gama ja que ofereixen al consumidor un producte fresc i saludable amb una presentació còmoda i atractiva que s’adapta a l’estil de vida actual. Tot i que tradicionalment les fruites s’han considerat segures gracies al seu baix pH, aquest augment de consum ha comportat un increment de intoxicacions alimentaries associades a fruites i hortalisses mínimament processades. Aquesta tesi pretén, en primer lloc determinar la supervivència i creixement de tres patògens de transmissió alimentària, Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica i Listeria innocua, en pomes i préssecs mínimament processats en funció de la temperatura de conservació, la varietat de la fruita , l'ús d'antioxidants i l'atmosfera d'envasat. A continuació s'estudien possibles estratègies d'intervenció, com a substàncies desinfectants alternatives al hipoclorit sòdic en poma mínimament processada i el control biològic o bioconservació. Finalment, s'avalua la possibilitat d'aplicar un microorganisme probiòtic, Lactobacillus rhamnosus GG en poma mínimament processada i el seu efecte en la dinàmica poblacional de Salmonella spp. i Listeria monocytogenes. / En los últimos años se ha popularizado el consumo de frutas y hortalizas mínimamente procesadas o de IV gama ya que ofrecen al consumidor un producto fresco y saludable con una presentación cómoda y atractiva que se adapta al estilo de vida actual. Aunque tradicionalmente las frutas se han considerado seguras debido a su bajo pH, este aumento de consumo ha provocado un incremento de los casos de toxiinfecciones alimentarias asociados con frutas y hortalizas mínimamente procesadas. Esta tesis pretende, en primer lugar determinar la supervivencia y crecimiento de tres patógenos de transmisión alimentaria, Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica y Listeria innocua, en manzanas y melocotones mínimamente procesados en función de la temperatura de conservación, la variedad de la fruta, el uso de antioxidantes y la atmósfera de envasado. A continuación se estudian posibles estrategias de intervención, como sustancias desinfectantes alternativas al hipoclorito sódico en manzana mínimamente procesada y el control biológico o bioconservación. Por último, se evalúa la posibilidad de aplicar un microorganismo probiótico, Lactobacillus rhamnosus GG en manzana mínimamente procesada y su efecto en la dinámica poblacional de Salmonella spp. y Listeria monocytogenes. / Recently, consumption of minimally processed or fresh-cut fruits and vegetables has risen significantly because they offer a fresh and healthy product with a convenient and attractive presentation that fits perfectly on today's lifestyle. Although fruits have been traditionally considered as safe due to its low pH, this increase in consumption has resulted in increased frequency of outbreaks of illness associated with minimally processed fruits and vegetables. This thesis has two main objectives. First, to determine the survival and growth of three foodborne pathogens, Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica and Listeria innocua on minimally processed apples and peaches depending on the storage temperature, variety of fruit, the use of antioxidants and atmosphere packaging. Then, to study possible intervention strategies as alternatives to chlorine disinfection in minimally processed apple and biological control or biopreservation. Finally, to evaluate the possibility of applying a probiotic microorganism, Lactobacillus rhamnosus GG, to minimally processed apple and its effect on the population dynamics of Salmonella spp. and Listeria monocytogenes.

Se introdujeron varias modificaciones tecnológicas en la elaboración habitual del jamón curado español de cerdo blanco para mejorar su seguridad y calidad, así como para investigar la contribución relativa de los diversos procesos implicados en la calidad sensorial.Las modificaciones introducidas en cada uno de 3 experimentos (a, b, c) fueron: a) inoculación de un cultivo iniciador (CI) en la superficie del producto y el envasado del jamón al vacío durante la etapa de reposo (EV); b) aplicación de una atmósfera modificada con un contenido reducido de oxígeno (AMCRO) (durante la totalidad o la última parte del procesado) en dos procesos que diferían en las humedades relativas aplicadas; c) realización de un estufaje de 4 días a 35ºC y la aplicación repetida de pequeñas cantidades de grasa dorsal líquida sobre la superficie del jamón. En cada experimento, se siguió un diseño experimental de bloques incompletos para bloquear y evaluar el efecto de la materia prima en cada parámetro.La aplicación del CI evitó el crecimiento superficial de hongos, pero modificó el flavor del producto, dando lugar a la aparición de flavores impropios del jamón tradicional, al aumento de la incidencia de la coquera y a la reducción de la intensidad de notas características del mismo como el flavor añejo. Estos efectos fueron debidos a la acción directa del CI pero probablemente también a los cambios que provocó en la superficie del jamón, como la atenuación del "sudado" del jamón. El EV trajo consigo una reducción del crecimiento superficial de mohos; un mayor gradiente de humedad entre el interior y el exterior del jamón; una disminución de la pérdida de peso; un aumento del nitrógeno no proteico y cambios negativos en la textura, aspecto y flavor, como el aumento de la intensidad del velo blanco y del flavor a pienso, el aumento de la incidencia de la coquera y la atenuación del flavor añejo. Estos efectos fueron consecuencia del mayor contenido de humedad a que dio lugar dicha modificación tecnológica, de la potenciación de los efectos negativos del uso del CI, así como a los cambios que provocó en la superficie del jamón.El uso de una ACRO durante todo el proceso provocó un aumento del nitrógeno no proteico, una disminución de la concentración de óxidos de colesterol, un aumento de la intensidad del velo blanco y, en combinación con el uso de humedades relativas bajas, causó una disminución del crecimiento bacteriano y evitó el crecimiento de hongos, levaduras y ácaros en el interior y exterior del jamón y el desarrollo de la coquera. Asímismo, dio lugar a una drástica reducción de la intensidad del flavor del jamón debido a la disminución de la intensidad de la oxidación lipídica. Cuando esta ACRO se aplicó únicamente al final del proceso, se consiguió la eliminación de las formas móviles de los ácaros y la disminución de la intensidad de la coquera y el producto resultante poseía un flavor algo más intenso que aquél sometido a una ACRO durante todo el proceso.El aumento de la temperatura de 25-27 ºC a 35 ºC durante 4 días no tuvo ningún efecto sobre los parámetros estudiados. La aplicación de la grasa líquida en la superficie del jamón evitó el secado excesivo en superficie, previno el desarrollo de la coquera y causó un aumento de la intensidad del flavor añejo y una reducción de la incidencia de notas negativas como el tostado, hechos que indican que la liberación de grasa líquida en el jamón ("sudado") constituye un fenómeno determinante en su calidad sensorial.La materia prima fue el factor que afectó a un mayor número de parámetros. / Some technological modifications were introduced into the common procedure for dry-cured Spanish ham manufacture (from white pigs) in order to improve the safety and quality of the product, as well as to investigate the relative importance of the various processes influencing the sensory quality.The modifications introduced in each of 3 experiments (a, b and c) were: a) the inoculation of a starter culture (SC) on ham surface, as well as the vacuum packaging of the hams prior to the resting phase (VP); b) the application of a modified atmosphere with a reduced content of oxygen (MARCO) (during the totality or the last part of the processing period) in two different processes that differed in the relative humidities (RH) applied; c) the use of high temperatures (35 ºC) during a 4-day period and the application of liquid lard fat (LLF) on ham surface. In every experiment, an experimental design of incomplete blocks was followed in order to block and evaluate the effect of the carcass factor on every parameter.The application of the SC prevented the growth of fungi on the ham surface, due to the competitive action of the growth of inoculated yeast, but it caused the development of off-odours or non-typical flavour traits and the reduction of the intensity of typical flavour attributes. These effects were consequence of both the SC direct action and the changes that the inoculation caused to the ham surface, such as the decrease in the quantity of exuded liquid fat.The VP brought about: a reduction of the growth of moulds on ham surface; a higher gradient of moisture between the interior and the exterior of the ham; a decrease in weight losses; an increase in the non-protein nitrogen; a decrease in the intensity of aged flavour and an increase in the intensity of white film and some off-odours. These effects were probably consequence of 3 factors: the increase in ham moisture content caused by VP; the fact that VP strengthened the effects of the use of the SC and that it caused some changes in ham surface.The use of a MARCO during the whole process caused an increase in the non protein nitrogen, a decrease in the concentration of cholesterol oxides and an increase in the intensity of the white film. Moreover, in combination with the use of low RH, the MARCO caused a decrease in the bacterial growth and prevented the growth of moulds, yeast and mites and the development of "coquera". It also caused a drastic reduction in the intensity of ham flavour due to the decrease in the concentration of products derived from the lipid oxidation. When a MARCO was applied only during the last part of the process, the elimination of the mobile forms of the mites and the decrease in the intensity of "coquera" were achieved, the resultant product possessing a flavour slightly more intense than that of the product subjected to a MARCO during the whole processing period. The increase in the temperature from 25-27 ºC to 35 ºC for 4 days did not have any effects on the ham physical-chemical or sensory characteristics. The application of LLF onto ham surface prevented the excessive drying of the external part and the development of "coquera" and also caused an increase in the intensity of the aged flavour and a reduction of the incidence of negative flavour notes such as the "roasted meat" flavour. Therefore, the amount of liquid fat exuded during processing has a great influence on the sensory quality of Spanish dry-cured ham.The raw material was the factor that influenced the highest number of parameters.

El enriquecimiento de frutas y verduras con minerales, vitaminas o compuestos fisiológicamente activos de los que se deriven efectos potencialmente beneficiosos para la salud y la prevención de enfermedades, puede resultar crucial en el desarrollo de nuevos alimentos funcionales. Recientemente, los extractos de semillas y piel de uva se han convertido en un complemento nutricional muy extendido debido a su elevado contenido en compuestos fenólicos. Estos compuestos han mostrado ser altamente biodisponibles además de conferir excelentes beneficios para la salud. En los últimos años, la aplicación del tratamiento osmótico (TO) se ha propuesto como un método eficaz de introducir en el alimento cantidades controladas de los solutos presentes en la solución osmótica, deshidratándolo parcialmente.Un rango de alimentos sólidos enriquecidos con compuestos fenólicos de uva de diferentes fuentes fueron formulados mediante TO. Parámetros de proceso como la fuente y concentración de los compuestos fenólicos, la naturaleza y concentración de soluto osmo-activo en la solución osmótica, y la estructura del alimento fueron investigados. Además el efecto de un post-tratamiento tal como el secado convectivo en la estabilidad y la capacidad antioxidante de fenólicos de uva impregnados en el alimento tratado osmóticamente fue estudiado.Los resultados confirman que TO es la tecnología adecuada para explotación de geles alimenticios, frutas y verduras como matrices en las cuales los ingredientes funcionales pueden ser incorporados con éxito para proporcionar productos funcionales de humedad intermedia. El mosto concentrado de uva y extractos comerciales de semilla de uva y orujo de uva blanca fueron utilizados como suplementos nutricionales. Su alto contenido en compuestos fenólicos los hacen una fuente ideal de antioxidantes naturales. / The enrichment of fruits and vegetables with minerals, vitamins or physiologically active compounds that have potential benefits in terms of health maintenance and disease prevention may be a crucial way of developing new functional foods. Recently, extracts from grape seeds and skins have become a widespread nutritional supplement, because of their high content of phenolic compounds. These compounds have been shown to be highly bioavailable and to provide excellent health benefits. In the last few years, it has been suggested that osmotic treatment (OT) is a useful way of introducing controlled quantities of solution solutes into food and partially dehydrating it at the same time. A range of solid foods enriched with grape phenolics from several sources were formulated using OT. Process parameters such as the source and concentration of the phenolic compounds, the nature and concentration of the osmo-active solute in the osmotic solution, and the food structure were investigated. Moreover the effect of a post treatment such as convective air drying on the stability and antioxidant properties of the grape phenolics infused in the osmo-treated food was studied.The results confirm that OT is a suitable technology for the exploitation of jelly foods, fruits and vegetables as matrices into which functional ingredients can be successfully incorporated to provide novel functional products of intermediate moisture. Concentrated red grape must and commercial grape seed and white grape marc extracts were successfully used as nutritional supplements. Their high content in phenolic compounds makes them ideal sources of natural antioxidants.

Computed Tomography and Microcomputed Tomography are X-ray based technologies. They were tested in this thesis as potential tools for the optimization of the processing of dry-cured meat products. On one hand, several prediction models and Computed Tomography analytical tools were developed for the non-destructive analysis of water activity, salt content and water content distribution within dry-cured hams during processing and were successfully applied to three case studies. On the other hand, Microcomputed Tomography were used to characterize, evaluate and correlate the changes in the microstructure with the texture of non-acid pork lean fermented sausages. Some Microcomputed Tomography parameters could be correlated with the instrumental texture, although the Microcomputed Tomography was not accurate enough to distinguish between lean and fat when these constituents were emulsified. In conclusion, Computed Tomography and Microcomputed Tomography can be considered as suitable technologies for the non-destructive characterization and for the optimization of dry-cured meat processing. / La Tomografia Computeritzada i la Microtomografia Computeritzada són tecnologies basades en raigs X. Ambdues es varen testar en aquesta tesis com a eines potencials per l'optimització del processat de productes carnis curats. Per una banda, es varen desenvolupar diversos models de predicció i eines analítiques derivades de la Tomografia Computeritzada, per l’anàlisi no destructiu de la distribució de l’activitat d’aigua i els continguts de sal i d’aigua durant el processat de pernils curats, aplicant-se posteriorment de manera satisfactòria a tres casos d’estudi. Per altra banda, la Microtomografia Computeritzada es va utilitzar per caracteritzar, avaluar i correlacionar canvis en microestructura i textura d’embotits crus curats elaborats amb baix contingut de greix. Alguns paràmetres de la Microtomografia Computeritzada es van poder correlacionar amb la textura instrumental, encara que es va observar que la Microtomografia Computeritzada no permetia distingir acuradament entre magre de porc i greix quan aquests components es trobaven emulsionats.