Utilizing resistant cultivars is a main control strategy for root-knot nematodes in flue-cured tobacco (Nicotiana tabacum L.). Most commercial cultivars possess the Rk1 gene, providing resistance to races 1 and 3 of Meloidogyne incognita and race 1 of M. arenaria. This initiated a shift in root-knot populations to other species and races, creating a need for resistance to those populations. Numerous cultivars possess a second resistance gene, Rk2. Greenhouse experiments investigated whether possessing both Rk1 and Rk2 increases resistance to a variant of M. incognita race 3 compared to either gene alone, and if high soil temperatures impact their efficacy. Root galling, numbers of egg masses and eggs, and the reproductive index were compared from roots of Coker 371-Gold (susceptible), NC 95 and SC 72 (Rk1Rk1), T-15-1-1 (Rk2Rk2), and STNCB-2-28 and NOD 8 (Rk1Rk1 and Rk2Rk2). The same data were analyzed from plants in open-top root zone cabinet growth chambers set to 25ºC, 30ºC, and 35ºC to examine if resistance is temperature sensitive. Despite variability, Rk1Rk2 entries conferred greater resistance than entries with Rk1 or Rk2 alone. Entries with Rk1 alone reduced galling and reproduction compared to the susceptible control, whereas T-15-1-1 (Rk2) did not, but often suppressed reproduction. An apparent reduction in nematode reproduction was observed at 25ºC and 30ºC on entries possessing Rk1 and Rk1Rk2 compared to the control and Rk2. However, no apparent differences in reproduction occurred on Rk1 and/or Rk2 entries at 35ºC compared to the control, indicating parasitism increased on resistant entries at higher temperatures. / Master of Science in Life Sciences

No description available.

No description available.

No description available.

Yes / Silica is one of the most efficient gas barrier materials, and hence is widely used as anencapsulating material for electronic devices. In general, the processing of silica is carried out at hightemperatures, i.e., around 1000◦C. Recently, processing of silica has been carried out from a polymercalled Perhydropolysilazane (PHPS). The PHPS reacts with environmental moisture or oxygen andyields pure silica. This material has attracted many researchers and has been widely used in manyapplications such as encapsulation of organic light-emitting diodes (OLED) displays, semiconductorindustries, and organic solar cells. In this paper, we have demonstrated the process optimization ofthe conversion of the PHPS into silica in terms of curing methods as well as curing the environment.Various curing methods including exposure to dry heat, damp heat, deep UV, and their combinationunder different environments were used to cure PHPS. FTIR analysis suggested that the quickestconversion method is the irradiation of PHPS with deep UV and simultaneous heating at 100◦C.Curing with this method yields a water permeation rate of 10−3g/(m2·day) and oxygen permeationrate of less than 10−1cm3/(m2·day·bar). Rapid curing at low-temperature processing along withbarrier properties makes PHPS an ideal encapsulating material for organic solar cell devices and avariety of similar applications. / King Saud University

Tesis por compendio / [EN] Dry-cured ham is a product highly appreciated by consumers, nevertheless, there are a large number of manufacturing process-related parameters, as well as ham intrinsic factors, that compromise its final quality. One of the main problems in the quality of dry-cured ham is the appearance of textural defects, in particular, the development of pastiness. This defect is characterized by an excessive softness and loss of elastic behavior of the ham and when tasted, it provokes a feeling similar to the mouth-coating sensation produced by a flour-water paste during the mastication process. Pastiness also makes slicing difficult and promotes the adhesiveness between slices. Currently, the methods available to measure ham pastiness are time-consuming and destructive. For this reason, the seek of faster and non-destructive technologies capable of detecting pastiness is of great importance. In this sense, different technologies such as near infrared spectroscopy, X-rays or ultrasound, that have been previously tested for the nondestructive characterization of different meat products, could be of interest for the detection of ham pastiness. Different approaches, such as the use of high hydrostatic pressure (HHP) or the application of low-temperature long-time thermal treatments (LTLT) at the end of the ham manufacturing, have been previously addressed for the correction of pastiness in dry-cured ham. Notwithstanding, the high cost and the long time required for the HHP and LTLT treatments, respectively, highlights the need for moderate cost and faster alternatives. In this context, the main goals of this thesis were to determine the feasibility of using low intensity ultrasound to non-destructively detect the appearance of pastiness during ham manufacturing and to characterize the level of pastiness in the final product, as well as to explore the feasibility of mild ultrasonic assisted thermal treatments to correct this textural defect. To meet the goal of ham pastiness characterization and correction, a customized drycured ham manufacturing was designed and carried out in order to obtain hams with different levels of pastiness with no remarkable differences on the salt content. During ham manufacturing, the feasibility of using contact ultrasound to monitor the appearance of pastiness was addressed. The ultrasonic velocity was measured in the raw ham, at the end of the salting and post-salting stages, 3 times during the drying-maturation and once the manufacturing was finished. At the end of the manufacturing, the pastiness level (high, medium and no pasty) was also sensory evaluated by an expert panel. As the manufacturing progressed, a progressive increase in the ultrasonic velocity, from 1536 m/s in the raw ham to 1713 m/s in the final dry-cured ham, was found. Notwithstanding, the increase in the ultrasonic velocity was not related with the pastiness defect, probably because the ham texture changes linked to pastiness were masked by the great influence of the compositional changes (salt gain and moisture loss) on the ultrasonic velocity. Therefore, the ultrasonic velocity was not an effective parameter to detect the appearance of pastiness in hams during manufacturing, neither to classify them according to its pastiness level at the end of the manufacturing. Contact ultrasound was also used to monitor the compositional and textural changes taking place along the ham post-salting stage. For this purpose, another batch of hams was salted and post-salting times from 7 to 56 days were tested. During post-salting, the hams were weighted and the ultrasonic velocity was measured every 2 days. Each 7 post-salting days, the composition and the textural properties of a different ham were destructively analyzed. The ham weight loss during the post-salting stage was satisfactorily (r=0.95) described by the increase in the ultrasonic velocity. Moreover, the salt distribution and the moisture loss in the internal parts of the ham were satisfactorily related (r=0.93 and r=0.86, respectively) with the increase in the ultrasonic velocity. The variation in the ham hardness during post-salting was negligible and hence, the velocity increase was mainly attributed to the compositional changes, being barely affected by the changes in texture. The hams obtained after the customized manufacturing were sliced and the ultrasonic velocity and attenuation were measured on the Biceps femoris muscle with the aim of nondestructively finding out its pastiness level. Furthermore, in order to better analyze this textural defect, the composition, protein degradation, instrumental texture and microstructure of the hams were analyzed. Pasty samples presented the highest proteolysis index (38.7% compared to 33.1% for non-pasty hams), exhibited the more relevant structural degradation (merged myofibril structures and appearance of large gaps) and consequently, were the softest (5.4 N of hardness compared to 16.7 N for non-pasty hams) and presented the most intense viscous behavior (0.434 compared to 0.372 for non-pasty hams), although a high degree of experimental variability was found. The non-destructive assessment performed with ultrasound revealed that ultrasonic attenuation could be successfully applied for the grading of dry-cured ham slices according to its pastiness level. Thus, the greater the pastiness, the higher the ultrasonic attenuation, being the average attenuation coefficient for high, medium and no-pasty samples 48.2, 45.4 and 43.1 Np/m, respectively. Notwithstanding, the ultrasonic velocity was similar in all the ham samples, regardless its pastiness level. As observed in whole hams, the ultrasonic velocity was not a satisfactory parameter to detect pastiness in sliced ham, since the large influence of the composition on the ultrasonic velocity added to a similar salt and moisture content of the samples, regardless its pastiness level, led to a similar velocity for the different pastiness levels. Air-coupled ultrasonic techniques in both through-transmission and pulse-echo modes were developed for the characterization of dry-cured ham texture. The non-invasive nature of aircoupled ultrasound allows a contactless measurement, which makes easier its industrial implementation compared to conventional ultrasound techniques for high speed applications without material surface alteration and cross-contamination between food items. As for corrective actions of the texture defects in dry-cured ham, mild thermal treatments in two different heating media (water and air) were evaluated. Furthermore, the feasibility of intensifying these mild thermal treatments with the assistance of power ultrasound was considered. For that purpose, commercial vacuum-packed dry-cured ham slices were heated in a liquid medium, with and without ultrasonic assistance, at different temperatures (40, 45 and 50 ºC), measuring the temperature in the Biceps femoris and in the Semimembranosus muscles. Regarding the treatments in air, commercial vacuum-packed dry-cured ham cylinders were used. In the first set of experiments, ham was heated at a constant air velocity (2 m/s) until different temperatures (40, 45 and 50 ºC) were reached. While in the second set of experiments, ham was treated at constant air temperature (50 ºC) at different air velocities (1, 2, 3, 4 and 6 m/s). In both sets, the treatments were performed with and without power ultrasound application, measuring the temperature in the center of the cylinder. Thermal treatments were extended until a target temperature of 5 ºC lower than the medium (water-air) heating temperature was reached, thus, holding temperature stage did not exist and the treatments only considered the heating one. The heating kinetics of the ham treated in both water and air heating media were mathematically described by means of a heat conduction model. Once the heating finalized, the textural changes of ham (hardness and elastic behavior) were evaluated. The experiments showed that power ultrasound application sped up the heat transfer, significantly (p<0.05) shortening the heating time and increasing the apparent thermal diffusivity up to 51 and 37% for water and air heat treatments, respectively. For the thermal treatments using water, the increase in temperature during the heating brought about a lower ultrasonic intensification (the apparent thermal diffusivity was increased by 51% at 40 ºC compared to the 21% at 50 ºC). On the contrary, in experiments with air, the higher the temperature, the greater the ultrasonic enhancement (the apparent thermal diffusivity was increased by 5% at 40 ºC compared to the 38% at 50 ºC). The effect of the ultrasound application decreased as the air velocity increased, being minimal when the air velocity was the highest (the apparent thermal diffusivity was increased by 21% at 1 m/s compared to the 5% at 6 m/s). As regards the changes in the textural properties of ham after the mild thermal treatments at short times, an increase in hardness and elastic behavior was observed. Finally, the texture correction in dry-cured ham with different levels of pastiness was tackled. For this purpose, vacuum-packed dry-cured ham slices with high, medium and no pastiness were heated in a liquid medium at 40 and 50 ºC for a longer time (5 h, including heating and holding stages) than heating experiments, with and without the assistance of power ultrasound during the heating phase. The texture (hardness, elastic behavior and adhesiveness) and the microstructure of the ham was evaluated in both treated and control samples. After the mild thermal treatments, the texture of ham was improved since the hardness was increased (102%) and the viscous behavior diminished (11%). On average, the increase of hardness at 50 ºC was 159% higher than at 40 ºC, while the decrease of the viscous behavior was 13.5% larger at 50 ºC compared to 40 ºC. The ham adhesiveness was also enhanced independently of the treatment temperature, with a 55% reduction being observed. The application of power ultrasound during the heating phase did not involve any additional textural change. Likewise, after the thermal treatments, the microstructure of hams with pastiness notably changed, experiencing a severe shrinkage of the myofibrils, which contributed to explain the reported textural changes. In conclusion, pastiness is a relevant and highly complex textural defect in dry-cured ham. The use of contact ultrasound and the measurement of the ultrasonic attenuation could be considered a potential technology to non-destructively detect and characterize pastiness in sliced dry-cured ham. Future work should focus on extending this approach to identify pasty whole hams, considering for this purpose the use of air-coupled ultrasound. Moreover, the use of mild thermal treatments in liquid or gas media could be a feasible method to correct the defective texture of dry-cured hams and the application of power ultrasound during the heating phase could be a relevant means of speeding up the thermal treatments. / [ES] El jamón curado es un producto muy apreciado por los consumidores, sin embargo, existen numerosos parámetros relacionados con el procesado, así como factores intrínsecos del jamón, que comprometen su calidad final. Uno de los principales problemas de calidad del jamón curado es la aparición de defectos de textura, concretamente, el desarrollo de pastosidad. Este defecto se caracteriza por una textura excesivamente blanda y un comportamiento menos elástico del jamón. A nivel sensorial, provoca una sensación de recubrimiento en boca similar a la masticación de una pasta de harina y agua. La pastosidad también dificulta el loncheado y promueve la adhesividad entre lonchas. Actualmente, los métodos disponibles para caracterizar la pastosidad requieren mucho tiempo y son destructivos. Por esta razón, la búsqueda de tecnologías más rápidas y no destructivas capaces de detectar la pastosidad es de gran importancia. En este sentido, distintas tecnologías como espectroscopía de infrarrojo cercano, rayos-X o ultrasonidos, que han sido ensayadas previamente para la caracterización no destructiva de diferentes productos cárnicos, podrían ser de interés para la detección de pastosidad en jamón. Diferentes alternativas, como el uso de altas presiones hidrostáticas (HHP) o la aplicación de tratamientos térmicos de larga duración a baja temperatura (LTLT) al final del proceso de elaboración del jamón, han sido abordadas previamente para la corrección de pastosidad en jamón curado. Sin embargo, el elevado coste y el largo tiempo requerido para los tratamientos HHP y LTLT, respectivamente, pone de manifiesto la necesidad de encontrar alternativas con un coste moderado y más rápidas. En este contexto, los principales objetivos de esta tesis fueron determinar la viabilidad de la utilización de ultrasonidos de baja intensidad para detectar de manera no destructiva la aparición de pastosidad durante el proceso de elaboración de jamón curado y caracterizar el nivel de pastosidad en el producto final, así como explorar la viabilidad de tratamientos térmicos moderados asistidos por ultrasonidos de alta intensidad para corregir dicho defecto de textura. Para cumplir el objetivo de caracterizar y corregir el defecto de pastosidad en jamón, se diseñó y se llevó a cabo un proceso de elaboración para obtener jamones con distintos niveles de pastosidad sin diferencias considerables del contenido en sal. Durante el procesado, se abordó la viabilidad de utilizar ultrasonidos por contacto para monitorizar la aparición de la pastosidad. Así, la velocidad ultrasónica se midió en el jamón fresco, al final de las etapas de salado y postsalado, 3 veces durante el secado-maduración y una vez terminado el proceso de elaboración. Al final del procesado, también se evaluó el nivel de pastosidad (alto, medio y sin pastosidad) en el jamón loncheado por un panel experto. A medida que avanzó el proceso de elaboración, se observó un aumento progresivo de la velocidad ultrasónica, de 1536 m/s en jamón fresco hasta 1713 m/s en jamón curado. Sin embargo, el aumento en la velocidad ultrasónica no se relacionó con el defecto de pastosidad, probablemente porque los cambios de textura del jamón vinculados con la pastosidad fueron enmascarados por la gran influencia de los cambios composicionales (ganancia de sal y pérdida de humedad) en la velocidad ultrasónica. Así, la velocidad ultrasónica no fue un parámetro útil para detectar la aparición de pastosidad en jamón durante su procesado ni para clasificar los jamones según su nivel de pastosidad al final del procesado. Los ultrasonidos por contacto también se utilizaron para monitorizar los cambios composicionales y texturales que tienen lugar a lo largo de la etapa de postsalado del jamón. Para ello, se saló otro lote de jamones y se evaluaron distintos tiempos de postsalado, desde 7 hasta 56 días. Durante el postsalado, los jamones se pesaron y se midió su velocidad ultrasónica cada 2 días. Cada 7 días de postsalado, se analizó destructivamente la composición y las propiedades texturales de un jamón. La pérdida de peso de los jamones durante la etapa de postsalado fue descrita satisfactoriamente (r=0.95) por el aumento de la velocidad ultrasónica. Además, la distribución de sal y la pérdida de humedad en el interior del jamón se relacionaron de forma satisfactoria (r=0.93 y r=0.86, respectivamente) con el aumento de la velocidad ultrasónica. La variación en la dureza del jamón durante el postsalado fue no significativa y, por ello, el aumento de la velocidad ultrasónica se atribuyó principalmente a los cambios de composición, siendo apenas afectada por los cambios de textura. Los jamones obtenidos con distintos niveles de pastosidad después del proceso de elaboración, se cortaron y se midió la velocidad y la atenuación ultrasónica del músculo Biceps femoris con el objetivo de averiguar de forma no destructiva su nivel de pastosidad. Además, con el fin de analizar mejor este defecto de textura, se analizaron el índice de proteólisis, la microestructura, la textura instrumental y la composición de los jamones. Las muestras pastosas presentaron el índice de proteólisis más alto (38.7% comparado con el 33.1% de los jamones no pastosos), mostraron la degradación estructural más relevante (estructuras miofibrilares fusionadas y aparición de grandes huecos) y, en consecuencia, fueron las más blandas (5.4 N de dureza en comparación con los 16.7 N de los jamones no pastosos) y presentaron el comportamiento viscoso más intenso (0.434 comparado con el 0.372 de los jamones no pastosos), aunque se encontró una gran variabilidad experimental. La evaluación no destructiva llevada a cabo mediante ultrasonidos reveló que la atenuación ultrasónica se podría aplicar con éxito para la clasificación de las lonchas de jamón curado según su nivel de pastosidad. Así, cuanto mayor fue la pastosidad, mayor fue la atenuación ultrasónica, siendo el coeficiente de atenuación promedio de las muestras con alta, media y sin pastosidad de 48.2, 45.4 y 43.1 Np/m, respectivamente. Sin embargo, la velocidad ultrasónica fue muy similar en todas las muestras de jamón, independientemente de su nivel de pastosidad. Como se observó en los jamones enteros, la velocidad ultrasónica no fue un parámetro útil para cuantificar el defecto de pastosidad en jamón loncheado, ya que la gran influencia de la composición en la velocidad ultrasónica sumada al contenido similar de sal y humedad de las muestras, independientemente de su nivel de pastosidad, dio lugar a una velocidad similar en todos los niveles de pastosidad. Se desarrollaron dos técnicas de ultrasonidos acoplados por aire, tanto en modo transmisión-recepción como en pulso-eco, para caracterizar la textura de jamón curado. El carácter no invasivo de los ultrasonidos acoplados por aire permite llevar a cabo medidas sin contacto, facilitando su aplicación a nivel industrial en comparación con las técnicas ultrasónicas convencionales, ya que pueden realizarse medidas a mayor velocidad, sin alterar la superficie del material y evitando la contaminación cruzada entre alimentos. En cuanto a las medidas de corrección de defectos texturales en jamón curado, se evaluaron tratamientos térmicos moderados en dos medios de calentamiento diferentes (agua y aire). Además, se consideró la viabilidad de intensificar dichos tratamientos mediante la aplicación de ultrasonidos de alta intensidad (o de potencia). Para ello, se calentaron lonchas de jamón curado comercial envasadas al vacío en medio líquido, con y sin la aplicación de ultrasonidos, a diferentes temperaturas (40, 45 y 50 ºC), midiendo la temperatura en los músculos Biceps femoris y Semimembranosus. Respecto a los tratamientos en aire, se utilizaron cilindros de jamón curado comercial envasado al vacío. En el primer set de experimentos, el jamón se calentó a velocidad de aire constante (2 m/s) a diferentes temperaturas (40, 45 y 50 ºC); mientras que, en el segundo experimento, el jamón se calentó a temperatura de aire constante (50 ºC) a distintas velocidades (1, 2, 3, 4 y 6 m/s). En los dos sets, los tratamientos se llevaron a cabo con y sin la aplicación de ultrasonidos de potencia, midiendo la temperatura en el centro del cilindro. Los tratamientos térmicos se prolongaron hasta alcanzar la temperatura objetivo, definida como 5 ºC por debajo de la temperatura del medio de calentamiento (agua o aire). Así, no se llevó a cabo una fase de mantenimiento de la temperatura y sólo se consideró la fase de calentamiento de los tratamientos térmicos. Las cinéticas de calentamiento del jamón tratado tanto en agua como en aire se describieron matemáticamente considerando que la transferencia de calor estuvo únicamente controlada por conducción. Una vez finalizado el calentamiento, se evaluaron los cambios texturales del jamón (dureza y comportamiento elástico). Los experimentos mostraron que la aplicación de ultrasonidos de potencia aceleró la transferencia de calor, reduciendo significativamente (p<0.05) el tiempo de calentamiento y aumentando la difusividad térmica aparente hasta un 51 y 37% en los tratamientos térmicos en agua y aire, respectivamente. En el caso de los tratamientos térmicos en agua, el aumento de la temperatura durante el calentamiento provocó una intensificación ultrasónica menor (la difusividad térmica aparente aumentó un 51% a 40 ºC comparado con el 21% a 50 ºC). Por el contrario, en las experiencias en aire, cuanto mayor fue la temperatura, más efectiva fue la aplicación de los ultrasonidos (la difusividad térmica aparente incrementó un 5% a 40 ºC comparado con el 38% a 50 ºC). El efecto de la aplicación de los ultrasonidos disminuyó con el aumento de la velocidad del aire, siendo mínimo con la velocidad de aire más alta ensayada (la difusividad térmica aparente aumentó un 21% a 1 m/s comparado con el 5% a 6 m/s). En cuanto a los cambios de las propiedades texturales del jamón después de los tratamientos térmicos moderados limitados a la fase de calentamiento, se observó un aumento en su dureza y en su comportamiento elástico. Por último, se abordó la corrección de textura en jamón curado con distintos niveles de pastosidad. Para ello, se calentaron lonchas de jamón con alta, media y sin pastosidad envasadas al vacío en medio líquido a 40 y 50 ºC durante tiempos más largos (5 h, incluyendo las fases de calentamiento y mantenimiento) que en las experiencias sólo de calentamiento, con y sin la aplicación de ultrasonidos de potencia únicamente durante la fase de calentamiento. La textura (dureza, comportamiento elástico y adhesividad) y la microestructura del jamón se evaluaron tanto en las muestras tratadas como en las control. Después de los tratamientos térmicos moderados, la textura del jamón se vio mejorada puesto que su dureza aumentó (102%) y su comportamiento viscoso disminuyó (11%). En promedio, el aumento de la dureza a 50 ºC fue un 159% mayor que a 40 ºC, mientras que la disminución del comportamiento viscoso fue un 13.5% mayor a 50 ºC que a 40 ºC. La adhesividad del jamón también se vio disminuida, independientemente de la temperatura de tratamiento, observándose una reducción media del 55%. La aplicación de ultrasonidos de potencia durante la fase de calentamiento no implicó ningún cambio textural adicional. Asimismo, después de los tratamientos térmicos, la microestructura de los jamones con alta pastosidad cambió notablemente, experimentando una severa contracción de las miofibrillas, lo cual contribuyó a explicar los cambios de textura mencionados. En conclusión, la pastosidad es un defecto textural relevante y muy complejo en jamón curado. El uso de ultrasonidos por contacto y la medida de la atenuación ultrasónica podría considerarse a nivel industrial para detectar y caracterizar de forma no destructiva la pastosidad en lonchas de jamón curado. Futuros trabajos deberían estar orientados a la aplicación de esta tecnología para la identificación de jamones pastosos enteros, considerando para ello el uso de ultrasonidos acoplados por aire. Además, el uso de tratamientos térmicos moderados en medio líquido o gaseoso podría ser un método viable para corregir la textura defectuosa de jamones curados y la aplicación de ultrasonidos de potencia durante la fase de calentamiento podría considerarse para acelerar los tratamientos térmicos. / [CA] El pernil curat és un producte molt apreciat pels consumidors, no obstant això, existeixen nombrosos paràmetres relacionats amb el processament, així com factors intrínsecs del pernil, que comprometen la seua qualitat final. Un dels principals problemes de qualitat del pernil curat és l'aparició de defectes de textura, concretament, el desenvolupament de pastositat. Aquest defecte es caracteritza per una excessiva blanor i una pèrdua del comportament elàstic del pernil. A nivell sensorial, provoca una sensació de recobriment en boca similar a la masticació d'una pasta de farina i aigua. La pastositat també dificulta el tallat i promou l'adhesivitat entre rodanxes. Actualment, els mètodes disponibles per a mesurar la pastositat requereixen molt de temps i són destructius. Per aquesta raó, la cerca de tecnologies més ràpides i no destructives capaces de detectar la pastositat és de gran importància. En aquest sentit, diferents tecnologies com espectroscòpia d'infraroig pròxim, raigs-X o ultrasons, que han sigut assajades prèviament per a la caracterització no destructiva de diferents productes carnis, podrien ser d'interés per a la detecció de pastositat en pernil. Diferents alternatives, com l'ús d'altes pressions hidroestàtiques (HHP) o l'aplicació de tractaments tèrmics de llarga duració a baixa temperatura (LTLT) al final del procés d'elaboració del pernil, han sigut abordades prèviament per a la correcció de pastositat en pernil curat. No obstant això, l'elevat cost i el llarg temps requerit per als tractaments HHP i LTLT, respectivament, posa de manifest la necessitat de trobar alternatives amb un cost moderat i més ràpides. En aquest context, els principals objectius d'aquesta tesi van ser determinar la viabilitat de la utilització dels ultrasons de baixa intensità per a detectar de manera no destructiva l'aparició de pastositat durant el procés d’elaboració de pernil curat i caracteritzar el nivell de pastositat en el producte final, així com explorar la viabilitat de tractaments tèrmics moderats assistits per ultrasons d’alta intensitat per a corregir aquest defecte de textura. Per a complir l'objectiu de caracteritzar i corregir el defecte de pastositat en pernil, es va dissenyar i es va dur a terme un procés d'elaboració configurat per a obtindre pernils amb diferents nivells de pastositat sense diferències considerables del contingut en sal. Durant el processament, es va abordar la viabilitat d'utilitzar ultrasons per contacte per a monitorar l'aparició de pastositat. La velocitat ultrasònica es va mesurar en el pernil fresc, al final de les etapes de salat i postsalat, 3 vegades durant l'assecat-maduració i una vegada acabat el procés d'elaboració. Al final del processament, el nivell de pastositat (alta, mitjana i sense pastositat) també es va avaluar per un panell expert. A mesura que va avançar el procés d'elaboració, es va trobar un augment progressiu de la velocitat ultrasònica, anant des de 1536 m/s en pernil fresc fins a 1713 m/s en pernil curat. No obstant això, l'augment en la velocitat ultrasònica no es va relacionar amb el defecte de pastositat, probablement perquè els canvis de textura del pernil vinculats amb la pastositat van ser emmascarats per la gran influència dels canvis composicionals (guany de sal i pèrdua d'humitat) en la velocitat ultrasònica. Així, la velocitat ultrasònica no va ser un paràmetre efectiu per a detectar l'aparició de pastositat en pernil durant el seu processament ni per a classificar els pernils segons el seu nivell de pastositat al final del processament. Els ultrasons per contacte també es van utilitzar per a monitorar els canvis composicionals i texturals que tenen lloc al llarg de l'etapa de postsalat del pernil. Per a això, es va salar un altre lot de pernils i es van avaluar diferents temps de postsalat, des de 7 fins a 56 dies. Durant el postsalat, els pernils es van pesar i es va mesurar la seua velocitat ultrasònica cada 2 dies. Cada 7 dies de postsalat, es van analitzar destructivament la composició i les propietats texturals d'un pernil diferent. La pèrdua de pes dels pernils durant l'etapa de postsalat va ser descrita satisfactòriament (r=0.95) per l'augment de la velocitat ultrasònica. A més, la distribució de sal i la pèrdua d'humitat a l'interior del pernil es van relacionar de manera satisfactòria (r=0.93 i r=0.86, respectivament) amb l'augment de la velocitat ultrasònica. La variació en la duresa del pernil durant el postsalat va ser mínima i, per això, l'augment de la velocitat ultrasònica es va atribuir principalment als canvis de composició, sent a penes afectada pels canvis de textura. Els pernils obtinguts després del procés d'elaboració configurat per a obtindre pernils amb diferents nivells de pastositat, es van tallar i es va mesurar la velocitat i l'atenuació ultrasònica del múscul Biceps femoris amb l'objectiu d'esbrinar de forma no destructiva el seu nivell de pastositat. A més, amb la finalitat d'analitzar millor aquest defecte de textura, es van analitzar la composició, la degradació proteica, la textura instrumental i la microestructura dels pernils. Les mostres pastoses van presentar l'índex de proteòlisis més alt (38.7% comparat amb el 33.1% dels pernils no pastosos), van mostrar la degradació estructural més rellevant (estructures miofibrilars fusionades i aparició de grans buits) i, en conseqüència, van ser les més blanes (5.4 N de duresa en comparació amb els 16.7 N dels pernils no pastosos) i van presentar el comportament viscós més intens (0.434 comparat amb el 0.372 dels pernils no pastosos), encara que es va trobar una gran variabilitat experimental. L'avaluació no destructiva duta a terme mitjançant ultrasons va revelar que l'atenuació ultrasònica es podria aplicar amb èxit per a la classificació de les rodanxes de pernil curat segons el seu nivell de pastositat. Així, com més gran va ser la pastositat, major va ser l'atenuació ultrasònica, sent el coeficient d'atenuació mitjà de les mostres amb alta, mitjana i sense pastositat 48.2, 45.4 i 43.1 Np/m, respectivament. No obstant això, la velocitat ultrasònica va ser molt similar en totes les mostres de pernil, independentment del seu nivell de pastositat. Com es va observar en els pernils sencers, la velocitat ultrasònica no va ser un paràmetre satisfactori per a detectar el defecte de pastositat en pernil tallat a rodanxes, ja que la gran influència de la composició en la velocitat ultrasònica sumada al contingut similar de sal i humitat de les mostres, independentment del seu nivell de pastositat, va donar lloc a una velocitat similar en tots els nivells de pastositat. Es van desenvolupar dues tècniques d'ultrasons acoblats per aire, tant en manera transmissió-recepció com en pols-eco, per a caracteritzar la textura de pernil curat. El caràcter no invasiu dels ultrasons acoblats per aire permet dur a terme mesures sense contacte, facilitant la seua aplicació a nivell industrial en comparació amb les tècniques ultrasòniques convencionals, ja que poden realitzar-se mesures a major velocitat, sense alterar la superfície del material i evitant la contaminació creuada entre aliments. Quant a les mesures de correcció de defectes texturals en pernil curat, es van avaluar tractaments tèrmics moderats en dos medis de calfament diferents (aigua i aire). A més, es va considerar la viabilitat d'intensificar aquests tractaments mitjançant l'aplicació d'ultrasons de potència. Per a això, es van calfar rodanxes de pernil curat comercial envasades al buit en medi líquid, amb i sense l'aplicació d'ultrasons, a diferents temperatures (40, 45 i 50 °C), mesurant la temperatura en els músculs Biceps femoris i Semimembranosus. Respecte als tractaments en aire, es van utilitzar cilindres de pernil curat comercial envasat al buit. En el primer set d'experiments, el pernil es va calfar a velocitat d'aire constant (2 m/s) fins que es van aconseguir diferents temperatures (40, 45 i 50 °C). Mentre que, en el segon, el pernil es va calfar a temperatura d'aire constant (50 °C) a diferents velocitats (1, 2, 3, 4 i 6 m/s). En els dos sets, els tractaments es van dur a terme amb i sense l'aplicació d'ultrasons de potència, mesurant la temperatura en el centre del cilindre. Els tractaments tèrmics es van prolongar fins a aconseguir la temperatura objectiu, definida 5 °C per davall de la temperatura del medi de calfament (aigua o aire); així, no es va dur a terme una fase de manteniment de la temperatura i només es va considerar la fase de calfament dels tractaments tèrmics. Les cinètiques de calfament del pernil tractat tant en aigua com en aire es van descriure matemàticament mitjançant un model de conducció de calor. Una vegada finalitzat el calfament, es van avaluar els canvis texturals del pernil (duresa i comportament elàstic). Els experiments van mostrar que l'aplicació d'ultrasons de potència va accelerar la transferència de calor, reduint significativament (p<0.05) el temps de calfament i augmentant la difusivitat tèrmica aparent fins a un 51 i 37% en els tractaments tèrmics en aigua i aire, respectivament. En el cas dels tractaments tèrmics en aigua, l'augment de la temperatura durant el calfament va provocar una intensificació ultrasònica menor (la difusivitat tèrmica aparent va augmentar un 51% a 40 °C comparat amb el 21% a 50 °C). Per contra, en les experiències en aire, com més alta va ser la temperatura, més efectiva va ser l'aplicació dels ultrasons (la difusivitat tèrmica aparent va incrementar un 5% a 40 °C comparat amb el 38% a 50 °C). L'efecte de l'aplicació dels ultrasons va disminuir amb l'augment de la velocitat de l'aire, sent mínim amb la velocitat d'aire més alta assajada (la difusivitat tèrmica aparent va augmentar un 21% a 1 m/s comparat amb el 5% a 6 m/s). Quant als canvis de les propietats texturals del pernil després dels tractaments tèrmics moderats a temps curts, es va observar un augment en la seua duresa i en el seu comportament elàstic. Finalment, es va abordar la correcció de textura en pernil curat amb diferents nivells de pastositat. Per a això, es van calfar rodanxes de pernil amb alta, mitjana i sense pastositat envasades al buit en medi líquid a 40 i 50 °C durant temps més llargs (5 h, incloent les fases de calfament i manteniment) que en les experiències només de calfament, amb i sense l'aplicació d'ultrasons de potència durant la fase de calfament. La textura (duresa, comportament elàstic i adhesivitat) i la microestructura del pernil es van avaluar tant en les mostres tractades com en les control. Després dels tractaments tèrmics moderats, la textura del pernil es va veure millorada perquè la seua duresa va augmentar (102%) i el seu comportament viscós va disminuir (11%). En mitjana, l'augment de la duresa a 50 °C va ser un 159% major que a 40 °C, mentre que la disminució del comportament viscós va ser un 13.5% major a 50 °C que a 40 °C. L'adhesivitat del pernil també es va veure disminuïda, independentment de la temperatura de tractament, observant-se una reducció del 55%. L'aplicació d'ultrasons de potència durant la fase de calfament no va implicar cap canvi textural addicional. Així mateix, després dels tractaments tèrmics, la microestructura dels pernils amb alta pastositat va canviar notablement, experimentant una severa contracció de les miofibrilles, el que va contribuir a explicar els canvis de textura esmentats. En conclusió, la pastositat és un defecte de textura rellevant i molt complex en pernil curat. L'ús d'ultrasons per contacte i la mesura de l'atenuació ultrasònica podria considerar-se una tecnologia potencial per a detectar i caracteritzar de forma no destructiva la pastositat en rodanxes de pernil curat. Futurs treballs haurien d'estar orientats a l'aplicació d'aquesta tecnologia per a la identificació de pernils pastosos sencers, considerant per a això l'ús d'ultrasons acoblats per aire. A més, l'ús de tractaments tèrmics moderats en medi líquid o gasós podria ser un mètode viable per a corregir la textura defectuosa de pernils curats i l'aplicació d'ultrasons de potència durant la fase de calfament podria ser una forma rellevant d'accelerar els tractaments tèrmics. / Gracias a la Universitat Politècnica de València por concederme la beca para realizar mis estudios de doctorado, así como a los proyectos de investigación en los que he participado (RTA2013-00030-C03-02 y RTA2017-00024-C04-03) / Contreras Ruiz, M. (2020). Use of ultrasound for the characterization and correction of textural defects in dry-cured ham [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153142 / Compendio

With the objective to study food safety aspects of innovative meat technologies and combinations among them, QDS (Quick-dry-slice), NaCl-free processing and high pressure were integrated in the production of two types of sliced dry-cured meat products. Dry fermented sausages (chorizo) were produced at acid (4,8) and low acid (5,2) pH and hurdles such as acidification and smoking were introduced in the production of dry-cured hams. The food safety was evaluated by challenge tests with Listeria monocytogenes and Salmonella. Pathogenic microorganisms could not grow in any of the products, however, their survival was affected by NaCl-free processing, acidification, smoking and pressurization at 600 MPa. High pressure was necessary to assure food safety during storage of the chorizo with the lowest hurdle combination and had an important bactericidal effect in dry-cured hams, which was lower in NaCl-free processing. / Con el objetivo de valorar el impacto que tienen las tecnologías innovadoras en la industria cárnica y combinaciones entre ellas sobre la seguridad alimentaria, el proceso QDS®, el “procesado sin NaCl añadido“ y las altas presiones se integraron en la producción de dos tipos de productos crudo-curados loncheados: chorizo (ácido, pH 4,8, y poco ácido, pH 5,2) y jamón curado (con y sin acidificación y/o ahumado). La seguridad de los productos se avaluó mediante challenge tests con Listeria monocytogenes y Salmonella. Ninguno de los productos permitió el crecimiento de los patógenos pero su evolución se vio afectada por el “procesado sin NaCl añadido“, la acidificación, el ahumado y la presurización a 600 MPa. La presurización fue necesaria para asegurar la seguridad alimentaria durante el almacenaje del chorizo con menos obstáculos y en los jamones curados tuvo un efecto bactericida importante, que fue menor en “procesado sin NaCl añadido“.

[ES] La materia prima es un elemento clave en cualquier proceso de transformación alimentaria, ya que de su composición y cualidades dependerá el producto final. En el caso del jamón, el origen de la materia prima, puede proceder de sistemas ganaderos convencionales, donde la producción es intensiva y la alimentación está basada en piensos comerciales. En el caso de cerdos procedentes de ganadería ecológica, los animales están sujetos a las condiciones marcadas por la normativa europea de producción ecológica, donde se respeta el medio ambiente y el bienestar animal. Para el caso de figuras de calidad, las explotaciones ganaderas también deben cumplir los requisitos indicados en los pliegos de condiciones. Otro elemento que define al jamón curado es el proceso de elaboración, que se inicia con la salazón con o sin sales nítricas. El tiempo de secado-maduración, el sistema de secado (natural o con ventana abierta versus cámara con condiciones controladas) y la temperatura son elementos clave en el desarrollo de las cualidades organolépticas. El principal objetivo del presente estudio es aportar resultados sobre la evolución en la composición de la carne, a lo largo del proceso de secado-maduración, en la elaboración de jamón curado, teniendo como variables del estudio, la procedencia del pernil (de granjas ganaderas convencionales, ecológicas o de la DOP Teruel), tecnología aplicada en el proceso de secado (cumpliendo los requisitos para la certificación ecológica), así como la influencia del sistema de secado (ventana abierta o cámara), evaluando los parámetros que permiten clasificar las diferentes variables. Para ello se analizan un total de 36 jamones de cerdo blanco (convencional, ecológico y DOP Teruel), destinando 6 jamones de cada una para el secado natural y otros 6 para el secado en cámara. Los parámetros analizados son humedad, minerales totales, sodio, hierro, proteína, grasa, perfil de ácidos grasos, nitratos y nitritos, detección de antibióticos y compuestos de la fracción volátil. Los resultados indican que los parámetros de color L*, b* y C* son mayores en los jamones procedentes de sistemas de producción convencional, en particular en los jamones DOP Teruel, donde además se incluye el parámetro a*. Los jamones de sistemas de producción convencional se caracterizan por presentar valores más elevados de humedad, grasa, proteína y cenizas, así como un contenido en ácidos grasos saturados mayor. Esto repercute en los valores de los índices de calidad de la grasa, con connotaciones negativas en el índice de aterogenicidad, de trombogenicidad o en la relación ω6/ω3, sobre todo si los jamones se secan en cámara. Los jamones ecológicos presentan valores más bajos de los componentes químicos analizados y niveles superiores de AGMI y AGPI, así como índices positivos de calidad de la grasa como el de ácidos grasos buenos para la salud o la relación AGPI/AGS, especialmente si se secan al natural. Generando jamones con una mayor presencia de compuestos volátiles. La clasificación de los jamones, en función de la procedencia y el sistema de secado, se alcanza con éxito tomando los parámetros de color, ácidos grasos y los componentes terpenoides de la fracción volátil. El estudio de componentes principales permite clasificar los jamones convencionales como aquellos con mayor contenido en proteína, L*, cenizas, Fe, Na, H*, humedad, grasa, nitratos y nitritos, así como por los ácidos grasos behénico, palmítico, esteárico y mirístico. Los jamones ecológicos se caracterizarían por sus valores de a*, b* y C*, así como por la presencia de linoleico y linolénico y los jamones DOP Teruel serían aquellos con altos valores de ácidos grasos heptadecenoico, palmitoleico y oleico. / [CA] La matèria primera és un element clau en qualsevol procés de transformació alimentària, ja que de la seua composició i qualitats dependrà el producte final. En el cas del pernil, l'origen de la matèria primera, pot procedir de sistemes ramaders convencionals, on la producció és intensiva i l'alimentació està basada en pinsos comercials. En el cas de porcs procedents de ramaderia ecològica, els animals estan subjectes a les condicions marcades per la normativa europea de producció ecològica, on es respecta el medi ambient i el benestar animal. Per al cas de figures de qualitat, les explotacions ramaderes també han de complir els requisits indicats en els plecs de condicions. Un altre element que defineix al pernil curat és el procés d'elaboració, que s'inicia amb la salaó, amb o sense sals nítriques. El temps de l'assecatge-maduració on la duració, el sistema d'assecatge (natural o amb finestra oberta versus cambra amb condicions controlades) i la temperatura són elements clau en el desenvolupament de les qualitats organolèptiques. El principal objectiu del present estudi és aportar resultats sobre l'evolució en la composició de la carn, al llarg del procés d'assecatge-maduració, en l'elaboració de pernil curat, tenint com a variables de l'estudi, la procedència del pernil (de granges ramaderes convencionals, ecològiques o de la DOP Teruel), tecnologia aplicada en el procés d'assecatge (complint els requisits per a la certificació ecològica), així com la influència del sistema d'assecatge (finestra oberta o cambra), avaluant els paràmetres que permeten classificar les diferents variables. Per a això s'analitzen un total de 36 pernils de porc blanc, prenent 12 de cadascuna de les procedències objecte d'estudi (convencional, ecològic i DOP Teruel), destinant 6 pernils de cadascuna per a l'assecatge natural i altres 6 per a l'assecatge en cambra. Els paràmetres analitzats són humitat, minerals totals, sodi, ferro, proteïna, greix, perfil d'àcids grassos, nitrats i nitrits, detecció d'antibiòtics i compostos de la fracció volàtil. Els resultats indiquen que els paràmetres de color L*, b* i C* són majors en els pernils procedents de sistemes de producció convencional, en particular en els pernils DOP Teruel, on a més s'inclou el paràmetre a*. Els pernils de sistemes de producció convencional es caracteritzen per presentar valors més elevats d'humitat, greix, proteïna i cendres, així com un contingut en àcids grassos saturats major. Això repercuteix en els valors dels índexs de qualitat del greix, amb connotacions negatives en l'índex de aterogenicitat, de trombogenicitat o en la relació ω6/ω3, sobretot si els pernils s'assequen en cambra. Els pernils ecològics presenten valors més baixos dels components químics analitzats i nivells superiors de AGMI i AGPI, així com índexs positius de qualitat del greix com el d'àcids grassos bons per a la salut o la relació AGPI/AGS, especialment si s'assequen al natural. Generant pernils amb una major presència de compostos volàtils. La classificació dels pernils, en funció de la procedència i el sistema d'assecatge, s'aconsegueix amb èxit prenent els paràmetres de color, àcids grassos i els components terpenoides de la fracció volàtil. L'estudi de components principals permet classificar els pernils convencionals com aquells amb major contingut en proteïna, L*, cendres, Fe, Na, H*, humitat, greix, nitrats i nitrits, així com pels àcids grassos behénic, palmític, esteàric i mirístic. Els pernils ecològics es caracteritzarien pels seus valors de a*, b* i C*, així com per la presència de linoleic i linolènic i els pernils DOP Teruel serien aquells amb alts valors d'àcids grassos heptadecenoic, palmitoleic i oleic. / [EN] The raw material is a key element in any food transformation process, since the final product will depend on its composition and qualities. In the case of ham, the origin of the raw material can come from conventional livestock systems, where production is intensive and food is based on commercial feed. In the case of pigs from organic farming, the animals are subject to the conditions set by the European organic production regulations where the environment and animal welfare is respected. In the case of quality figures, livestock farms must also meet the requirements indicated in the specifications. Another element that defines cured ham is the production process, which begins with salting, with or without nitric salts. The duration of the drying-maturing, the drying system (natural or with an open window versus chamber with controlled conditions) and temperature are key elements in the development of organoleptic qualities. The main objective of this study is to provide results on the evolution in the composition of the meat, throughout the drying-maturation process, in the elaboration of dry-cured ham, having as variables of the study, the origin of the leg (from cattle farms conventional, ecological or of the Teruel PDO), technology applied in the drying process (meeting the requirements for ecological certification), as well as the influence of the drying system (open window or chamber), evaluating the parameters that allow classifying the different variables. For this, a total of 36 white pig hams are analyzed (conventional, organic and PDO Teruel), allocating 6 hams of each for natural drying and another 6 for drying under controlled conditions. The parameters analyzed are moisture, total minerals, sodium, iron, protein, fat, profile of fatty acids, nitrates and nitrites, detection of antibiotics and compounds of the volatile fraction. The results indicate that the color parameters L *, b * and C * are higher in hams from conventional production systems, particularly in PDO Teruel hams, where the a * parameter is also included. Hams from conventional production systems are characterized by higher moisture, fat, protein and ash values, as well as a higher saturated fatty acid content. This affects the values of the fat quality indices, with negative connotations in the atherogenicity index, thrombogenicity or in the ω6/ω3 ratio, especially if the hams dried in controlled conditions. Organic hams present lower values of the chemical components analyzed and higher levels of MUFA and PUFA, as well as positive indices of fat quality such as fatty acids good for health or the PUFA / SFA ratio, especially in natural driying. Generating hams with a greater presence of volatile compounds. The classification of hams, depending on the origin and the drying system, is successfully achieved by taking the parameters of color, fatty acids and the terpenoid components of the volatile fraction. The study of main components makes it possible to classify conventional hams as those with the highest content in protein, L *, ashes, Fe, Na, H *, moisture, fat, nitrates and nitrites, as well as by behenic, palmitic, stearic and myristic. Organic hams would be characterized by their a *, b * and C * values, as well as by the presence of linoleic and linolenic levels, and DOP Teruel hams would be those with high levels of heptadecenoic, palmitoleic and oleic fatty acids. / Domínguez Gómez, MJ. (2020). Efectos de la materia prima y el proceso secado-maduración sobre la calidad del jamón curado [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160042

The objective of this study was to evaluate the survival of non-O157:H7 STEC, Salmonella spp., and S. aureus in dry fermented sausages. Chorizo and Landjager sausages were inoculated with individual bacterial cocktails and stuffed into natural casings. Temperature, relative humidity, pH, and water activity were monitored through fermentation, drying, and storage. Bacterial counts were determined by serial dilution and plated in triplicates on selective media. Plates were incubated at 37°C for 24 hours and colony forming units per gram (CFU/g) were observed. Results of the first study validate that contaminated raw materials contribute to pathogen survival and background bacteria outcompeted the starter culture. The pH critical limit of < 5.3 was met but there was no pathogen inhibition. Results from the second study confirm that pH and water activity are not enough to eliminate pathogens when post processing interventions are not used. Critical pH (< 5.3) and water activity (< 0.85) limits were met, but pathogens still survived. In chorizo, non-O157:H7 was recovered through enrichments until the end of the study. In landjager, non-O157:H7 STEC and Salmonella were recovered through enrichments until the end of the study.The studies suggest that sausages produced without post processing interventions are a health risk to consumers.

Pediococcus acidilactici as a lactic acid producer, and sucrose were added to breakfast strip products in order to reduce added levels of sodium nitrite and sodium chloride and yet limit the growth of Clostridium botulinum and inhibit toxin production. Sucrose at 0.4 or 0.9% with P. acidilactici at 1.0 x 10 cells/g were added during preparation of breakfast strip products prepared with combinations of 40 or 80 ppm sodium nitrite and 1.0 or 2.0% sodium chloride. Other ingredients were added at levels normally used in cured meat products. C. botulinum types A and B at 1,000 spores/g were inoculated during product preparation. The finished products were sliced, vacuum packed, double bagged, vacuum sealed again, and incubated at 27 C. Samples were analyzed before incubation and every week for 4 weeks for anaerobic plate counts, pH, residual nitrite, Most Probable Number counts, and botulinal toxin. The results revealed that 0.9% sucrose increased the acid production, thus inhibiting the botulinal growth and toxin formation in the products. Lactic acid bacteria and sucrose at 0.4% did not produce enough acid to inhibit toxin formation. Sodium nitrite at 40 ppm and sodium chloride at 1.0% permitted increased growth rate and toxin development of C. botulinum. Addition of 0.9% sucrose and P. acidilactici was necessary to provide antibotulinal properties to breakfast strip products prepared with 40 ppm sodium nitrite and 1.0% sodium chloride.