L’HTLV-1 est l’agent étiologique de la TSP/HAM et de l’ATL. La TSP/HAM est une méningomyélite chronique d’évolution lente et progressive. La charge provirale HTLV-1 est corrélée à l’évolutivité de la maladie. La protéine virale Tax module la synthèse et la fonction de multiples protéines de la prolifération et de la survie des lymphocytes T infectés. L’expression virale n’est pas toujours détectable in vivo. Une modulation épigénétique par inhibiteurs d’HDAC a été proposée. Des travaux dans le modèle du BLV et in vitro dans l’infection à HTLV-1 ont conforté ce concept et conduit à un essai thérapeutique évaluant le VPA dans le traitement de la TSP/HAM, qui n’a pas montré d’impact sur la charge provirale. Nous nous sommes intéressés à l’effet du VPA sur les lymphocytes T CD4+ en culture, cibles du virus HTLV-1. L’expression du génome viral, surtout la balance entre les protéines Tax et HBZ a été étudiée avec ou sans VPA. Son expression serait corrélée à la charge provirale et à l’évolution de la TSP/HAM. Nous montrons qu’un tiers des cellules CD4+ infectées expriment Tax. Cette proportion augmente sous VPA. La détection de la protéine p19 est augmentée sous VPA. La stimulation par le VPA de la transcription sens du génome viral a été confirmée par quantification des messagers Tax et Gag alors que l’expression d’HBZ se trouve réprimée sous VPA. Les données cinétiques d’expression spontanée d’HBZ montrent l’existence d’un rétrocontrôle négatif exercé par HBZ sur l’expression de Tax et des gènes structuraux. Influer sur l’expression d’HBZ ouvre une voie nouvelle pour le traitement des maladies associées à HTLV-1. / HTLV-1 is the etiological agent of HAM/TSP and ATL. TSP/HAM is a chronic meningomyelitis with a course being slow and progressive. HTLV-1 proviral load correlates with disease progression. Tax protein modulates the synthesis and function of proteins involved in the regulation of infected T-lymphocytes proliferation and survival. Viral expression is not always detectable in vivo. An epigenetic modulation by the use of HDAC inhibitors has been proposed. A study in the BLV model and an in vitro study in a HTLV-1 infection have lead to a therapeutic assay in order to assess VPA in the treatment of HAM/TSP. This assay did not show any impact on the proviral load. We evaluated the impact of VPA treatment on viral genome expression in cultured lymphocytes, especially the balance between Tax and HBZ. A third of provirus-positive CD4+ T cells spontaneously became Tax-positive. The estimation rose up to two-thirds of Tax-positive infected cells when VPA was added. VPA enhanced Gag p19 protein release. VPA treatment enhanced and prolonged Tax mRNA expression, while it blocked HBZ expression. Our data are consistent with the hypothesis of a feed-back loop coordinating Tax and HBZ expression. Modulation of HBZ expression may impact the net outcome of VPA treatment on HTLV-1-infected cell proliferation and survival.

Ready to eat (RTE) meat products are subject to recontamination after industrial processing, mainly by Listeria monocytogenes, a pathogenic microorganism that can persist for a long time in the environment. A RTE meat product that is contaminated with L. monocytogenes due to cross contamination during some stage after industrial processing, such as weighing, slicing or wrapping, can be an important causer of disease, due to absence of a kill step before consumption. The objective of this project was to measure the transfer of L. monocytogenes during slicing of cooked ham (cross contamination) at retail, simulating in the laboratory the practices in commercial slicing, and to develop a predictive model capable of describing this transfer. It was observed that in the first slices obtained after the experimental contamination of the slicer, the counts and the transfer rates of L. monocytogenes were higher than in the subsequent slices, and the counting curves presented a long tail as the slices were obtained. The data demonstrate that the slicer may be a relevant source of cross contamination of L. monocytogenes for RTE meat products, regardless of the level of contamination of the slicer. With the data obtained, a new transfer model was proposed called 4p-2se, as it contained four parameters (4p) and two environments (2se), and was independent of the quantification of the pathogen transferred to the slicer. The proposed model was compared to two pathogen transfer models previously described, and the predicted data presented lower RMSE (Root Mean Sum of squared errors) values than the other models. The 4p-2se model was able to satisfactorily predict the pathogen transfer data during slicing of cooked ham, which could assist the food retail establishments and regulatory agencies in the evaluation and control of cross contamination of RTE foods and in the design of proper risk management strategies. / Os produtos derivados da carne que são prontos para consumo estão sujeitos à recontaminação após o processamento industrial, principalmente por Listeria monocytogenes, um microrganismo patogênico capaz de persistir por longo tempo no ambiente. Um produto cárneo pronto para consumo que se contamina com L. monocytogenes devido à contaminação cruzada durante alguma etapa após o processamento industrial, tal como pesagem, fatiamento ou acondicionamento, pode ser um importante causador de enfermidade, pois não há uma etapa de eliminação do patógeno antes do consumo. Este projeto teve por objetivo mensurar a transferência de L. monocytogenes durante o fatiamento de presunto cozido (contaminação cruzada), simulando em laboratório práticas adotadas nos estabelecimentos comerciais de fatiamento de produtos prontos para o consumo, e desenvolver um modelo preditivo capaz de descrever esta transferência. Foi observado que nas primeiras fatias obtidas após a contaminação experimental do fatiador, as contagens e as taxas de transferência de L. monocytogenes eram mais altas que nas subsequentes, observando-se que as curvas de contagem apresentavam uma longa cauda ao longo do fatiamento. Os dados demonstram que o fatiador pode ser uma fonte importante de contaminação cruzada de L. monocytogenes para produtos cárneos prontos para o consumo fatiados, independentemente do nível de contaminação do fatiador. Com os dados obtidos, foi possível sugerir um novo modelo de transferência, denominado 4p-2se, formado por uma equação com apenas quatro parâmetros (4p) e dois ambientes (2se,) sendo esse modelo independente da quantificação do patógeno transferido para o fatiador. O modelo sugerido foi comparado a outros dois modelos de transferência previamente descritos, observando os dados preditos no modelo 4p-2se apresentavam valores de RMSE (Root Mean Sum of squared erros) mais baixos que os demais modelos. O modelo proposto mostrou-se capaz de predizer satisfatoriamente os dados de transferência de patógeno durante o fatiamento de presunto cozido, podendo auxiliar os estabelecimentos comerciais de alimentos e as agências reguladoras na avaliação e controle da contaminação cruzada de alimento prontos para consumo e na concepção de estratégias adequadas de gestão de risco.

This thesis deals with various methods used for spam detection and identification. In the introduction various methods are described. Then Bayes' theorem and methods for spam detection that use this theorem are described in detail. This section also discusses biological and artificial immune systems and methods for spam detection based on artificial immune systems. Next sections contain the description of custom spam detection system design and implementation. Finally the system is tested and the results are evaluated.

The ham mite, Tyrophagus putrescentiae (Schrank) (Sarcoptiformes: Acaridae) is the predominant pest of dry cured hams during aging in the processing facilities. Methyl bromide is currently the only known fumigant that is effective at controlling ham mite infestations in aging houses. However, methyl bromide is being phased out of all industries and will be depleted in the near future. The research objectives were to 1) evaluate dry cured hams that have been treated with previously developed food grade coatings for sensory differences, and 2) to develop and determine the efficacy of ham nets incorporated with food grade coatings on controlling mite infestations and sensory properties. Food grade coating combinations of 1) propylene glycol (PG), xanthan gum, and water or 2) PG, propylene glycol alginates, carrageenan and water were dipped and sprayed on whole hams in commercial facilities in the summers of 2014 and 2015 (composition patent pending). The lowest concentration of propylene glycol needed to control mites in laboratory studies was 15% with xanthan gum and 7.5% with propylene glycol alginate and carrageenan. Sensory difference from control tests with trained panelists indicated that there were slight to moderate differences detected in some of the treated hams in comparison to untreated control hams (P < 0.05) when hams were dipped with coatings. However, there were no differences (P > 0.05) detected between the treated hams and the control hams when hams were only sprayed rather than dipped with these coatings. Polyester/cotton blend or cotton nets were infused with various food grade coatings and evaluated on the bench top by inoculating 20 adult mites onto one inch ham cubes for their efficacy at controlling mite infestations. Live adults and mobile immature stages were counted after 14 d of incubation (23 ± 2 °C and 70 ± 5% RH). Mite infestation tests demonstrated that coatings and coating-treated nets were effective at controlling mite growth. Therefore, food grade coatings can be applied to dry cured hams and also can be infused into nets as a potential means to control mite growth in ham processing facilities.

Tyrophagus putrescentiae (Schrank) (Sarcoptiformes: Acaridae), also known as the ham mite, may infest dry cured hams during the aging process. The fumigant methyl bromide is currently used to control mite infestations, but eventually will not be available for use since it contributes to the depletion of the ozone layer. The use of ham nets treated with xanthan gum, carrageenan, propylene glycol alginate, propylene glycol (PG), and lard were evaluated for their impact on mite orientation to or oviposition on treated or untreated ham cubes, mite reproduction and population growth over a 10-week period. When nets were infused with gum and PG, behavioral tests indicated that greater than 95% of the mites oriented to the ham cubes that were wrapped in untreated nets when compared to treated nets and no eggs were laid on the latter. The reproduction assays indicated that there were fewer (P < 0.05) T. putrescentiae produced over a two-week period on ham cubes covered with both gum and PG treated nets when compared to the untreated or gum-only treated nets over the 10-week storage period of the experiment. Medium and high concentrations of PG treatments had the lowest mite reproduction rates. No more than four mites could be found on each of these treatments in comparison to 200-300 mites that were on the untreated ham cubes. When nets were infused with gum, PG, and lard, behavioral tests indicated that fewer mites oriented to the ham cubes that were wrapped with gum, lard, and medium PG than those with untreated nets. The oviposition assays revealed that on average less than three eggs were laid on the ham cubes with treated nets in comparison to 69-165 eggs on the untreated ham cubes. Reproduction assays demonstrated that fewer T. putrescentiae (P < 0.05) were on ham cubes with treated nets containing PG when compared to the number of mites on ham cubes with untreated nets over 10 weeks of storage. Lard infused nets without PG did not decrease the mite population (P > 0.05). The net without coating slowed the growth and reproduction of T. putrescentiae since net controls had fewer mites (P < 0.05) than controls without nets. With a few exceptions, fungi were not present on ham cubes that were treated with PG-containing nets over 10 weeks of storage. This research demonstrated the efficacy of using nets treated with food-grade ingredients during ham aging to control mite infestations on a laboratory scale. Further research will be conducted to determine the effectiveness of the same treated nets on whole hams in commercial aging rooms.

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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 / TESIS / Compendio

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Du fait de problèmes de santé publique, l’industrie agroalimentaire doit réduire la quantité de sel (chlorure de sodium) dans les aliments, et donc dans les charcuteries. Lors de la fabrication des jambons secs, une diminution du taux de sel pourrait se traduire par des problèmes de texture dus à une protéolyse excessive pouvant nuire à l’étape de tranchage industriel, et aussi par des problèmes de stabilité microbiologique. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont : (1) d’étudier le lien entre l’évolution de la protéolyse, de la texture et de la structure, tout au long des différentes étapes de fabrication de jambons secs et (2) de développer un modèle de « jambon numérique » afin de prédire spatialement les dynamiques d’évolution des teneurs en eau, en sel et celle de l’activité de l’eau (a w ), et de coupler ces évolutions à celle de la protéolyse. Ce travail combine études expérimentales et modélisation/simulation numérique. Tout d’abord, une méthode de quantification de la protéolyse utilisant la « Fluorescamine » a été développée et validée sur des échantillons de viande de porc et des échantillons extraits de jambons industriels ; un nouvel indice de protéolyse (IP) a été défini. Sur la base d’un plan d’expériences, l’évolution de la protéolyse au sein d’échantillons différemment salés et séchés et préparés à partir de 5 muscles différents d’un jambon de porc, a été quantifiée. Suite à l’application d’une régression linéaire multiple, des lois phénoménologiques ont été construites permettant de calculer la vitesse de protéolyse, pour un muscle donné, en fonction de la température et des teneurs en eau et en sel. Ensuite, au moyen du logiciel Comsol ® Multiphysics, ces lois ont été combinées avec des modèles de transferts de matière (eau, sel), de chaleur (température), et de calcul de l’a w , constituant ainsi un modèle de « jambon numérique ». Enfin, la dynamique d’évolution de l’IP, de 5 paramètres texturaux (dureté, fragilité, cohésion, élasticité et adhésion) et de 4 paramètres structuraux (nombre des fibres, espaces extracellulaires, taille des fibres et surface de tissu conjonctif) a été mesurée sur des échantillons prélevés dans deux muscles extraits de jambons industriels pris à cinq stades de fabrication différents. L’application d’une régression polynômiale multiple à ces données expérimentales a conduit à l’établissement de corrélations permettent de calculer certains paramètres texturaux et structuraux à partir de l’IP et des teneurs en eau et en sel. A court terme, ces lois seront incorporées dans le modèle numérique afin de constituer un vrai simulateur de procédé. A moyen terme, le modèle de « jambon numérique » devra être amélioré afin de tenir compte (1) de la diminution du volume du jambon, du fait du séchage et (2) de la diminution de la vitesse de protéolyse en fonction du temps, du fait de la réduction de la quantité de protéines hydrolysables dans le jambon. Une fois complété et amélioré, le simulateur de procédé pourra aider les professionnels à tester des scénarios visant à réduire la quantité de sodium dans les jambons secs, sans altérer leur qualité finale. / Because of public health problems, the food industry must lower sodium content in all food products, therefore in cured meat products. During the dry-cured ham elaboration process, decreasing salt content may induce microbial safety problems and texture defects due to an excessive proteolysis that could affect later the industrial stage of slicing. On account of that, this work of thesis aims at (1) studying the relationship between proteolysis, structure and texture during the various stages of dry-cured ham manufacture, and (2) building a “numerical ham” model to predict spatially the time course of water and salt content, and thus water activity (a w ), and to couple these variations with proteolysis. This work combines experimental studies and numerical modelling and simulation. Firstly, a new and powerful technique for quantifying proteolysis that uses “Fluorescamine” was developed and validated on pork meat samples and samples extracted from industrial dry-cured hams; a new proteolysis index (PI) was defined. Based on an experimental design, the time course of proteolysis was quantified in laboratory-salted and dried pork meat samples prepared from five different types of pork muscle. Applying multiple linear regression enabled us to build phenomenological models relating, for each pork muscle, PI velocity to temperature, and to water and salt content. Using Comsol ® Multiphysics software, these phenomenological models were then combined with heat and mass transfer models and associated with calculation of a w , thus constituting the “numerical ham” model. In addition, the time course of PI, five textural parameters (hardness, fragility, cohesiveness, springiness and adhesiveness), and four structural parameters (fiber number, extracellular spaces, cross section area, and connective tissue area) was quantified on samples extracted from two different muscles of industrial dry-cured hams removed from the process at five different processing times. Multiple polynomial regression was applied to build phenomenological models relating PI, salt and water content to some textural and structural parameters investigated. These last models could be rapidly incorporated in the “numerical ham” model to constitute a real process simulator. In the future, the “numerical ham” model should be improved in order to take into account (1) the strong decrease in ham volume due to drying and also (2) the decrease in proteolysis velocity with time as a result of the reduction in the amount of protein that can be hydrolysed in the ham. Once completed and improved, the process simulator will be available to professionals to test scenarios allowing sodium content to be reduced in dry-cured hams without altering their final quality.