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

Se ha analizado el efecto de los tratamientos osmóticos llevados a cabo en mango bajo diferentes condiciones (concentración de las disoluciones osmóticas, presión atmosférica o aplicación de pulso de vacío, adición o no de lactato de calcio y diferentes niveles de deshidratación de la fruta) en distintas propiedades relacionadas con la calidad de la fruta mínimamente procesada: perfil de volátiles, color, propiedades mecánicas y aceptación sensorial. Además, se ha estudiado la evolución durante el almacenamiento del mango mínimamente procesado (hasta 20 ºBrix) y refrigerado a 10 ºC, a través de la respiración, la calidad microbiológica, las propiedades físicas (color y mecánicas) y el perfil de volátiles. Los tratamientos osmóticos a tiempos cortos y con disoluciones diluidas potenciaron la formación de volátiles; por el contrario, tiempos largos de tratamiento y disoluciones de alta concentración/viscosidad ocasionaron una disminución de los mismos. La pérdida de turgencia celular (asociada a la pérdida de agua) durante los tratamientos y los cambios estructurales ocasionados, dieron lugar a una disminución de la firmeza de las muestras. Esta disminución se mitigó con la incorporación de calcio cuando se aplicó pulso de vacío en el tratamiento. Desde el punto de vista sensorial, los atributos de claridad, aroma y color juegan un papel importante en la aceptación del producto. Los tratamientos llevados a cabo sin calcio y a presión atmosférica fueron los preferidos por los jueces. La vida útil del mango mínimamente procesado (hasta 20 ºBrix) puede establecerse en diferentes términos dependiendo del parámetro de calidad considerado y el tipo de tratamiento aplicado. Desde el punto de vista microbiológico, las muestras más estables fueron las tratadas con calcio, tanto a presión atmosférica como con pulso de vacío. Los tratamientos osmóticos redujeron la tasa respiratoria en términos de O2 y CO2 del mango almacenado, especialmente cuando se incorporó calcio. Las cara / Torres Oquendo, JD. (2007). Optimización de las condiciones de operación de tratamientos osmóticos destinados al procesado mínimo de mango (mangifera indica l.) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1935 / Palancia

Food industry has evolved remarkably during the last decades due to the need to technify the production with the aim of reducing processing times and to increase industry profits, without this implying a decrease of the product quality. In this context, the use of spectrophotometric monitoring and treatment techniques for the optimization of production processes can represent a great progress for agri-food industry. In block 1, animal tissues were studied. Firstly, the use of spectrophotometric sensors for the control of pork meat drying. In this context, two techniques were used, infrared thermography and microwave monitoring. This study, coupled to a thermodynamic model and some physicochemical determinations have shown that infrared thermography is a suitable technique able to monitor drying process, identifying each drying stage. On the other hand, in microwave range, (500 MHz to 20 GHz) and it was demonstrated that the loss factor in gamma-dispersion has a direct relation with the number of molecules on the meat sample surface. A non-destructive and easy-to-use sensor in radiofrequency range able to detect if meat samples has been suffered freeze/thaw cycles has been developed. An exhaustive study was carried out to solve the problems resulting from the strong technification and intensification in poultry industry, such as low-quality meats (PSE and DFD), the white striping and the deep pectoral myopathies, mainly produced because of the use of hypertrophic strains. For each of these problems, spectrophotometric studies were performed in the radiofrequency and microwave ranges and they were related to physicochemical and biochemical parameters, obtaining the relaxation parameters for alfa, beta and gamma-dispersions by using a logistic model. Sensors were developed in radiofrequency range, and in addition, for the myopathy studies, the developed sensors were able even to measure through the skin in whole chicken carcasses. In Block 2 plant tissues were studied. Firstly, the tissues that compose the mandarin were characterized spectrophotometrically. Due to this, a physicochemical and structural study were coupled with the permittivity obtained in radiofrequency and microwave ranges. As one of the most important results of this research, a tool based on the dielectric relaxation constant in the gamma-dispersion able to predict the moisture of the samples was obtained. Secondly, the study of the application of pulsed electric fields as a pre-treatment to the osmotic dehydration of kiwifruit was carried out. This technique, coupled with physicochemical determinations and a thermodynamic study, has demonstrated that the pulsed electric fields accelerate the osmotic dehydration process, mainly due to the cells plasmolyzation. In addition, the monitoring of the process was carried out with NMR, where the internal transports and the transformations that the plant tissue suffers were analysed. Finally, it has been possible to conclude that NMR is a suitable technique to quantify the water molecules according to their location in the tissue and to obtain sorption isotherms throughout the complete range of water activities. Finally, block 3 focuses on colloidal systems. Particularly, the stability of high-value bioactive compounds (beta-galactosidase) by its encapsulation in alginate-Ca(II) hydrogels with and without the addition of secondary excipients was studied. In this study, the microstrucure by SAXS and SEM was analyzed, also enzimatic activity against thermal treatments and by NMR. / La industria agroalimentaria ha evolucionado notablemente durante las últimas décadas debido a la necesidad de tecnificar la producción con el objetivo de reducir los tiempos del proceso y aumentar las ganancias de las industrias, sin que ello suponga una disminución de la calidad del producto. En este contexto, la utilización de técnicas espectrofotométricas de monitorización y tratamiento para la optimización de procesos productivos pueden suponer un gran avance para la industria agroalimentaria. En el bloque 1, se realizaron estudios en tejidos animales. En primer lugar, se analizó la utilización de sensores espectrofotométricos para el control del secado de la carne de cerdo. Para ello, se utilizaron dos técnicas, la termografía infrarroja y la monitorización por microondas. Este estudio, acoplado a un modelo termodinámico y determinaciones fisicoquímicas han demostrado que la termografía infrarroja es una técnica capaz de monitorizar el proceso de secado, identificando cada etapa del mismo. En el rango de las microondas (500 MHz a 20 GHz) ha sido posible demostrar que el factor de pérdidas en la dispersión-gamma presenta una relación directa con el número de moléculas de agua en la superficie de la muestra de carne. Se ha desarrollado un sensor no destructivo y de fácil utilización en el rango de la radiofrecuencia, capaz de detectar si las muestras de carne de cerdo han sufrido ciclos de congelación/descongelación. Se realizó un exhaustivo estudio que solventa las problemáticas resultantes de una fuerte tecnificación e intensificación en la industria avícola, como son las carnes de baja calidad (PSE y DFD), la miopatía de las estrías blancas y del pectoral profundo, producidas principalmente como consecuencia de la utilización de estirpes hipertróficas. Para cada una de estas problemáticas, se realizaron estudios espectrofotométricos en los rangos de la radiofrecuencia y de las microondas y se relacionaron con parámetros fisicoquímicos y bioquímicos, obteniendo los parámetros de relajación para las dispersiones alfa, beta y gamma mediante un modelo logístico. Se desarrollaron sensores en el rango de la radiofrecuencia capaces de detectarlas, y además, para el estudio de las miopatías, los sensores desarrollados son capaces de medir inclusive a través de la piel en carcasas de pollo enteras. En el bloque 2 se abordan estudios en tejidos vegetales. En primer lugar, se caracterizaron espectrofotométricamente los tejidos que componen la mandarina. Es por ello, que de forma conjunta a un estudio fisicoquímico y estructural se obtuvieron los valores de la permitividad en radiofrecuencia y microondas. Como uno de los resultados más importantes de esta investigación se obtuvo una herramienta basada en la constante dieléctrica de relajación en la dispersión-gamma capaz de predecir la humedad de las muestras. En segundo lugar, se abordó el estudio de la aplicación de campos eléctricos pulsados como pre-tratamiento a la deshidratación osmótica del kiwi. Esta técnica, acoplada a determinaciones fisicoquímicas y un estudio termodinámico han permitido acelerar el proceso de deshidratación osmótica debido principalmente a la plasmolización de las células. La monitorización del proceso mediante NMR, para analizar los transportes internos y las transformaciones que sufre el tejido en su interior. Por último, se ha podido concluir que la NMR es una técnica adecuada para cuantificar las moléculas de agua de acuerdo a su situación dentro del tejido además de poder ser utilizada para obtener isotermas de sorción en todo el rango de actividades de agua. El bloque 3 se centra en los sistemas coloidales. Se busca aumentar la estabilidad de compuestos bioactivos de alto valor (beta-galactosidasa) mediante su encapsulación en hidrogeles de alginato-Ca(II) con y sin el agregado de excipientes secundarios. En este estudio se evaluó la microestructura mediante SAXS y SEM y / La indústria agroalimentària ha evolucionat notablement durant les últimes dècades a causa de la necessitat de tecnificar la producció amb l'objectiu de reduir els temps del procés i augmentar els guanys de les indústries, sense que això suposi una disminució de la qualitat del producte. En aquest context, la utilització de tècniques espectrofotomètriques de monitorització i tractament per a l'optimització de processos productius poden suposar un gran avanç per a la indústria agroalimentària. Al bloc 1, es van realitzar estudis en teixits animals. En primer lloc, es va analitzar la utilització de sensors espectrofotomètrics per al control de l'assecat de la carn de porc. Per a això, es van utilitzar dues tècniques, la termografia infraroja i el monitoratge per microones. Aquest estudi, acoblat a un model termodinàmic i determinacions fisicoquímiques han demostrat que la termografia infraroja és una tècnica capaç de monitoritzar el procés d'assecat, identificant cada etapa del mateix. En el rang de les microones (500 MHz a 20 GHz) ha estat possible demostrar que el factor de pèrdues en la dispersió-gamma presenta una relació directa amb el nombre de molècules d'aigua a la superfície de la mostra de carn. S'ha desenvolupat un sensor no destructiu i de fàcil utilització en el rang de la radiofreqüència, capaç de detectar si les mostres de carn de porc han patit cicles de congelació / descongelació. Es va realitzar un exhaustiu estudi que soluciona les problemàtiques resultants d'una forta tecnificació i intensificació en la indústria avícola, com són les carns de baixa qualitat (PSE i DFD), la miopatia de les estries blanques i del pectoral profund, produïdes principalment com a conseqüència de la utilització d'estirps hipertròfiques. Per a cadascuna d'aquestes problemàtiques, es van realitzar estudis espectrofotomètrics en els rangs de la radiofreqüència i de les microones i es van relacionar amb paràmetres fisicoquímics i bioquímics, obtenint els paràmetres de relaxació per a les dispersions alfa, beta i gamma mitjançant un model logístic. Es van desenvolupar sensors en el rang de la radiofreqüència capaços de detectar-les, ia més, per a l'estudi de les miopaties, els sensors desenvolupats són capaços de mesurar inclusivament a través de la pell en carcasses de pollastre senceres. Al bloc 2 s'aborden estudis en teixits vegetals. En primer lloc, es van caracteritzar espectrofotomètricament els teixits que componen la mandarina. És per això, que de manera conjunta a un estudi fisicoquímic i estructural es van obtenir els valors de la permitivitat en radiofreqüència i microones. Com un dels resultats més importants d'aquesta investigació es va obtenir una eina basada en la constant dielèctrica de relaxació a la dispersió-gamma capaç de predir la humitat de les mostres. En segon lloc, es va abordar l'estudi de l'aplicació de camps elèctrics premuts com pretractament a la deshidratació osmòtica del kiwi. Aquesta tècnica, acoblada a determinacions fisicoquímiques i un estudi termodinàmic han permès accelerar el procés de deshidratació osmòtica degut principalment a la plasmolización de les cèl·lules. El monitoratge del procés mitjançant NMR, per analitzar els transports interns i les transformacions que pateix el teixit al seu interior. Finalment, s'ha pogut concloure que la NMR és una tècnica adequada per quantificar les molècules d'aigua d'acord a la seva situació dins el teixit més de poder ser utilitzada per obtenir isotermes de sorció en tot el rang d'activitats d'aigua. El bloc 3 se centra en els sistemes col·loïdals. Es busca augmentar l'estabilitat de compostos bioactius d'alt valor (beta-galactosidasa) mitjançant la seva encapsulació en hidrogels d'alginat-Ca (II) amb i sense l'agregat d'excipients secundaris. En aquest estudi es va avaluar la microestructura mitjançant SAXS i SEM i es va estudiar l'activitat enzimàtic / Traffano Schiffo, MV. (2017). Espectrofotometría de baja frecuencia aplicada a sistemas alimentarios [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90441 / TESIS

El reciente interés de los consumidores por ingerir alimentos que sean más beneficiosos para su salud ha impulsado en los últimos años el mercado de los alimentos funcionales, entendiéndose por alimento funcional cualquier producto alimenticio que proporcione un beneficio para la salud más allá del que aportan sus nutrientes esenciales. Entre las diferentes técnicas de obtención de alimentos funcionales, la impregnación a vacío permite la incorporación de compuestos fisiológicamente activos en determinados alimentos sin alterar su estructura celular inicial, pero seguramente afectando su comportamiento durante operaciones posteriores de estabilización. Mediante la presente Tesis Doctoral se ha estudiado el efecto que la incorporación de diferentes concentraciones de calcio en la matriz estructural de rodajas de manzana (var. Granny Smith) mediante la técnica de impregnación a vacío ejerce sobre la cinética de transferencia de materia asociada a operaciones posteriores de estabilización, tales como la deshidratación osmótica o el secado por aire caliente, en diferentes condiciones. Además, con el objeto de constatar la capacidad del citado catión para prevenir la degradación de las estructuras celulares, también se han evaluado los cambios en las propiedades mecánicas de las rodajas debidos a su procesado, así como el comportamiento de las muestras secadas por aire caliente hasta niveles bajos de humedad durante su rehidratación por inmersión en agua. En el proceso de obtención de rodajas de manzana enriquecidas en calcio por combinación de las técnicas de impregnación a vacío y de deshidratación osmótica, los mayores rendimientos se obtuvieron tras las experiencias llevadas a cabo con las muestras impregnadas con la disolución más concentrada en calcio (IV sac+40% CDR Ca), a temperatura moderada (30-40 °C) y con una disolución de sacarosa de 55 Brix que incluía un 1% de lactato cálcico en su composición. Aunque estas muestras resultaron más firmes, ni su / Barrera Puigdollers, C. (2007). Estudio de la deshidratación osmótica y del secado por aire caliente como operaciones de estabilización de productos de manzana (var. Granny Smith) enriquecidos en calcio [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17577 / Palancia