El procesado por alta presión hidrostática (APH) consiste en la aplicación de presión al alimento con una intensidad que puede variar entre 50 y 1000 MPa. La tecnología APH se considera una de las más viables económicamente dentro de las tecnologías no térmicas y permite la obtención de alimentos seguros y saludables con una elevada calidad sensorial y organoléptica. La mayoría de los estudios realizados sobre el potencial y las limitaciones del procesado de alimentos con APH se han centrado en la inactivación microbiana y enzimática. Sin embargo, el efecto que ejerce esta tecnología sobre la microestructura y los componentes nutricionales, vitaminas y compuestos bioactivos de los alimentos ha sido menos estudiado. El efecto beneficioso de los nutrientes y compuestos bioactivos presentes en los alimentos vegetales depende de su biodisponibilidad, que a su vez, depende de muchos factores, como la variedad, madurez, situación y estructura de la matriz vegetal, interacción con otros componentes, procesado del alimento, etc. En este sentido, el procesado con APH podría influir en la extractabilidad y biodisponibilidad de este tipo de compuestos. Por todo ello, el objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es avanzar en el conocimiento de la relación entre la microestructura del tejido vegetal y la mejora de la funcionalidad (extractabilidad) de sus componentes bioactivos mediante la aplicación de APH. En este trabajo, como productos vegetales modelo se han seleccionado un fruto, el caqui (Diospyros kaki L.f.) y una hortaliza, la cebolla (Allium cepa L.) por su contenido en compuestos funcionales. El caqui �Rojo Brillante� ha sufrido una gran expansión en la Comunidad Valenciana y es una importante fuente de compuestos fenólicos (fundamentalmente taninos, responsables de la astringencia característica del fruto), fibra dietética y carotenoides. La cebolla, por su parte, destaca por su alto contenido en polifenoles con importante poder antioxidante. Para estudiar la / Vázquez Gutiérrez, JL. (2012). EFECTO DE LAS ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS SOBRE LA ESTRUCTURA Y ESTABILIDAD DE TEJIDOS VEGETALES. RELACIÓN CON LA EXTRACTABILIDAD DE COMPUESTOS BIOACTIVOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16963

The main goal of food preservation is to ensure foods' microbiological stability and safety, at least, during their shelf life. For this purpose, intense heat treatments have been traditionally applied. However, for some years now, there is a need to search for new alternatives because heat penalizes the properties of foods, while consumer demands for minimally processed products, without synthetic additives. In response to this demand, nowadays it is promoted the application of non-thermal preservation technologies and the use of natural antimicrobials, which allow compliance of the current legislation, while maintaining or improving the nutritional, sensory and functional profile of fresh foods. In this sense, the hurdle technology, which proposes the combination of preservation methods with synergistic effects, has been developed to achieve the objectives of stability and security by minimizing the intensity and the impact of the chosen methods. Accordingly, this doctoral thesis poses the study of a combined strategy to reduce or control the concentration of pathogenic microorganisms in minimally processed foods, free of synthetic additives. Specifically, it was studied the effect of combining the use of plant-based antimicrobials with high pressure processing, to extend the shelf life of plant-based beverages, containing fresh fruit juices. With this aim, the antimicrobial potential of carvacrol, citral, açaí and stevia was first evaluated, from a kinetic point of view, in reference medium, at different temperatures. Then, a plant-based beverage was formulated and the antimicrobial potential of stevia alone and in combination with the application of high hydrostatic pressures was quantified from a kinetic point of view, at different temperatures. Finally, the combination was optimized using the response surface methodology, evaluating also its effect on the inhibition of enzymes involved in food spoilage as well as its effect on the total phenolic content and the antioxidant activity of the food developed. According to the results, carvacrol, citral, açaí and stevia could affect the survival or growth of pathogenic microorganisms in minimally processed foods. Therefore, those antimicrobials could be used as additional measures for microbiological control during storage. On the other hand, according to the results obtained in the beverage, combining the addition of stevia with high pressure processing could be a good strategy to meet the microbiological standards required for juices and similar foods. Furthermore, this combination could (i) inhibit the action of enzymes involved in browning (specifically, polyphenoloxidase and peroxidase activities), (ii) improve the functional quality of plant-based beverages (as an increase both in the total phenolic content and the antioxidant activity was observed in an extract obtained from juices), and (iii) avoid the addition of sugars or synthetic sweeteners (given the sweetening power of the steviol glycosides present in stevia leaves). / La conservación de alimentos tiene como principal objetivo garantizar su estabilidad y seguridad microbiológica, al menos, durante el tiempo de vida útil. Para ello, tradicionalmente se han aplicado tratamientos térmicos intensos. Sin embargo, desde hace algunos años se buscan alternativas porque la aplicación de calor merma las propiedades de cualquier alimento, mientras que el consumidor demanda productos poco procesados, sin aditivos sintéticos. En respuesta a esta demanda, hoy en día se promueve la aplicación de tecnologías de conservación no térmicas y el uso de antimicrobianos de origen natural, que permitan cumplir con la legislación vigente y, a la vez, mantener o mejorar el perfil nutricional, sensorial y funcional de los alimentos frescos. En este sentido se ha desarrollado la tecnología de barreras, que propone la combinación de métodos con efectos sinérgicos, para alcanzar los objetivos de estabilidad y seguridad planteados, minimizando la intensidad y el impacto de los métodos escogidos. En consecuencia, la presente tesis doctoral plantea el estudio de una estrategia combinada para reducir o controlar la concentración de microorganismos patógenos en alimentos mínimamente procesados, libres de aditivos sintéticos. En concreto, se estudió el efecto obtenido al combinar el uso de antimicrobianos de origen vegetal con el procesado mediante altas presiones hidrostáticas para alargar la vida útil de bebidas vegetales elaboradas a partir de zumos de fruta fresca. En primer lugar se evaluó el potencial antimicrobiano del carvacrol, del citral, del asaí y de la estevia, desde un punto de vista cinético, en medio de referencia, a distintas temperaturas. A continuación se formuló una bebida vegetal y se cuantificó el potencial antimicrobiano de la estevia, sola y combinada con la aplicación de altas presiones hidrostáticas, desde un punto de vista cinético, a distintas temperaturas. Por último, utilizando la metodología de superficies de respuesta se optimizó la combinación de métodos, valorando también su efecto sobre la inhibición de enzimas implicados en el deterioro de los alimentos, así como sobre el contenido total de compuestos fenólicos y la actividad antioxidante de la bebida formulada. De acuerdo con los resultados obtenidos se concluye que carvacrol, citral, asaí y estevia podrían afectar la supervivencia o el crecimiento de microorganismos patógenos en alimentos mínimamente procesados, y por lo tanto, que los cuatro podrían ser empleados como medidas adicionales para el control microbiológico durante el almacenamiento. Por otro lado, en vista de los resultados obtenidos en la bebida se demuestra que combinar la adición de estevia con la aplicación de altas presiones hidrostáticas podría ser una buena estrategia para cumplir con los estándares microbiológicos exigidos para zumos y bebidas similares. Además, la combinación podría (i) inhibir la acción de enzimas implicados en el pardeamiento (concretamente, las actividades polifenoloxidasa y peroxidasa); (ii) mejorar aspectos relacionados con la calidad funcional de las bebidas vegetales (habiéndose observado un incremento tanto en el contenido total de compuestos fenólicos como en la actividad antioxidante de un extracto obtenido a partir de zumos), y (iii) evitar la adición de azúcares o edulcorantes sintéticos (teniendo en cuenta el poder edulcorante de los esteviol glicósidos que se acumulan en las hojas de estevia). / La conservació d'aliments té com a principal objectiu garantir la seua estabilitat i seguretat microbiològica, almenys, durant el període de vida útil. Amb aquesta finalitat, tradicionalment s'han aplicat tractaments tèrmics intensos. No obstant això, des de fa alguns anys es busquen alternatives, perquè l'aplicació de calor minva les propietats de qualsevol aliment, mentre que el consumidor demanda productes escassament processats, sense additius sintètics. En resposta a aquesta demanda, actualment es promou l'aplicació de tecnologies de conservació no tèrmiques i l'ús d'antimicrobians d'origen natural, que permeten complir amb la legislació vigent i, alhora, mantenir o millorar el perfil nutricional, sensorial i funcional dels aliments frescos. En aquest sentit s'ha desenvolupat la tecnologia de barreres, que proposa la combinació de mètodes de conservació amb efectes sinèrgics, per a aconseguir els objectius d'estabilitat i seguretat plantejats, minimitzant la intensitat i l'impacte dels mètodes escollits. En conseqüència, la present tesi doctoral planteja l'estudi d'una estratègia combinada per a reduir o controlar la concentració de microorganismes patògens en aliments mínimament processats, lliures d'additius sintètics. En concret, es va estudiar l'efecte obtingut en combinar l'ús d'antimicrobians d'origen vegetal amb el processament mitjançant altes pressions hidrostàtiques per a allargar la vida útil de begudes vegetals preparades a partir de sucs de fruita fresca. Amb aquest objectiu, en primer lloc es va determinar el potencial antimicrobià del carvacrol, el citral, l'açaí i l'estèvia, des d'un punt de vista cinètic, en medi de referència, a diferents temperatures. A continuació, es va formular una beguda vegetal i es va quantificar el potencial antimicrobià de l'estèvia, sola i combinada amb l'aplicació d'altes pressions hidrostàtiques, des d'un punt de vista cinètic, a diferents temperatures. Finalment, emprant la metodologia de superfícies de resposta es va optimitzar la combinació de mètodes, valorant també el seu efecte sobre la inhibició d'enzims implicats en la deterioració dels aliments, així com el seu efecte sobre el contingut total en compostos fenòlics i l'activitat antioxidant de la beguda desenvolupada. D'acord amb els resultats obtinguts es conclou que carvacrol, citral, açaí i estèvia podrien afectar la supervivència o el creixement de microorganismes patògens en aliments mínimament processats, i per tant, que els quatre podrien ser emprats com a mesures addicionals per al control microbiològic durant l'emmagatzematge. D'altra banda, segons els resultats obtinguts en la beguda es demostra que combinar l'addició d'estèvia amb l'aplicació d'altes pressions hidrostàtiques podria ser una bona estratègia per a complir amb els estàndards microbiològics exigits per a sucs i begudes similars. A més, la combinació podria (i) inhibir l'acció d'enzims implicats en l'embruniment (en particular, les activitats polifenoloxidasa i peroxidasa), (ii) millorar aspectes relacionats amb la qualitat funcional de la beguda (havent-se observat un increment tant en el contingut total de compostos fenòlics com en l'activitat antioxidant d'un extracte obtingut a partir de sucs), i (iii) evitar l'addició de sucres o edulcorants sintètics (tenint en compte el poder edulcorant dels esteviol glicòsids que s'acumulen en les fulles d'estèvia). / Belda Galbis, CM. (2017). APLICACIÓN CONJUNTA DE INGREDIENTES NATURALES Y TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS PARA LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82693 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

La carencia de servicios básicos como agua potable, para zonas como Cajamarquilla, es un problema social que se debe solucionar. Ante esta situación existen proyectos para dotar de servicios de agua a la zona, que por la geografía que presentan se utilizarán reservorios apoyados en los cerros aledaños. El procedimiento de diseño de un reservorio circular de concreto para la zona, servirá como guía para futuros proyectos. Siendo el objetivo de la investigación proponer criterios y un método adecuado para diseñar la estructura de un reservorio de concreto armado que cumplan con los parámetros de la propuesta de norma E030 2014 para la zona de Cajamarquilla, dada la poca información que existe de estos a pesar de ser de uso muy común en nuestro país. El tipo de la investigación es cualitativo, correlacional y de diseño experimental puro, con el fin de obtener resultados certeros para el diseño de reservorio. Finalmente, el método a usar es el que propone la norma del ACI 350-06, basándose en masas impulsivas y convectivas, del modelo de Housner, para el análisis estático mientras que para análisis el dinámico se utilizó el software Sap2000, por el método de elementos finitos y aplicando el espectro de diseño de la norma ACI 350 adecuándose a la norma peruana, como también para el diseño estructural de los elementos del tanque. La distorsión hallada es de 0.001 y que las cortantes basales estáticas y dinámicas son similares estando en un rango de 90%, por lo que se cumplen con los parámetros de la nueva propuesta de norma E030 2014. The lack of basic services such as water, to areas like Cajamarquilla, is a social problem to be solve. In this situation there are plans to provide water services to the area, by geography reservoirs that have supported in the surrounding hills are used. The process of designing a concrete circular reservoir area will serve as a guide for future projects. As the aim of the research propose criteria and an appropriate method to design the structure of a reinforced concrete reservoir that meet the parameters of the proposed rule for the 2014 E030 Cajamarquilla area, given the little information that exists in spite of these It is very commonly used in our country. The type of research is qualitative, pure correlational and experimental design, in order to obtain accurate results reservoir design. Finally, the method used is the standard proposed by the ACI 350-06, based on impulsive and convective mass Housner model for static analysis while for the Sap2000 dynamic analysis software used by the method of and applying the finite element design spectrum ACI 350 standard adapting to the Peruvian standard, as well as for the structural design of the elements of the tank. The distortion founded that the cutting 0.001y static and dynamic baseline are like being in a range of 90%, so that meet the parameters of the new E030 2014 proposed rule.

Tesis por compendio / La presente tesis doctoral se centra en la obtención de nuevos ingredientes ricos en compuestos bioactivos a partir de tejidos vegetales (caqui y pimiento) sometidos a distintos tratamientos de conservación como las altas presiones hidrostáticas (APH) y la pasteurización, con la finalidad de formular nuevos alimentos funcionales. Se estudió el efecto de un tratamiento específico de APH (200 MPa/6 min/25 ºC) y otro de pasteurización (70 ºC/15min) sobre la estructura y el contenido en algunos compuestos bioactivos del caqui. Tanto las APH como la pasteurización causaron cambios estructurales en el tejido parenquimático, favorecieron la precipitación de taninos y la formación de células tánicas, lo que podría relacionarse con la pérdida de astringencia del fruto. Las APH mejoraron la extractabilidad de compuestos carotenoides y mantuvieron las propiedades antioxidantes del fruto. Esta técnica podría ser una alternativa al tratamiento de pasteurización convencional. Asimismo el caqui tratado por APH podría ser empleado en la formulación de nuevos alimentos funcionales, tales como bebidas lácteas enriquecidas con caqui. Las nuevas bebidas lácteas, con idéntico contenido en carotenoides, se formularon haciendo uso de caqui no tratado, sometido a APH y pasteurizado; y tres matrices lácteas diferentes: leche entera, semi-desnatada y desnatada. Las bebidas elaboradas con caqui tratado por APH presentaron unas adecuadas propiedades reológicas ya que ni gelificaron como las elaboradas con caqui no tratado, ni sedimentaron como las formuladas con caqui pasteurizado. Los consumidores percibieron las nuevas bebidas lácteas enriquecidas con caqui como bebidas altamente antioxidantes. Las que más gustaron fueron las elaboradas con caqui tratado por APH independientemente del tipo de leche utilizada y las elaboradas con caqui no tratado y leche entera. Por tanto, el tratamiento por APH permite formular bebidas lácteas enriquecidas con caqui con alto valor nutricional, variable contenido graso y elevada aceptabilidad independientemente de la estacionalidad del fruto. Por otro lado, se cuantificaron y localizaron algunos compuestos bioactivos y se determinaron algunas propiedades fisicoquímicas en tres tipos de pimiento: rojo, verde y amarillo. El contenido en compuestos bioactivos de cada tipo de pimiento estuvo condicionado por su estructura. El tipo de pimiento más adecuado para obtener extractos ricos en compuestos carotenoides sería el rojo, mientras que el amarillo sería apropiado para obtener extractos ricos en compuestos fenólicos con elevada actividad antioxidante. Por último, si se pretende obtener extractos con elevado contenido en fibra dietética el más adecuado sería el pimiento verde. Se estudió el efecto de diferentes tratamientos de APH (100, 200, 300 y 500 MPa/15 min/25 ºC) y de un tratamiento de pasteurización (70 ºC/10 min) sobre la estructura de pimiento rojo. Además, se determinó el efecto de dichos tratamientos sobre el contenido en algunos compuestos bioactivos y textura. Tanto las APH como la pasteurización provocaron cambios microestructurales, aunque los tratamientos que menos impacto tuvieron fueron las APH a 500 MPa y la pasteurización. Estos tratamientos fueron a su vez los que menos afectaron al contenido en compuestos bioactivos y textura del pimiento rojo. Las APH podrían ser una alternativa a la pasteurización convencional dado que el contenido en compuestos bioactivos y la textura fue similar en ambos casos. Asimismo, podrían desarrollarse nuevos alimentos funcionales mediante el uso de tejido de pimiento rojo sometido a APH a 500 MPa y/o pasteurización. Las modificaciones microestructurales causadas en el tejido de pimiento rojo como consecuencia de la aplicación de APH y pasteurización, provocaron variaciones en los parámetros morfométricos y de textura de la imagen. La dimensión fractal de textura, el contraste, el momento de diferencia inversa y la entropía fueron parámetros de textura apropiados para caracterizar el efecto de las APH y la pasteurización sobre la textura de pimiento rojo. El daño celular causado por los tratamientos de conservación se observó mejor a escalas bajas. Para el desarrollo de las nuevas salsas bechamel enriquecidas con pimiento rojo se emplearon dos tipos de almidón de maíz (nativo y modificado) a dos concentraciones diferentes (4 y 6 g/100 g) y diferentes cantidades de pimiento (0, 5 y 15 g/100 g). Se estudiaron sus propiedades reológicas, microestructura y características sensoriales. El efecto de la incorporación de pimiento sobre las propiedades reológicas dependió del tipo de almidón utilizado. Las salsas presentaron una considerable auto-fluorescencia intrínseca debido al elevado contenido en carotenoides del pimiento. Las salsas que más gustaron a los consumidores fueron las elaboradas con almidón modificado, más cremosas y consistentes. Los consumidores las encontraron beneficiosas para la salud ya que el pimiento rojo proporciona antioxidantes y valor nutricional y mejora el sabor de la salsa. Así, sería posible formular nuevas salsas bechamel, funcionales, cremosas, con alto valor nutricional, elevada aceptabilidad, buenas propiedades reológicas y estabilidad con pimiento y almidón modificado. / Hernández Carrión, M. (2014). OBTENCIÓN DE INGREDIENTES FUNCIONALES PARA LA FORMULACIÓN DE ALIMENTOS ENRIQUECIDOS CON EXTRACTOS VEGETALES. INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO DE CONSERVACIÓN SOBRE ALGUNOS COMPUESTOS BIOACTIVOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48482 / Compendio

[ES] Actualmente, una de las principales preocupaciones de las autoridades sanitarias y de la industria alimentaria sigue siendo garantizar la inocuidad microbiológica en la cadena alimentaria ya que a pesar de los notables esfuerzos realizados, el número de brotes y casos de enfermedades de transmisión alimentaria causadas por microorganismos sigue elevándose. Por otro lado, otro de los problemas que debe afrontar la industria alimentaria es la implementación de nuevas alternativas de producción más sostenibles, manteniendo altos estándares de seguridad y garantizando la disponibilidad de alimentos. En este contexto se enmarca la presente tesis doctoral, cuyo principal objetivo es la evaluación in vivo e in vitro de la capacidad antimicrobiana de distintas sustancias naturales procedentes de fuentes alternativas, más sostenibles (extracto de coliflor, espirulina y soluciones de quitosano), frente a microorganismos patógenos de importancia en la industria de alimentos. Los estudios demuestran la capacidad antimicrobiana in vitro del quitosano de insecto y crustáceo frente a microorganismos patógenos como E. coli, L. monocytogenes y S. Typhimurium siendo dependiente del pH del medio estudiado. Además, cuando el quitosano se combina con un tratamiento suave de altas presiones hidrostáticas, se pone de manifiesto una relación sinérgica entre ambas tecnologías llegando a inactivar completamente la carga microbiana de S. Typhimurium. Los estudios in vivo llevados a cabo con Caenorhabditis elegans muestran que el nematodo aumenta su supervivencia en presencia de extractos de coliflor y espirulina. En cuanto a la capacidad antimicrobiana, los extractos de espirulina y de coliflor reducen la colonización intestinal por S. Typhimurium en el nema todo mostrando así su capacidad antimicrobiana in vivo. En la presente tesis doctoral, se hace un recorrido completo sobre la capacidad antimicrobiana de ciertos extractos vegetales o componentes procedentes de animales, fundamentalmente basados en estudios in vivo. Este es un paso importante en la materialización de estos compuestos como alternativas más naturales y sostenibles a otros compuestos sintéticos usados en conservación de alimentos. / [CA] Actualment, una de les principals preocupacions de les autoritats sanitàries i de la indústria alimentària continua sent garantir la innocuïtat microbiològica en la cadena alimentària ja que malgrat els notables esforços realitzats, el nombre de brots i casos de malalties de transmissió alimentària causades per microorganismes continua elevant-se. D'altra banda, un altre dels problemes que ha d'afrontar la indústria alimentària és la implementació de noves alternatives de producció més sostenibles, mantenint alts estàndards de seguretat i garantint la disponibilitat d'aliments. En aquest context s'emmarca la present tesi doctoral, el principal objectiu de la qual és l'avaluació in vivo i in vitro de la capacitat antimicrobiana de diferents substàncies naturals procedents de fonts alternatives, més sostenibles (extracte de coliflor, espirulina i solucions de quitosano), enfront de microorganismes patògens d'importància en la indústria d'aliments. Els estudis demostren la capacitat antimicrobiana in vitro del quitosano d'insecte i crustaci enfront de microorganismes patògens com a E. coli, L. monocytogenes i S. Typhimurium sent dependent del pH del mig estudiat. A més, quan el quitosano es combina amb un tractament suau d'altes pressions hidroestàtiques, es posa de manifest una relació sinèrgica entre totes dues tecnologies arribant a inactivar completament la càrrega microbiana de S. Typhimurium. Els estudis in vivo duts a terme amb Caenorhabditis elegans mostren que el nematode augmenta la seua supervivència en presència d'extractes de coliflor i espirulina. Quant a la capacitat antimicrobiana, els extractes d'espirulina i de coliflor redueixen la colonització intestinal per S. Typhimurium en el nematode mostrant així la seua capacitat antimicrobiana in vivo. En la present tesi doctoral, es fa un recorregut complet sobre la capacitat antimicrobiana d'uns certs extractes vegetals o components procedents d'animals, fonamentalment basats en estudis in vivo. Aquest és un pas important en la materialització d'aquests compostos com a alternatives més naturals i sostenibles a altres compostos sintètics usats en conservació d'aliments. / [EN] Currently, one of the main concerns of the health authorities and the food industry continues to be ensuring microbiological safety in the food chain, as despite considerable efforts, the number of outbreaks and cases of foodborne diseases caused by microorganisms continues to rise. On the other hand, another chalenge facing the food industry is the implementation of new, more sustainable production alternatives while maintaining high safety standards and ensuring food availability. It is in this context, the main objective of this PhD thesis is the in vivo and in vitro evaluation of the antimicrobial capacity of different natural substances from alternative, more sustainable sources (cauliflower extract, spirulina and chitosan solutions) against pathogenic microorganisms of importance in the food industry. Studies demonstrate the in vitro antimicrobial capacity of insect and crustacean chitosan against pathogenic microorganisms such as E. coli, L. monocytogenes and S. Typhimurium, being dependent on the pH of the medium studied. Moreover, when chitosan is combined with a mild treatment of high hydrostatic pressures, a synergistic relationship between both technologies is evident, reaching the point of completely inactivating the microbial load of S. Typhimurium. In vivo studies carried out with Caenorhabditis elegans show that the nematode increases its survival in the presence of cauliflower and spirulina extracts. In terms of antimicrobial capacity, spirulina and cauliflower extracts reduce intestinal colonization by S. Typhimurium in the nematode, thus showing their antimicrobial capacity in vivo. In this doctoral thesis, a complete overview of the antimicrobial capacity of certain plant extracts or animal-derived compounds is presented, mainly based on in vivo studies. This is an important step in the materialisation of these compounds as more natural and sustainable alternatives to other synthetic compounds used in food preservation. / La presente tesis doctoral se enmarca dentro del Programa de Doctorado Ciencia, Tecnología y Gestión Alimentaria de la Universidad Politécnica de Valencia. El trabajo experimental se realizó gracias a fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), a través del proyecto: Validación de nuevas herramientas y procesos para el análisis y la mejora de la seguridad alimentaria microbiológica: aplicación a nuevas matrices alimentarias (AGL2017-86840-C2-2-R) del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad. / Ibáñez Peinado, D. (2022). Estudio de la capacidad antimicrobiana de sustancias naturales in vivo e in vitro [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/184317

Tesis por compendio / [EN] Agri-food industry generates, because of its production processes, high amount of by-products, which cause a negative impact both economically and environmentally. For this reason, nowadays, their revalorization is one of the main aims of European Union in support of sustainable development. This doctoral thesis is focused on the revalorization of by-products from the horticultural industry as natural antimicrobials, by themselves or combined with no-thermal technologies for food preservation, like Pulsed Electric Fields (PEF) or High Hydrostatic Pressure (HHP) against the main foodborne pathogens. Also, it pretends to evaluate the microbial resistance development against the subletal antimicrobial treatments under study and the possible virulence changes using C. elegans as a model organism. The agri-food by-products studied have shown an important antimicrobial effect against the main foodborne pathogens, also the ASE extracts and the infusions obtained therefrom, being S. Typhimurium the most sensitive microorganism. In addition, the combination of subletal treatments of PEF and HHP with by-product infusions has resulted in the emergence of synergies, which permit us to achieve the desirable levels of microbial inactivation (5 log cycles) in a minor period of time. The application of subletal antimicrobial treatments under study consecutively, has shown that it causes microbial resistance development in S. Typhimurium. However, C. elegans studies show that the development of microbial resistance not imply the increase of its virulence against a host organism. For all these reasons, we can conclude that the revalorization of agri-food by-products as natural antimicrobials is a viable alternative as an additional control measure to ensure the microbial food safety by themselves or combined with PEF or HHP treatments, due to their synergistic effect. / [ES] La industria agroalimentaria genera, como resultado de sus procesos de producción, grandes cantidades de subproductos que suponen un impacto negativo a nivel económico y medioambiental. Es por ello que, en la actualidad, su revalorización es uno de los objetivos principales de la Unión Europea en apoyo al desarrollo sostenible. La presente tesis doctoral se centra en la revalorización de subproductos de la industria hortofructícola como antimicrobianos naturales en sí mismos o combinados con tecnologías no-térmicas de conservación de alimentos como los Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad (PEF) o las Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) frente a los microorganismos patógenos transmitidos por alimentos más importantes. Además, trata de evaluar el desarrollo de resistencias en los microorganismos a los tratamientos antimicrobianos subletales estudiados y sus posibles cambios de virulencia usando C. elegans como organismo modelo. Los subproductos hortofructícolas estudiados han demostrado un importante efecto antimicrobiano frente a los principales patógenos alimentarios, así como los extractos ASE y las infusiones obtenidas a partir de los mismos, siendo el microorganismo más sensible S. Typhimurium. Además, la aplicación de forma combinada de tratamientos subletales de PEF y HHP con infusiones de subproductos ha dado lugar a la aparición de sinergias que permiten alcanzar los niveles deseados de inactivación microbiana (5 ciclos logarítmicos) en un menor periodo de tiempo. La aplicación de los tratamientos antimicrobianos subletales estudiados de forma consecutiva se ha demostrado que da lugar a la generación de resistencia microbiana en S. Typhimurium. Sin embargo, los estudios con C. elegans ponen de manifiesto que el desarrollo de esta resistencia antimicrobiana no lleva consigo el aumento de su virulencia al infectar a un organismo hospedador. En base a todo lo anterior, podemos concluir que la revalorización de los subproductos de la industria hortofructícola como antimicrobianos naturales es una alternativa viable para su utilización como medida de control adicional de la seguridad microbiológica de productos alimenticios por sí mismos o en combinación con tratamientos de PEF o HHP, dado su efecto sinérgico. / [CA] La industria agroalimentària genera, com a resultat dels seus processos de producció, grans quantitats de subproductes que suposen un impacte negatiu a nivell econòmic y mediambiental. És per això que, en la actualitat, la seua revalorització és un dels objectius principals de la Unió Europea en recolzament al desenvolupament sostenible. La present tesi doctoral es centra en la revalorització de subproductes de la industria hortofructícola com a antimicrobians naturals per sí mateixa o combinats amb tecnologies no-tèrmiques de conservació d'aliments com els Polsos Elèctrics d'Alta Intensitat (PEF) o les Altes Pressions Hidrostàtiques (HHP) front als microorganismes patògens transmesos per aliments més importants. A més, tracta d'avaluar el desenvolupament de resistències en els microorganismes als tractaments antimicrobians subletals estudiats i els seus possibles canvis de virulència utilitzant C. elegans com a organisme model. Els subproductes hortofructícoles estudiats han demostrat un important efecte antimicrobià front als principals patògens alimentaris, així com els extractes ASE i les infusions obtingudes a partir dels mateixos, sent el microorganisme més sensible S. Typhimurium. A més, l'aplicació de forma combinada de tractaments subletals de PEF i HHP amb infusions de subproductes ha donat lloc a l'aparició de sinèrgies que permeten aplegar als nivells desitjats d'inactivació microbiana (5 cicles logarítmics) en un menor període de temps. L'aplicació dels tractaments antimicrobians subletals estudiats de forma consecutiva s'ha demostrat que dona lloc a la generació de resistència microbiana en S. Typhimurium. No obstant això, els estudis amb C. elegans posen de manifest que el desenvolupament d'esta resistència antimicrobiana no du implícit l'augment de la seua virulència al infectar a un organisme hospedador. En base a tot lo anterior, podem concloure que la revalorització dels subproductes de la industria hortofructícola com a antimicrobians naturals és una alternativa viable per a la seua utilització com a mesura de control addicional de la seguretat microbiològica de productes alimentaris per sí mateixa o en combinació amb tractaments de PEF o HHP, donat el seu efecte sinèrgic. / Sanz Puig, M. (2017). Valorización de subproductos de la industria agroalimentaria como antimicrobianos naturales frente a microorganismos patógenos mediante tecnologías no térmicas de conservación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90508 / Compendio

La presente tesis doctoral ahonda en dar respuesta a las exigencias de la FAO/OMS (2006) en cuanto al desarrollo de métodos bactericidas alternativos al térmico, aplicables a fórmulas infantiles reconstituidas (RPIFM) de preparados en polvo, principal vía de transmisión de un microorganismo patógeno emergente Cronobacter sakazakii. El principal objetivo sobre el que versan los estudios recogidos en la presente tesis doctoral es la aplicación de tecnologías no-térmicas de conservación, como barreras para controlar e inactivar el microorganismo C. sakazakii en RPIFM. La metodología de trabajo se basa en la aplicación de pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) y altas presiones hidrostáticas (APH), mediante el uso de equipos a nivel de planta piloto. Se plantea también la adición de un ingrediente natural con capacidad antimicrobiana sobre la fórmula láctea tratada por PEAI. Además, se aplicarán herramientas de simulación para llevar a cabo una valoración de la exposición a C. sakazakii en ambiente hospitalario. Los principales resultados de la presente tesis doctoral ponen de manifiesto la efectividad de las tecnologías de PEAI y APH en el control del microorganismo alcanzando valores de inactivación que van desde [0.88-1.22] ciclos log10 a [2-7] ciclos log10 respectivamente. Ambas tecnologías dan lugar a la generación de células subletalmente dañadas, presentando éstas, una mayor sensibilidad frente a la aplicación de métodos barrera sucesivos, como en este caso, la refrigeración o la adición de un ingrediente natural con capacidad antimicrobiana. Por tanto, podemos concluir que la incorporación sucesiva de diferentes métodos de control, "tecnología de barreras", resulta eficaz para controlar e inactivar al microorganismo C. sakazakii en RPIFM. / Pina Pérez, MC. (2011). Aplicación de tecnologías no térmicas de conservación, pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) y altas presiones hidrostáticas (APH), para el control de Cronobacter sakazakii en fórmulas lácteas infantiles: desarrollo de modelos predictivos y evaluación de la exposición [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14177

Tesis por compendio / [EN] High Hydrostatic Pressure technology emerged several years ago in response to consumer interest for products having greater organoleptic and nutritional quality than those traditionally processed by heat. The food industry initially improved preservation processes developing continuous heat treatment HTST, UHT and aseptic packaging. However, despite these improvements foodstuffs preserved by heat still have quality losses. Although initially the application of High Hydrostatic Pressure in the field of food was focused towards preservation, with the development of technology and research around new applications raised that make it very interesting for the sector. In this context, the aim of this thesis has been the application of High Hydrostatic Pressure on the preservation of fresh cheese and the revalorization of by-products from cheese factories. For this, the effect of treatments by high hydrostatic pressure (HHP) on pathogenic microorganisms (S. aureus, L. monocytogenes) and spoilage microorganisms (Rhodotorula glutinis, aurantiogriseum Penicillium, Pseudomonas fluorescens) that are present in lactic products is evaluated as well as the effect of various factors (sodium chloride (NaCl), initial treatment temperature) on microbial inactivation. To study this effect peptone water at concentrations of 0; 0.1; 0.5; 0.8% NaCl was used as reference medium and fresh cheese as complex matrix containing 0.5% NaCl. Pressure ranges between 200 and 550 MPa (Mega Pascals) were used with short treatment times (in the order of seconds to several minutes), combined with a moderate initial temperature of 20 to 50 °C.The results of microbial inactivation were fitted to the mathematical model that best described the behavior of inactivation curves, allowing predicting the behavior of the microorganisms being treated by HHP under different environmental factors. Treatments by HHP of R. glutinis and P. aurantiogriseum around 350 - 400 MPa generated more than 5 log10 reductions on the initial contamination. The NaCl concentration present in the reference medium for these two microorganisms was an additional control factor. Regarding the effect of the substrate significant differences between the mean values obtained for the reference medium and the complex matrix (cheese) were observed, fresh cheese showed a lower reduction in the initial inoculated load. Due to the production processes of cheesemaking large amount of residual whey generated is a problem under the environmental point of view. In this thesis the use of residual liquid whey was also studied in conjunction with whey protein isolates (WPI) for the purpose of producing gels with a high biological value through various HHP processes. The various mixtures of whey and different percentages of WPI (5, 7, 11, 15% w/v) processed by HHP resulted in gels with different characteristics. The pH values, color (L * a * b *) vary slightly directly depending on the WPI concentration and the storage time. The hardness values and gumminess were modified depending on the liquid medium and the concentration of WPI. The use of cheese whey to gelation favored water retention, significantly reducing the syneresis under refrigeration. This study shows the potential of HHP as control measure, demonstrating the effectiveness of these treatments to prolong the shelf life of fresh cheeses and as unconventional technique to generate new textures that can have great industrial interest at the same time that revalorize some wastes. / [ES] La tecnología de las Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) emergió hace varios años como respuesta al interés de los consumidores por disponer de productos de una mayor calidad organoléptica y nutricional que los tradicionalmente procesados por calor. La industria agroalimentaria inicialmente mejoró sus procesos de conservación por calor desarrollando los tratamientos continuos HTST, UHT y el envasado aséptico. Sin embargo, a pesar de estas mejoras los productos alimenticios conservados por calor siguen presentando pérdidas en su calidad final. Aunque al principio la aplicación de las Altas Presiones Hidrostáticas en el campo de la alimentación se enfocó hacia la conservación, con el desarrollo de la tecnología y la investigación alrededor de ella han surgido nuevas aplicaciones que la hacen muy interesante para el sector. En este contexto, el objetivo de la presente tesis doctoral ha sido la aplicación de las Altas Presiones Hidrostáticas en la conservación de queso fresco y en la revalorización de subproductos de queserías. Para ello, se evalúa el efecto de los tratamientos por Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) sobre microorganismos patógenos (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) y alteradores (Rhodotorula glutinis, Penicillium aurantiogriseum, Pseudomonas fluorescens) de productos lácteos y el efecto de diversos factores presentes en los alimentos (cloruro sódico (NaCl), temperatura inicial de tratamiento) sobre la inactivación microbiana. Para estudiar este efecto se utilizó como medio de referencia agua peptona a concentraciones de 0; 0,1; 0,5; 0,8% de NaCl y como matriz compleja queso fresco con un contenido de 0,5% de NaCl. Se utilizaron intervalos de presión entre 200 y 550 MPa (Mega Pascales) con tiempos de tratamiento cortos (en el orden de segundos a varios minutos), combinados con una temperatura inicial moderada de 20 a 50 °C. Los resultados de inactivación microbiana se ajustaron al modelo matemático que mejor describía el comportamiento de las curvas de inactivación, lo que permite predecir el comportamiento de los microorganismos frente a las HHP y bajo los diferentes factores. En cuanto a las HHP para R. glutinis y P. aurantiogriseum tratamientos en torno a los 350 - 400 MPa generaron más de 5 reducciones log10 de la carga inicial. La concentración de NaCl presente en el medio de referencia para estos dos microorganismos fue un factor adicional de control. Con respecto al efecto del medio de trabajo se observaron diferencias significativas (p<0,05) entre los valores medios obtenidos para el medio de referencia y la matriz compleja (queso fresco): el queso fresco presentó una menor reducción en la carga inicial inoculada.Debido a los procesos productivos de la fabricación del queso se genera gran cantidad de suero lácteo residual que es un problema bajo el punto de vista medioambiental. En esta tesis también se estudió la utilización del suero lácteo líquido residual en conjunto con aislados proteicos del suero (WPI) con la finalidad de producir geles con un elevado valor biológico mediante diversos procesos de HHP. Las diversas mezclas de suero de queso junto con los porcentajes de 5, 7, 11, 15% p/v de WPI procesadas por HHP dieron lugar a geles con diversas características. Los valores de pH, color (L*a*b*) variaron ligeramente dependiendo directamente tanto de la concentración de WPI como del tiempo de almacenamiento. Los valores de dureza y gomosidad sufrieron modificaciones dependiendo del medio líquido y la concentración de WPI. La utilización de suero de queso para la formación del gel favoreció la retención de agua, reduciendo significativamente la sinéresis en refrigeración.Este estudio muestra el potencial de las HHP como una medida de control, demostrándose la efectividad de estos tratamientos para prolongar la vida útil de los quesos frescos y como técnica no convencional para generar nuevas texturas que pueden tener gran inte / [CA] La tecnologia de les altes pressions hidrostàtiques va emergir fa diversos anys com a resposta a l'interés dels consumidors per disposar de productes d'una qualitat organolèptica i nutricional major que la dels processats per calor tradicionalment. La indústria agroalimentària inicialment va millorar els seus processos de conservació per calor desenvolupant els tractaments continus HTST, UHT i l'envasat asèptic. No obstant això, malgrat aquestes millores els productes alimentaris conservats per calor continuen presentant pèrdues en la seua qualitat final.Tot i que al principi l'aplicació de les altes pressions hidrostàtiques en el camp de l'alimentació es va enfocar cap a la conservació, amb el desenvolupament de la tecnologia i la investigació al voltant d'ella han sorgit noves aplicacions que la fan molt interessant per al sector. En aquest context, l'objectiu de la present tesi doctoral ha sigut l'aplicació de les altes pressions hidrostàtiques en la conservació del formatge fresc i en la revalorització de subproductes de formatgeries. Per a això, s'avalua l'efecte dels tractaments per altes pressions hidrostàtiques (HHP) sobre microorganismes patògens (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) i alteradors (Rhodotorula glutinis, Penicillium aurantiogriseum, Pseudomonas fluorescens) de productes lactis i l'efecte de diversos factors presents als aliments (clorur sòdic (NaCl), temperatura inicial de tractament) sobre la inactivació microbiana. Per a estudiar aquest efecte es va utilitzar com a medi de referència aigua peptona a concentracions de 0; 0,1; 0,5; 0,8% de NaCl i com a matriu complexa formatge fresc amb un contingut de 0,5% de NaCl. Es van utilitzar intervals de pressió entre 200 y 550 MPa (Mega Pascals) amb temps de tractament curts (en l'orde de segons a diversos minuts), combinats amb una temperatura inicial moderada de 20 a 50 °C. Els resultats d'inactivació microbiana es van ajustar al model matemàtic que millor descrivia el comportament de les corbes d'inactivació, el que permet predir el comportament dels microorganismes front a les HHP i baix els diferents factors. En referència a les HHP per a R. glutinis i P. aurantiogriseum tractaments al voltant dels 350 - 400 MPa van generar més de 5 reduccions log10 de la càrrega inicial. La concentració de NaCl present en el medi de referència per a aquestos dos microorganismes va ser un factor addicional de control. Respecte a l'efecte del medi de treball es van observar diferències significatives (p<0,05) entre els valors mitjans obtinguts per al medi de referència i la matriu complexa (formatge fresc): el formatge fresc va presentar una menor reducció en la càrrega inicial inoculada. Degut als processos productius de la fabricació del formatge es genera gran quantitat de sèrum lacti residual que és un problema baix el punt de vista mediambiental. En aquesta tesi també es va estudiar la utilització del sèrum lacti líquid residual en conjunt amb aïllats proteics del sèrum (WPI) amb la finalitat de generar gels amb un elevat valor biològic mitjançant diversos processos de HHP. Les diverses mescles de sèrum de formatge juntament amb els percentatges de 5, 7, 11, 15% p/v de WPI processades per HHP van generar gels amb diverses característiques. Els valors de pH, color (L*a*b*) van variar lleugerament depenent directament tant de la concentració de WPI com del temps d'emmagatzematge. Els valors de duresa i gomositat van sofrir modificacions depenent del medi líquid i la concentració de WPI. La utilització del sèrum de formatge per a la formació del gel va afavorir la retenció d'aigua, reduint significativament la sinèresi en refrigeració.Aquest estudi mostra el potencial de les HHP com a una mesura de control, demostrant-s'hi l'efectivitat d'aquestos tractaments per a prolongar la vida útil dels formatges frescos i com a tècnica no convencional per a generar noves textures que poden tindre gran interés / Torres Bello, EF. (2016). Efecto del tratamiento por altas presiones hidrostáticas (HHP) en la calidad de queso fresco y en las proteínas de suero de queserías [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/72866 / Compendio