Antocianinas são pigmentos solúveis em água, pertencente à classe dos flavonoides. Podem ser encontradas nas formas glicosiladas e não-glicosiladas. A diversidade destas ocorre devido ao número e à posição de hidroxilas, metoxilas e açúcares na cadeia carbônica. São altamente instáveis e suscetíveis de degradação. O interesse no estudo é decorrente dos possíveis efeitos anticarcinogênico, antimicrobiano, antimutagênico e anti-oxidante. A atividade anti-oxidante está associada à capacidade que possuem em doar hidrogênios e elétrons a radicais livres. A CLAE tem sido a técnica mais indicada para análise destes pigmentos e, acoplada ao detector de arranjo de diodos, obtêm-se espectros dos compostos separados, conseguindo-se alta seletividade. Este trabalho tem como objetivos: otimizar a separação de oito antocianinas por CLAE-FR, otimizar a extração e estudar a hidrólise desses compostos em morango e medir a atividade anti-oxidante por derivatização pós-coluna, para estudo da relação retenção-propriedade anti-oxidante. A separação foi otimizada avaliando-se a composição e vazão da fase móvel, tempo de retenção das antocianinas e temperatura da coluna. O ótimo foi obtido com gradiente de eluição (25-55 %B) por 30 minutos, sendo: A - água e B - metanol ambos com HCl 0,1 % (v/v), coluna C18 mantida à 30ºC, vazão da fase móvel de 1,0 mL min-1 e identificação dos pigmentos a 522 nm. Extrações sólido-líquido, líquido-líquido e SPE foram testadas em amostras de morango. O processo também envolveu a seleção de solvente e ácido. A extração sólido-líquido apresentou maior eficiência. Polpas de morangos foram misturadas com solução de MeOH:HCl 5,5 % (v/v) e levadas ao ultrassom (20 ºC) por 10 minutos, procedimento repetido cinco vezes. A estabilidade do extrato foi avaliada por submissão do mesmo a altas temperaturas (80, 90 e 100 ºC) durante longo tempo e estocagem em freezer, geladeira e temperatura ambiente, mostrando que a degradação das antocianinas segue cinética de reação de primeira ordem. Para obtenção das agliconas foram executados ensaios de hidrólise ácida. O mecanismo da hidrólise da pelargonidina-3-glicosídeo foi avaliado e chegou-se a ótima condição de: extrato/HCl 8 mol L-1 (1:1, v/v) por 60 minutos a 100 ºC. No método desenvolvido, avaliou-se: linearidade, LD, LQ, exatidão, precisão e robustez. Por fim, desenvolveram-se estudos de medida da atividade anti-oxidante, por método de detecção online, acoplando um sistema de injeção em fluxo ao de separação, misturando uma solução de ABTS&#8226+ (100 µmol L-1) sob vazão de 1,27 mL min-1 aos compostos eluídos pela coluna cromatográfica. O resultado de curvas de calibração das antocianinas comparado ao padrão de referência (Trolox) indicou que o poder anti-oxidante de cada substância diminui na ordem: cianidina-3-glicosídeo, pelargonidina-3-glicosídeo, malvidina-3-glicosídeo, cianidina-3,5-diglicosídeo, delfinidina, cianidina, malvidina e pelargonidina. Um estudo teórico, baseado neste poder e na retenção dos compostos demonstrou que uma diminuição da retenção, por aumento na polaridade da molécula, implica em diminuição do poder anti-oxidante e ainda, relacionou o poder às características de ressonância, afetada pelos ângulos entre os sistemas de conjugação, bem como solvatação de grupos hidroxilas ligados à estrutura carbônica. / Anthocyanins are water soluble pigments, belonging to the class of flavonoids. They can be found in glycosylated and non-glycosylated forms. The diversity of these compounds is due to the number and position of hydroxyl, methoxyl and sugars attached to the carbon chain. They are highly unstable and susceptible to degradation. Interest in the study of these compounds is due to the possible anticancer, antimicrobial, antimutagenic and antioxidant properties. The antioxidant activity is associated with the capacity they have to donate protons and electrons to free radicals. The HPLC technique has been the most suitable for the analysis of these pigments and, coupled to a diode array detector, on-line spectra of the separated compounds can be obtained, achieving high selectivity. This work aims at optimizing the separation of eight anthocyanins by RP-HPLC, and developing methods for the extraction and hydrolysis of these compounds in strawberry; in addition, it includes the measurement of the antioxidant activity of anthocyanins by column post-derivatization, and the study of the quantitative relationship between retention and antioxidant property (QRPR). The separation was optimized by evaluating the composition and mobile phase flow rate, retention time of the anthocyanins and column temperature. The optimum was obtained with gradient elution (25-55% B) for 30 minutes with: A - water and B - methanol, both with 0.1% HCl (v / v), C18 column kept at 30 °C and mobile phase flow rate of 1.0 mL min-1; the dentification of the pigments were carried out at 522 nm. Solid-liquid extraction, liquid-liquid and SPE were tested on strawberry samples. The process also involved the selection of solvent and acid. The solid-liquid extraction showed greater efficiency. Strawberry pulps were mixed with a solution of 5.5% (v / v) MeOH HCl and cooled in ultrasound bath (20 ºC) for 10 minutes; the procedure was repeated five times. The stability was evaluated by submitting the extract at high temperatures (80, 90 and 100 ºC) for a long time and storage in a freezer, refrigerator and room temperature, showing that the degradation kinetics of anthocyanins followed a first order reaction. To obtain the aglycones, acid hydrolysis were performed. The mechanism of hydrolysis of pelargonidin-3-glucoside was evaluated and the best condition was: (1:1, v / v) extract : 8 mol L-1 HCl in 60 minutes at 100 ºC. The proposed method was validated with respect to: linearity, LOD, LOQ, accuracy, precision and robustness. Finally, studies to measure online the antioxidant activity of extracts were developed, coupling in parallel a flow injection system to the separation system, where a solution of ABTS•+ (100 µmol L-1) under a flow rate of 1.27 mL min-1 was mixed with the compounds eluted from the separation column. The resulting calibration curves of anthocyanins compared to Trolox indicated that the antioxidant power of each substance decreased in the order: cyanidin-3-glucoside, pelargonidin-3-glucoside, malvidin-3-glucoside, cyanidin-3,5-diglucoside, delphinidin, cyanidin, malvidin and pelargonidin. A theoretical study based on the antioxidant power and the retention of the compounds showed a decrease in retention due to an increase in the polarity of the molecule, implying in decreased antioxidant capacity, also related to the molecule resonance characteristics, affected by the angles between the systems conjugation, as well as the solvation of hydroxyl groups linked to the structure carbon.

Antocianinas são pigmentos solúveis em água, pertencente à classe dos flavonoides. Podem ser encontradas nas formas glicosiladas e não-glicosiladas. A diversidade destas ocorre devido ao número e à posição de hidroxilas, metoxilas e açúcares na cadeia carbônica. São altamente instáveis e suscetíveis de degradação. O interesse no estudo é decorrente dos possíveis efeitos anticarcinogênico, antimicrobiano, antimutagênico e anti-oxidante. A atividade anti-oxidante está associada à capacidade que possuem em doar hidrogênios e elétrons a radicais livres. A CLAE tem sido a técnica mais indicada para análise destes pigmentos e, acoplada ao detector de arranjo de diodos, obtêm-se espectros dos compostos separados, conseguindo-se alta seletividade. Este trabalho tem como objetivos: otimizar a separação de oito antocianinas por CLAE-FR, otimizar a extração e estudar a hidrólise desses compostos em morango e medir a atividade anti-oxidante por derivatização pós-coluna, para estudo da relação retenção-propriedade anti-oxidante. A separação foi otimizada avaliando-se a composição e vazão da fase móvel, tempo de retenção das antocianinas e temperatura da coluna. O ótimo foi obtido com gradiente de eluição (25-55 %B) por 30 minutos, sendo: A - água e B - metanol ambos com HCl 0,1 % (v/v), coluna C18 mantida à 30ºC, vazão da fase móvel de 1,0 mL min-1 e identificação dos pigmentos a 522 nm. Extrações sólido-líquido, líquido-líquido e SPE foram testadas em amostras de morango. O processo também envolveu a seleção de solvente e ácido. A extração sólido-líquido apresentou maior eficiência. Polpas de morangos foram misturadas com solução de MeOH:HCl 5,5 % (v/v) e levadas ao ultrassom (20 ºC) por 10 minutos, procedimento repetido cinco vezes. A estabilidade do extrato foi avaliada por submissão do mesmo a altas temperaturas (80, 90 e 100 ºC) durante longo tempo e estocagem em freezer, geladeira e temperatura ambiente, mostrando que a degradação das antocianinas segue cinética de reação de primeira ordem. Para obtenção das agliconas foram executados ensaios de hidrólise ácida. O mecanismo da hidrólise da pelargonidina-3-glicosídeo foi avaliado e chegou-se a ótima condição de: extrato/HCl 8 mol L-1 (1:1, v/v) por 60 minutos a 100 ºC. No método desenvolvido, avaliou-se: linearidade, LD, LQ, exatidão, precisão e robustez. Por fim, desenvolveram-se estudos de medida da atividade anti-oxidante, por método de detecção online, acoplando um sistema de injeção em fluxo ao de separação, misturando uma solução de ABTS&#8226+ (100 µmol L-1) sob vazão de 1,27 mL min-1 aos compostos eluídos pela coluna cromatográfica. O resultado de curvas de calibração das antocianinas comparado ao padrão de referência (Trolox) indicou que o poder anti-oxidante de cada substância diminui na ordem: cianidina-3-glicosídeo, pelargonidina-3-glicosídeo, malvidina-3-glicosídeo, cianidina-3,5-diglicosídeo, delfinidina, cianidina, malvidina e pelargonidina. Um estudo teórico, baseado neste poder e na retenção dos compostos demonstrou que uma diminuição da retenção, por aumento na polaridade da molécula, implica em diminuição do poder anti-oxidante e ainda, relacionou o poder às características de ressonância, afetada pelos ângulos entre os sistemas de conjugação, bem como solvatação de grupos hidroxilas ligados à estrutura carbônica. / Anthocyanins are water soluble pigments, belonging to the class of flavonoids. They can be found in glycosylated and non-glycosylated forms. The diversity of these compounds is due to the number and position of hydroxyl, methoxyl and sugars attached to the carbon chain. They are highly unstable and susceptible to degradation. Interest in the study of these compounds is due to the possible anticancer, antimicrobial, antimutagenic and antioxidant properties. The antioxidant activity is associated with the capacity they have to donate protons and electrons to free radicals. The HPLC technique has been the most suitable for the analysis of these pigments and, coupled to a diode array detector, on-line spectra of the separated compounds can be obtained, achieving high selectivity. This work aims at optimizing the separation of eight anthocyanins by RP-HPLC, and developing methods for the extraction and hydrolysis of these compounds in strawberry; in addition, it includes the measurement of the antioxidant activity of anthocyanins by column post-derivatization, and the study of the quantitative relationship between retention and antioxidant property (QRPR). The separation was optimized by evaluating the composition and mobile phase flow rate, retention time of the anthocyanins and column temperature. The optimum was obtained with gradient elution (25-55% B) for 30 minutes with: A - water and B - methanol, both with 0.1% HCl (v / v), C18 column kept at 30 °C and mobile phase flow rate of 1.0 mL min-1; the dentification of the pigments were carried out at 522 nm. Solid-liquid extraction, liquid-liquid and SPE were tested on strawberry samples. The process also involved the selection of solvent and acid. The solid-liquid extraction showed greater efficiency. Strawberry pulps were mixed with a solution of 5.5% (v / v) MeOH HCl and cooled in ultrasound bath (20 ºC) for 10 minutes; the procedure was repeated five times. The stability was evaluated by submitting the extract at high temperatures (80, 90 and 100 ºC) for a long time and storage in a freezer, refrigerator and room temperature, showing that the degradation kinetics of anthocyanins followed a first order reaction. To obtain the aglycones, acid hydrolysis were performed. The mechanism of hydrolysis of pelargonidin-3-glucoside was evaluated and the best condition was: (1:1, v / v) extract : 8 mol L-1 HCl in 60 minutes at 100 ºC. The proposed method was validated with respect to: linearity, LOD, LOQ, accuracy, precision and robustness. Finally, studies to measure online the antioxidant activity of extracts were developed, coupling in parallel a flow injection system to the separation system, where a solution of ABTS•+ (100 µmol L-1) under a flow rate of 1.27 mL min-1 was mixed with the compounds eluted from the separation column. The resulting calibration curves of anthocyanins compared to Trolox indicated that the antioxidant power of each substance decreased in the order: cyanidin-3-glucoside, pelargonidin-3-glucoside, malvidin-3-glucoside, cyanidin-3,5-diglucoside, delphinidin, cyanidin, malvidin and pelargonidin. A theoretical study based on the antioxidant power and the retention of the compounds showed a decrease in retention due to an increase in the polarity of the molecule, implying in decreased antioxidant capacity, also related to the molecule resonance characteristics, affected by the angles between the systems conjugation, as well as the solvation of hydroxyl groups linked to the structure carbon.

Tesis por compendio / [ES] El mercado de bebidas vegetales está experimentando un crecimiento constante debido a la creciente demanda de productos de origen vegetal. Dentro de este mercado, la bebida de almendra, perteneciente al grupo de las oleaginosas, destaca por su alto contenido en nutrientes, compuestos fenólicos y sus propiedades antioxidantes. Por otra parte, la generación masiva de residuos y subproductos por parte de la industria alimentaria representa uno de los mayores desafíos a nivel global. De acuerdo con la Comisión Europea, aproximadamente se desperdicia un 13% de la producción alimentaria mundial, equivalente a 366 millones de toneladas dentro de la Unión Europea. La industria alimentaria ha estado trabajando en la implementación de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) adoptados por las Naciones Unidas en 2015, con especial atención en el ODS 12, que promueve la producción responsable y sostenible. Este objetivo busca prevenir el desperdicio de alimentos, revalorizar residuos y promover la economía circular como parte de la Agenda 2030. En este contexto, el objetivo general de la presente tesis fue estudiar las posibilidades de revalorización del subproducto resultante del proceso de obtención de la bebida vegetal de almendra. Determinar las propiedades fisicoquímicas, tecnológicas y funcionales de la materia prima. Evaluar el efecto de la deshidratación (secado con aire caliente y liofilización) sobre las propiedades fisicoquímicas, el contenido de componentes bioactivos, su bioaccesibilidad y su influencia sobre la microbiota. Finalmente, se consideró la posibilidad de obtener un producto deshidratado con probióticos. La consecución de este objetivo se abordó desde tres enfoques que se presentan en tres capítulos en los que se ha estructurado el apartado de resultados. En el primer capítulo se evaluó el impacto del secado por aire caliente a 60 °C y 70 °C y de la liofilización, sobre las propiedades tecno-funcionales del bagazo de almendra. Se analizaron las curvas de secado y las isotermas de sorción. Luego, se evaluó el efecto del almacenamiento a temperatura ambiente y en condiciones aceleradas de los polvos obtenidos por ambos métodos de secado; durante 6 meses, se monitoreó el crecimiento microbiológico, la acidez, el índice de peróxidos, la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles. Finalmente, se evaluó la idoneidad del polvo de bagazo de almendra como sustituto en la elaboración de productos de panadería, concretamente galletas. Tanto el secado por aire caliente como la liofilización resultaron ser operaciones adecuadas para estabilizar el bagazo de almendra. Ambos métodos de secado, combinados con un triturado adecuado, proporcionaron polvos con propiedades favorables para su uso en la industria alimentaria. En relación con la actividad antirradical, no se presentaron diferencias significativas entre las muestras deshidratadas, si bien el contenido en fenoles totales fue mayor en las muestras liofilizadas. En cuanto al almacenamiento durante 6 meses, al finalizar dicho periodo se observó un aumento en la capacidad antirradical, así como en el contenido de fenoles totales, especialmente notable en las muestras secadas por aire caliente y sometidas a almacenamiento acelerado. Los valores de acidez e índice de peróxido aumentaron considerablemente durante el almacenamiento acelerado, posiblemente debido a la descomposición de los ácidos grasos. Finalmente, se evaluó la idoneidad del polvo de bagazo de almendra como ingrediente sustitutivo en la elaboración de productos de panadería. Los resultados mostraron la idoneidad del subproducto para ser utilizado como sustituto de la harina de trigo en la elaboración de galletas ya que proporcionó un producto de textura adecuada con mayor contenido en fibra y componentes con capacidad antirradical. / [CA] El mercat de begudes vegetals està experimentant un creixement constant a causa de la demanda creixent de productes d'origen vegetal. Dins aquest mercat, la beguda d'ametlla, pertanyent al grup de les oleaginoses, destaca pel seu alt contingut en nutrients, compostos fenòlics i propietats antioxidants. D'altra banda, la generació massiva de residus i subproductes per part de la indústria alimentària representa un dels desafiaments més grans a nivell global. D'acord amb la Comissió Europea, aproximadament es desaprofita un 13% de la producció alimentària mundial, equivalent a 366 milions de tones dins de la Unió Europea. La indústria alimentària ha estat treballant en la implementació dels Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS) adoptats per les Nacions Unides el 2015, amb especial atenció a l'ODS 12, que promou la producció responsable i sostenible. Aquest objectiu cerca prevenir el malbaratament d'aliments, revalorar residus i promoure l'economia circular com a part de l'Agenda 2030. En aquest context, l'objectiu general de la present tesi va ser estudiar les possibilitats de revaloració del subproducte resultant del procés d'obtenció de la beguda vegetal d'ametlla. Determinar les propietats fisicoquímiques, tecnològiques i funcionals de la matèria primera. Avaluar l'efecte de la deshidratació (assecat amb aire calent i liofilització) sobre les propietats fisicoquímiques, el contingut de components bioactius, la bioaccessibilitat i la influència sobre la microbiota. Finalment, es va considerar la possibilitat d'obtenir un producte deshidratat amb probiòtics. La consecució d'aquest objectiu es va abordar des de tres enfocaments que es presenten en tres capítols en el que s'ha estructurat l'apartat de resultats. En el primer capítol es va avaluar l'impacte de l'assecat per aire calent a 60 °C i 70 °C, i de la liofilització, sobre les propietats tecno-funcionals del bagàs d'ametlla. Es van analitzar les corbes d'assecat i les isotermes de sorció. Després, es va avaluar l'efecte de l'emmagatzematge a temperatura ambient i en condicions accelerades de les pols obtingudes pels dos mètodes d'assecat; durant 6 mesos, es va monitoritzar el creixement microbiològic, l'acidesa, l'índex de peròxids, la capacitat antioxidant i el contingut de polifenols. Finalment, es va avaluar la idoneïtat de la pols de bagàs d'ametlla com a substitut en l'elaboració de productes enfornats, concretament galetes. Tant l'assecat per aire calent com la liofilització van resultar ser operacions adequades per estabilitzar el bagàs d'ametlla. Ambdós mètodes d'assecat, combinats amb un triturat adequat, van proporcionar pols amb propietats favorables per al seu ús a la indústria alimentària. En relació amb l'activitat antirradical, no es van presentar diferències significatives entre les mostres deshidratades, si bé el contingut en fenols totals va ser més gran en les mostres liofilitzades. En relació amb l'emmagatzematge durant 6 mesos, en finalitzar aquest període es va observar un augment en la capacitat antirradical, així com en el contingut de fenols totals, especialment notable a les mostres assecades per aire calent i sotmeses a emmagatzematge accelerat. Els valors d'acidesa i índex de peròxid van augmentar considerablement durant l'emmagatzematge accelerat, possiblement degut a la descomposició dels àcids grassos. Finalment, es va avaluar la idoneïtat de la pols de bagàs d'ametlla com a ingredient substitutiu en l'elaboració de productes enfornats. Els resultats van mostrar la idoneïtat del subproducte per ser utilitzat com a substitut de la farina de blat en l'elaboració de galetes ja que va proporcionar un producte de textura adequada amb més contingut en fibra i components amb capacitat antirradical. / [EN] The vegetable beverage market is experiencing steady growth due to the increasing demand for products of vegetable origin. Within this market, the almond beverage, which belongs to the oilseed group, stands out for its high content of nutrients, phenolic compounds and antioxidant properties. On the other hand, the massive generation of waste and by-products by the food industry represents one of the major global challenges. According to the European Commission, approximately 13% of the world's food production is wasted, equivalent to 366 million tonnes within the European Union. The food industry has been working on the implementation of the Sustainable Development Goals (SDGs) adopted by the United Nations in 2015, with a particular focus on SDG 12, which promotes responsible and sustainable production. This goal aims to prevent food waste, revalue waste and promote the circular economy as part of the 2030 Agenda. In this context, the general objective of this thesis was to study the possibilities of revaluing the by-product resulting from the process of obtaining almond plant-based beverage. To determine the physicochemical, technological and functional properties of the raw material. Evaluate the effect of dehydration (hot air drying and freeze-drying) on the physicochemical properties, the content of bioactive components, their bioaccessibility and their influence on the microbiota. Finally, the possibility of obtaining a dehydrated product with probiotics was considered. The achievement of this objective was approached through three perspectives presented in three chapters, structuring the results section accordingly. In the first chapter, the impact of hot air drying at 60 °C and 70 °C and freeze-drying on the techno-functional properties of almond bagasse was evaluated. Drying curves and sorption isotherms were analysed. Then, the effect of storage at room temperature and under accelerated conditions of the obtained powders by both drying methods was evaluated; over a period of 6 months, microbiological growth, acidity, peroxide index, antioxidant capacity, and polyphenol content were monitored. Finally, the suitability of almond bagasse powder as a substitute in the production of bakery products, specifically biscuits, was assessed. Both hot air drying and freeze drying proved to be suitable operations to stabilise almond bagasse. Both drying methods, combined with appropriate grinding, provided powders with favourable properties for use in the food industry. Regarding the antiradical activity, there were no significant differences between the dehydrated samples, although the total phenol content was higher in the freeze-dried samples. After a 6-month storage period, an increase in antiradical capacity and total phenolic content was observed, particularly noticeable in the samples dried by hot air and subjected to accelerated storage. Acidity and peroxide index values increased considerably during accelerated storage, possibly due to the decomposition of fatty acids. Finally, the suitability of almond bagasse powder as a substitute ingredient in the production of bakery products was evaluated. The results indicated its suitability as a substitute for wheat flour in the production of biscuits, providing a product with appropriate texture, increased fibre content, and components with antiradical capacity. / Duarte Serna, S. (2024). Caracterización fisicoquímica, tecnológica y funcional del residuo procedente de la obtención de la bebida vegetal de almendra. Estrategias de valorización [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204146 / Compendio