[EN] Honey is the quintessential natural sweetener; it is widely consumed due to its flavour and excellent properties. Legal and commercial requirements have defined its quality targets: it can't contain toxic substances, external substances can't be added to it, and it has to maintain its natural characteristics with minimum changes until consumption. Lose of natural freshness is due to the handling and ambient conditions that honey is exposed to from harvesting until it reaches the consumer. The general objective of this PhD work was to evaluate the influence that time and temperature have on the changes in honey quality. Conditions during industrial processing (liquefaction and pasteurization) and previous storage were studied. HMF, diastase activity and colour change significantly when honey is submitted to different time/temperature conditions. On the contrary, water content, acidity and electric conductivity have no significantly changes when honey is submitted to these conditions. HMF and diastase activity change with the loss of honey quality (differently for each honey), increasing and decreasing respectively. These changes are greater during storage than in liquefaction and pasteurization process. HMF can be considered to be the best parameter for the evaluation of the losses in quality as the initial value of this parameter in recently collected honey is zero. On the contrary, diastase activity has different initial values depending of the type of honey due to the differences in the botanic origin of nectars or honeydews. Colour changes depend on the initial colour of the honey, in clear honey the changes are greater than in dark honey. A long storage time (at temperatures between 25 and 40ºC) can affect honey quality parameters considerably (HMF, diastase activity and colour); much more than liquefaction and pasteurization. The conditions recommended for liquefaction and pasteurization are: 45ºC for a period of time no longer than 72 hours (depending on the type of honey), and 75ºC for 4 minutes, respectively. Using these conditions the objectives of each stage are satisfied, with minor losses of qualityThe predictive capacity of a good model to predict HMF behaviour, according to time and temperature, increases when storage, liquefaction and pasteurization conditions are considered individually (compared to considering all the values together). Modelling HMF at each stage and for each individual honey seems to be the best solution to obtain a useful, accurate model. However, more measurements are needed in all conditions and for all the types of honey under consideration, to be conclusive. In summary, the liquefaction and pasteurization stages during the process of industrial packaging of honey don't have to be a risk factor in the loss of honey quality, if these stages are controlled adequately. However, it is the stage previous to industrial processing which is the most problematic in terms of the loss of honey quality. Not only due to the difficulty in controlling the environmental conditions during this period (especially in summer when honey can be exposed to high temperatures for long periods of time) but also due to the lack of knowledge about this problem. / [ES] La miel de abejas, considerada el edulcorante natural por antonomasia, es ampliamente consumida por su sabor y sus excelentes propiedades. Los requisitos legales y comerciales han llevado a definir sus objetivos de calidad: no puede contener sustancias ni microorganismos nocivos, no está permitida la incorporación de sustancias ajenas a ella o la eliminación de alguno de sus componentes y además, la miel debe mantener hasta el consumo, sus características naturales intrínsecas mínimamente alteradas. La pérdida de su frescura natural está influenciada por la manipulación y los condicionantes ambientales a los que las mieles están expuestas desde que son recolectadas del panal, hasta que llegan al consumidor. En este sentido el objetivo general de la presente tesis doctoral ha sido evaluar la influencia que, en la variación de la calidad de las mieles, tiene el tiempo y la temperatura de exposición, tanto para condiciones correspondientes a su procesado industrial (licuación y pasterización) como previas a él (almacenamiento). El HMF, la actividad diastásica y el color varían de forma significativa al ser sometidas las mieles a diferentes condiciones tiempo/temperatura. Por el contrario, la humedad, la acidez y la conductividad eléctrica no experimentan variaciones significativas. El HMF y la actividad diastásica evolucionan con la pérdida de calidad de las mieles (de forma diferente según tipo de miel), aumentando y disminuyendo, respectivamente y de forma más importante en la etapa de almacenamiento, en comparación con la licuación o la pasterización. Sin embargo, el HMF se puede considerar mejor parámetro indicador del deterioro ya que su valor en todas las mieles recién recolectadas es cero; al contrario de lo que sucede para la actividad diastásica cuyos valores iniciales difieren considerablemente en función del origen botánico del que proceden los néctares o las secreciones de las plantas que visitan las abejas. En cuanto al color, el cambio producido está muy influenciado por la coloración propia de cada miel; las variaciones en mieles claras son mucho mayores que en mieles oscuras. En la etapa de almacenamiento, los tiempos de residencia prolongados (a temperaturas entre 25 y 40ºC) pueden afectar considerablemente a los parámetros de calidad de la miel (HMF, actividad diastásica y color), incluso en mayor medida que en las condiciones de licuación y pasteurización. Con respecto a la licuación y la pasterización, las condiciones de trabajo recomendables serían: 45ºC durante un periodo no superior a las 72 horas (en función del tipo de miel) y 75ºC durante 4 minutos, respectivamente. De esta manera, se consiguen los objetivos propios de cada etapa (sin alterar en gran medida la calidad en las mieles. La capacidad predictiva de un modelo que sea útil para conocer el comportamiento del HMF, en función del tiempo y la temperatura, mejora cuando se consideran individualmente las condiciones de almacenamiento, licuación y pasterización. La modelización del HMF en cada etapa y de forma individual para cada miel parece ser la solución en la obtención de un modelo útil y suficientemente preciso. No obstante, para ser concluyentes en esta afirmación sería necesario disponer de un mayor número de medidas en todas las condiciones y para aquellas mieles de interés. En definitiva, las etapas de licuación y pasterización, que tienen lugar en el proceso industrial de envasado de la miel, no tienen por qué entrañar un riesgo en la pérdida de calidad de la miel; siempre y cuando las empresas las controlen adecuadamente. Sin embargo, es la etapa previa al proceso industrial la más problemática en relación a la pérdida de calidad de la miel, no solo por la dificultad de controlar las condiciones ambientales a las que pueden estar expuestas las mieles durante este periodo, sino también por el desconocimiento en sí de este problema. / [CA] La mel de abelles, considerada el edulcorant natural per antonomàsia, es àmpliament consumit pel seu sabor i les seus excel¿lents propietats. Els requisits legals i comercials han fet definir els seus objectius de qualitat: no pot contindre substàncies ni microorganismes nocius, no està permesa l'incorporació de substancies alienes a ella o l'eliminació d'algun dels seus components i a més a més, la mel deu mantindre fins al consum, les seues característiques naturals intrínseques mínimament alterades. La perduda de la seua frescor natural està influenciada por la manipulació i els condicionants ambientals als quals les mels estan exposats des que son recol¿lectades al rusc, fins que arriben al consumidor. En aquest sentit l'objectiu general de la present tesis doctoral ha sigut avaluar l'influencia que, en la variació de la qualitat de les mels, te el temps i la temperatura d'exposició, tant per a condicions corresponents al seu processat industrial (liquació i pasteurització) com prèvies a ell (emmagatzematge). El HMF, l'activitat diastásica i el color varien de forma significativa al ser sotmeses les mels a diferents condicions temps/temperatura. Per el contrari, la humitat, l'acidesa i la conductivitat elèctrica no experimenten variacions significatives. El HMF i l'activitat diastàsica evolucionen amb la pèrdua de qualitat de les mels (de forma diferent segons el tipus de mel), augmentant i disminuint, respectivament i de forma més important en l'etapa d'emmagatzematge, en comparació amb la liquació o la pasteurització. No obstant aixó, el HMF es pot considerar millor paràmetre indicador del deterior ja que el seu valor en totes les mels recent recol¿lectades es cero; al contrari del que passa amb l'activitat diastàsica, on els valors inicials varien considerablement en funció de l'origen botànic del que procedeixen els nèctars o las secrecions de les plantes que visiten les abelles. En quant al color, el canvi produït està molt influenciat per la coloració pròpia de cada mel, las variacions en mels clares son molt més grans que en mels obscures. En l'etapa d'emmagatzematge, els temps de residencia prolongats (a temperatures entre 25 y 40ºC) poden afectar considerablement als paràmetres de qualitat de la mel (HMF, activitat diastàsica y color), inclús en major mesura que en condicions de liquació i pasteurització. Respecto a la liquació i la pasteurització, les condicions de treball recomanables serien: 45ºC durant un període no superior a les 72 hores (en funció del tipus de mel) y 75ºC durant 4 minuts, respectivament. De esta manera, s'aconsegueixen els objectius propis de cada etapa, provocant la menor pèrdua de qualitat en les mels. La capacitat predictiva d'un model que siga útil per conèixer el comportament del HMF, en funció del tems i la temperatura, millora quan es consideren individualment les condiciones d'emmagatzematge, liquació i pasteurització (en comparació amb la consideració conjunta de totes les dades). La modelització del HMF en cada etapa y de forma individual per a cada mel pareix ser la solució en la obtenció d'un model útil y suficientment precís. No obstant, per a poder ser concloents en aquesta afirmació seria necessari disposar d'un major nombre de mesures en totes les condicions i per aquelles mels d'interès. En definitiva, les etapes de liquació i pasteurització, que tenen lloc en el procés industrial d'envasat de la mel, no tenen per què suposar un risc en la pèrdua de qualitat de la mel; sempre i quan les empreses les controlen adequadament. No obstant aixó, es l'etapa prèvia al proses industrial la mes problemàtica en relació a la pèrdua de qualitat de la mel, no sols per la dificultat de controlar les condicions ambientals a las que poden estar exposades les mels durant aquest període (especialment durant els mesos estivals en els que les temperatures poden arribar a ser elevades durant temps prolongats); si / Visquert Fas, M. (2015). Influencia de las condiciones térmicas en la calidad de la miel [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59393

[EN] The minimal processing of citrus fruits involves operations that can cause a physiological response of fruit. This can lead to a reduction in product shelf life, due to the development of off-flavors, as well as losses of bioactive compounds. The aim of this thesis was to evaluate the effect of peeling, segmentation, packaging atmosphere and storage temperature on quality maintenance of fresh-cut oranges, mandarins and grapefruits to determine those that minimize losses of quality. First, the appropriate storage temperature was selected. Then the effect of the method of peeling (enzymatic, thermal infusión and manual) and of segmentation the fruit on internal quality was compared. Last, the packaging in active and passive modified atmosphere compared with a microperforated packaging on the internal quality of 'Navelate' and 'Cara cara' oranges, 'Pixie' mandarin-type fruits and 'Star Ruby' grapefruits minimally processed was evaluated. The peeling was the processing step causing the highest quality losses, followed by modified atmosphere packing. Peeling by thermal infusion increased the acetaldehyde and ethanol production of oranges and mandarins and grapefruit quality was altered by the enzymatic method. Fruit segmentation reduced quality in oranges and grapefruits, but not in mandarins. Quality maintenance was highest when fruit was stored at 0-4 °C. Finally, oxygen concentration below 13% increased the ethanol content and should be avoided. All evaluated stages affect the overall internal quality of the fruits, though to varying degree. However, these losses in overall internal quality are mild and can be obtained a fresh product up to 7 days of storage at low temperatures, with the added value of to be easy to consume. / [ES] El procesamiento mínimo en frutos cítricos implica operaciones que pueden provocar una respuesta fisiológica del fruto. Esto puede llevar a una reducción de la vida útil del producto, debido al desarrollo de sabores desagradables, además de pérdidas de compuestos bioactivos. Es necesario conocer el efecto de distintas etapas sobre la calidad interna y seleccionar las condiciones de conservación más adecuadas para obtener un producto de calidad similar al fruto fresco. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto del descascarado, segmentación, atmósfera de envasado y temperatura de conservación sobre la modificación de diferentes parámetros de calidad interna en naranjas, mandarinas y pomelos mínimamente procesados, para determinar las etapas que minimicen las pérdidas de la calidad de fruta fresca. Para ello, se seleccionó la temperatura adecuada de conservación, se comparó el efecto del método de descascarado (enzimático, por infusión térmica o manual) y el efecto de la segmentación de los frutos, sobre la calidad interna. Por último, se comparó el envasado en atmósfera modificada activa y pasiva, con un envasado en envase microperforado, sobre la calidad interna de naranjas Navelate y Cara cara, mandarina Pixie y pomelo Star Ruby mínimamente procesados. Se observó que, de todas las etapas evaluadas, el método de descascarado fue el ocasionó pérdidas de calidad interna más importantes, y en segundo lugar la atmósfera de envasado con bajo nivel de oxígeno. El método de descascarado por infusión térmica provocó un aumento en el contenido de volátiles de las mandarinas y naranjas y el método enzimático alteró la calidad del pomelo. La segmentación acentuó la pérdida de calidad interna en naranjas y pomelos, pero no en mandarinas. Las temperaturas de conservación que evitaron pérdidas de calidad fueron de 0-4 ºC. En estas condiciones los frutos mantuvieron la calidad aceptable hasta 7 días, ya que con el paso del tiempo van aumentando las pérdidas de calidad. Por último, la atmósfera del envase con bajo nivel de oxígeno (inferior al 13%) provocó un aumento de volátiles, por lo que el empleo de una película perforada, que evita la reducción de oxígeno, minimiza las pérdidas de calidad interna. Se puede concluir que todas las etapas evaluadas afectan la calidad interna de los frutos mínimamente procesados observada de forma global, aunque en diferente medida. Sin embargo, estas pérdidas de la calidad interna son leves y se pueden obtener productos con buena calidad hasta 7 días de conservación a bajas temperaturas, con el valor agregado de la practicidad de consumo. / [CA] El processament mínim en fruits cítrics enclou operacions que poden provocar una resposta fisiològica del fruit. Açò pot produir una reducció de la vida útil del producte, a causa del desenrotllament de sabors desagradables, a més de pèrdues de compostos bioactives. És necessari conèixer l'efecte de distintes etapes sobre la qualitat interna i seleccionar les condicions de conservació més adequades per a obtindre un producte de qualitat semblant al fruit fresc. L'objectiu d'esta tesi va ser avaluar l'efecte del pelat, segmentació, atmosfera d'envasament i temperatura de conservació) sobre la modificació de diferents paràmetres de qualitat interna en taronges, mandarines i pomelos mínimament processats, per a determinar les etapes que minimitzen les pèrdues de la qualitat de fruita fresca. Per a això, es va seleccionar la temperatura adequada de conservació, es va comparar l'efecte del mètode de pelat (enzimàtic, per infusió tèrmica o manual) i l'efecte de la segmentació dels fruits, sobre la qualitat interna. Finalment, es va comparar l'envasament en atmosfera modificada activa i passiva, amb un envasament en envàs microperforació, sobre la qualitat interna de taronges Navelate i Cara cara, mandarina Pixie i pomelo Star Ruby mínimament processats. Es va observar que, de totes les etapes avaluades, el mètode de pelat va ser el que va va ocasionar pèrdues de qualitat interna més importants, i en segon lloc l'atmosfera d'envasament amb baix nivell d'oxigen. El mètode de pelat per infusió tèrmica va provocar un augment en el contingut de volàtils de les mandarines i taronges i el mètode enzimàtic va alterar la qualitat del pomelo. La segmentació va accentuar la pèrdua de qualitat interna en taronges i pomelos, però no en mandarines. Les temperatures de conservació que van evitar pèrdues de qualitat van ser de 0 a 4ºC. En estes condicions els fruits van mantindre la qualitat acceptable fins a 7 dies, ja que amb el pas del temps van augmentant les pèrdues de qualitat. Finalment, l'atmosfera de l'envàs amb baix nivell d'oxigen (< 13%) va provocar augment de volàtils, l'ús d'una pel¿lícula perforada, que evita la reducció d'oxigen, minimitza les pèrdues de qualitat interna. S'ha observat que totes les etapes avaluades afecten la qualitat interna dels fruits mínimament processats des d'un punt de vista global, encara que en diferent mesura. No obstant això, estes pèrdues de la qualitat interna són lleus i es poden obtindre productes amb bona qualitat fins a 7 dies de conservació a baixes temperatures, amb el valor agregat de la practicitat de consum. / Cocco, M. (2015). Estudio del efecto de las distintas etapas del procesamiento mínimo de frutos cítricos sobre su calidad interna global [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59403

[EN] In Argentina, minimal processing is an alternative for marketing citrus fruit by product differentiation, with added value and consumer friendly. The objective of this study was to evaluate three methods of peeling (manual, vacuum, 600 mm Hg at 55 °C, and enzymatic with 10 mg.L-1, 600 mm Hg at 45 °C) on physicochemical and sensory quality in oranges (Salustina, Navelina) and mandarins (Nova, Ellendale).The physicochemical parameters (soluble solids content, titratable acidity, maturity index, humidity, color, firmness and ethanol and acetaldehyde content) and sensory attributes developed in this study were analyzed. After peeling, the segments were stored at 5 ºC for 24h. Spoilage microorganisms of minimally processed citrus fruit were selected and different methods of disinfection and their combinations were analyzed. Visual attributes such as color and humidity showed greater influence of the peeling methods. Enzymatic and vacuum peeling showed similar effects on the sensory and physicochemical quality and both differed from manual peeling. Oranges and mandarins showed the same results. Rhodotorula glutinis was the most common yeast that was isolated from this commodity and its control was effective with 50 µg.L-1 sodium hypochlorite, UV-C 20 kJ.m-2 and 1 m immersion in water at 60 °C by itself or combined. Sodium hypochlorite 50 µg.L-1 + UV-C 20 kJ.m-2 was the most suitable treatment because it showed minor effect on internal quality, nevertheless this effect should be considered carefully when water is used at 60 °C for disinfection in the different combinations. The study showed the influence of different process variables on the physicochemical and sensory quality of oranges and mandarins. / [ES] RESUMEN El procesamiento mínimo en la Argentina es una alternativa en la comercialización de frutos cítricos para la diferenciación del producto, a través del agregado de valor o practicidad para su consumo. Por tal motivo el objetivo del presente trabajo fue estudiar la influencia de tres métodos de pelado (manual, infusión a vacío, 600 mm Hg a 55 ºC; y enzimático, con 10 mg.L-1, 600 mm Hg a 45 ºC) en la calidad de naranjas de las variedades Navelina y Salustiana, y mandarinas Nova y Ellendale. Se analizaron características fisicoquímicas (índice de madurez, color, contenido de compuestos volátiles y firmeza) y atributos sensoriales. Luego de 24 h de refrigeración a 5 ºC del proceso de pelado. Se seleccionaron microorganismos alterantes de gajos mínimamente procesados, y se analizaron distintos métodos de desinfección y sus combinaciones para el control. Los atributos visuales como el color y la humedad exterior, fueron los que presentaron mayor influencia del método de pelado, tanto en las mediciones instrumentales como sensoriales. Las variables evaluadas íntegramente demostraron que el pelado enzimático, y por infusión térmica, imparten características de calidad similares en los gajos, diferenciándose del pelado manual, efecto que fue influenciado por el estado de madurez. Este comportamiento se observó tanto en naranjas como en mandarinas. Se identificó la levadura Rhodotorula glutinis como una flora alterante de importancia en este tipo de productos, se obtuvo buenos controles de este microorganismo con tratamientos combinados dobles y triples de hipoclorito de sodio 50 µg.L-1, UV-C 20 kJ.m-2 e inmersion de 1 minuto en agua a 60 ºC. El tratamiento de hipoclorito de sodio a 50 µg.L-1 + UV-C 20 kJ.m-2 fue el más adecuado debido a que no se detectaron diferencias apreciables en la calidad interna, efecto que debe ser considerado de cuidado cuando se utiliza agua a 60 °C como método de desinfección en las combinaciones. Este estudio permitió identificar la influencia de distintas variables del proceso en la calidad fisicoquímica y sensorial de naranjas y mandarinas. / [CA] El processament mínim en l'Argentina és una alternativa en la comercialització de fruits cítrics per a la diferenciació del producte, a través de l'agregat de valor o facilitat per al seu consum. Per tal motiu, l'objectiu del present treball va ser estudiar la influència de tres mètodes de pelat (manual, infusió a buit, 600 mm Hg a 55 ºC; i enzimàtic, amb 10 mg L-1, 600 mm Hg a 45 ºC) en la qualitat de taronges de les varietats Navelina i Salustina, i mandarines Nova i Ellendale. Es van analitzar característiques fisicoquímiques (índex de maduresa, color, contingut de compostos volàtils i fermesa) i atributs sensorials desenvolupats en el present treball. Les determinacions es van realitzar després de 24 h de refrigeració a 5 ºC del procés de pelat. Es van seleccionar microorganismes alterants de gallons mínimament processats i es van analitzar distints mètodes de desinfecció i les seues combinacions per al control. Els atributs visuals com el color i la humitat exterior, van ser els que van presentar major influència del mètode de pelat, tant en les mesures instrumentals com sensorials. Les variables avaluades íntegrament demostren que el pelat enzimàtic i per infusió tèrmica, impartixen característiques de qualitat semblants en els gallons, diferenciant-se del pelat manual, efecte que és influenciat per l'estat de maduresa. Este comportament s'observa tant en taronges com en mandarines. Es va identificar al rent Rhodotorula glutinis com una flora alterant d'importància en este tipus de productes, obtenint bons controls d'este microorganisme amb tractaments combinats dobles i triples d'hipoclorit de sodi 50 µg.L-1, UV-C 20 kJ.m-2 e immersió de 1 minut en aigua a 60 ºC. El tractament d'hipoclorit de sodi a 50 µg.L-1 + UV-C 20 kJ.m-2 és més adequat pel fet que no es detecten diferències apreciables en la qualitat interna, efecte que ha de ser considerat d'atenció quan s'utilitza aigua a 60 °C com a mètode de desinfecció en les combinacions. Léstudi va permetre identificar la influència de distintes variables del procés en la qualitat fisicoquímica i sensorial de taronges i mandarines. / Bello, F. (2015). ESTUDIO DE LA CALIDAD DE NARANJAS Y MANDARINAS MÍNIMAMENTE PROCESADAS. INFLUENCIA DE VARIABLES DEL PROCESO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59412

[EN] Currently the demand for quality wines is increasing compared with a decrease of consumption of low quality wines. In this direction,most requested wines in market are most balanced, full bodied but without evidence of excessive astringency acidity or bitterness . Traditionally, Bobal variety produced wines with a powerful tannic and with some bitterness background, that excluded from the wine catalog To solve these shortcomings, there have been many studies on methods of agronomic cultivation of this variety,although they had not evaluated winemaking techniques adapted to the specific morphological characteristics of Bobal variety The objective of this study is to evaluate different methods of maceration applied to improving the quality of Bolbal red wines from analytical results of its polyphenolic composition and sensory.This has been done three tests with different systems of maceration. first it binds the study on the effect of different varieties (Garnacha, Bobal y Tempranillo) and then the maceration system response was studied Bobal grapes with two different grades maturation. To determine the method that best fits our purpose, wines obtained were evaluated by two analysis processes. At first it has obtained the profile of each wine polyphenolic composition obtained by laboratory analysis. Subsequently sensory evaluation is carried out and data derived from the assessment are processed using multi-criteria analysis techniques as a means of consolidating the results of the experts. / [ES] Actualmente la demanda de vinos de calidad va en aumento frente al descenso de consumo de los vinos gama baja. En este sentido, los vinos que más se solicitan en el mercado son los más equilibrados, con cuerpo pero sin que presenten aristas de exceso de astringencia acidez o amargor. Tradicionalmente, la variedad Bobal producía vinos con una potente carga tánica y con cierto amargor de fondo que los excluía del catálogo de vinos de calidad. Para paliar dichas deficiencias, hasta la fecha se han realizado multitud de estudios sobre los métodos de cultivo agronómico de esta variedad, aunque no se habían evaluado técnicas de vinificación adaptadas a las características morfológicas específicas de la variedad Bobal. El objetivo de este trabajo es la evaluación de diferentes métodos de maceración aplicados a la mejora de la calidad de vinos tintos de la variedad Bobal a partir de los resultados analíticos de su composición polifenólica y sensorial. Para ello se han realizado tres ensayos con distintos sistemas de maceración. Por una parte se aborda el estudio del efecto sobre distintas variedades (Garnacha, Bobal y Tempranillo) y posteriormente se ha estudiado la respuesta de los sistemas de maceración ante uvas de la variedad Bobal con dos grados de maduración diferentes. Para determinar cuál es el método que mejor se adapta a nuestro objetivo, los vinos obtenidos se han evaluado mediante dos procesos de análisis. En un primer momento se ha obtenido el perfil de la composición polifenólica de cada vino obtenido mediante análisis de laboratorio. Posteriormente se ha realizado una evaluación sensorial, los datos derivados de dicha evaluación se han procesado mediante técnicas de análisis multicriterio como herramienta capaz de homogeneizar los resultados de los expertos. / [CA] Actualment la demanda de vins de qualitat va en augment front al descens de consum dels vins de gamma baixa. En este sentit, els vins que més se sol¿liciten en el mercat són els més equilibrats, amb cos però sense que presenten arestes, d'excés d'astringència acidesa o amargor. Tradicionalment, la varietat Bobal produïa vins amb una potent càrrega tànnica i amb una certa amargor de fons, que els excloïa del catàleg de vins de qualitat. Per a pal¿liar estes deficiències, fins a la data s'han realitzat multitud d'estudis sobre els mètodes de cultiu agronòmic d'esta varietat, encara que no s'havien avaluat tècniques de vinificació adaptades a les característiques morfològiques específiques de la varietat Bobal. L'objectiu d'este treball és l'avaluació de diferents mètodes de maceració aplicats a la millora de la qualitat de vins negres de la varietat Bobal a partir dels resultats analítics de la seua composició polifenólica i sensorial. Per a això s'han realitzat tres assajos amb distints sistemes de maceració. D'una banda s'aborda l'estudi de l'efecte sobre distintes varietats (Garnatxa, Bobal i Tempranillo) i posteriorment s'ha estudiat la resposta dels sistemes de maceració davant de raïm de la varietat Bobal amb dos graus de maduració diferents. Per a determinar quin és el mètode que millor s'adapta al nostre objectiu, els vins obtinguts s'han avaluat per mitjà de dos processos d'anàlisi. En un primer moment s'ha obtingut el perfil de la composició polifenólica de cada vi obtingut per mitjà d'anàlisi de laboratori. Posteriorment s'ha realitzat una avaluació sensorial i les dades derivats de la dita avaluació s'han processat per mitjà de tècniques d'anàlisi multicriteri com a mètode per a homogeneïtzar els resultats dels experts. / López García, RC. (2016). Evaluación de diferentes métodos de maceración aplicados a la mejora de la calidad de vinos tintos de la variedad Bobal a partir de los valores de su composición polifenólica y sensorial, procesados mediante técnicas de análisis multicriterio [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61495

Tesis por compendio / [ES] «Aplicación de nuevas tecnologías a la alcalinización de cacao» es una tesis doctoral centrada, por un lado, en el estudio de los cambios fisicoquímicos y funcionales causados por dos técnicas de alcalinización alternativas a la convencional y, por otro, en la comparación de dichas propiedades con las de muestras comerciales. En el capítulo I, se describe un sistema de alcalinización basado en extrusión. Esta tecnología se ha aplicado a la alcalinización de cacao dada su capacidad de tratar la materia prima de forma rápida y continúa, y su bajo consumo energético. En primer lugar, se estudiaron los efectos de diversas variables de proceso sobre las propiedades fisicoquímicas y funcionales de cacaos en polvo. En general, de todas las variables, el tipo y la concentración de álcali fueron las principales responsables del incremento de pH, del oscurecimiento de las muestras y de la reducción en el contenido de compuestos funcionales. En cuanto a la humedad, fueron la temperatura y el contenido en agua las que mostraron causar los mayores efectos, llegando a producir reducciones de casi un 50%. Además de evaluarse el efecto de las diferentes variables, en este capítulo también se compararon los cacaos producidos mediante extrusión con los alcalinizados por el método convencional. Los resultados mostraron que la extrusión, en menos de cinco minutos, fue capaz de oscurecer y de producir cacaos en polvo con un perfil sensorial, una capacidad antioxidante y un contenido en polifenoles totales relativamente similar al de los productos comerciales. En cuanto al capítulo II, en este se ha estudiado la técnica de calentamiento por microondas como una alternativa al tratamiento de alcalinización tradicional. La tecnología microondas ha demostrado ser rápida, versátil y capaz de preservar las características funcionales y sensoriales, lo que ha hecho interesante su aplicación a la alcalinización de cacao. En los trabajos que forman este segundo capítulo, se estudiaron los efectos de diversas variables de proceso sobre el producto. En general, el tipo y la concentración de álcali fueron las variables principalmente responsables del oscurecimiento del cacao, del incremento del pH y de la reducción de las concentraciones de catequina y epicatequina. Sin embargo, el álcali empleado no redujo la actividad antioxidante ni al contenido en fenoles totales, propiedades que se vieron incrementadas por la presión, la potencia y la duración del tratamiento. Estos incrementos se relacionaron con la capacidad de estas variables para liberar a los polifenoles no extractables y para promover determinadas reacciones químicas. Además, también se estudió el efecto de las diferentes variables sobre la humedad. La potencia y la duración del tratamiento fueron las que se mostraron esenciales para lograr el secado del producto, llegando a producir reducciones de hasta el 70%. Por otro lado, además de estudiarse el impacto de las diferentes variables, también se compararon cacaos producidos por microondas con muestras producidas por el método convencional para evaluar su similitud con los cacaos comerciales. Los resultados mostraron que el microondas, en solo cuatro minutos, fue capaz de oscurecer el cacao y de mantener un perfil sensorial similar al producido por el método tradicional, a la par que conducía a una mejora en sus propiedades funcionales. En resumen, los métodos para la alcalinización de cacao desarrollados en el marco de la presente tesis doctoral han demostrado ser unas alternativas muy prometedoras a la tecnología convencional. Ambas técnicas no solo han sido capaces de oscurecer el cacao tanto como el método comercial en un tiempo mucho menor, sino que también han conseguido el secado parcial de la muestra y unas características sensoriales y funcionales comparables o incluso mejores que las del método convencional. / [CA] «Aplicació de noves tecnologies a l'alcalinització de cacau» és una tesi doctoral centrada, d'una banda, en l'estudi dels canvis fisicoquímics i funcionals causats per dos tècniques d'alcalinització alternatives a la convencional i, d'altra banda, en la comparació d'aquestes propietats amb les de mostres comercials. En el capítol I, es descriu un sistema d'alcalinització similar al convencional però basat en extrusió. Aquesta tecnologia s'ha aplicat a l'alcalinització de cacau per la seua capacitat de tractar la matèria primera de forma ràpida i continua, i pel seu baix consum energètic. En primer lloc, es van estudiar els efectes de diverses variables de procés sobre les propietats fisicoquímiques i funcionals de cacaus en pols. En general, de totes les variables, el tipus i la concentració d'àlcali van ser les principals responsables de l'increment de pH, de l'enfosquiment de les mostres i de la reducció en el contingut de compostos funcionals. Pel que fa a la humitat, van ser la temperatura i el contingut en aigua les que van causar els majors efectes, arribant a produir reduccions d'un 50%. A més d'avaluar l'efecte de les diferents variables, en aquest capítol també es van comparar els cacaus produïts mitjançant extrusió amb els alcalinizats pel mètode convencional. Els resultats van mostrar que l'extrusió, en menys de cinc minuts, va a ser capaç d'enfosquir i de produir cacaus en pols amb un perfil sensorial, una capacitat antioxidant i un contingut en polifenols totals relativament similar al dels productes comercials. Pel que fa al capítol II, en aquest s'ha estudiat la tècnica de calfament per microones com una alternativa a l'alcalinització tradicional. La tecnologia microones ha demostrat ser ràpida, versàtil i capaç de preservar les característiques funcionals i sensorials, el que ha fet interessant la seua aplicació a l'alcalinització de cacau. En els treballs que formen aquest segon capítol, es van estudiar els efectes de diverses variables de procés sobre el producte. En general, el tipus i la concentració d'àlcali van ser les variables principalment responsables de l'enfosquiment del cacau, de l'increment del pH i de la reducció de les concentracions de catequina i epicatequina. No obstant això, l'àlcali empleat no va reduir l'activitat antioxidant ni al contingut en fenols totals, propietats que es van incrementar per la pressió, la potència i la duració del tractament. Aquests increments es van relacionar amb la capacitat d'aquestes variables per alliberar els polifenols no extractables i per promoure determinades reaccions químiques. A més, també es va estudiar l'efecte de les diferents variables sobre la humitat. La potència i la duració del tractament van ser les que es van mostrar essencials per aconseguir la deshidratació del producte, arribant a produir reduccions de fins al 70%. D'altra banda, a més d'estudiar-se l'impacte de les diferents variables, també es van comparar els cacaus produïts per microones amb mostres produïdes pel mètode convencional per tal d'avaluar la seua similitud amb els cacaus comercials. Els resultats van mostrar que el microones, en només quatre minuts, va ser capaç d'enfosquir el cacau i de mantenir un perfil sensorial similar al produït pel mètode tradicional, al mateix temps que conduïa a una millora en les seues propietats funcionals. En resum, els mètodes per a l'alcalinització de cacau desenvolupats en el marc de la present tesi doctoral han demostrat ser unes alternatives molt prometedores per a substituir la tecnologia convencional. Les dos tècniques no només han estat capaces d'enfosquir el cacau tant com el mètode comercial en un temps molt menor, sinó que també han aconseguit la deshidratació parcial de la mostra i unes característiques sensorials i funcionals comparables a les del mètode convencional. / [EN] "Application of new technologies to cocoa alkalization" is a PhD thesis that aims to study the effects of two alternative techniques on the physicochemical and functional features of alkalized cocoa, and to evaluate their suitability to replace the traditional treatment. In chapter I, the conventional system for alkalization in closed and pressurized vessels has been replaced by extrusion. This technique has been proved to be a fast, continuous and less energy-consuming method, characteristics that the traditional system lacks and that have promoted its application to cocoa alkalization. On the one hand, the effects produced by temperature, water content and alkali type and concentration were evaluated on the physicochemical and functional features of cocoa. In general, alkali type and concentration were the main variables increasing the pH, darkening the sample, but also reducing the functional content, while water content and temperature exerted minor effects. On the other hand, the temperature and the water content were the variables exhibiting the greatest effect on the moisture content, leading to reductions of almost 50%. Moreover, the extrusion alkalization products were compared to traditionally produced cocoa powders based on physicochemical, functional and sensory criteria. The results revealed that extrusion was faster and able to dark cocoa in a greater extent than the conventional treatment and to produce sensory acceptable powders. These results confirm that extrusion is a feasible and promising alternative method able to alkalize cocoa in a fast, continuous and less energy-consuming manner. In chapter II, microwave heating has been studied as a substitute of the traditional alkalization treatment. This heating method has proven to be fast, versatile and able to preserve functional and sensory features of the treated products, which has made interesting its application to cocoa alkalization. The effects of the microwave heating technique on water content, power, duration, pressure application and alkali type and concentration were analyzed. In general, alkali type and concentration were the main variables inducing the darkening of cocoa, increasing its pH and reducing the concentrations of catechin and epicatechin. However, these variables did not affect the antioxidant activity and the total phenol content of the treated cocoas in comparison to the untreated one. Treatment pressure, power and duration exerted positive effects on the antioxidant activity, the total phenol content or both. These changes were related to the capacity of these variables, in combination with the alkali agent, to release non-extractable polyphenols from the matrix and to the induction of different chemical reactions. Additionally, the effects of the different variables were studied on the moisture content. Power and duration of the microwave heating treatment were decisive in the reduction of the water content, which was significantly reduced up to 70%. In terms of the evaluation of the suitability of the developed microwave heating alkalization method, the produced cocoas were compared to the traditionally alkalized ones in their physicochemical, functional and sensory characteristics. The developed fast microwave heating treatment showed to be able to dark cocoa as much as the traditional method, to produce sensory equivalent powders and to lead to the obtaining of cocoas with higher antioxidant activity and phenol content. In conclusion, this PhD thesis has applied extrusion and microwave heating as promising alternatives to cocoa alkalization. These technologies have demonstrated to dark cocoa in a significantly faster fashion than the traditional alkalization treatment, while keeping similar sensory profile and functional features, and substantially drying the product. / The authors would like to acknowledge the financial support of the Spanish Government and European Regional Development Fund (Project RTC-2016-5241- 2) / Valverde García, D. (2020). Application of new technologies to cocoa alkalization [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/140311 / Compendio

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

[EN] The evaluation of the quality of food products is a constant concern for the different actors in the production chain and requires the use of a number of analytical methods: physical, chemical, biochemical and sensory; which are destructive, time-consuming, are expensive, laborious and, in the case of sensory, subjective, which makes its application process online. Unlike traditional methodologies, hyperspectral imaging technology emerges as a non-destructive tool for quality assessment. In the Amazon Region (Peru) quality evaluation is performed with traditional methodologies, which has significant limitations as, for example, late detection of infections in crops, if coffee rust; the inability to determine adulteration, if the presence of starch in cheese; or, the subjective classification as quality standards, case marbling of beef. On the other hand, the application of hyperspectral imaging technology requires a series of steps for obtaining, processing and analysing information, which have been developed and implemented by various researchers, but have not been unified in one system and procedures for use by users unfamiliar with the depth of the computer analysis. In this context, this thesis has been planned in order to develop an IT application for the use of hyperspectral imaging technology to assess the quality of three food products in the Amazon Region (Peru). For this purpose it was necessary to create a number of subsystems, modules and routines, which were subsequently implemented by user windows (Guides) and functions using the mathematical software Matlab 2010ª. The applicability of the developed system was tested in three case studies: detecting the degree of rust infection in samples of coffee leaves detecting adulteration in samples of fresh cheese with starch at different concentrations, and classification according to samples marbling standards beef. As a result of the system development, the developed IT toolswere implemented in a software that allows easy use of them and that is compatible with the system by reflectance imaging. As for the cases studied, the analysis results of early infection coffee leaf rust, showed statistically significant differences from the analysis judges attributable to the increased sensitivity of the system. For the analysis of fresh cheese adulteration has been shown that the application of the hyperspectral imaging technique to detect adulteration cornmeal in cheese, based on the relationship between the reflectance and the starch content in samples of fresh cheese. Also, the implemented methodology, based on hyperspectral imaging technology, proved to be valid for the determination of the quality of beef based on the Japanese standard of marbling. An advanced version of the software could be patented and transferred to industry, at a later stage to the realization of this thesis. Such software could be designed so that could include progressively new useful tools in quality control of other agro-food processes. / [ES] La evaluación de la calidad de los productos agroalimentarios es una preocupación constante para los diversos actores de la cadena agroproductiva y requiere del uso de una serie de métodos de análisis: físicos, químicos, bioquímicos y sensoriales; los cuales son destructivos, demandan mucho tiempo, son costosos, laboriosos y, en el caso de los sensoriales, subjetivos, lo cual dificulta su aplicación en procesos en línea. Frente a las metodologías tradicionales, la tecnología de imágenes hiperespectrales surge como una herramienta no destructiva de evaluación de la calidad. En la Región Amazonas (Perú) la evaluación de la calidad se realiza con las metodologías tradicionales, lo cual presenta importantes limitaciones como, por ejemplo, la detección tardía de infecciones en cultivos, caso de la roya del café; la imposibilidad de determinar adulteraciones, caso de la presencia de almidón en queso fresco; o bien, la clasificación subjetiva según estándares de calidad, caso del marmoleado de carne de res. Por otro lado, la aplicación de la tecnología de imágenes hiperespectrales requiere de una serie de pasos para la obtención, procesado y análisis de la información, los cuales han sido desarrollados y aplicados por diversos investigadores, pero que no han sido unificados en unsistema y procedimiento para su uso por usuarios no familiarizados con la profundidad del análisis informático. En este contexto, la presente tesis doctoral se plantea con el fin de desarrollar una aplicación informática para el uso de la tecnología de imágenes hiperespectrales en la evaluación de la calidad de tres productos agroalimentarios de la Región Amazonas (Perú). Para ello, fue necesario crear una serie de subsistemas, módulos y rutinas, que posteriormente fueron implementadas mediante ventanas de usuario (Guides) y funciones, empleando el software matemático Matlab 2010ª. La aplicabilidad del sistema desarrollado se probó en tres casos de estudio: detección del grado de infección por roya en muestras de hojas de café, detección de la adulteración en muestras de queso fresco con almidón a distintas concentraciones, y clasificación según estándares de marmoleado de muestras de carne de res. Como resultado del desarrollo del sistema, las herramientas informáticas desarrolladas se implementaron en un software que permite fácil uso de las mismas y que es compatible con el sistema de adquisición de imágenes mediante en modo de reflactancia. En cuanto a los casos estudiados, los resultados del análisis de la infección temprana por roya en hojas de café, muestrandiferencias estadísticamente significativas con respecto al análisis por jueces, atribuiblesa la mayor sensibilidad del sistema. Para el análisis de la adulteración queso fresco se ha demostrado que la aplicación de la técnica de imágenes hiperespectrales permite detectar la adulteración por harina de maíz en queso fresco, en base a la relación entre la reflactanciay el contenido de almidón en muestras de queso fresco. Asimismo, la metodología implementada, basada en tecnología de imágenes hiperespectrales, probo ser válida para la determinación de la calidad de carne de res en base a la norma japonesa de marmoleado. Una versión avanzada del software podría ser patentada y transferida a la industria, en una fase posterior a la realización de esta tesis doctoral. Dicho software podría ser diseñado de tal forma que pudiera incluir de forma progresiva nuevas herramientas útiles en el control de calidad de otros procesos agroalimentarios. / [CA] L'avaluació de la qualitat dels productes agroalimentaris és una preocupació constant per als diversos actors de la cadenaagroproductiva i requereix de l'ús d'una sèrie de mètodes d'anàlisis: físics, químics, bioquímics i sensorials; els quals són destructius, demanden molt temps, són costosos, laboriosos i, en el cas dels sensorials, subjectius, la qual cosa dificulta la seua aplicació en processos en línia. Enfront de les metodologies tradicionals, la tecnologia d'imatges hiperespectrals sorgeix com una eina no destructiva d'avaluació de la qualitat. En la Regió Amazones (Perú) l'avaluació de la qualitat es realitza amb les metodologies tradicionals, la qual cosa presenta importants limitacions com, per exemple, la detecció tardana d'infeccions en cultius, cas de la roia del cafè; la impossibilitat de determinar adulteracions, cas de la presència de midó en formatge fresc; o bé, la classificació subjectiva segons estàndards de qualitat, cas del marmolejat de carn de cap de bestiar. D'altra banda, l'aplicació de la tecnologia d'imatges hiperespectrals requereix d'una sèrie de passos per a l'obtenció, processament i anàlisi de la informació, els quals han sigut desenvolupats i aplicats per diversos investigadors, però que no han sigut unificats en un únic sistema i procediment per al seu ús per usuaris no familiaritzats amb la profunditat de l'anàlisi informàtica. En aquest context, la present tesi doctoral es planteja amb la finalitat de desenvolupar una aplicació informàtica per a l'ús de la tecnologia d'imatgeshiperespectrals en l'avaluació de la qualitat de tres productes agroalimentaris de la Regió Amazones (Perú). Per a açò, va ser necessari crear una sèrie de subsistemes, mòduls i rutines, que posteriorment van ser implementades mitjançant finestres d'usuari (Guides) i funcions, emprant el programari matemàtic Matlab 2010ª. L'aplicabilitat del sistema desenvolupat es va provar en tres casos d'estudi: detecció del grau d'infecció per roia en mostres de fulles de cafè, detecció de l'adulteració en mostres de formatge fresc amb midó a diferents concentracions, i classificació segons estàndards de marmolejat de mostres de carn de cap de bestiar. Com a resultat del desenvolupament del sistema, les eines informàtiques desenvolupades es van implementar en un programari que permet un fàcil ús de les mateixes i que és compatible amb el sistema d'adquisició d'imatges mitjançant reflactància. Quant als casos estudiats, els resultats de l'anàlisi de la infecció primerenca per roia en fulles de cafè, mostren diferències estadísticament significatives pel que fa a l'anàlisi per jutges, atribuïbles a la major sensibilitat del sistema. Per a l'anàlisi de l'adulteració formatge fresc s'ha demostrat que l'aplicació de la tècnica d'imatges hiperespectrals permet detectar l'adulteració per farina de dacsa en formatge fresc, sobre la base de la relació entre la reflactpància i el contingut de midó en mostres de formatge fresc. Així mateix, la metodologia implementada, basada en tecnologia d'imatges hiperespectrals, va provar ser vàlida per a la determinació de la qualitat de carn de cap de bestiar sobre la base de la norma japonesa de marmolejat. Una versió avançada del programari podria ser patentada i transferida a la indústria, en una fase posterior a la realització d'aquesta tesi doctoral. Aquest programari podria ser dissenyat de tal forma que poguera incloure de forma progressiva noves eines útils en el control de qualitat d'altres processos agroalimentaris. / Castro Silupu, WM. (2016). Aplicación de la tecnología de imágenes hiperespectrales al control de calidad de productos agroalimentarios de la región de Amazonas (Perú) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63250

[EN] The Argentine Republic deploys a continuous growth of the citrus sector, both in fresh and processed fruits. The Argentine Citrus Federation reported an estimated total volume of 1,130,074 t of orange production in 2012. Entre Rios is the main orange producer province with 46% of the national production. Citrus production yield is affected by harmful organisms. Thus, protecting the plants to avoid yield decrease or product damage is of utmost importance. Furthermore, harvested product quality, as well as a higher farm productivity, must be ensured. Phytosanitary products are used in pre and post harvest treatments to control citrus fruit and plant diseases. Since these pesticides penetrate plant tissues, residues may be found in fresh produce as well as in products processed from these fruits. As the occurrence of phytosanitary products in food products is a risk for human health due to their toxicity it is important to control residues. This is a primary objective for whole fruit and juice concentrates. The optimization of adequate pesticide extraction, identification and quantification methods in different matrices allow the control of phytosanitary products. Due to the fact that many agrochemicals are used during field production and in the packing plant, this control is an important quality parameter to be examined when fruits are marketed, both as fresh produce and in fruit that will be shipped to the industry to be used as raw material. The objective of this study is to establish a correlation between levels of initial residues in fruits entering the plant and pesticide residue levels in orange juice concentrates. In order to reach this objective, analytical methodologies to determine chlorpyrifos, carbendazim, prochloraz and thiabendazole were validated by solid phase extraction and gas liquid chromatography tandem methods based on single and triple quadrupole were used for detection and quantification. Results for both matrices showed linear, accurate, highly precise and sensitive methods. Quantification limits for whole fruit were 0,050mg/kg chlorpyrifos, 0,10mg/kg para prochloraz and 0,010mg/kg carbendazim and thiabendazole. Quantification limits in juice concentrate were 0,010mg/kg for chlorpyrifos, carbendazim, prochloraz and thiabendazole. Calibration for real samples was performed on samples added with in order to include the matrix effect. Assessed residue values in fruit samples entering the processing plant were 1,46 mg/kg prochloraz, 0,076 mg/kg chlorpyrifos, 0,10 mg/kg carbendazim and 0,29 thiabendazole; while juice concentrate samples showed the following values: 0,36 mg/kg prochloraz, 0,033 mg/kg carbendazim and 0,167 mg/kg thiabendazole. No chlorpyrifos residues were detected. The methodology developed and applied in this study showed results that allow the correlation between residue levels initially detected in fresh fruit and those found in juice concentrates. To conclude, it is of utmost importance to perform controls of fruit entering the processing plant in order to detect possible pesticide residues that may persist in industrially processed products, such as orange juice concentrates. Thus, a decrease of residue levels could be btained by mixing pesticide free batches of fruit to ensure consumer health and contribute to commercial competitiveness. / [ES] La República Argentina manifiesta un continuo crecimiento del sector citrícola tanto en frutos frescos como en procesados. La Federación Argentina de Citrus informa que el volumen de producción total estimado para naranjas en Argentina es de 1.130.074 toneladas para el año 2012. Entre Ríos, ubicada como principal provincia productora de naranjas, aporta un 46% de la producción nacional. El rendimiento de la producción citrícola se ve continuamente afectado por organismos nocivos, siendo necesario proteger los vegetales, para evitar la disminución del rendimiento o daños a los productos, y garantizar tanto la calidad de los productos recolectados como una mayor productividad agrícola. Los productos fitosanitarios son utilizados en tratamientos pre y postcosecha para el control de las enfermedades en cítricos y vegetales en general. Estos penetran en los tejidos de la planta, pudiéndose así encontrar residuos tanto en los productos frescos como en productos procesados a partir de ellos. Dado que la presencia de fitosanitarios en estos productos constituye un riesgo para el ser humano, debido a su toxicidad, es importante controlar los residuos de los mismos, siendo un objetivo prioritario el control en fruta entera y jugos concentrados. La optimización de métodos adecuados de extracción, identificación y cuantificación de plaguicidas en distintas matrices, permiten tener un control de los productos fitosanitarios, lo que constituye un importante parámetro de calidad a examinar al momento de comercializar los frutos, dada la diversidad de agroquímicos utilizados durante la producción en campo y empaque. Este estudio tiene como propósito contribuir a relacionar los niveles residuales de agroquímicos tanto para fruta que ingresa a la industria como para su producto jugo concentrado de naranja, a fin de establecer una correlación entre los mismos, y validar metodologías analíticas para la determinación de clorpirifos, carbendazim, procloraz y thiabendazol, utilizando técnicas analíticas de extracción en fase sólida con Cromatografía Líquida y Gaseosa acopladas a detectores de Espectrometría de Masa tipo Simple cuadrupolo y triple cuadrupolo para su detección y cuantificación. Para ambas matrices los métodos resultaron lineales, precisos, de elevada exactitud y sensibilidad. Los límites de cuantificación, para fruta entera fueron: 0,050 mg/kg para clorpirifos, 0,10 mg/kg para procloraz y 0,010 mg/kg para carbendazim y tiabendazole. En jugos concentrados, los límites de cuantificación fueron de 0,010 mg/kg para procloraz, carbendazim, tiabendazole y clorpirifos. Para muestras reales el calibrado se realizó con muestras adicionadas para tener en cuenta el efecto matriz. Los residuos evaluados en muestras de frutas que ingresan a la industria presentaron valores del orden de 1,46 mg/kg para procloraz, 0,076 mg/kg para clorpirifos, 0,10 mg/kg para carbendazim y 0,29 mg/kg para tiabendazole, en tanto que, para muestras de jugos concentrados los valores hallados fueron en el orden de 0,033 mg/kg para carbendazím, 0,167 mg/kg para tiabendazole, 0,36 mg/kg para procloraz mientras que clorpirifos no fue detectado. Las metodologías desarrolladas y aplicadas arrojaron resultados que permiten establecer la correlación entre los niveles residuales determinados inicialmente en frutas frescas y los niveles hallados en jugos concentrados. Por lo antes expuesto podemos concluir que, cuando la fruta que ingresa para ser procesada en la industria presenta una carga de residuos de plaguicidas, estos residuos pueden persistir en los productos industriales tales como el jugo concentrado, por lo que se considera de importancia efectuar los controles necesarios en la industria como un parámetro más de calidad, ya que es posible disminuir los niveles de residuos efectuando mezclas con lotes libres de plaguicidas, y lograr así preservar la salud del consumidor y mantener la competitividad en los mercados. / [CA] La Republica Argentina manifesta un continu creiximent del sector CITRÍCOLA tant en fruits frescs com en processats. La Federacio Argentina de CITRUS informa que el volum de produccio total estimat per a taronjas en Argentina es de 1.130.074 tonellades per al any 2012. Entre Rius, ubicat com principal provincia productora de taronjas, aporta un 46% de la produccio nacional. El rendiment de la produccio citrícola se veu continuament afectat per organismes nocius, sent necessari protegir els vegetals, per a evitar la disminucio del rendiment o danys als productes, i garantisar tant la calitat dels productes recolectats com una major productivitat agricola. Els productes fitosanitaris son utilisats en tractaments pre y post-collita per al control de les malalties en citrics i vegetals en general. Estos penetren en els teixits de la planta, podent-se aixina trobar sostralls tant en els productes frescs, com en productes processats a partir d'ells. Tenint en conte que la presencia de fitosanitaris en estos productes constituix un risc per al ser huma, degut a la seua toxicitat, es important controlar els sostralls dels mateixos, sent un objectiu prioritario el control en fruita sancera i sucs concentrats. L'optimizacion de metodos adequats d'extraccio, identificacio i cuantificación de plaguicidas en distints matrius, permeten tindre un control dels productes fitosanitaris, lo que constituix un important parametro de calitat a examinar al moment de comercialisar els fruits, tant per al consum de fruita fresca com per al seu ofici com materia cosina en l'industria citrica donada la diversitat d'agroquimicos utilisats durant la produccio en camp i empaque. Este estudi te com proposit contribuir a relacionar els nivells residuals d'agroquimicos tant per a fruita que ingressa a l'industria com per al seu producte suc concentrat de taronja. A fi d'establir una correlacio entre els mateixos, validar metodologies analitiques per a la determinacio de clorpirifos, carbendazim, procloraz i thiabendazole, utilisant tecniques analitiques d'extraccio en fase sólida en cromatografía Liquida i Gaseosa acoplades a detectores d'espectrometría de Massa tipo Simple cuadrupolo i triple cuadrupolo per a la seua detección i cuantificación. Per a abdos matrius els metodos resultaren llinials, precisos, d'elevada exactitut i sensibilitat. Els llimits de cuantificación, per a fruita sancera foren, 0,050mg/kg per a clorpirifos, 0,10MG/KG per a procloraz i 0,010mg/kg per a carbendazim i thiabendazole. En sucs concentrats, els llimits de cuantificación foren de 0,010mg/kg per a procloraz, carbendazim, tiabendazole i clorpirifos. Per a mostres reals el calibrat se realisà en mostres adicionades per a tindre en conte l'efecte matriu. Els sostralls valorats en mostres de fruites que ingressen a l'industria presentaren valors de l'orde de 1,46mg/kg per a procloraz, 0,076mg/mg per a clorpirifos, 0,10mg/kg per a carbendazim i 0,29mg/kg per a tiabendazole, en tant que, per a mostres de sucs concentrats els valors trobats foren en l'orde de 0,033mg/kg per a carbendazim, 0,167mg/kg per a tiabendazole, 0,36mg/kg per a procloraz mentres que clorpirifos no fon detectat. Les metodologies desenrollades i aplicades llançaren resultats que permeten establir la correlacio entre els nivells residuals determinats inicialment en fruites fresques i els nivells trobats en sucs concentrats. Per lo abans expost podem concloure que, quan la fruita que ingressa per a ser processat en l'industria presenta una carrega de sostralls de plaguicidas, estos sostralls poden persistir en els productes industrials tals com el suc concentrat, per lo que se considera d'importancia efectuar els controls necessaris en l'industria com un parametro mes de calitat, ya que es possible disminuir els nivells de sostralls efectuant barreges en lots lliures de plaguicidas, i conseguir aixina preservar la salut del consumidor i mantindre la competitividad en els mercats. / Martínez, HJ. (2016). EVOLUCIÓN DE LOS RESIDUOS DE PLAGUICIDAS EN FRUTAS CÍTRICAS FRESCAS. INCIDENCIA SOBRE LOS JUGOS CÍTRICOS CONCENTRADOS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63466

Tesis por compendio / [EN] This work is focused on studying of hyperspectral and structured light based tridimensional image analysis about their application on quality and process control of cereal flour industry and derived products. The structured light based tridimensional image analysis has been used to develop a bread dough dynamic fermentation control system. Descriptors obtained from dough shape evolution were used to describe differences between wheat flour batches during fermentation process. In the same way, that system was used to characterize the effect of new ingredients on fermentation process. Those behaviors were analyzed joint to the intern structure of dough during the process, establishing relationships between it and the tridimensional information. Differences in fermentation process were also studied using hyperspectral image analysis. Flours were analyzed using the obtained diffuse reflectance spectra, which contained information within 400-1000 nm of wavelength range. Differences in several spectral bands were correlated with fundamental components of flours such as gluten. That spectral characterization of flours was used to detect adulterations with different grains. Adulterations until 2, 5% of oat, sorghum and corn were detected both flour and bread crumb. The hyperspectral image analysis was also used to control the heat treatment of wheat and oat flours, where spectral information was related to properties of end products. / [ES] El presente trabajo está centrado en el estudio de los sistemas de análisis de imagen hiperespectral y tridimensional basado en luz estructurada para su aplicación en el control de procesos y calidad de la industria harinera y de sus derivados. El sistema de imagen tridimensional basado en luz estructurada fue la base para el desarrollo de un sistema de monitorización en continuo de la fase de fermentación de masas panarias. A partir de descriptores desarrollados relacionados con la variación de la forma del producto durante la operación, se establecieron diferencias entre lotes de harinas de trigo y describió el comportamiento de masas reformuladas con nuevos ingredientes. Dicho comportamiento fue analizado en conjunto con la estructura interna de la masa durante la operación, estableciendo relaciones concretas entre esta y la información obtenida a partir de las imágenes. Las diferencias de comportamiento durante la operación de fermentación también fueron estudiadas mediante el sistema de imagen hiperespectral. En este caso, las harinas fueron analizadas directamente mediante imágenes espectrales, obteniendo espectros de reflectancia difusa en el rango de longitudes de onda 400-1000, donde se observaron diferencias en determinadas bandas del espectro. Dichas diferencias fueron correlacionadas con determinados componentes fundamentales como el gluten. La caracterización espectral de la harina de trigo se utilizó posteriormente para la detección de cereales diferentes mezclados con esta. Adulteraciones de hasta un 2,5% de avena, sorgo y maíz fueron detectadas tanto en harina como en panes de trigo. El análisis de imagen hiperespectral también ha sido aplicado al control del tratamiento térmico de harinas de trigo y avena, donde se ha conseguido relacionar la información espectral con las características del producto final. / [CA] El present treball està centrat en l'estudi dels sistemes d'anàlisis d'imatge hiperespectral i tridimensional basat en llum estructurada per a la seua aplicació en el control de processos i qualitat de la indústria farinera i dels seus derivats. El sistema d'imatge tridimensional basat en llum estructurada va ser la base per al desenvolupament d'un sistema de monitoratge en continu de la fase de fermentació de masses panaries. A partir dels descriptors desenvolupats relacionats amb la variació de la forma del producte durant l'operació, es van establir diferències entre lots de farines de blat i es va descriure el comportament de masses reformulades amb nous ingredients. Aquest comportament va ser analitzat en conjunt amb l'estructura interna de la massa durant l'operació, establint relacions concretes entre aquesta i la informació obtinguda a partir de les imatges. Les diferències de comportament durant l'operació de fermentació també van ser estudiades mitjançant el sistema d'imatge hiperespectral. En aquest cas, les farines van ser analitzades directament mitjançant imatges espectrals, obtenint espectres de reflectància difusa en el rang de longituds d'ona 400-1000, on es van observar diferències en determinades bandes de l'espectre. Aquestes diferències van ser correlacionades amb determinats components fonamentals com el gluten. La caracterització espectral de la farina de blat es va utilitzar posteriorment per a la detecció de cereals diferents barrejats amb aquesta. Adulteracions de fins a un 2,5% de civada, sorgo i dacsa van ser detectades tant en farina com en pans de blat. L'anàlisi d'imatge hiperespectral també ha sigut aplicat al control del tractament tèrmic de farines de blat i civada, on s'ha aconseguit relacionar la informació espectral amb les característiques del producte final. / Verdú Amat, S. (2016). Aplicación del análisis de imagen hiperespectral y tridimensional al control de procesos y productos en la industria harinera y sus derivados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/65354 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Tesis por compendio / The development of novel bio-based materials with antimicrobial properties for active packaging applications is a topic of significant interest. The current PhD thesis deals with the development of biotechnologically derived polyhydroxyalkanoates (PHAs) based on nanometals for antimicrobial active food packaging applications. Initially, silver nanoparticles (AgNPs) were produced by chemical reduction and stabilized in situ within unpurified poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate), PHBV18 (18 mol% valerate) suspensions previously obtained from mixed microbial cultures. The stabilized AgNPs were subsequently used to develop PHAs-AgNPs nanocomposites following two different strategies: 1) a direct melt-blending process where the AgNPs were added to the PHBV3 (3% mol valerate) from a highly dispersed and distributed enriched masterbatch form and, 2) as an annealed electrospun coating of PHBV3/PHBV18/AgNPs over compression molded PHBV3. The implementation of both strategies resulted in active nanocomposites with strong antimicrobial activity against food-borne pathogens, being the electrospinning coating technique the most efficient one in reducing the bacterial and virus population, even at very low AgNPs loading (from 0.002 to 0.04% wt.). As an alternative route, an integrated bioprocess for the biological synthesis of AgNPs and polyhydroxybutyrate (PHB) from the fermentation process with Cupriavidus necator was also carried out. Interestingly, this work demonstrated for the first time, the inherent capacity of C. necator to reduce silver nitrate and produce AgNPs without the need for adding a reducing agent. The process was successfully optimized and scaled-up to a fully automated 10 liters bioreactor. Finally, because of the limitations of the use of AgNPs in food applications, antimicrobial PHAs films based on zinc oxide (ZnO) and copper oxide (CuO) nanoparticles were prepared according to the previously developed strategies but in this case, a melt-mixing process of preincorporated ZnO into unpurified PHBV18 fiber mats made by electrospinning was also carried out to stabilize the metal nanoparticles. The effect of ZnO nanoparticles morphology and the method of ZnO/CuO incorporation on the morphological, optical, thermal, mechanical and barrier properties of the resulting active films as well as their influence on the antimicrobial (bactericide and virucidal) performance were studied. Thus, this PhD thesis represents a significant step forward in the understanding of the antimicrobial efficacy of highly dispersed and distributed nanometals and highlights the suitability of the developed PHAs/nanometals materials for antimicrobial applications and in particular for antimicrobial active food packaging applications. / El desarrollo de nuevos biomateriales con propiedades antimicrobianas para aplicaciones de envasado activo resulta un tema de gran interés en la actualidad. La presente tesis doctoral estudia el desarrollo por vía biotecnológica de polihidroxialcanoatos (PHAs) conteniendo nanometales para aplicaciones de envasado activo antimicrobiano de alimentos. En primer lugar, se produjeron nanopartículas de plata (AgNPs) por reducción química y se estabilizaron in situ en una suspensión de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) no purificado, PHBV18 (18% en moles de valerato), obtenido previamente a partir de cultivos mixtos microbianos. Posteriormente, las AgNPs estabilizadas se utilizaron para desarrollar nanocompuestos de PHAs-AgNPs siguiendo dos estrategias diferentes: 1) un proceso de mezclado-fundido en donde las AgNPs se añadieron al PHBV3 (3% mol de valerato) a partir de un masterbatch de nanopartículas altamente dispersas y distribuidas y, 2) como una estructura bicapa formada por un recubrimiento a base de PHBV/PHBV18/AgNPs depositado sobre un film de PHBV3 obtenido por moldeo por compresión. La aplicación de ambas estrategias dio lugar a nanocompuestos activos con una fuerte actividad antimicrobiana frente a patógenos transmitidos por los alimentos, siendo la estructura bicapa la más eficaz en la reducción de la población bacteriana y viral, incluso a una carga muy baja de AgNPs (de 0.002 a 0.04% en peso). Como ruta alternativa, también se llevó a cabo un proceso integrado de fermentación con Cupriavidus necator para la síntesis biológica de AgNPs y polihidroxibutirato (PHB). En este trabajo se demostró, por primera vez, la capacidad inherente de C. necator para reducir nitrato de plata y producir AgNPs sin la necesidad de añadir un agente reductor. El proceso fue optimizado y escalado satisfactoriamente a un biorreactor automatizado de 10 litros. Finalmente, debido a las limitaciones del uso de AgNPs en aplicaciones alimentarias, se prepararon films antimicrobianos de PHAs basados en nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) y óxido de cobre (CuO) de acuerdo con las estrategias previamente desarrolladas. Adicionalmente, ambas estrategias se compararon con una tercera basada en la preincorporación de ZnO en fibras de PHBV18 no purificado y su posterior mezclado-fundido con polímero virgen. Se estudió el efecto de la morfología de las nanopartículas de ZnO y del método de incorporación de ZnO/CuO sobre las propiedades morfológicas, ópticas, térmicas, mecánicas y de barrera de los films activos resultantes, así como su influencia en el comportamiento antimicrobiano (bactericida y virucida). Por lo tanto, esta tesis doctoral representa un avance significativo en la comprensión de la eficacia antimicrobiana de nanometales altamente dispersos y distribuidos y destaca la idoneidad de los materiales desarrollados a base de PHAs y nanometales para aplicaciones antimicrobianas y, en particular, para aplicaciones de envasado de alimentos activos antimicrobianos. / El desenvolupament de nous materials d'origen biològic amb propietats antimicrobianes per a aplicacions d'envasament actiu és un tema d'interès significatiu. La tesi doctoral actual s'ocupa del desenvolupament de polihidroxialcanoats (PHA) reforçats amb nanometals per via biotecnològicament per a aplicacions d'envasat actiu antimicrobià d'aliments. Inicialment, les nanopartícules de plata (AgNPs) van ser produïdes per reducció química i estabilitzades in situ dins en suspensions de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) sense purificar, PHBV18 (18 mol% de valerat), prèviament obtinguts a partir de cultius mixtes microbians. Las AgNPs estabilitzades es van usar posteriorment per a desenvolupar nanocompostos de PHA's- AgNPs seguint dues estratègies diferents: 1) Procés directe de barreja en fusió que no utilitza dissolvents orgànics o estabilitzants addicionals i on es van afegir les AgNPs al PHBV3 (3% mol valerato) a partir d¿un masterbath on estaven perfectament disperses i distribuïdes 2) com una estructura bicapa formada per un recobriment de PHBV3 / PHBV18/AgNPS que es deposita sobre un film de PHBV3 obtingut per modelat per compressió. L'aplicació d'ambdues estratègies va donar lloc a nanocompostos actius amb una forta activitat antibacteriana enfront de patògens transmesos pels aliments, sent l'estructura de doble capa la més eficaç en la reducció de la població bacteriana i viral, fins i tot a una càrrega molt baixa de AgNPs (de 0.002-0.04% en pes). Com ruta alternativa, també es va dur a terme un procés integrat de fermentació amb Cupriavidus necator per a la síntesi biològica de AgNPs i polihidroxibutirato (PHB). En aquest treball es demostra, per primera vegada, la capacitat inherent de C. necator per reduir la sal de plata i produir AgNPs sense la necessitat d'afegir un agent reductor. El procés va ser optimitzat i escalat satisfactòriament a un bioreactor de 10 litres. Finalment, a causa de les limitacions de l'ús de nanopartícules de plata en aplicacions alimentàries, es van preparar films antimicrobians de PHA que incorporessin nanopartícules d'òxid de zinc (ZnO) i òxid de coure (CuO) d'acord amb les estratègies prèviament desenvolupades. Les dues estratègies es van comparar amb una tercera basada en la preincorporació de ZnO en fibres de PHBV18 no purificat i aquestes fibres es van barrejar posteriorment amb polímer verge. Es va estudiar l'efecte de la morfologia de les nanopartícules de ZnO i el mètode de la incorporació de ZnO/CuO sobre les propietats morfològiques, òptiques, tèrmiques, mecàniques i de barrera dels films actius resultants, així com la seva influència en el comportament antimicrobià (bactericida i virucida). Per tant, aquesta tesi doctoral representa un pas endavant significatiu en la comprensió de l'eficàcia antimicrobiana de nanometales altament dispersos i distribuïts i posa en relleu la idoneïtat dels materials desenvolupats basats en PHAs i nanometals per a aplicacions antimicrobianes i, en particular, per a aplicacions d'envasat d'aliments actius antimicrobians. / Castro Mayorga, JL. (2017). Biotechnological routes for the development of antimicrobial nano-metal based polyhydroxyalkanoates for active food packaging applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/85678 / Compendio