Mercury (Hg) is a toxic metal widely distributed in the environment. The main route of exposure for humans is the diet, where it is presented in inorganic form [Hg(II)] or as methylmercury (CH3Hg). Seafood products, especially large marine predators, and mushrooms are the foods with the highest concentrations of this metal. The need to reduce Hg exposure of the population, especially those living in contaminated areas or those in which seafood products are an important basis of their diets, is a priority. However, it is not an easy task to avoid food contamination or to eliminate the contaminant prior to its consumption. It is therefore necessary to search for alternative ways to reduce exposure to Hg without eliminating from the diet these food products with a high nutritional value. One of these possible ways of action is to reduce selectively the arrival of Hg into the bloodstream after oral intake, without compromising the arrival of other essential elements and using for that purpose compounds whose food safety have been proven. This has been the main objective of this PhD thesis. An initial characterization of the bioaccessible fraction of foods with high Hg contents was carried out to determine the risk associated with their intake. The data show that the amount of Hg that is released during the digestion of the food is lower than the initial content of Hg in the sample and that it is especially affected by the gastric pH and, in the case of seafood products, also by the pepsin and pancreatic lipase concentrations. The evaluation of the molar ratio selenium (Se)/Hg shows that in the bioaccessible fractions, there is usually a molar excess of Se, which according to some studies indicates a lower risk associated to the exposure. Thus, although a significant proportion of these matrices exceed the maximum level for Hg and their intake would exceed the recommended weekly intake, the associated risk may not be so high if, as it has observed in vitro, the arrival of Hg in the systemic circulation is lower than expected and the contribution of Se and its absorption are high. The attempt to decrease the bioavailability of Hg has been addressed by the search for food components or food-grade microorganisms capable of decreasing the bioaccessibility of Hg after digestion or of diminishing its transport through the intestinal wall. Initial approaches have been carried out in vitro using simulated gastrointestinal digestion and cellular models of intestinal epithelium. It has been evidenced that certain types of cellulose, tannic acid, pectin and lignin are food compounds with a high binding capacity to both mercurial forms, which is maintained during gastrointestinal digestion and they are even effective in reducing the bioaccessibility of Hg from seafood products and mushrooms. These treatments do not modify the initial chemical form of Hg; however, they have the disadvantage that in some cases they reduce the bioaccessibility of essential elements. It has also been shown that digestion in the presence of lactic acid bacteria of the genus Lactobacillus and Saccharomyces cerevisiae also results in a high reduction of the bioaccessibility of Hg in aqueous solution and of Hg present in mushrooms; however, these strategies are not effective reducing the bioaccessibility of Hg present in seafood products. The analysis of the factors that could influence the inefficiency of these microorganisms in seafood products indicates that possibly the form in which Hg is released from the food matrix prevents this metal from being uptaked by bacteria and yeasts. On the other hand, it has been shown that there are dietary components, especially those with thiol groups (cysteine, GSH and homocysteine) and supplements rich in these components, as well as strains of Lactobacillus and S. cerevisiae that can reduce the transport of Hg(II) and CH3Hg through the monolayer of intestinal cells, thus affecting directly the absorption of Hg. ... / El mercurio (Hg) es un metal tóxico ampliamente distribuido en el medio ambiente. La principal vía de exposición para el ser humano la constituye la dieta, donde se presenta en forma inorgánica [Hg(II)] o como metilmercurio (CH3Hg). Dentro de los alimentos que presentan elevados contenidos de este metal destacan los productos pesqueros, especialmente los grandes depredadores marinos, y las setas. La necesidad de reducir la exposición a Hg de la población, especialmente de aquellos grupos que viven en zonas contaminadas o aquellas poblaciones en las que los productos pesqueros son una base importante de sus dietas es una prioridad. Sin embargo, no es una tarea fácil evitar la contaminación del alimento o eliminar el contaminante previo a su consumo. Es por tanto necesario buscar vías alternativas para disminuir la exposición a Hg sin eliminar de la dieta alimentos con un alto valor nutritivo. Entre estas posibles vías de actuación está la de reducir selectivamente la llegada del tóxico a la circulación sanguínea tras su ingesta oral, sin comprometer la llegada de otros elementos esenciales y empleando para tal fin, compuestos cuya seguridad alimentaria esté probada. Este ha sido el objetivo principal de la presente tesis doctoral. Se ha llevado a cabo una caracterización inicial de la fracción bioaccesible de los alimentos con mayores contenidos de Hg para determinar el riesgo asociado a su ingesta. Los datos han mostrado que la cantidad de Hg que se libera durante la digestión del alimento es inferior al contenido inicial de la muestra y que ésta se ve especialmente afectada por el pH de la digestión gástrica y, en el caso de productos pesqueros, por la concentración de pepsina y lipasa pancreática. La evaluación del ratio molar selenio (Se)/Hg muestra que en las fracciones bioaccesibles hay por lo general, un exceso molar de Se, lo que según algunos estudios indica un menor riesgo asociado. Así, aunque una parte importante de estas matrices superan el límite legislado para Hg y su ingesta superaría la ingesta semanal recomendada, puede que el riesgo asociado no sea tan elevado si tal y como se observa in vitro la llegada de Hg a la circulación sistémica es menor de la esperada y el aporte de Se y su absorción son elevados. El intento de disminuir la biodisponibilidad de Hg se ha abordado mediante la búsqueda de componentes alimentarios o microrganismos de grado alimentario capaces de disminuir la bioaccesibilidad del Hg tras la digestión o de disminuir su transporte a través de la pared intestinal. Las aproximaciones iniciales se han llevado a cabo in vitro empleando una digestión gastrointestinal simulada y modelos celulares de epitelio intestinal. Se ha evidenciado que determinados tipos de celulosa, el ácido tánico, la pectina y la lignina son compuestos alimentarios con una elevada capacidad de unión a ambas formas mercuriales, la cual se mantiene durante la digestión gastrointestinal, incluso se muestran eficaces reduciendo la bioaccesibilidad de Hg desde productos pesqueros y setas. Estos tratamientos no modifican la forma química inicial del Hg, sin embargo, presentan el inconveniente de que en algunos casos reducen la bioaccesibilidad de elementos esenciales. Asimismo, se ha puesto de manifiesto que la digestión en presencia de bacterias lácticas del género Lactobacillus y de Saccharomyces cerevisiae también produce una elevada reducción de la bioaccesibilidad del Hg en disolución acuosa y del Hg presente en setas; sin embargo, estas estrategias no son efectivas reduciendo la bioaccesibilidad del Hg presente en productos pesqueros. El análisis de los posibles factores que influyen en la ineficacia de estos microrganismos en productos pesqueros indica que posiblemente la forma en que se libera el Hg de la matriz alimentaria impide que este metal pueda ser captado por bacterias y levaduras. Por otro lado, se ha puesto de manifiesto que existen componentes de la dieta, / El mercuri (Hg) és un metall tòxic àmpliament distribuït en el medi ambient. La principal via d'exposició per a l'ésser humà la constitueix la dieta, on es presenta en forma inorgànica [Hg(II)] o com a metilmercuri (CH3Hg). Dins dels aliments que presenten elevats continguts d'aquest metall destaquen els productes pesquers, especialment els grans depredadors marins, i els bolets. La necessitat de reduir l'exposició a Hg de la població, especialment d'aquells grups que viuen en zones contaminades o aquelles poblacions en les quals els productes pesquers són una base important de les seves dietes és una prioritat. No obstant això, no és una tasca fàcil evitar la contaminació de l'aliment o eliminar el contaminant previ al seu consum. És per tant necessari buscar vies alternatives per disminuir l'exposició a Hg sense eliminar de la dieta aliments amb un alt valor nutritiu. Entre les possibles vies d'actuació està la de reduir selectivament l'arribada del tòxic a la circulació sanguínia després de la seua ingesta oral, sense comprometre l'arribada d'altres elements essencials i emprant per a tal fi, composts amb seguretat alimentària provada. Est ha estat l'objectiu principal de la present tesi doctoral. S'ha dut a terme una caracterització inicial de la fracció bioaccesible dels aliments amb majors continguts de Hg per determinar el risc associat a la seua ingesta. Les dades han mostrat que la quantitat de Hg que s'allibera durant la digestió de l'aliment és inferior al contingut inicial de la mostra i que aquesta es veu especialment afectada pel pH de la digestió gàstrica i, en el cas de productes pesquers, per la concentració de pepsina i lipasa pancreàtica. L'avaluació del ràtio molar seleni (Se)/Hg mostra que en les fraccions bioaccesibles hi ha en general, un excés molar de Se, la qual cosa segons alguns estudis indica un menor risc associat. Així, encara que una part important d'aquestes matrius alimentaries superen el límit legislat per Hg i la seua ingesta superaria la ingesta setmanal recomanada, pot ser que el risc associat no sigui tan elevat si tal com s'observa in vitro l'arribada de Hg a la circulació sistémica és menor de l'esperada i l'aportació de Se i la seua absorció són elevades. S'ha evidenciat que determinats tipus de cel·lulosa, l'àcid tànic, la pectina i la lignina són compostos alimentaris amb una elevada capacitat d'unió a les formes mercurials, la qual es manté durant la digestió gastrointestinal, fins i tot es mostren eficaces reduint la bioaccesibilitat de Hg des de productes pesquers i bolets. Aquests tractaments no modifiquen la forma química inicial del Hg, però presenten l'inconvenient que en alguns casos redueixen la bioaccesibilitat d'elements essencials. Així mateix s'ha posat de manifest que la digestió en presència de bacteris làctics del gènere Lactobacillus i Saccharomyces cerevisiae també produeix una elevada reducció de la bioaccesibilitat del Hg en dissolució aquosa i del Hg present en bolets; no obstant això aquestes estratègies no són efectives reduint la bioaccesibilitat del Hg present en productes pesquers. L'anàlisi dels possibles factors que influeixen en la ineficàcia d'aquests microrganismos en productes pesquers indica que possiblement la forma en que s'allibera el Hg de la matriu alimentaria impedeix que aquest metall pugui ser captat per bacteris i llevats. D'altra banda, s'ha posat de manifest que existeixen components de la dieta, principalment els que presenten grups tiol (cisteïna, GSH i homocisteïna) i suplements rics en aquests components, així com soques de Lactobacillus i S. cerevisiae que poden reduir el transport de Hg(II) i CH3Hg a través de la monocapa de cèl·lules intestinals, afectant d'aquesta forma directament l'absorció de Hg. Aquest efecte també s'observa quan s'avalua el transport del Hg present en la fracció bioaccesible de productes pesquers. L'eficàcia d'alguns compostos i microo / Jadán Piedra, CA. (2017). Estrategias dietéticas para disminuir la biodisponibilidad de mercurio desde alimentos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90651 / TESIS

El fluoruro se considera importante para la salud debido a su efecto beneficioso en la prevención de la caries dental y en el desarrollo óseo en la población infantil. Sin embargo, una ingesta excesiva produce determinadas patologías, como fluorosis dental y esquelética, incluso reducciones de las capacidades cognitivas en la población infantil. El objetivo de esta tesis doctoral es la evaluación de los contenidos de fluoruro en los alimentos, su bioaccesibilidad y su absorción por el epitelio intestinal, así como los efectos que este elemento puede ejercer a su paso por el tracto intestinal. Se ha desarrollado una metodología rápida para el análisis del fluoruro presente en alimentos basada en una digestión ácida asistida por microondas y posterior detección mediante potenciometría. Esta metodología presenta ventajas respecto a la fusión alcalina, método más empleado para el análisis de fluoruro. La aplicación de esta técnica a muestras de un estudio de Dieta Total de la Comunidad Valenciana ha generado datos sobre concentraciones e ingestas de este elemento y ha puesto de manifiesto que los productos pesqueros y el arroz son los alimentos que realizan un mayor aporte del elemento. Esta situación varía en poblaciones que presentan problemas de contaminación en las aguas de consumo. Para estas comunidades, se ha evidenciado que las pastas y leguminosas aportan cantidades muy importantes de fluoruro a la dieta, similares a las de los productos pesqueros. Esto es consecuencia del proceso de cocinado con aguas con altos contenidos de fluoruro. Para una aproximación más realista a la estimación del riesgo se ha analizado la cantidad de fluoruro solubilizada desde los alimentos durante la digestión gastrointestinal (bioaccesibilidad), evidenciándose que este parámetro oscila entre 38-103%. La consideración de la bioaccesibilidad reduce la exposición al elemento respecto a los cálculos en base a los contenidos del producto. Adicionalmente, se ha puesto de manifiesto que la solubilización gastrointestinal de fluoruro está especialmente influenciada por el pH de la etapa gástrica y la concentración de sales biliares de la etapa intestinal, así como por la presencia de cationes en el proceso digestivo. El estudio de los mecanismos de absorción intestinal de fluoruro han indicado que la vía paracelular es la mayoritaria en la absorción y secreción de este compuesto. Asimismo, se ha evidenciado la participación de transportadores transcelulares dependientes de pH, incluso la intervención de mecanismos implicados en el transporte de cloruros. La elevada contribución de la ruta paracelular ha puesto de manifiesto que el empleo de células Caco-2, modelo ampliamente utilizado para los estudios de biodisponibilidad, puede no ser la aproximación más idónea para el fluoruro. De hecho el uso de co-cultivos celulares de Caco-2 con HT29-MTX, ha mostrado resultados de permeabilidad más próximos a los reportados in vivo. Adicionalmente, se ha evidenciado que la exposición a fluoruro afecta al epitelio intestinal, alterando los procesos de diferenciación celular y permeabilidad y generando una respuesta proinflamatoria. Los resultados obtenidos en la presente tesis contribuyen a incrementar el escaso conocimiento sobre la presencia de fluoruro en los alimentos y los procesos que permiten su llegada a la circulación sistémica. / Rocha Barrasa, R. (2013). Fluoruro en alimentos: contenidos, bioaccesibilidad y absorción por el epitelio intestinal [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27667 / TESIS

Dos de los desordenes nutricionales más comunes en todo el mundo, y a menudo ocurren simultáneamente, son la deficiencia en hierro y folato. La estabilidad, biodisponibilidad y funcionalidad del bisglicinato ferroso y del [6S]-5-MTHF o Metafolin® usados como suplementos en la alimentación infantil, centran el desarrollo de este trabajo. Se evaluó la estabilidad de las vitaminas presentes en la leche de crecimiento líquida durante su vida comercial almacenada a diferentes temperaturas (23, 30 y 37ºC), así como los parámetros cinéticos de degradación de aquellas vitaminas más inestables. Mediante un modelo gastrointestinal dinámico in vitro (TIM® Model) se determinó la bioaccesibilidad del Metafolín® frente a la del ácido fólico. La biodisponibilidad del Bisglicinato ferroso fue evaluada mediante un modelo de repleción de la hemoglobina en ratas anémicas, y finalmente se desarrolló un estudio de depleción-repleción en ratas deficientes en hierro y folato con el fin de investigar una posible interrelación entre ambos compuestos. / Two of the most important worldwide nutricional disorders that commonly come together are iron and folate deficiencies. The stability, bioavailability and functionality of Ferrous Bisglycinate and [6S]-5-Methyltetrahydrofolate or Metafolin® employed as supplements in infant food, focus the development of this work. It was assessed the stability of vitamins present in a growing-up liquid milk during its shelf-life and storage at different temperatures (23, 30 and 37ºC), as the degradation kinetic parameters of those most unstable vitamins. Through a dynamic gastrointestinal model (TIM® Model) was determined the bioaccesibility of Metafolin® compared to folic acid, commonly used as food supplement. Bioavailability of Ferrous Bisglycinate was investigated through a haemoglobin repletion model in anemic rats, and finally we set up a depletion-repletion experiment using iron and folate deficient rats to study the interrelationship between both compounds.

Tesis por compendio / [ES] La industrialización de frutas y hortalizas genera una gran cantidad de residuos orgánicos, que perjudican el medio ambiente, los cuales están infravalorados o no se utilizan. La eliminación de estos residuos mediante incineración o su almacenamiento en vertederos no es una opción sostenible, por lo que la industria debe dirigir sus esfuerzos a reducir su producción, y reintroducirlos en la cadena agroalimentaria. Estos residuos hortofrutícolas son ricos en compuestos bioactivos beneficiosos para la salud humana, por lo que presentan un gran potencial para su valorización. La reintroducción de estos productos de deshecho en la cadena agroalimentaria, como ingredientes en la formulación de alimentos más nutritivos, por ejemplo, permitiría generar un sistema de economía circular, además de contribuir al consumo de dietas saludables y sostenibles, en línea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible definidos por la FAO. En los últimos años, la fabricación de frutas y hortalizas deshidratadas en polvo ha suscitado un creciente interés al tratarse de productos estables, versátiles y concentrados. En línea con esta tendencia, el presente proyecto de tesis doctoral plantea la obtención de este tipo de productos en polvo a partir de los residuos de confección de hortalizas, en colaboración con la cooperativa Agrícola Villena Coop.V. Concretamente, el proyecto se centra en la valorización integral de residuos de zanahoria, col, apio, puerro y brócoli, mediante su transformación en ingredientes funcionales en polvo. Los resultados de esta tesis se presentan por compendio de artículos organizados en cuatro capítulos. En el primer capítulo se presentan los resultados de una revisión bibliográfica, la cual permitió esclarecer que las condiciones de proceso y las técnicas utilizadas definen las características y la funcionalidad de los productos en polvo, permitiendo identificar las operaciones unitarias más adecuadas para tal fin. En el segundo capítulo se recogen los trabajos realizados para evaluar el impacto del procesado (pretratamientos, secado y molienda) sobre las propiedades de los productos en polvo obtenidos a partir de residuos de zanahoria, col, apio, puerro y brócoli. Concretamente, se evaluó la influencia del procesado sobre las propiedades fisicoquímicas, tecnológicas y funcionales de los productos en polvo obtenidos, así como los cambios experimentados por éstos durante el almacenamiento de 4 meses en condiciones controladas. Como pretratamientos, se consideraron la congelación, la intensidad de disrupción del material vegetal y la fermentación con Lactobacillus plantarum (en tallos de brócoli); y como técnicas de deshidratación, el secado por aire caliente (50, 60 y 70°C) y la liofilización. Además de definir las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas, la bioaccesibilidad de los compuestos bioactivos presentes en el polvo también queda determinada por el proceso y las características de los polvos obtenidos. En este sentido, se realizaron investigaciones dirigidas a evaluar el impacto del procesado sobre determinados compuestos bioactivos específicos (carotenoides y glucosinolatos), y sobre la respuesta de los productos en polvo a la digestión simulada in vitro. Todo ello queda recogido en el tercer capítulo de resultados. En el cuarto capítulo se describe una primera aproximación a la aplicación de los productos en polvo obtenidos como ingrediente alimentario en la formulación de productos de panadería sin gluten. Los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral han demostrado el potencial de los residuos generados en la confección de bandejas y productos de IV gama de zanahoria, col, apio, puerro y brócoli para su valorización integral, habiéndose desarrollado un proceso de transformación de los mismos en productos deshidratados en polvo. Se prevé que esta aproximación pueda contribuir de manera efectiva al concepto de dietas saludables y sostenibles, y al desarrollo de un sistema alimentario más sostenible. / [CA] La industrialització de fruites i hortalisses genera una gran quantitat de residus orgànics, que perjudiquen el medi ambient, els quals estan infravalorats o no s'utilitzen. L'eliminació d'aquests residus mitjançant incineració o el seu emmagatzematge en abocadors no és una opció sostenible, per la qual cosa la indústria ha de dirigir els seus esforços a reduir la seua producció, i reintroduir-los en la cadena agroalimentària. Aquests residus hortofructícoles són rics en compostos bioactius beneficiosos per a la salut humana, per la qual cosa presenten un gran potencial per a la seua valorització. La reintroducció d'aquests residus en la cadena agroalimentària, com a ingredients en la formulació d'aliments més nutritius, per exemple, permetria generar un sistema d'economia circular, a més de contribuir al consum de dietes saludables i sostenibles, en línia amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible definits per la FAO. En els últims anys, la fabricació de fruites i hortalisses deshidratades en pols ha suscitat un creixent interés per tractar-se de productes estables, versàtils i concentrats. En línia amb aquesta tendència, el present projecte de tesi doctoral planteja l'obtenció de productes en pols a partir dels residus de confecció d'hortalisses, en col·laboració amb la cooperativa Agrícola Villena Coop.V. Concretament, el projecte es centra en la valorització integral de residus de carlota, col, api, porro i bròcoli, mitjançant la seua transformació en ingredients funcionals en pols. Els resultats d'aquesta tesi es presenten per compendi d'articles organitzats en quatre capítols. En el primer capítol es presenten els resultats d'una revisió bibliogràfica, la qual va permetre esclarir que les condicions de procés i les tècniques utilitzades defineixen les característiques i la funcionalitat dels productes en pols, permetent identificar les operacions unitàries més adequades per a tal fi. En el segon capítol es recullen els treballs realitzats per a avaluar l'impacte del processament (pretractaments, secat i molta) sobre les propietats dels productes en pols obtinguts a partir de residus de carlota, col, api, porro i bròcoli. Concretament, es va avaluar la influència del processament sobre les propietats fisicoquímiques, tecnològiques i funcionals dels productes en pols obtinguts, així com els canvis experimentats per aquests durant 4 mesos d'emmagatzematge en condicions controlades. Com a pretractaments, es van considerar la congelació, la intensitat de disrupció del material vegetal i la fermentació amb Lactobacillus plantarum (en tiges de bròcoli); i com a tècniques de deshidratació, el secat per aire calent (50, 60 i 70 °C) i la liofilització. A més de definir les propietats fisicoquímiques i tecnològiques, la bioaccesibilitat dels compostos bioactius presents en la pols també queda determinada pel procés i les característiques de les pols obtingudes. En aquest sentit, es van realitzar investigacions dirigides a avaluar l'impacte del processament sobre determinats compostos bioactius específics (carotenoides i glucosinolatos), i sobre la resposta dels productes en pols a la digestió simulada in vitro. Tot això queda recollit en el tercer capítol de resultats. En el quart capítol es descriu una primera aproximació a l'aplicació dels productes en pols obtinguts com a ingredient alimentari en la formulació de productes de panaderia sense gluten. Els resultats obtinguts en la present tesi doctoral han demostrat el potencial dels residus generats en la confecció d'hortalisses i productes de IV gamma de carlota, col, api, porro i bròcoli per a la seua valorització integral, havent-se desenvolupat un procés de transformació dels mateixos en productes deshidratats en pols. Es preveu que aquesta aproximació puga contribuir de manera efectiva al concepte de dietes saludables i sostenibles, i al desenvolupament d'un sistema alimentari més sostenible. / [EN] Fruit and vegetables industrialisation generates a large amount of environmentally damaging organic waste, which is either undervalued or not used. Disposal of these residues by incineration or storage in landfills is not a sustainable option, so the industry must focus on reducing its production as well as reintroducing them into the agri-food chain. These fruit and vegetable by-products are generally rich in bioactive compounds, which are responsible of beneficial health effects, presenting a great potential for their valorisation. The reintroduction of these waste products into the agri-food chain, as ingredients in the formulation of more nutritious foods, for example, would generate a circular economy system, as well as contribute to the consumption of healthy and sustainable diets, in line with the Sustainable Development Goals defined by the FAO. In recent years, interest in fruit and vegetable dehydrated powders manufacturing has been increased, as they are stable, versatile and concentrated products. In line with this trend, this doctoral thesis project aims to obtain this type of powdered products from vegetable waste, in collaboration with the cooperative Agrícola Villena Coop.V. Specifically, the project focuses on the integral valorisation of carrot, cabbage, celery, leek and broccoli waste, through its transformation into powdered functional ingredients. The results of this thesis are presented as a compendium of articles organised in four chapters. The first chapter presents the results of a literature review, which clarified that the processing conditions and techniques used define the characteristics and functionality of powdered products, allowing the identification of the most suitable unit operations for this purpose. The second chapter reports on the work carried out to evaluate the impact of processing (pre-treatment, drying and milling) on the properties of powdered products obtained from carrot, cabbage, celery, leek and broccoli waste. Specifically, the influence of processing on the physico-chemical, technological and functional properties of the obtained powdered products was evaluated, as well as the changes experienced by these products during 4 months of storage under controlled conditions. As pre-treatments, freezing, disruption intensity of plant material and fermentation with Lactobacillus plantarum (in broccoli stems) were considered; and as dehydration techniques, hot-air drying (50, 60 and 70°C) and freeze-drying. In addition to defining the physicochemical and technological properties, the bioaccessibility of the bioactive compounds present in the powder is also determined by the process and the characteristics of the powders obtained. In this regard, research was carried out to assess the impact of processing on specific bioactive compounds (carotenoids and glucosinolates), and on the response of the powdered products to simulated in vitro digestion. This is reported in the third chapter of the results. The fourth chapter describes a first approach to the application of the powdered products obtained as a food ingredient in the formulation of gluten-free bakery products. The results obtained in this doctoral thesis have demonstrated the potential of the waste generated in the preparation of trays and pre-prepared convenience food products of carrot, cabbage, celery, leek and broccoli for their integral valorisation, developing a process for transforming them into dehydrated powdered products. This approach is expected to contribute effectively to the concept of healthy and sustainable diets and to the development of a more sustainable food system. / Bas Bellver, CI. (2023). Desarrollo del proceso de obtención de polvos funcionales de uso alimentario a partir de residuos de las líneas de confección de hortalizas, caracterización funcional y evaluación de su respuesta a la digestión simulada in vitro [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195107 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] El envejecimiento poblacional es un fenómeno sin parangón en la historia de la humanidad. Así, se espera que las personas mayores de 65 años, o población sénior, doblen por primera a la población infantil en 2050. Cumplir años implica una serie de cambios a nivel fisiológico que comprenden, entre otros, una pérdida de funcionalidad de los órganos implicados en el proceso digestivo. En este sentido, el estudio de la digestibilidad de nutrientes, principalmente proteínas, y la bioaccesibilidad de determinadas vitaminas y minerales de interés para la salud de la población sénior, son de especial interés. Solo a partir de evidencias científicas será posible establecer recomendaciones nutricionales de ámbito clínico, y diseñar alimentos funcionales orientados a las necesidades específicas de este grupo poblacional. Entre los nutrientes mayoritariamente afectados por las alteraciones digestivas típicas de personas sénior, las proteínas suponen el reto más importante. Se sabe que las alteraciones orales, gástricas e intestinales afectan su digestión y absorción, contribuyendo al declive del estado general de salud, dando lugar a una pérdida de masa muscular, incremento y cambio de distribución de masa lipídica, huesos y articulaciones más débiles, algunas enfermedades metabólicas y cardiovasculares, entre otros cambios de tipo psicológico y social. El objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido evaluar el impacto de las diferentes alteraciones que aparecen con la edad a nivel oral, gástrico e intestinal en la digestibilidad de proteínas, grasas y carbohidratos, así como en la bioaccesibilidad de micronutrientes de interés. Concretamente, se han analizado en alimentos ricos en proteína cuyo consumo está recomendado para mayores de 65 años, y que difieren entre sí en el origen de la proteína (pescados, lácteos, huevo, carne, legumbres y cereales). Para alcanzar este objetivo, se recurrió a modelos digestión in vitro en estático los cuales permiten simular, en condiciones controladas de laboratorio, el proceso digestivo de diferentes grupos de población y muestrear de forma no invasiva. Los resultados más relevantes de esta tesis doctoral se presentan en cinco capítulos, abordando en cada grupo alimenticio, la respuesta digestiva derivada tanto de las alteraciones fisiológicas dados en población sénior, como de ciertos factores inherentes al alimento. En cuanto a las alteraciones digestivas propias de la edad, es posible afirmar que las insuficiencias pancreática y biliar fueron las principales encargadas de reducir de forma significativa la extensión de la proteólisis en casi la totalidad de alimentos estudiados. Los resultados indican una mayor digestibilidad proteica en pescados magros, el huevo duro y escalfado, quesos, carnes de pollo y de vacuno, así como legumbres en general. La digestibilidad de las grasas, en cambio, no resultó negativamente afectada. Por otro lado, los quesos, sardina, así como algunos granos de legumbres y cereales contribuirían satisfactoriamente al aporte de calcio bioaccesible en mayor medida que otras matrices alimentarias. En cuanto a las vitaminas liposolubles, la ingesta de salmón y de quesos fueron una excelente fuente tanto de vitamina A como D3 en su forma bioabsorbible; mientras que la bioaccesibilidad de ambas vitaminas en huevo, dependió del método de cocinado. Además, la carne de cerdo brinda el mayor efecto antihipertensivo, mientras que la de pavo ejerce mayor efecto como antioxidante. Por último, la relación aminoácidos esenciales/ no esenciales aumentó en condiciones alteradas al final de la digestión, en comparación con las condiciones estándar de adulto sano. Por lo que, aun con una digestibilidad de proteínas afectada, los digeridos tendrán efecto contra la sarcopenia. / [CA] L'envelliment poblacional és un fenomen sense parangó en la història de la humanitat. Així, s'espera que les persones majors de 65 anys, o població sènior, dobleguen per primera a la població infantil en 2050. Complir anys implica una sèrie de canvis a nivell fisiològic que comprenen, entre altres, una pèrdua de funcionalitat dels òrgans implicats en el procés digestiu. En aquest sentit, l'estudi de la digestibilitat de nutrients, principalment proteïnes, i la bioaccesibilitat de determinades vitamines i minerals d'interès per a la salut de la població sènior, són d'especial interès. Només a partir d'evidències científiques serà útil establir recomanacions nutricionals d'àmbit clínic, i dissenyar aliments funcionals orientats a les necessitats específiques d'aquest grup poblacional. Entre els nutrients majoritàriament afectats per les alteracions digestives típiques de persones sènior, les proteïnes suposen el repte mes important. Se sap que les alteracions orals, gàstriques i intestinals afecten la seua digestió i absorció, contribuint al declivi de l'estat general de salut, donant lloc a una perduda de massa muscular, increment i canvi de distribució de massa lipídica, ossos i articulacions més febles, algunes malalties metabòliques i cardiovasculars, entre altres canvis de tipus psicològic i social. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral ha sigut avaluar l'impacte de les diferents alteracions que apareixen amb l'edat a nivell oral, gàstric i intestinal en la digestibilitat de proteïnes, greixos i carbohidrats, així com en la bioccesbilitat de micronutrients d'interès, en aliments rics en proteïna el consum de la qual està recomanat per a majors de 65 anys, i que difereixen entre si en l'origen d'aquest macronutrient (peixos, lactis, ou, carn, llegums i cereals). Per a aconseguir aquest objectiu, es va recórrer a models digestió in vitro en estàtic els quals permeten simular, en condicions controlades de laboratori, el procés digestiu de diferents grups de població i mostrejar de forma no invasiva. Els resultats més rellevants d'aquesta tesi doctoral es presenten en cinc capítols, abordant en cada grup alimentós, la resposta digestiva derivada tant de les alteracions fisiològiques donats en població sènior, com d'uns certs factors inherents a l'aliment. Quant a les alteracions digestives pròpies de l'edat, és possible afirmar que les insuficiències pancreàtica i biliar van ser les principals encarregades de reduir de manera significativa l'extensió de la proteòlisien quasi la totalitat d'aliments estudiats. Els resultats indiquen una major digestibilitat proteica en peixos magres, l'ou dur i escalfat, formatges, carns de pollastre i de boví, així com llegums en general. La digestibilitat dels greixos, en canvi, no va resultar negativament afectada. D'altra banda, els formatges, sardina, així com alguns grans de llegums i cereals contribuirien satisfactòriament a l'aportació de calci bioaccesible en major mesura que altres matrius alimentàries. Quant a les vitamines liposolubles, la ingesta de salmó i de formatges van ser una excel·lent font tant de vitamina A com D3 en la seua forma bioabsorbible; mentre que la bioaccesibilitat de totes dues vitamines en ou, va dependre del mètode de cuinat. A més, la carn de porc brinda el major efecte antihipertensiu, mentre que la de polit exerceix major efecte com a antioxidant. Finalment, la relació aminoàcids essencials/ no essencials va augmentar en condicions alterades al final de la digestió, en comparació amb les condicions estàndard d'adult sa. Pel que, fins i tot amb una digestibilitat de proteïnes afectada, els digerits tindran efecte contra la sarcopènia. / [EN] Population aging is a phenomenon unparalleled in human history. It is expected that people over 65 years, or the elderly, will double the child population for the first time by 2050. Turning 65 implies a series of physiological changes that include, among others, a loss of functionality of the organs involved in the digestive process. In this sense, the study of the digestibility of nutrients, mainly proteins, and the bioaccessibility of certain vitamins and minerals of interest for the health of the senior population, are of special interest. Only on the basis of scientific evidence will it be useful to establish nutritional recommendations at the clinical level, and to design functional foods oriented to the specific needs of this population group. Among the nutrients most affected by the common digestive disorders of the elderly, proteins represent the most important challenge. It is known that oral, gastric and intestinal disorders affect their digestion and absorption, contributing to the decline of general health status, resulting in a loss of muscle mass, increase and change of lipid mass distribution, weaker bones and joints, some metabolic and cardiovascular diseases, among other psychological and social changes. The main objective of this doctoral thesis has been to assess the impact of the different alterations appearing with age at oral, gastric and intestinal level on the digestibility of proteins, fats and carbohydrates, as well as on the bioaccessibility of micronutrients of interest, in protein-rich foods whose consumption is recommended for people over 65 years of age, and which differ from each other in the origin of this macronutrient (fish, dairy products, eggs, meat, legumes and cereals). To achieve this objective, in vitro static digestion models were used to simulate, under controlled laboratory conditions, the digestive process of different population groups and to sample in a non-invasive way. The most relevant results of this doctoral thesis are presented in five chapters, addressing in each food group, the digestive response derived both from physiological alterations in the senior population, as well as from certain factors inherent to the food. Regarding the digestive alterations associated with age, it is possible to affirm that pancreatic and biliary insufficiencies were the main responsible for the significant reduction in the proteolysis extent in almost all the studied foods. The results indicate a higher protein digestibility in lean fish, hard-boiled and poached eggs, cheeses, chicken and beef meats, as well as legumes in general. Fat digestibility, on the other hand, was not compromised. Moreover, cheeses, sardines, as well as some legume and cereal grains would contribute to a greater supply of bioaccessible calcium than other food matrices. For fat-soluble vitamins, the intake of salmon and cheeses resulted as excellent sources of both vitamin A and D3 in their bioabsorbable form, while the bioaccessibility of both vitamins in eggs depended on the cooking method. In addition, pork provided the greatest antihypertensive effect, while turkey meat exerted the greatest effect as antioxidant. Finally, the essential/non-essential amino acid ratio increased under altered conditions at the end of digestion, compared to standard healthy adult conditions. Thus, even with impaired protein digestibility, digests will have an effect against sarcopenia. / Hernández Olivas, E. (2021). Age-related digestive alterations and their impact on nutrients digestibility [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/175472 / TESIS / Compendio

Tesis por compendio / [ES] El proceso de emulsificación de aceites ricos en compuestos bioactivos permite su mejor aplicación y conservación durante el tiempo de almacenamiento. Entre los diversos mecanismos de emulsificación, se destaca el método de Pickering ya que utiliza nanopartículas sólidas naturales en sustitución de los tensioactivos artificiales. Debido a sus propiedades antioxidantes, no toxicidad y disponibilidad, en este trabajo se estudiaron distintas modificaciones del quitosano para su potencial aplicación como partícula de Pickering. Las modificaciones estudiadas fueron la autoagregación, también denominada desprotonación, y el entrecruzamiento con tripolifosfato de sodio. Se evaluó el comportamiento de estas partículas emulsionando aceite de café tostado, un subproducto de la industria de café con un alto contenido de compuestos bioactivos y compuestos volátiles de interés. Posteriormente, se analizaron las propiedades físico-químicas y la estabilidad de las microcápsulas producidas tras el secado de las emulsiones mediante técnicas de secado por atomización y liofilización. Todas las emulsiones se caracterizaron por tener un comportamiento reológico pseudoplástico, sufriendo desintegración a lo largo del proceso de digestión. Las emulsiones formuladas con nanopartículas de quitosano desprotonadas y menor concentración de aceite mostraron una mejor estabilización y, en consecuencia, una mayor bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos totales. Las diferentes nanopartículas de quitosano se caracterizaron estudiando su carga superficial, distribución del tamaño de partícula, microestructura y afinidad agua/aceite. A medida que se aumentó la concentración de estas partículas, se afectó positivamente la viscosidad de las emulsiones debido a la formación de una red tridimensional en la fase continua. Las nanopartículas obtenidas al entrecruzar quitosano con tripolifosfato de sodio fueron más pequeñas, dando como resultado emulsiones con gotas más pequeñas. Las emulsiones de Pickering que contenían un 10% de aceite de café tostado se secaron por atomización y se liofilizaron utilizando las diferentes nanopartículas de quitosano estudiadas y maltodextrina como agentes portadores. Las microcápsulas obtenidas tuvieron la humedad, actividad del agua y solubilidad adecuada para su manipulación y almacenamiento. La presencia de nanopartículas de quitosano permitió una mayor retención de aceite en las microcápsulas y mayor eficiencia de encapsulación. Los compuestos bioactivos y las propiedades antioxidantes se conservaron mejor durante la liofilización. Por otro lado, las microcápsulas obtenidas por atomización presentaron mayor protección de estos compuestos durante la digestión. Las microcápsulas formuladas con nanopartículas desprotonadas fueron sometidas a almacenamiento durante 30 días a 25 ºC. Durante el almacenamiento, se evaluó la protección contra la oxidación de lípidos y la liberación de volátiles. Las isotermas de sorción de agua de estas muestras se determinaron también previamente en las condiciones de almacenamiento. Ambas muestras presentaron isotermas del tipo II, lo que permitió un buen ajuste del modelo de GAB a los datos experimentales. La determinación del índice de peróxido y del contenido de dienos conjugados dio lugar a valores adecuados durante el almacenamiento, aunque las muestras liofilizadas presentaron una ligera tendencia a la oxidación debido a la mayor cantidad de aceite superficial. Aunque hubo ligeras diferencias entre las muestras secas, todas mostraron menos pérdida de aromas totales (~28%) en comparación con el aceite no encapsulado (~51%) al final del almacenamiento. Así, se concluyó que las nanopartículas de quitosano estudiadas fueron eficientes para encapsular el aceite de café tostado y preservar sus características frente a la acción de agentes externos. / [CA] El procés d'emulsificació d'olis rics en compostos bioactius permet la seua millor aplicació i conservació durant el temps d'emmagatzematge. Entre els diversos mecanismes d'emulsificació, destaca el mètode de Pickering, ja que utilitza nanopartícules sòlides naturals en substitució als tensioactius artificials. A causa de la seua propietat antioxidant, de la no toxicitat i de la disponibilitat, aquest treball va buscar analitzar el quitosà i les seues modificacions com potencials partícules de Pickering. Les modificacions estudiades van ser la autoagregació, també anomenada desprotonació, i l'entrecreuament amb tripolifosfat de sodi. Es va avaluar el comportament d'aquestes partícules emulsionant oli de cafè torrat, un subproducte de la indústria del cafè amb un alt contingut de compostos bioactius i volàtils d'interès. Posteriorment, es van analitzar les propietats fisicoquímiques i l'estabilitat de les microcàpsules produïdes després de l'assecat de les emulsions mitjançant tècniques d'assecatge per atomització i liofilització. Totes les emulsions tenien un comportament reològic pseudoplàstic, sofrint desintegració al llarg del procés de digestió. Les emulsions formulades amb nanopartícules de quitosà desprotonades i menor concentració d'oli van mostrar una millor estabilització i, en conseqüència, una major bioaccesibilitat als compostos fenòlics totals. Les diferents nanopartícules de quitosà es van caracteritzar estudiant la seua càrrega superficial, distribució del tamany de partícula, microestructura i afinitat aigua/oli. A mesura que es va augmentar la concentració d'aquestes partícules, es va afectar positivament la viscositat de les emulsions a causa de la formació d'una xarxa tridimensional en la fase contínua. Les nanopartícules obtingudes a l'entrecreuar quitosà amb tripolifosfat de sodi van ser més menudes, donant com a resultat emulsions amb gotes més menudes també. Les emulsions de Pickering que contenien un 10% d'oli de cafè torrat es van assecar per atomització i es liofilitzaren utilitzant les diferents nanopartícules de quitosà estudiades i maltodextrina com a agents portadors. Les microcàpsules obtingudes van obtenir una humitat, activitat de l'aigua i solubilitat adequada per a la seua manipulació i emmagatzematge. La presència de nanopartícules de quitosà va permetre major retenció d'oli en les microcàpsules i major eficiència d'encapsulació. Els compostos bioactius i les propietats antioxidants es van conservar millor durant la liofilització. D'altra banda, les microcàpsules obtingudes per atomització presentaren major protecció d'aquests compostos durant la digestió. Les microcàpsules formulades amb nanopartícules desprotonades també van ser sotmeses a la prova d'emmagatzematge durant 30 dies a 25°C. Durant l'emmagatzematge, es va avaluar la seua protecció contra l'oxidació de lípids i l'alliberament de volàtils. Per això, les isotermes de sorció d'aigua d'aquestes mostres es van determinar prèviament en les condicions d'emmagatzematge. Les dues mostres van presentar isotermes de tipus II, el que va permetre un bon ajust del model de GAB a les dades experimentals. L'índex de peròxids i el contingut de diens conjugats van resultar en valors adequats durant l'emmagatzematge, encara que les mostres liofilitzades van presentar una lleugera tendència a l'oxidació a causa de la major quantitat d'oli superficial. Encara que va haver lleugeres diferències entre les mostres seques, totes van mostrar menys pèrdua d'aromes totals (~28%) en comparació amb l'oli no encapsulat (~51%) a la fi de l'emmagatzematge. Així, es va concloure que les nanopartícules de quitosà estudiades van ser eficients per encapsular l'oli de cafè torrat i preservar les seues característiques enfront de l'acció d'agents externs. / [EN] The emulsification process of bioactive-rich oils makes possible their better application and preservation over the storage time. Among the many emulsification mechanisms, the Pickering method has been highlighted as it uses natural solid nanoparticles in replacement of artificial surfactants. Due to the antioxidant properties, non-toxicity and availability, this work aimed at studying chitosan modifications to produce potential Pickering particles. The studied modifications comprised self-aggregation, also called deprotonation, and crosslinking with sodium tripolyphosphate. The performance of these particles was evaluated in the emulsification of roasted coffee oil, a by-product of the coffee industry with a high content of bioactive and volatile compounds of interest. Subsequently, the physicochemical properties and stability of the microcapsules produced after drying the emulsions using spray-drying and lyophilization techniques were analyzed. All emulsions were characterized as shear-thinning, being them destabilized over the digestion process. Emulsions formulated with deprotonated chitosan nanoparticles and lower oil concentrations showed better stabilization and, consequently, greater bioaccessibility of total phenolic compounds. The different chitosan nanoparticles were characterized regarding surface charge, particle size distribution, microstructure and oil/water affinity. Deprotonated chitosan nanoparticles had a larger particle size, which resulted in emulsions with larger oil droplets. As the concentration of these particles increased, the viscosity of the emulsions was positively affected by the formation of a three-dimensional network in the continuous phase. The nanoparticles obtained by crosslinking with sodium tripolyphosphate were smaller, resulting in emulsions with smaller droplets. The viscosity of these emulsions was lower and little affected by the concentration of particles. Pickering emulsions containing 10% roasted coffee oil were spray-dried and freeze-dried, using the different studied chitosan nanoparticles and maltodextrin as carrier agents. The resulting microcapsules showed adequate moisture content, water activity and solubility for subsequent handling and storage. The presence of chitosan nanoparticles resulted in greater oil retention in the microcapsules and higher encapsulation efficiency. Microcapsules obtained by spray-drying had a more regular spherical shape, while the microparticles obtained by freeze-drying were larger with irregular morphology. Bioactive compounds and antioxidant properties were more preserved during freeze-drying. On the other hand, spray drying allowed greater protection of these compounds during the in vitro digestion. The spray- and freeze-dried microcapsules formulated with deprotonated nanoparticles were subjected to the storage test for 30 days at 25 ºC. During storage, their protection against lipid oxidation and volatile release were evaluated. The water sorption isotherms of these samples were previously determined under the storage conditions. Both samples presented type II isotherms, which resulted in a good fitting accuracy of the GAB model to the experimental data. The peroxide index and the conjugated dienes content resulted in adequate values during storage, although the freeze-dried samples showed a slightly higher tendency to oxidation due to the higher amount of surface oil. Although slight differences were observed between the dried samples, both of them showed less loss of total volatile compounds (~28%) when compared to the non-encapsulated oil (~51%) at the end of storage. Thus, it was concluded that the studied chitosan nanoparticles were efficient to encapsulate roasted coffee oil and to preserve its characteristics against the action of external agents. / The authors would like to thank the project RTI-2018-099738-B-C22 from the ‘Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades’, the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brazil (CAPES) - (Finance Code 001; Grant number 88887.468140/2019-00) and the São Paulo Research Foundation (FAPESP – Grant number 2016/22727-8) for the financial support. / Franco Ribeiro, E. (2021). Microencapsulation of roasted coffee oil from chitosan nanoparticles-stabilized Pickering emulsions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/163234 / TESIS / Compendio

[ES] Las microalgas son organismos unicelulares fotosintéticos microscópicos que se encuentran en gran variedad de ambientes y son muy eficientes en la transformación de energía solar en biomasa. Los estudios realizados hasta el momento hacen referencia a posibles beneficios de la incorporación de microalgas en la dieta, por la mejora del sistema cardiovascular, las propiedades adelgazantes y energizantes, capacidad antioxidante, o la reducción del colesterol y los triglicéridos. La forma más habitual de consumir las microalgas es como suplemento dietético en forma de tabletas, cápsulas o polvo. La incorporación de biomasa de microalgas en productos tradicionales se ha enfrentado al reto de la aparición de colores verdes fuertes, así como su consistencia pulverulenta que puede afectar la textura y percepción del producto. Todos estos aspectos constituyen las principales áreas de mejora para conseguir un mayor grado de aceptación de productos con microalgas, y son la base del reto de este proyecto. El objetivo de la presente tesis doctoral fue el desarrollo de nuevos productos alimentarios incorporando las propiedades nutricionales de la biomasa de microalgas, incrementando o mejorando con ello, las propiedades nutricionales del alimento original. Para conseguir este objetivo se evaluaron a nivel fisicoquímico, reológico y textural, la incorporación de diferentes especies de microalgas (Arthrospira platensis (Spirulina), Chlorella vulgaris, Dunaliella salina y Nannochloropsis gaditana) en distintas matrices alimentarias (productos horneados, emulsiones y extrusionados). Por otra parte, se evaluó y caracterizó la incorporación de las microalgas utilizando diferentes tecnologías como la impresión 3D o la extrusión. Además de cómo afecta la incorporación de las microalgas a los productos obtenidos, se evaluaron los aspectos nutricionales de su incorporación, en cuanto al aporte de minerales y su biodisponibilidad. Las propiedades reológicas de las masas y emulsiones enriquecidas con microalgas (Spirulina, Chlorella y Dunaliella) indicaron que su comportamiento viscoelástico fue modificado y mejorado, mostrando características aptas para este tipo de productos. La adición de microalgas (Spirulina y Chlorella) a las masas utilizadas para la impresión 3D de galletas y snacks, permitió una mejor extrusión o impresión de éstas, obteniendo muestras impresas en 3D de forma cilíndrica, más precisas en cuanto a sus dimensiones con respecto a la estructura cilíndrica diseñada. Además, las muestras impresas presentaron mayor estabilidad y resistencia, antes y después del proceso de horneado comparadas con la muestra control. Para los productos horneados, tanto para las rosquilletas como los snacks impresos en 3D, la adición de microalgas (Spirulina y Chlorella) permitió mayor estabilidad en términos de textura. Ligeros cambios en los parámetros fisicoquímicos y de expansión se produjeron por la adición de Spirulina y Chlorella en los productos extrusionados. Además, los extrusionados enriquecidos con Nannochloropsis, mostraron parámetros similares a los de la muestra de control. Todos los productos presentaron colores luminosos y apariencias innovadoras y atractivas. En cuanto a los minerales, se observó un aumento de P, K, Ca, Na, Mg, Fe y Se con la adición de Spirulina y Chlorella, junto con el aumento de la concentración adicionada de microalgas. Siguiendo la normativa sobre etiquetado nutricional de los alimentos, el enriquecimiento con microalgas en rosquilletas se puede clasificar como un alimento "rico en hierro (Fe)". De igual forma, las rosquilletas y galletas enriquecidas con microalgas pueden considerarse un alimento "alto en selenio (Se)". Además, la incorporación de Spirulina y Chlorella en las formulaciones de galletas, permitió una mayor bioaccesibilidad del contenido de P, K, Ca, Mg, Fe, Zn y Se para la absorción en el cuerpo comparado con las muestras control. / [CAT] Les microalgues són organismes unicellulars fotosintètics microscòpics. Són molt eficients a l'hora de transformar l'energia solar en biomassa. Els estudis realitzats fins ara fan referència a possibles beneficis de la incorporació de microalgues en la dieta per produir una millora del sistema cardiovascular, per presentar propietats per aprimar i donar energia, per mostrar capacitat antioxidant o per afavorir una reducció del colesterol i els triglicèrids. La forma més habitual de consumir microalgues és com a suplement dietètic en forma de tauleta, càpsula o en pols. La incorporació de biomassa de microalgues en productes tradicionals s'ha afrontat al repte de l'aparició d'un color verd fosc i d'una consistència polsosa que pot afectar a la textura i, per tant, a la percepció del producte. Aquests aspectes constituïxen les principals àrees de millora per aconseguir un major grau d'acceptació de productes amb microalgues i són la base del repte d'aquest projecte. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral és el desenvolupament de nous productes alimentaris que incorporen les propietats nutricionals de la biomassa de microalgues, de manera que s'incrementen o es milloren les propietats nutricionals de l'aliment original. Per aconseguir aquest objectiu s'avaluaren a escala fisicoquímica, reològica i de textura la incorporació de diferents espècies de microalgues (Arthrospira platensis (Spirulina), Chlorella vulgaris, Dunaliella salina i Nannochloropsis gaditana) en diferents matrius alimentàries (productes fornejats, emulsions i extrudits). D'altra banda, s'avaluà i caracteritzà la incorporació de les microalgues utilitzant diferents tecnologies com la impressió en 3D o l'extrusió. A banda de valorar com afecta la incorporació de microalgues als productes elaborats, s'avaluaren els aspectes nutricionals, pel que fa a l'aportació i biodisponibilitat de minerals. Les propietats reològiques de les masses i emulsions enriquides amb microalgues (Spirulina, Chlorella i Dunaliella) indicaren que el seu comportament viscoelàstic fou modificat i millorat, de tal manera que mostrà característiques aptes per aquest tipus de productes. L'addició de microalgues (Spirulina i Chlorella) en les masses utilitzades per a la impressió 3D de galetes i snacks permeté una millor impressió, ja que s'obtingueren mostres impreses de forma cilíndrica amb unes dimensions més precises respecte a l'estructura cilíndrica dissenyada. A més, les mostres impreses presentaren una major estabilitat i resistència abans i després del procés de fornejat en comparació amb la mostra control. Respecte als productes fornejats, l'addició de microalgues (Spirulina i Chlorella) a les rosquilletes i els snacks impresos en 3D permeté una major estabilitat en termes de textura. Lleugers canvis als paràmetres fisicoquímics i d'expansió es produïren per l'addició d'Spirulina i Chlorella en els productes extrudits. A més, els extrudits que foren enriquits amb Nannochloropsis mostraren paràmetres similars als de la mostra control. Tots els productes presentaren colors lluminosos i aparences innovadores i atractives. Pel que fa als minerals, s'observà un augment de P, K, Ca, Na, Mg, Fe i Se quan s'afegí Spirulina i Chlorella, directament relacionat amb l'augment de la concentració de microalgues. Seguint la normativa sobre etiquetatge nutricional dels aliments, l'enriquiment amb microalgues en rosquilletes ens permet classificar-les com a aliment "ric en ferro (Fe)". De la mateixa manera, les rosquilletes i galetes enriquides amb microalgues poden considerar-se un aliment "alt en seleni (Se)". A més a més, la incorporació de Spirulina i Chlorella en les formulacions de galetes, permeté una major bioaccessibiltat del contingut de P, K, Ca, Mg, Fe, Zn i Se comparat amb les mostres control. / [EN] Microalgae are microscopic unicellular and photosynthetic organisms that can be found in a wide variety of environments. These microorganisms are very efficient when transforming solar energy into biomass, due to their cellular structure, which is completely submerged in an aqueous medium, forming an adequate surface for the exchange of nutrients and gases. Microalgae compounds are now known to exhibit cardioprotective, immunomodulatory, anti-proliferative, anti-inflammatory, cognitive, neurobehavioral and antimicrobial properties, amongst others. Researchers have shown possible benefits of the incorporation of microalgae in the diet so far. The most common way to consume microalgae is as a dietary supplement in the form of tablets, capsules or powder. The incorporation of microalgae biomass in traditional products has faced the challenge of the appearance of strong green colours, as well as its powdery consistency that can affect the texture and perception of the product. All these aspects constitute the main areas for improvement the development of microalgae-based products, and they are the challenges faced of this project. The main objective of this PhD Thesis was the development of novel food products incorporating the nutritional properties of microalgae biomass, thereby increasing or improving the nutritional properties of the original food matrix. To achieve this goal, the effect of the addition of different species of microalgae (Arthrospira platensis (Spirulina), Chlorella vulgaris, Dunaliella salina and Nannochloropsis gaditana) on the physicochemical, rheological and textural properties of different food matrices (baked products, emulsions and extrudates) was evaluated. Furthermore, the effect of the incorporation of microalgae using different technologies such as 3D printing or extrusion to obtain food products was studied. In addition, how the incorporation of microalgae affects the nutritional aspects of the food products in terms of the contribution of minerals and their bioavailability was also evaluated. The rheological properties of doughs, batters and emulsions enriched with microalgae (Spirulina, Chlorella and Dunaliella) indicated that their viscoelastic behaviour was modified and improved, showing characteristics suitable for this type of products. The addition of microalgae (Spirulina and Chlorella) to the doughs and batters used for the 3D printing of cookies and snacks, allowed a better extrusion or printing behaviour. This allowed obtaining cylindrical 3D printed samples, more precise in terms of their dimensions with respect to the designed cylindrical structure. In addition, the 3D microalgae-printed sample structures presented greater stability and resistance, before and after the baking process compared to the control sample. For baked products, both for breadsticks and 3D printed snacks, the addition of microalgae (Spirulina and Chlorella) allowed greater stability in terms of texture. Slight changes in the physicochemical and expansion parameters were produced by the addition of Spirulina and Chlorella in the extruded products. In addition, the extrudates enriched with Nannochloropsis, showed similar parameters to those of the control sample. Microalgae-enriched obtained products showed bright colours with appealing appearances. Regarding minerals, an increase in P, K, Ca, Na, Mg, Fe and Se was observed with the addition of Spirulina and Chlorella, along the increase of concentration of microalgae addition. Following the regulations on nutrition labelling for food stuffs, breadstick enrichment with microalgae are a food "high in iron (Fe)" In the same way, breadsticks and cookies enriched with microalgae can be considered a "high in selenium (Se)" food. Going a step further, Spirulina and Chlorella vulgaris incorporation in cookie formulations allowed for greater bioaccessibility of P, K, Ca, Mg, Fe, Zn, and Se content for absorption in the body than control cookies. / Uribe Wandurraga, ZN. (2020). Microalgae as novel ingredients for the formulation of food products [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158743 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] Uno de los desafíos clave que se presenta en el siglo XXI es la necesidad de alimentar a una población cada vez mayor con recursos naturales cada vez más limitados. Adicionalmente, el Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 12 de la Agenda 2030 aboga por formas de producción y consumo más sostenibles. En este sentido, se favorece el aprovechamiento y desarrollo de alimentos de origen vegetal frente a los de origen animal. Por otra parte, hay estudios que demuestran que la ingesta de determinados microorganismos en cantidades adecuadas produce efectos beneficiosos para la salud de los consumidores y que la fermentación con estos microorganismos contribuye en la mejora de las propiedades nutricionales de diferentes matrices alimentarias. Debido a esto, en los últimos años ha aumentado el interés de los científicos por desarrollar alimentos funcionales probióticos a partir de matrices vegetales, destinados a responder también a las necesidades nutricionales de los consumidores vegetarianos, con intolerancia a lactosa y con dietas restrictivas por el elevado nivel de colesterol. Entre las técnicas empleadas, la impregnación a vacío permite la incorporación de microorganismos probióticos en la matriz estructural de frutas y hortalizas sin alterar su integridad celular. Este hecho, sin embargo, se traduce en mejores recuentos tras el procesado y el almacenamiento, pero no es suficiente para garantizar la viabilidad de los microorganismos tras la estabilización mediante secado por aire caliente, lo que hace necesario recurrir a otras estrategias. Concretamente en esta tesis doctoral las técnicas que se aplican para aumentar la resistencia de los probióticos a las condiciones adversas de procesado de los alimentos son la adición de agentes protectores, como la trehalosa, y la aplicación de altas presiones de homogeneización (HPH). Los resultados de las investigaciones se presentan por compendio de 4 artículos científicos organizados en dos capítulos. En el Capítulo I "Obtención de un líquido de impregnación a base de zumo de clementina con elevado contenido en unidades formadoras de colonias de L. salivarius CECT 4063 que sean resistentes al almacenamiento y a la digestión simulada in vitro se ha analizado el efecto que la concentración de trehalosa (0-20%, p/p) y la presión de homogeneización (0-150 MPa) ejercen sobre las propiedades antioxidantes y el crecimiento de la cepa de L. salivarius spp. salivarius CECT 4063 en zumo de clementina comercial, así como sobre la capacidad del microorganismo para inhibir al patógeno Helicobacter pylori, para adherirse a la mucosa intestinal y para resistir el proceso de digestión in vitro. También se ha evaluado cómo la propia fermentación con el lactobacilo afecta al contenido en compuestos con actividad antioxidante del zumo, en mayor o menor medida dependiendo de la adición o no de un 10% en peso de trehalosa al medio y/o de la homogeneización a 100 MPa del zumo fermentado y sin fermentar. Por último, se ha estudiado la evolución de las propiedades antioxidantes y microbianas de los zumos fermentados durante su almacenamiento en refrigeración, así como su habilidad para ser incorporados en la matriz estructural de láminas de manzana (var. Granny Smith) mediante la técnica de impregnación a vacío. Por otra parte, en el Capítulo II "Obtención de un snack de manzana (var. Granny Smith) con elevado contenido en compuestos antioxidantes y en unidades formadoras de colonias de L. salivarius CECT 4063" mediante impregnación a vacío y posterior liofilización o secado con aire a 40 °C se ha analizado el efecto que la adición de un 10% (p/p) de trehalosa al zumo de clementina antes de su inoculación con el microorganismo y/o la homogeneización a 100 MPa del zumo de clementina fermentado ejercen sobre la viabilidad del lactobacilo y la estabilidad de los compuestos antioxidantes frente al procesado, el almacenamiento y la digestión simulada in vitro. / [CA] Un dels desafiaments clau que es presenta en el segle XXI és la necessitat d'alimentar a una població humana cada vegada major amb recursos naturals cada vegada més limitats. Addicionalment, l'Objectiu de Desenvolupament Sostenible (ODS) 12 de l'Agenda 2030 advoca per formes de producció i consum més sostenibles. En aquest sentit, s'afavoreix l'aprofitament i desenvolupament d'aliments d'origen vegetal enfront dels d'origen animal. D'altra banda, hi ha estudis que demostren que la ingesta de determinats microorganismes en quantitats adequades produeix efectes beneficiosos per a la salut dels consumidors i que la fermentació amb aquests microorganismes contribueix a la millora de les propietats nutricionals de diferents matrius alimentàries. A causa d'això, en els últims anys ha augmentat l'interès dels científics per desenvolupar aliments funcionals probiòtics a partir de matrius vegetals, destinats a respondre també a les necessitats nutricionals dels consumidors vegetarians, amb intolerància a la lactosa i amb dietes restrictives per l'elevat nivell de colesterol. Entre les tècniques emprades, la impregnació a buit permet la incorporació de microorganismes probiòtics en la matriu estructural de fruites i hortalisses sense alterar la seua integritat cel·lular. Aquest fet, però, es tradueix en millors recomptes després del processament i l'emmagatzematge, però no n'hi ha prou per garantir la viabilitat dels microorganismes després de l'estabilització mitjançant assecat per aire calent, cosa que fa necessari recórrer a altres estratègies. Concretament en aquesta tesi doctoral les tècniques que s'apliquen per a augmentar la resistència dels probiòtics a les condicions adverses de processament són l'addició d'agents protectors, com la trehalosa, i l'aplicació d'altes pressions d'homogeneïtzació (HPH). Els resultats de les investigacions es presenten per compendi de 4 articles científics organitzats en dos capítols. En el Capítol I "Obtenció d'un líquid d'impregnació a base de suc de clementina amb elevat contingut en unitats formadores de colònies de L. salivarius spp. salivarius CECT 4063 que siguin resistents a l'emmagatzematge i a la digestió simulada in vitro" s'ha analitzat l'efecte que la concentració de trehalosa (0-20%, p/p) i la pressió d'homogeneïtzació (0-150 MPa) exerceixen sobre les propietats antioxidants i el creixement del cep de L. salivarius spp. salivarius en suc de clementina comercial, així com sobre la capacitat del microorganisme per a inhibir al patogen Helicobacter pylori, per a adherir-se a la mucosa intestinal i per a resistir el procés de digestió in vitro. També s'ha avaluat com la pròpia fermentació amb el lactobacilo afecta al contingut en compostos amb activitat antioxidant del suc, en major o menor mesura depenent de l'addició o no d'un 10% en pes de trehalosa al medi i/o de l'homogeneïtzació a 100 MPa del suc fermentat i sense fermentar. Finalment, s'ha estudiat l'evolució de les propietats antioxidants i microbianes dels sucs fermentats durant el seu emmagatzematge en refrigeració, així com la seua habilitat per a ser incorporats en la matriu estructural de làmines de poma (var. Granny Smith) mitjançant la tècnica d'impregnació a buit. D'altra banda, en el Capítol II "Obtenció d'un snack de poma (var. Granny Smith) amb elevat contingut en compostos antioxidants i en unitats formadores de colònies de L. salivarius CECT 4063" mitjançant impregnació a buit i posterior liofilització o assecat amb aire a 40 °C s'ha analitzat l'efecte que l'addició d'un 10% (p/p) de trehalosa al suc de clementina abans de la seua inoculació amb el microorganisme i/o l'homogeneïtzació a 100 MPa del suc de clementina fermentat exerceixen sobre la viabilitat del lactobacilo i l'estabilitat dels compostos antioxidants enfront del processament, l'emmagatzematge i la digestió simulada in vitro. / [EN] One of the key challenges of the 21st century is the need to feed a growing population with increasingly limited natural resources. Additionally, Sustainable Development Goal (SDG) 12 of the 2030 Agenda advocates for more sustainable forms of production and consumption. In this sense, the use and development of plant-based foods are favoured over those of animal origin. On the other hand, there are studies showing that the intake of certain microorganisms in adequate amounts produces beneficial effects for the health of consumers and that fermentation with these microorganisms contributes to the improvement of the nutritional properties of different food matrices. Due to this, in recent years, the interest of scientists has increased in developing probiotic functional foods from plant matrices, aimed at also responding to the nutritional needs of vegetarian consumers with lactose intolerance and with restrictive diets due to the high cholesterol level. Among the techniques used, vacuum impregnation allows the incorporation of probiotic microorganisms in the structural matrix of fruits and vegetables without altering their cellular integrity. This fact, however, translates into better counts after processing and storage, but it is not enough to guarantee the viability of the microorganisms after stabilization by hot air drying, which makes it necessary to resort to other strategies. Specifically, in this doctoral thesis, the techniques applied to increase the resistance of probiotics to adverse food processing conditions are the addition of protective agents, such as trehalose, and the application of high-pressure homogenization (HPH). The results of the investigations are presented by a compendium of 4 scientific articles organized in two chapters. In Chapter I "Obtaining an impregnation liquid based on clementine juice with a high content of colony-forming units of L. salivarius spp. salivarius CECT 4063 that are resistant to storage and "in vitro" simulated digestion, the effect that the trehalose concentration (0-20%, w/w) and the homogenization pressure (0-150 MPa) exert on the antioxidant properties and the growth of the L. salivarius spp. salivarius CECT 4063 in commercial clementine juice, as well as on the capacity of the microorganism to inhibit the pathogen Helicobacter pylori, to adhere to the intestinal mucosa and to resist the in vitro digestion process. It has also been evaluated how the fermentation itself, with this Lactobacillus strain, affects the content of compounds with antioxidant activity in the juice, to a greater or lesser extent depending on the addition or not of 10% by weight of trehalose to the medium and/or the homogenization to 100 MPa of fermented and unfermented juice. Finally, the evolution of the antioxidant and microbial properties of fermented juices during refrigerated storage has been studied, as well as their ability to be incorporated into the structural matrix of apple slices (var. Granny Smith) using the vacuum impregnation technique. On the other hand, in Chapter II "Obtaining an apple snack (var. Granny Smith) with a high content of antioxidant compounds and colony-forming units of L. salivarius CECT 4063" by vacuum impregnation and subsequent lyophilization or drying with air at 40 °C, the effect that the addition of 10% (p/p) trehalose to clementine juice before inoculation with the microorganism and/or homogenization at 100 MPa of the fermented clementine juice has been analysed on the viability of lactobacillus and the stability of antioxidant compounds against processing, storage and simulated digestion in vitro. / Burca Busaga, CG. (2023). Mejora de la calidad funcional de un snack con efecto probiótico y antioxidante mediante la incorporación de trehalosa y la aplicación de altas presiones de homogenización [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192682 / Compendio