Los elaboradores de los vinos espumosos con crianza biológica sobre lías (crianza surlie) disponen únicamente de su habilidad profesional en la descriptiva sensorial de vinos, para decidir sobre el estado organoléptico del producto que saldrá al mercado. Esta valoración es una opinión subjetiva sobre la calidad y sería de gran utilidad contar con indicadores químicos objetivos, que puedan relacionarse con el tiempo de crianza y que informen sobre su correcta evolución desde la segunda fermentación. Para alcanzar esta finalidad es necesario profundizar tanto en los cambios morfológicos de las lías a lo largo del tiempo de envejecimiento, como en las variaciones de composición química que se producen en los vinos espumosos en contacto con las células degradadas o lías. Los objetivos de este trabajo son dos, por un lado caracterizar los cambios ultraestructurales y morfológicos de las lías durante la larga crianza biológica del Cava, y por otro, definir posibles indicadores químicos en el vino que se relacionen con el tiempo de crianza y con el grado de degradación de las lías y que, por tanto, se puedan utilizar para controlar objetivamente el envejecimiento. Se ha realizado una descripción detallada de la ultraestructura de las lías mediante la técnica de microscopía electrónica de transmisión (TEM) y se han analizado y cuantificado dichos cambios a través de la medición de las propiedades superficiales (topografía y elasticidad) de las lías a lo largo de su envejecimiento mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). Los resultados más relevantes como: la desaparición de las microfibrillas de la pared celular, la rotura de la membrana plasmática, el aumento de la zona periplásmica, la liberación de ribosomas a esta zona periplásmica y las variaciones de elasticidad, son cambios que se observan en las células de las lías en función del tiempo de envejecimiento. Desde el punto de vista de indicadores químicos (determinados mediante UPLC-MS/MS) que se relacionen con el periodo de crianza y el grado autolítico de las células, sólo un catabolito del ARN, la uridina, se correlaciona con el tiempo de crianza biológica del vino. Además, se ha demostrado que su aumento en función del tiempo tiene como único origen el contacto del vino con las lías. Entre los otros indicadores químicos cuantificados en vinos, los indoles N-acetilserotonina, metoxitriptofol, triptófano y etil éster del triptófano, sólo los dos últimos podrían tipificar una crianza avanzada, pues su contenido disminuye hasta niveles de 56 y 0,6 µg/l, respectivamente, cuando el envejecimiento supera los 30 meses en contacto con las células autolisadas (cava categoría Gran reserva). / The producers of sparkling wines aged in contact with lees (biological aging) have its own professional skill in the sensorial description to decide about the product organoleptic state, which will be commercialized. It is a subjective opinion about the quality and it would be helpful to be provided with objective chemical indicators, which could be related to the time of aging and which should report about its correct evolution after the second fermentation. To achieve this objective it is necessary to study in depth lees morphological changes along the course of aging time, as well as changes at chemical composition that take place in sparkling wines in contact with the degraded cells or lees. Two are the main targets of this work: from one side to characterize lees ultrastructural and morphological changes during the cava long biological aging, and from the other side, to define possible chemical indicators in wines related to the aging time and to the lees degradation grade, that could be used to control objectively cava aging. A detailed description of lees ultrastructure has been realized using transmission electronic microscopy (TEM) technique and it has been analyzed and quantified the above mentioned changes across the measurement of lees superficial properties (topography and elasticity) along its aging through atomic force microscopy (AFM). The most relevant results are: microfiber disappearances from cell wall, plasmatic membrane breakage, increase of periplasmic area, ribosomes liberation at this periplasmic and elasticity changes. All these changes appear in lees cells according to the aging time. From the chemical indicators (determined by HPLC-MS/MS) point of view related to aging time and autolytic cells grade, just one RNA catabolite, uridine, it is correlated with wines biological aging time. Also, it has been demonstrated that the only source of uridine increase along aging time is wine contact with lees. Among the other chemical indicators, indole type, quantified in wines, n-acetylserotonin, metoxitriptofol, tryptophan and tryptophan ethyl ester, only the last two could typify an advanced aging, since its content decreases to levels of 56 and 0.6 µg/l, respectively, when bilogical storage exceeds 30 months in contact with the autolized cells (cava Gran Reserva category).

La producció de proteïnes recombinants, tant per aplicacions terapèutiques com industrials, dóna lloc a un mercat que anualment genera milers de milions de dòlars. Entre els organismes hostes destacats que solen ser emprats per a la seva producció, actualment el llevat Pichia pastoris és una de les plataformes d’expressió més efectives i versàtils. Des d’un punt de vista operacional i industrial, i com a alternativa als àmpliament estesos processos basats la utilització de metanol, l’ús del promotor constitutiu GAP ofereix avantatges molt importants. Malgrat aquestes avantatges, però, el desenvolupament d’estratègies de cultiu que doni lloc a processos de producció eficients regulats pel promotor GAP està considerat, encara avui en dia, en un estadi molt primerenc. Al llarg del curs d’aquesta tesi, diversos paràmetres claus per a assolir millores en termes de rendiment i productivitat en els processos de producció de proteïnes recombinants amb l’esmentat sistema d’expressió van ser abordats a través de les eines de l’enginyeria de bioprocessos. El desenvolupament i implementació de noves estratègies de cultiu va ser dut a terme per a una soca de P. pastoris que expressa constitutivament el fragment d’unió a antigen (Fab) humà 2F5 com a proteïna model. No obstant, s’espera que les millores en els processos de producció assolits siguin també aplicables a l’expressió d’altres proteïnes recombinants d’interès. Inicialment, amb l’objectiu de valorar l’efecte causat per la capacitat de secreció limitada àmpliament estudiada en aquest hoste d’expressió, un protocol de disrupció cel·lular i d’extracció de proteïnes va ser desenvolupat i optimitzat. Aquests mètodes van permetre assolir un increment molt important en la precisió, i per tant en la veracitat, de la quantificació de producte retingut intracel·lularment. L’ús de glucosa i de glicerol com a fonts de carboni va ser comparat per les dues fases del cultiu en fed-batch. La selecció de diferents substrats per a cadascuna de les fases va donar lloc a efecte positius importants en el cultiu. Addicionalment, l’efecte de la taxa específica de creixement a la taxa de específica producció va ser estudiat mostrant una clara relació entre la formació de producte i el creixement de biomassa com a resultat d’un important efecte transcripcional de la taxa específica de creixement en el metabolisme central del carboni, i a la vegada, en l’expressió de la proteïna d’interès. Per contra, no va poder ser observat un efecte evident de la taxa específica de creixement a la capacitat de secreció del llevat. Per tant, es van dur a terme cultius en fed-batch a una taxa de creixement alta i constant assolint taxes de producció significativament més elevades respecte d’altres cultiu basats en altres estratègies d’alimentació de font de carboni. L’impacte de condicions ambientals d’estrès a la fisiologia cel·lular de l’hoste va ser caracteritzat i estudiat amb l’objectiu de millorar significativament els rendiments i les taxes de producció de la proteïna recombinant. Concretament es van obtenir increments importants de producció implementant tant condicions limitants d’oxigen com de deprivació de font de carboni en cultius de P. pastoris. De nou, s’hipotitza que aquests increments estan causats per la regulació del metabolisme central del carboni induïda per la resposta adaptativa de l’hoste a les noves condicions ambientals. Globalment, el resultat d’aquest estudi és una temptativa amb èxit d’aplicar el coneixement de la fisiologia de l’hoste d’expressió en el disseny racional d’estratègies de cultiu amb l’objectiu de maximitzar el rendiment i la productivitat de processos de producció de proteïnes recombinants explotant paràmetres claus del sistema que augmenten l’expressió de la proteïna. / Recombinant protein, including biopharmaceuticals proteins and industrial enzymes, is a multi-billion dollar market. Among all the suitable host organisms commonly used for its production, the yeast Pichia pastoris is currently one of the most effective and versatile expression platform. From an operational and industrial point of view, alternatively to the widely extended methanol-based processes, the use of the constitutive GAP promoter offers very important advantages. However, the development of cultivation strategies for efficient production processes regulated by the constitutive GAP promoter can be considered that still remains in its infancy. In the course of this thesis various crucial factors towards increasing the yield and productivity of the process for the production of recombinant proteins with the mentioned expression system were addressed through bioprocess engineering approaches. The development and implementation of the new cultivations strategies was performed for a P. pastoris strain expressing constitutively the human 2F5 antigen-binding fragment (Fab) as a model protein. Nevertheless, it is expected that the production process developments achieved are also applicable for the expression of other recombinant proteins of interest. Initially, in order to evaluate the effect caused by the reported limiting secretory capacity of the host cell system, a cell disruption and a protein extraction procedure were developed and optimized. These methods allowed achieving an important increase in the accuracy, and therefore reliability, of intracellular product quantification.s The use of glucose and glycerol as a carbon sources was compared for both phases of a fed-batch cultivation. Important positive effects were observed selecting different substrate for each phase. Furthermore, the effect of the specific growth rate on the specific production rate was studied showing a plain correlation between product formation and biomass growth as a result of the strong transcriptional effect of the specific growth rate in the central carbon metabolism, and in turn, protein of interest expression. In contrast, no clear effect of the specific growth rate could be observed in the secretory capacity of the yeast. Accordingly, fed-batch cultivation at constant and high specific growth rates were carried out reaching production rates significantly higher than cultures based on others carbon source feeding strategies. The impact of environmental stress conditions on the host cell physiology has been characterized and used in order to enhance significantly the yields and production rates of the recombinant protein. Important production increases have been achieved by carrying out P. pastoris cultivations implementing either carbon-starving or oxygen-limiting conditions. Once more, the increments were hypothesised to be caused by the regulation of the central carbon metabolism induced by the host adaptation response to the new environment. Overall, the outcome of this study is a successful attempt to apply the host cell system physiology understanding on the rational design of cultivation strategies towards maximizing the yields and productivity of recombinant protein production processes by the exploitation of key factors that enhances the protein expression.

El tomate es la hortaliza más consumida en España (14.3 Kg/cápita/año), con una repercusión económica muy importantes. En el ámbito de la fruta/hortaliza transformada, el tomate también es el número uno en consumo, donde la ingesta per cápita está cuantificada aproximadamente en 3.8 Kg/año para la salsa de tomate y 1.5 Kg/año para el tomate natural envasado. El tomate es uno de los alimentos de origen vegetal más ampliamente utilizados y con muchos usos. Se consume fresco o como productos procesados (enlatados, salsas, zumos, kétchups, etc.) Los tomates y los productos a base de tomate son ricos en carotenoides, vitamina C, vitamina E, folato y compuestos fenólicos. La cantidad de compuestos bioactivos está muy influenciada por las distintas variedades que existen, además de los factores agronómicos, geográficos y ambientales. El consumo regular de tomate se ha correlacionado con una reducción del riesgo de padecer varios tipos de cáncer y enfermedades cardiovasculares. Estos efectos beneficiosos se han atribuido a los compuestos bioactivos, particularmente a los carotenoides, licopeno y beta-caroteno, y a los compuestos fenólicos. Los tomates son una buena fuente de compuestos fenólicos, como los flavonoides y los ácidos fenólicos, entre los que destacan la naringenina (flavanona), el ácido 5-cafeoilquínico (ácido hidroxicinámico) y la rutina (flavonol). La biodisponibilidad de los compuestos fenólicos en los alimentos viene determinada por diferentes factores tanto del alimento como del individuo". La matriz alimentaria es uno de los factores externos que más condiciona la biodisponibilidad de los diferentes componentes funcionales, pero los datos publicados de los efectos del tratamiento térmico sobre la matriz no son consistentes. A pesar de que hoy en día se conoce que el procesado y la presencia de lípidos en la comida aumenta la biodisponiblilidad de los carotenoides, existe todavía poca información sobre cómo afectan los tratamientos del alimento al contenido fenólico del tomate, y se han realizado pocos estudios en humanos para conocer cómo afecta la forma de administración (tomate crudo o procesado) a la absorción y la excreción de los compuestos fenólicos del tomate. También se ha observado que la presencia de ácidos grasos (matriz lipídica) aumenta la biodisponibilidad de los fenoles, pero no se conoce cuál sería el efecto del enriquecimiento con aceites en la biodisponibilidad de los polifenoles del tomate tras su administración en humanos. / Tomato is the most consumed vegetable in Spain (14.3 kg/capita/year), with a substantial economic impacts. In the field of transformed fruit/vegetable, tomato is also number one in consumption, where the intake is quantified approximately in 3.8 kg/capita/year for tomato sauce and 1.5 kg/capita/year for natural canned tomatoes. Tomatoes are one of the most widely used plant-based foods and with many applications. They are eaten raw or as processed products (canned, sauces, juices, ketchups). Tomatoes and tomato based products are rich in carotenoids, vitamin C, vitamin E, folic acid and phenolic compounds. The amount of bioactive compounds is strongly influenced by the different varieties, and also agronomic, geographic and environmental factors. Regular consumption of tomatoes has been correlated with a reduced risk of developing several types of cancer and cardiovascular diseases. These beneficial effects are attributed to bioactive compounds, particularly carotenoids, lycopene and fl-carotene, and phenolic compounds. Tomatoes are a good source of phenolic compounds such as flavonoids and phenolic acids, as naringenin (flavanone), 5-caffeoylquinic acid (hydroxycinnamic acid) and rutin (flavonol). The bioavailability of phenolic compounds depends on different factors related to the food as well as each individual consumer". The food matrix is one of the external factors that influences the bioavailability of different functional components, but published data on the effects of thermal treatment are not consistent. Although it is known that processing and the presence of lipids in food increases the bioavailability of carotenoids, there is still little information on how treatments affect tomato polyphenol content4, and few studies have investigated the absorption and excretion of phenolic compounds according to how raw tomato or processed are administered to humans. It has also been found that fatty acids increase the bioavailability of phenolics, but little is known about the effect of oil addition in the bioavailability of tomato polyphenols in humans.

El consum habitual de fruita (com el kiwi) en la dieta té un efecte molt beneficiós per a la salut. No només és una excel·lent font de vitamines, fibra i minerals, sinó que a més posseeix compostos fitoquímics que contribueixen a la salut. D'altra banda, cada dia més els consumidors demanen d'aliments de preparació ràpida, amb una alta qualitat nutritiva, sensorial i el mínim d'additius per a la seva conservació. RESUM La primera impressió que els consumidors reben de les fruites és l'aparença o aspecte extern, sent la més important per a la seva acceptació i decisió de compra. La forma i mida és un dels aspectes més fàcilment discernibles, tot i que generalment no és un caràcter de qualitat decisiu. Només en cas de malformacions o defectes morfològics podria ser-ho. Durant i després de la collita del kiwi, un cert percentatge de la collita no pot ser destinat a la seva distribució ja que no arriba als estàndards de comercialització. D'altra banda, hi ha un sector de població que necessita de facilitats a l'hora d'incentivar el consum de fruites, i en concret de kiwis, com són els nens, els ancians i certs sectors per las quals, per motius de treball o pràctics, és un inconvenient el rentar, pelar i tallar certes fruites fora de casa. En base a aquest plantejament, a la present Tesi ens hem proposat estudiar l'aplicació d'una tecnologia no tèrmica, com són les Altes Pressions Hidrostàtiques (HHP) per a l'obtenció d'un puré de kiwi segur, saludable (amb les seves propietats nutritives) i desitjable (sense perdre propietats organolèptiques). En la primera fase d'aquesta Tesi es van determinar les condicions de pressió, temperatura i temps del tractament HHP per reduir la seva càrrega microbiana endògena i estudiar l'evolució dels supervivents. A més es van inocular diferents indicadors de patògens, obtenint letalitats i capacitat de recuperació dels supervivents. A més a més, es van monitoritzar paràmetres que poguessin influir en la supervivència o creixement dels microorganismes, com pH, sòlids solubles, temperatures. En una segona fase, es van estudiar els paràmetres de qualitat fisicoquímica (color instrumental, degradació de les clorofil·les, reologia), nutritius (Vitamina C) i sensorials (panell de tastadors), en aquelles condicions que prèviament havien demostrat una seguretat microbiològica inicialment i al llarg del seu emmagatzematge. A mena de resum, destaquem els següents resultats obtinguts, respecte a la inactivació d'aerobis mesòfils (AM) totals es van observar reduccions de 2 i 3 Log a 300 MPa / 0.1 min i resta de condicions, respectivament. Els supervivents en els AM van ser esporulats (SP), ja que van coincidir amb els recomptes de supervivents. Però en cap cas hi va haver proliferació durant el seu emmagatzematge a 30 dies. Els microorganismes patògens inoculats (S. aureus i E. coli), van resultar ser molt més sensibles, ja que a partir de 500 MPa a qualsevol temps i temperatura assajades, no es observar supervivents, amb reduccions de 5 i 7 Log, respectivament. Les menors diferències de color entre les mostres pressuritzades enfront del control (ΔE) van ser les tractades a 10 °C, 5 minuts i 300 < 700 < 500 MPa. A més a més, el contingut de clorofil·les a i b, amb els tractaments de HHP assajats es va mantenir de l'ordre del 50-70% per a clorofil·la a i 60-80% per a clorofil·la b. Amb el tractament tèrmic de pasteurització aplicat només va quedat al 0 i 10% de clorofil·la a i b, respectivament. Per contra, la formació de feofitines (a i b) en les mostres tractades per HHP gairebé no va variar respecte al control, mentre que les mostres pasteuritzades van doblar el seu contingut. Es va poder observar que el contingut total de Vitamina C en les mostres tractades per HHP, tot just es va reduir respecte al seu control, durant el seu emmagatzematge. Només al dia 60, la diferència respecte al seu control va oscil·lar entre un 50-70% menor. A nivell d'anàlisi sensorial, els panelistes van distingir clarament les mostres tractades tèrmicament de les pressuritzades i control. Cal destacar que dels tractaments assajats, les mostres de 300 i 500 MPa a 15 min, van ser les que els panelistes van col·locar més pròximes al control Amb els resultats obtinguts en el present treball es demostra que els tractaments per HHP, són una alternativa per augmentar la vida útil del puré de kiwi, mantenint la seguretat microbiològica i unes característiques reològiques, organolèptiques i nutritives satisfactòries per als consumidors, com a mínim fins al dia 30 de conservació en refrigeració. / El consumo habitual de fruta (como el kiwi) en la dieta tiene un efecto muy beneficioso para la salud. No sólo es una excelente fuente de vitaminas, fibra y minerales, sino que además posee compuestos fitoquímicos que contribuyen a la salud. Por otro lado, los consumidores demandan cada día más de alimentos de preparación rápida, con una alta calidad nutritiva, sensorial y el mínimo de aditivos para su conservación. RESUMEN La primera impresión que los consumidores reciben de las frutas es la apariencia o aspecto externo, siendo la más importante para su aceptación y decisión de compra. La forma y tamaño son unos de los aspectos más fácilmente discernibles, aunque generalmente no es un carácter de calidad decisivo. Solo en caso de malformaciones o defectos morfológicos podría serlo. Durante y después de la cosecha del kiwi, un cierto porcentaje de la recolección no puede ser destinado a su distribución ya que no alcanza los estándares de comercialización. Por otro lado, existe un sector de población que precisa de facilidades a la hora de incentivar el consumo de frutas, y en concreto de kiwis, como son los niños, los ancianos y ciertos sectores para los cuales, por motivos de trabajo o prácticos, resulta un inconveniente el lavar, pelar y cortar ciertas frutas fuera de casa. En base a este planteamiento, en la presente Tesis nos hemos propuesto estudiar la aplicación de una tecnología no térmica, como son las Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) para la obtención de un puré de kiwi seguro, saludable (con sus propiedades nutritivas) y apetecible (sin perder propiedades organolépticas). En la primera fase de esta Tesis se determinaron las condiciones de presión, temperatura y tiempos del tratamiento HHP para reducir su carga microbiana endógena y estudiar la evolución de los supervivientes. Además se inocularon diferentes indicadores de patógenos, obteniéndose sus letalidades y capacidad de recuperación de los supervivientes. A su vez, se monitorizaron parámetros que pudieran influenciar en la supervivencia o crecimiento de los microorganismos, como pH, sólidos solubles, temperaturas. En una segunda fase, se estudiaron los parámetros de calidad fisicoquímica (color instrumental, degradación de las clorofilas, reología), nutricional (vitamina C) y sensoriales (panel de catadores), en aquellas condiciones que previamente habían demostrado una seguridad microbiológica inicialmente y a lo largo de su almacenamiento. A modo de resumen, destacamos los siguientes resultados obtenidos, respecto a la inactivación de aerobios mesófilos (AM) totales se observaron reducciones de 2 y 3 Log a 300 MPa/0.1 min y resto de condiciones, respectivamente. Los supervivientes en los AM fueron esporulados (SP), ya que coinciden con los recuentos de supervivientes. Pero en ningún caso hubo proliferación durante su almacenamiento a 30 días. Los microorganismos patógenos inoculados (S. aureus y E. coli), resultaron ser mucho más sensibles, ya que a partir de 500 MPa a cualquier tiempo y temperatura ensayadas, no se observaros supervivientes, con reducciones de 5 y 7 Log, respectivamente. Las menores diferencias de color entre las muestras presurizadas frente al control (ΔE) fueron las tratadas a 10 °C, 5 min y 300 < 700 < 500 MPa. A su vez, el contenido de clorofilas a y b, con los tratamientos de HHP ensayados se mantuvo del orden del 50-70% para clorofila a y del 60-80% para clorofila b. Con el tratamiento térmico de pasteurización aplicado solamente quedó 0 y 10% de clorofila a y b, respectivamente. Por el contrario, la formación de feofitinas (a y b) en las muestras tratadas por HHP apenas varió respecto al control, mientras que las muestras pasteurizadas doblaron su contenido. Se pudo observar que el contenido total de Vitamina C en las muestras tratadas por HHP, apenas se redujo respecto a su control, durante su almacenamiento. Sólo al día 60, la diferencia con respecto a su control osciló entre un 50-70% menor. A nivel de análisis sensorial, los panelistas distinguieron claramente las muestras tratadas térmicamente de las presurizadas y control. Cabe resaltar que de los tratamientos ensayados, las muestras de 300 y 500 MPa a 15 min, fueron las que los panelistas colocaron más cercanas al control. Con los resultados obtenidos en el presente trabajo se demuestra que los tratamientos por HHP, son una alternativa para aumentar la vida útil del puré de kiwi, manteniendo la seguridad microbiológica y unas características reológicas, organolépticas y nutricionales satisfactorias para los consumidores, como mínimo hasta el día 30 de conservación en refrigeración. / Regular consumption of fruit (including kiwi) in the diet has a beneficial effect on health. It is not only an excellent source of vitamins, fiber and minerals, it also has phytochemicals that contribute to health. On the other hand, more and more consumers demand for fast food with high nutritional quality, sensory and minimum of additives for conservation. ABSTRACT The first impression consumers have from fruit it is the appearance or external aspect, being the most important for acceptance and purchase decision. The shape and size are among the most easily discernible aspects, but generally it is not a decisive quality character. Only if morphological abnormalities or defects could be a cause of reject. During and after kiwi harvest, a certain percentage of the harvest cannot be intended for distribution on not reaching marketing standards. On the other hand, there is a sector of the population that requires encourage for fruits consumption, specifically kiwis, such as children, the elderly and certain sectors whom for work or practical reasons, is a drawback to wash, peel and cut some fruits. Based on this approach, in this Thesis we intend to study the application of a non-thermal technology, such as high hydrostatic pressure (HHP), to obtain a kiwi puree safe, healthy (with its nutritional properties) and desirable (without losing organoleptic properties). In the first phase of this thesis the conditions of pressure, temperature and time of HHP treatment to reduce their endogenous microbial load and to study the evolution of the survivors were determined. Also, different indicators of pathogens were inoculated, obtaining their lethality rates and the resilience of the survivors. In turn, parameters that might influence the survival or growth of microorganisms such as pH, soluble solids, and temperature were monitored. In a second stage, physicochemical quality parameters (instrumental color, degradation of chlorophylls, rheology), nutritional (vitamin C) and sensory (taste panel), in the conditions that had previously shown a microbiological safety at the beginning and during storage, were studied. To summarize, we highlight the following results with respect to inactivation of aerobic mesophilic (AM) Total reductions Log 2 and 3 were observed at 300 MPa / 0.1 min and other conditions, respectively. The survivors were sporulated AM (SP), as they match survivors counts. In no case there was growth during storage at 30 days. For inoculated pathogenic microorganisms (S. aureus and E. coli), proved to be much more sensitive as from 500 MPa at any time and temperature tested, no survivors watch yourself, with reductions of 5 and 7 Log, respectively The lesser differences in color between pressurized samples versus control (ΔE) were treated at 10 °C, 5 min and 300 <700 <500 MPa. In turn, the content of pigment molecules with HHP treatments tested (300, 500 and 600 MPa and 0.1, 5 and 15 min) was maintained in the range 50-70% for chlorophyll a and 60-80% for chlorophyll b. With the pasteurization heat treatment remained just 0 and 10% for chlorophyll a and b, respectively. Conversely pheohytins formation in samples treated by HHP, hardly changed relative to the control, pasteurized samples doubled its contents. It was observed that the total content of Vitamin C in the samples treated by HHP, the gap narrowed just about control during storage, only at day 60 compared to control ranged between 50-70% lower. A level sensory testing, panelists clearly distinguished the samples heat treated and the pressurized control. It should be noted that the treatments tested, samples of 300 and 500 MPa for 15 min, were placed the closest to the control by panelists. With the results of this study demonstrated that treatment by HHP, are an alternative to increase the life of mashed kiwi, maintaining the microbiological safety and rheological, organoleptic and favorable to consumers nutritional characteristics, at least until the 30th day of storage.

Nueces (Juglans regia), almendras (Pronus dulcis) y avellanas (Corylus avellana) son frutos secos reconocidos como alimentos saludables en patrones de alimentación como la Dieta Mediterránea. Estudios clínicos y epidemiológicos sugieren que la ingesta regular de estos alimentos está asociada con la prevención de riesgo de síndrome metabólico y el tratamiento de sus componentes diagnósticos. Sin embargo, a pesar de los conocimientos actuales, los mecanismos de acción subyacentes a dichos efectos saludables no están completamente elucidados. La aplicación de la metabolómica a estudios nutricionales (nutrimetabolómica), como herramienta analítica avanzada, permite explorar los cambios en el metaboloma humano producto de la ingesta de un determinado alimento o patrón de alimentación (food metabolome), con el fin de descubrir y validar biomarcadores nutricionales que reflejen la exposición real a la dieta y, de esta manera, establecer evidencias fiables y robustas acerca de la asociación recíproca entre la dieta y el estado de salud. El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue identificar biomarcadores de exposición a frutos secos a través de la caracterización del perfil metabólico humano tras la ingesta y, evaluar las posibles asociaciones de efecto entre estos biomarcadores y el estado clínico de sujetos con síndrome metabólico. Para lograr este objetivo, se aplicó el flujo de trabajo en nutrimetabolómica desde una aproximación no dirigida a dos diseños de estudio diferentes, un estudio de intervención y un estudio de cohorte, en los cuales se analizó la huella metabólica plasmática y urinaria, respectivamente. El poder discriminante y predictivo de los biomarcadores de exposición a frutos secos se realizó a través de diferentes estrategias bioestadísticas, se interpretó biológicamente las huellas metabólicas asociadas a los biomarcadores de exposición a frutos secos y, finalmente, se evalúo las posibles asociaciones entre los biomarcadores de exposición a frutos secos y el estado clínico según los criterios diagnósticos de síndrome metabólico. En el estudio de intervención, la urolitina A glucurónido, metabolito derivado de la biotransformación de elagitaninos por acción de la microbiota intestinal y, el ácido dodecanodioico, metabolito derivado del metabolismo de ácidos grasos dicarboxílicos, se identificaron como los biomarcadores plasmáticos más discriminantes de la exposición a frutos secos. En cuanto al estudio de cohorte, catorce biomarcadores urinarios procedentes de diferentes rutas metabólicas (co- metabolismo microbiota-huespéd de polifenoles, metabolismo del triptófano y de los ácidos grasos) fueron considerados como discriminantes a la exposición a frutos secos. La relación entre estos biomarcadores urinarios de exposición y el registro de ingesta de frutos secos según el cuestionario de frecuencia de consumo de alimentos (FFQ), se evaluó a través del modelo predictivo Tobit, lo cual demostró que la urolitina A glucurónido es el biomarcador más discriminante a la exposición a frutos secos en el estudio de cohorte. Estos resultados aportan evidencias contundentes acerca de la robustez de la urolitina A glucurónido como biomarcador de exposición a frutos secos independiente de la muestra biológica analizada (plasma y orina) y las características de exposición de la población (dieta controlada y condición de vida libre). Finalmente, la evaluación entre los biomarcadores de exposición a frutos secos y el estado clínico, evidenció que sujetos con alteraciones metabólicas menos severas de síndrome metabólico, como obesidad abdominal e hiperglucemia, presentaron mayores niveles de urolitina A glucurónido en plasma. Esta correlación inversa permite abrir nuevas hipótesis acerca de la influencia del perfil de disbiosis de la microbiota intestinal, recientemente asociado a sujetos con síndrome metabólico, en el metabolismo de polifenoles por acción de la microbiota intestinal y, por tanto, en la producción de metabolitos asociados con efectos saludables como son las urolitinas. / Nuts as walnuts (Juglans regia), almonds (Prunus dulcis) and hazelnuts (Corylus avellana) are recognized as healthy food in the Mediterranean Diet. Clinical and epidemiological studies suggest that regular intake of these foods is associated with the prevention of risk of metabolic syndrome and the treatment of its diagnostic components. However, despite current knowledge, the mechanisms of action about of health effects still have not been clearly established. The application of metabolomics to nutritional studies (nutrimetabolomics), allows to explore the changes in the human metabolome after of the intake of individual foods or food patterns (food metabolome) in order to discover and validate biomarkers nutritional reflect the actual exposure to diet and, thus establishing reliable and robust evidence on the reciprocal association between diet and health. The main objective of this thesis was to identify biomarkers of exposure to nuts through the characterization of the human metabolic profile after of intake and evaluate possible associations of effect between these biomarkers and clinical status of patients with metabolic syndrome. To achieve this purpose, a workflow in untargeted nutrimetabolomics was applied to two different study designs. The first one was an intervention study and the second one was a cohort study, metabolic footprint plasmatic and urinary were analyzed respectively. Urolithin A glucuronide was described as the biomarker of exposure to nuts more discriminant regardless of the biosamples analyzed (plasma and urine) and exposure characteristics of the population (controlled and free-living condition diet). Higher levels of urolithin A glucuronide are reported in plasma of subjects with less severe metabolic syndrome traits, such as abdominal obesity and hyperglycemia, especially in females. This inverse correlation may be related the profile of gut microbial dysbiosis, recently associated with subjects with metabolic syndrome, in the polyphenols metabolism and consequently in the production of metabolites associated with beneficial effects such as the urolithins.

El efecto de las tasas de compresión y descompresión a altas presiones hidrostáticas (HHP) en la inactivación de bacterias ha sido poco estudiado. La literatura disponible presenta resultados contradictorios. Este estudio se diseñó para analizar el efecto de diferentes tasas de compresión y descompresión durante los tratamientos de HHP sobre matrices seleccionadas (tampón Tris, leche desnatada y zumo de naranja) inoculados con cepas bacterias seleccionadas en estado vegetativo (Escherichia coli y Staphylococcus aureus) y formadoras de esporas (Bacillus subtilis). Los experimentos HHP se llevaron a cabo utilizando diferentes máquinas en diferentes centros de investigación y las muestras se analizaron por procedimientos microbiológicos y biotecnológicos. Los resultados revelaron que el aumento de la inactivación de las bacterias vegetativas se puede lograr mediante el uso de la compresión rápida durante el procesamiento HHP. La compresión lenta se supone que induce una respuesta de estrés en las células microbianas que conduce a un menor efecto de inactivación del proceso. Por otro lado, las esporas bacterianas son más sensibles a la ralentización de las tasas de compresión durante el procesamiento HHP. Bajo nuestras condiciones experimentales, la descompresión lenta dio como resultado una mayor inactivación de las bacterias formadoras de esporas y de las células vegetativas en comparación con la descompresión rápida. Una descompresión lenta se relaciona con un tiempo de procesamiento prolongado, causa las células ya han recibido un daño subletal durante la fase de compresión y de mantenimiento de presión resultan más sensibles al tratamiento prolongado. Estudios adicionales realizados para investigar los daños subletales, revelaron que la compresión rápida y descompresión lenta causaron un mayor número de células con daño subletal en todos los microorganismos estudiados. Una parte de esta población con daño subletal es capaz de recuperar sus lesiones en el entorno de baja acidez (como la leche y el tampón Tris) y puede comprometer la seguridad alimentaria. Si bien en el ambiente de elevada acidez (como el jugo de naranja), estas bacterias subletal no pueden recuperarse y terminan muriendo durante los15 días de almacenamiento. / The effect of compression and decompression rates of high hydrostatic pressure (HHP) for inactivation of bacteria has been scarcely studied. The available literature presented contradictory results. This study was designed to analyze the effect of different rates of compression and decompression during HHP treatments of selected matrices (Tris buffer, skimmed milk and orange juice) inoculated with selected strains of vegetative (Escherichia coli & Staphylococcus aureus) and spore forming (Bacillus subtilis) bacteria. The HHP experiments were conducted using different HHP machines in different research centers and samples were analyzed by microbiological and biotechnological procedures. Results revealed that higher inactivation of vegetative bacteria can be achieved by using fast compression rates during HHP processing. While slow compression is supposed to induce a stress response in microbial cells that leads to lower inactivation effect of the process. On the other hand, bacterial spores are more sensitive to slow compression rates during HHP processing. Under our experimental conditions slow decompression resulted in higher inactivation of vegetative and spore forming bacteria as compared to fast decompression. Slow decompression is attributed with extended processing time. When cells are sublethally injured by compression treatments and pressure holding time, they become more sensitive to upcoming processing stages. Further studies to investigate the sublethal injuries, revealed that fast compression and slow decompression resulted in highest number of sublethally injured cells in all microorganisms. A part of this sublethally injured population is able recover their injuries in low acid environment (like milk and Tris buffer) and may challenge the food safety. While in high acid environment (like orange juice), these sublethally injured bacterial are unable to recover and become dead during 15 days storage

"La excelente calidad nutricional del pescado y sus efectos beneficiosos sobre la salud han hecho que este producto sea ampliamente aceptado por los consumidores. La gran producción registrada en los últimos años ha reducido mucho el precio en el mercado de especies como la dorada, por lo que las empresas buscan nuevas presentaciones comerciales que aumenten el valor añadido del producto. Se estudiaron cuatro presentaciones de dorada (Sparus aurata): enteras; fileteadas; fileteadas y envasadas al vacío; y fileteadas, marinadas con zumo de limón y envasadas al vacío. En cada caso 45 doradas cultivadas en jaulas en la costa mediterránea fueron clasificadas en lotes de nueve ejemplares, siendo analizadas a su llegada y a los 5, 10, 15 y 22 días tras la captura, para evaluar la evolución de los distintos parámetros físico-químicos, microbiológicos y sensoriales. Se llevó a cabo un estudio control, para determinar si la manipulación del producto, y su contaminación inicial influyen en la conservación del mismo. Los resultados indican que las doradas fileteadas, marinadas con limón y sal y envasadas al vacío, son una alternativa novedosa, frente a presentaciones comerciales tradicionales como el pescado entero o fileteado, suponiendo una mejora frente al envasado al vacío, al alargar la vida comercial del producto. No obstante, su aplicación dependerá de la aceptación por el consumidor, ya que se modifican las características organolépticas con respecto al pescado fresco. " / " The excellent nutritional value of fish and the benefits for the health have made this basic product widely accepted by consumers. For traditional aquaculture species, the high production in recent years has greatly reduced its price in the market, resulting in companies looking for new forms of presentation in order to diversify the supply and increase the added value of the marketed product We studied four presentations of gilthead sea bream (Sparus aurata L.): whole; filleted; filleted and vacuum sealed; and filleted, marinated with lemon juice and vacuum sealed. In all the cases, the samples were 45 specimens of gilthead sea bream reared in cages in the Mediterranean coast. The sea breams were placed in nine specimens batches, being tested on arrival and 5, 10 15 and 22 days after capture to assess the evolution of different physico-chemical, microbiological and sensorial parameters. A control study was carried out to determine how the post harvest handling and initial contamination affect the preservation of the final product. The results show that the filleted farmed gilthead sea breams, marinated with lemon and salt and vacuum sealed, are an innovative alternative compared to traditional commercial presentations and this treatment represents an improvement over vacuum packaging by extending the commercial life of the product. Notwithstanding the application depend on consumer acceptability, since it affects the organoleptic characteristics compared to fresh fish "

L’entitat clínica coneguda com Síndrome metabòlica (SM) es troba fortament condicionada per factors ambientals com una dieta inadequada o el sedentarisme i actualment afecta entre un 10-25% de la població adulta mundial, en alguns països i grups d’edat aquest percentatge arriba a ser del 50-60%. El fet de patir SM augmenta el doble el risc patir malaltia cardiovascular (MCV) i en cinc vegades el risc de patir Diabetis Mellitus tipus 2. A partir d’estudis observacionals sobre poblacions amb baixa incidència de SM, les quals consumien grans quantitats d’oli de peix, es va veure que els àcids grassos poliinsaturats de cadella llarga omega-3 (AGPI omega-3) eren clau per a la prevenció i millora de la SM. Però al tractar-se de àcids grassos amb varies instauracions en la seva estructura química, són vulnerables a la lipoperoxidació en una situació d’estrès oxidatiu. En el cas de la SM, l’estrès oxidatiu juga un paper clau en dos sentits, per un costat pot intervenir en el desenvolupament de factors de risc com l’aterosclerosi o la resistència a la insulina i per l’altre ser secundari a processos patològics previs com l’obesitat. Diferents estudis han classificat els antioxidants d’origen fenòlic com els antioxidants externs que disposen de mes afinitat per a les membranes, resultant així els antioxidants més eficaços per disminuir l’oxidació de les membranes riques en AGPI. Per tot això, aquest treball pretén demostrar que una dieta enriquida en AGPI omega-3 prevé la SM i l’estrès oxidatiu associat a aquesta i com aquesta millora es pot incrementar amb l’administració dietètica dels polifenols provinents de la llavor de raïm. / La entidad clínica conocida como Síndrome metabólico (SM) está fuertemente condicionada por factores ambientales tales como un dieta inadecuada o el sedentarismo y actualmente afecta entre 10-25% de la población mundial adulta, en algunos países y grupos de edad este porcentaje llega a valores de 50-60%. El hecho de padecer SM aumenta dos veces el riesgo de padecer enfermedad cardiovascular (ECV) y en cinco veces el riesgo de padecer Diabetes Mellitus tipo 2. A partir de estudios observacionales sobre poblaciones con baja incidencia en SM, las cuales consumían grandes cantidades de aceite de pescado, se observó que los ácidos grasos poliinsaturados omega-3 (AGPI omega-3) eren claves para la prevención y mejora del SM. Pero al tratarse de ácidos grasos con varias instauraciones en su estructura química son vulnerables a sufrir peroxidación lipidica en una situación de estrés oxidativo. En el SM el estrés oxidativo juega un papel clave en dos sentidos, por un lado puede intervenir en el desarrollo de factores de riesgo como la ateroesclerosis o la resistencia a la insulina, por otro lado puede ser secundario a procesos patológicos previos como por ejemplo la obesidad. Diferentes estudios han clasificado los antioxidantes de origen fenolico como los antioxidantes externos con más afinidad por las membranas ricas en AGPI. Por todo esto, este trabajo pretende demostrar que una dieta enriquecida en AGPI omega-3 previene el SM y el estrés oxidativo asociado a esta y como esta mejora se puede ver incrementada con la suplementación dietética de los polifenoles procedentes del hueso de las uvas. / Metabolic Syndrome (MS) is a clinical entity which is strongly influenced by environmental factors such as unhealthy diet and poor physical inactivity. Nowadays MS affects approximately 10-25% adults worldwide; in some countries and age groups the percentage can be as high as 50-60%. MS increases the risk of suffering from cardiovascular disease and type 2 diabetes by 2-and 5-fold, respectively. The evidence showed that populations with low incidence of MS consume large amounts of fish oil. Therefore were established omega-3 PUFA as a key to prevention and improvement of SM. The chemical structure of PUFA with double bounds in it leads these fatty acids to lipoperoxidation in a situation of oxidative stress. In SM oxidative stress plays a key role in two ways, on one hand might intervene in the development of risk factors such as atherosclerosis or insulin resistance and on the other hand could be secondary to a previous pathological process such as obesity. Different studies have classified the phenol antioxidant as external antioxidants source which have more affinity for membranes, resulting in the most effective antioxidants to reduce oxidation membranes rich in PUFA. All in all, this study aims to demonstrate that a diet rich in PUFA omega-3 prevents SM and oxidative stress associated. Also this improvement can be increased with the administration of dietary polyphenols from grape seed.

Despite the current use of chemical fungicides, Penicillium digitatum and P. expansum still are the most devastating pathogens of orange and apple fruit, respectively. These wound pathogens can infect fruits through injuries caused during harvest and postharvest handling, which annually lead to large economic losses worldwide. To obtain new rational and environmental friendly control alternatives, it is fundamental to understand these pathosystems, taking into account both, fungal pathogenicity mechanisms and host defence responses. In this thesis, by using gfp-tagged strains we have visualized the infection and have been confirmed these strains as a good tool to perform interaction and pathogen colonization studies. Once compatibility relationships were established, we have characterized the H2O2 effect on pathogens and hosts. Our findings suggests that H2O2 produced in fruit in response to abiotic and biotic stresses could be involved in signalling different functions linked with host resistance processes, rather than inhibiting the P. digitatum and P. expansum spore germination. As a high-throughput molecular method a proteomic approach was used to study the apple protein changes (both, abundance and oxidation) in response to abiotic (wounding) and biotic (P. expansum and P. digitatum) stresses. We have emphasized the findings related to those protein changes specifically induced in response to P. digitatum as non-host pathogen in apples. Among abundance changes we have identified Mal d 1.03E and EF-Tu, as well as oxidative changes in ACC oxidase and glutamine synthetases. Finally, we also have determined a low correlation between the transcript and protein abundances of some selected genes involved in wound and pathogen responses. Only Mal d 1.03E showed a significant correlation at the transcript and protein level. Knowledge obtained in this thesis could be an important step towards the improvement of disease control strategies, not only in these studied pathogens, but also in other important postharvest diseases.

Cotutela Universitat Politècnica de Catalunya i Universidad de La Sabana (Chía, Colombia).Tesi per compendi de publicacions. La consulta íntegra de la tesi, inclosos els articles no comunicats públicament per drets d'autor, es pot realitzar prèvia petició a l'Arxiu de la UPC. / Coffee is the most traded food in the world. The coffee industry has a great economic and social relevance worldwide. The sensory and functional properties of the product are highly important for the consumers, and therefore, technologies that promote quality preservation are highly valued in coffee processing. In the production of freezedried coffee, freeze concentration is used to remove water from the extract. Water removal in freeze concentration is achieved by cooling the solution until ice crystals form and separate. Freeze concentration is a technology known for its ability to preserve the quality of the product thanks to low processing temperatures. Three techniques are used according to ice crystal growth: suspension, film (progressive or falling-film) and block (total or partial). Suspension freeze concentration is the most implemented technique at the industrial level. This is an efficient technique in terms of ice purity and increased concentration; however, it requires complex systems for ice separation and many moving parts, which increases the initial and operating costs. For this reason, other freeze concentration techniques have been studied. Different techniques, such as falling-film freeze concentration, and block freeze concentration are being developed seeking to reduce operational costs. In the present work, block and falling-film freeze concentration techniques used to concentrate aqueous coffee extract were studied. Equipment to study those techniques was designed and implemented. The effect of the operational variables of block and falling-film freeze concentration on separation efficiency was established. Preservation of bioactive compounds, volatile compounds, antioxidant activity, and sensory quality of the coffee extract when using freeze concentration was demonstrated. Finally, an operational strategy was proposed to integrate the studied techniques. Separation efficiency obtained with this process was comparable to industrial standards. The project was developed as a doctoral thesis under joint supervision by the Ph.D. in Biosciences of the University of La Sabana in Bogotá, Colombia and the Agribusiness Technology and Biotechnology Doctorate of the Technical University of Catalonia in Barcelona, Spain. Five papers were published as a result of the present work / El café es el alimento más comercializado en el mundo y por esto es alta su importancia económica y social. En la industria del café, la calidad sensorial y funcional de la bebida es un parámetro de alta importancia, por lo cual se promueve el uso de tecnologías de proceso que permitan su preservación. En el proceso de obtención de café soluble liofilizado se utiliza la crioconcentración como una etapa para la eliminación parcial del agua del extracto. La crioconcentración es una tecnología para la eliminación de agua de soluciones mediante su enfriamiento hasta la formación y separación de cristales de hielo. Es una técnica que puede preservar la calidad del producto debido a las bajas temperaturas que maneja. Existen tres técnicas de crioconcentración: suspensión, película y bloque. La única técnica disponible comercialmente a nivel mundial es la crioconcentración en suspensión. Esta es una técnica que logra altas eficiencias de separación pero los equipos requieren gran número de partes móviles por lo cual es relativamente costosa. Debido a esto se busca el desarrollo de técnicas más simples que a la vez consigan una alta eficiencia en la separación. La crioconcentración en película descendente y en bloque son nuevas técnicas que se han propuesto como alternativas más simples que pueden reducir costos operacionales. En el presente proyecto se estudió la crioconcentración en bloque total y en película descendente para la obtención de extractos concentrados de café. Se realizó el diseñó de una unidad de estudios para la crioconentración. Igualmente, se estableció el efecto de las variables operativas de la crioconcentración en bloque y en película sobre la eficiencia de la separación y se demostró la preservación de los componentes bioactivos, la preservación de los componentes volátiles y de la calidad sensorial del extracto de café. Se obtuvieron modelos matemáticos para la predicción del coeficiente de distribución en el hielo que permite predecir el comportamiento de la crioconcentración. Finalmente, se propuso una estrategia operativa para integración de las técnicas estudiadas que permite obtener eficiencias de separación acordes con los estándares industriales. El proyecto se desarrolló bajo la modalidad de Cotutela de Tesis Doctoral en forma conjunta entre el Doctorado en Biociencias de la Universidad de La Sabana en Bogotá, Colombia y el Doctorado en Tecnología Agroalimentaria y Biotecnología de la Universidad Politécnica de Cataluña en Barcelona, España. Como resultado del proyecto se publicaron cinco artículos en revistas indexadas. / El cafè és l'aliment més comercialitzat del món i té una gran importància econòmica i social. En la indústria del cafè, la qualitat sensorial i funcional de la beguda és un paràmetre important la qual cosa incentiva l'ús de tecnologies de procés que permetin mantenir-ne la qualitat. Durant el procés d'obtenció de cafè liofilitzat s'utilitza la crioconcentració com etapa prèvia d'eliminació de part de l'aigua continguda en la solució. La crioconcentració és una tecnologia que permet l'eliminació d'aigua d'una solució a través del seu refredament fins a la formació i la separació dels cristalls de gel. Es tracta d'una tècnica que pot preservar la qualitat del producte a causa de les baixes temperatures utilitzades. Hi ha tres tècniques de crioconcentració: suspensió, pel·lícula i bloc. La única tècnica disponible comercialment arreu del món és la crioconcentració en suspensió. Aquesta és una tècnica que aconsegueix una gran eficiència en la separació, però és relativament cara per la qual cosa es busca el desenvolupament de tècniques més senzilles que al mateix temps aconsegueixin una alta eficiència de separació. La crioconcentració de pel·lícula descendent i en bloc es mostren com a alternatives. En aquest projecte hem estudiat la crioconcentració en bloc total i en pel·lícula descendent per a la producció d'extractes concentrats de cafè. S'ha dissenyat una unitat d'estudi per a la crioconcentracio. També s'ha establert l'efecte de les variables operatives de la crioconcentració en bloc i pel·lícula sobre l'eficàcia de la separació i s'ha demostrat la preservació de compostos bioactius, la preservació dels components volàtils i de la qualitat sensorial de l'extracte de cafè. S’han obtingut models matemàtics per a la predicció del coeficient de distribució en el gel que li permeten predir el comportament de la crioconcentració. Finalment, es proposa una estratègia operativa per a la integració de les tècniques estudiades permetent obtenir eficiències de separació coherents amb estàndards de la indústria. El projecte s’ha desenvolupat en forma de tesi cotutelada conjuntament entre el doctorat en Biociències de la Universidad de La Sabana de Bogotà, Colòmbia i el doctorat en Tecnologia dels aliments i Biotecnologia de la Universitat Politècnica de Catalunya a Barcelona, Espanya. Arran del projecte hi ha cinc articles publicats en revistes indexades.