Tesis por compendio / [EN] Agri-food industry generates, because of its production processes, high amount of by-products, which cause a negative impact both economically and environmentally. For this reason, nowadays, their revalorization is one of the main aims of European Union in support of sustainable development. This doctoral thesis is focused on the revalorization of by-products from the horticultural industry as natural antimicrobials, by themselves or combined with no-thermal technologies for food preservation, like Pulsed Electric Fields (PEF) or High Hydrostatic Pressure (HHP) against the main foodborne pathogens. Also, it pretends to evaluate the microbial resistance development against the subletal antimicrobial treatments under study and the possible virulence changes using C. elegans as a model organism. The agri-food by-products studied have shown an important antimicrobial effect against the main foodborne pathogens, also the ASE extracts and the infusions obtained therefrom, being S. Typhimurium the most sensitive microorganism. In addition, the combination of subletal treatments of PEF and HHP with by-product infusions has resulted in the emergence of synergies, which permit us to achieve the desirable levels of microbial inactivation (5 log cycles) in a minor period of time. The application of subletal antimicrobial treatments under study consecutively, has shown that it causes microbial resistance development in S. Typhimurium. However, C. elegans studies show that the development of microbial resistance not imply the increase of its virulence against a host organism. For all these reasons, we can conclude that the revalorization of agri-food by-products as natural antimicrobials is a viable alternative as an additional control measure to ensure the microbial food safety by themselves or combined with PEF or HHP treatments, due to their synergistic effect. / [ES] La industria agroalimentaria genera, como resultado de sus procesos de producción, grandes cantidades de subproductos que suponen un impacto negativo a nivel económico y medioambiental. Es por ello que, en la actualidad, su revalorización es uno de los objetivos principales de la Unión Europea en apoyo al desarrollo sostenible. La presente tesis doctoral se centra en la revalorización de subproductos de la industria hortofructícola como antimicrobianos naturales en sí mismos o combinados con tecnologías no-térmicas de conservación de alimentos como los Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad (PEF) o las Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) frente a los microorganismos patógenos transmitidos por alimentos más importantes. Además, trata de evaluar el desarrollo de resistencias en los microorganismos a los tratamientos antimicrobianos subletales estudiados y sus posibles cambios de virulencia usando C. elegans como organismo modelo. Los subproductos hortofructícolas estudiados han demostrado un importante efecto antimicrobiano frente a los principales patógenos alimentarios, así como los extractos ASE y las infusiones obtenidas a partir de los mismos, siendo el microorganismo más sensible S. Typhimurium. Además, la aplicación de forma combinada de tratamientos subletales de PEF y HHP con infusiones de subproductos ha dado lugar a la aparición de sinergias que permiten alcanzar los niveles deseados de inactivación microbiana (5 ciclos logarítmicos) en un menor periodo de tiempo. La aplicación de los tratamientos antimicrobianos subletales estudiados de forma consecutiva se ha demostrado que da lugar a la generación de resistencia microbiana en S. Typhimurium. Sin embargo, los estudios con C. elegans ponen de manifiesto que el desarrollo de esta resistencia antimicrobiana no lleva consigo el aumento de su virulencia al infectar a un organismo hospedador. En base a todo lo anterior, podemos concluir que la revalorización de los subproductos de la industria hortofructícola como antimicrobianos naturales es una alternativa viable para su utilización como medida de control adicional de la seguridad microbiológica de productos alimenticios por sí mismos o en combinación con tratamientos de PEF o HHP, dado su efecto sinérgico. / [CA] La industria agroalimentària genera, com a resultat dels seus processos de producció, grans quantitats de subproductes que suposen un impacte negatiu a nivell econòmic y mediambiental. És per això que, en la actualitat, la seua revalorització és un dels objectius principals de la Unió Europea en recolzament al desenvolupament sostenible. La present tesi doctoral es centra en la revalorització de subproductes de la industria hortofructícola com a antimicrobians naturals per sí mateixa o combinats amb tecnologies no-tèrmiques de conservació d'aliments com els Polsos Elèctrics d'Alta Intensitat (PEF) o les Altes Pressions Hidrostàtiques (HHP) front als microorganismes patògens transmesos per aliments més importants. A més, tracta d'avaluar el desenvolupament de resistències en els microorganismes als tractaments antimicrobians subletals estudiats i els seus possibles canvis de virulència utilitzant C. elegans com a organisme model. Els subproductes hortofructícoles estudiats han demostrat un important efecte antimicrobià front als principals patògens alimentaris, així com els extractes ASE i les infusions obtingudes a partir dels mateixos, sent el microorganisme més sensible S. Typhimurium. A més, l'aplicació de forma combinada de tractaments subletals de PEF i HHP amb infusions de subproductes ha donat lloc a l'aparició de sinèrgies que permeten aplegar als nivells desitjats d'inactivació microbiana (5 cicles logarítmics) en un menor període de temps. L'aplicació dels tractaments antimicrobians subletals estudiats de forma consecutiva s'ha demostrat que dona lloc a la generació de resistència microbiana en S. Typhimurium. No obstant això, els estudis amb C. elegans posen de manifest que el desenvolupament d'esta resistència antimicrobiana no du implícit l'augment de la seua virulència al infectar a un organisme hospedador. En base a tot lo anterior, podem concloure que la revalorització dels subproductes de la industria hortofructícola com a antimicrobians naturals és una alternativa viable per a la seua utilització com a mesura de control addicional de la seguretat microbiològica de productes alimentaris per sí mateixa o en combinació amb tractaments de PEF o HHP, donat el seu efecte sinèrgic. / Sanz Puig, M. (2017). Valorización de subproductos de la industria agroalimentaria como antimicrobianos naturales frente a microorganismos patógenos mediante tecnologías no térmicas de conservación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90508 / Compendio

La presente tesis doctoral ahonda en dar respuesta a las exigencias de la FAO/OMS (2006) en cuanto al desarrollo de métodos bactericidas alternativos al térmico, aplicables a fórmulas infantiles reconstituidas (RPIFM) de preparados en polvo, principal vía de transmisión de un microorganismo patógeno emergente Cronobacter sakazakii. El principal objetivo sobre el que versan los estudios recogidos en la presente tesis doctoral es la aplicación de tecnologías no-térmicas de conservación, como barreras para controlar e inactivar el microorganismo C. sakazakii en RPIFM. La metodología de trabajo se basa en la aplicación de pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) y altas presiones hidrostáticas (APH), mediante el uso de equipos a nivel de planta piloto. Se plantea también la adición de un ingrediente natural con capacidad antimicrobiana sobre la fórmula láctea tratada por PEAI. Además, se aplicarán herramientas de simulación para llevar a cabo una valoración de la exposición a C. sakazakii en ambiente hospitalario. Los principales resultados de la presente tesis doctoral ponen de manifiesto la efectividad de las tecnologías de PEAI y APH en el control del microorganismo alcanzando valores de inactivación que van desde [0.88-1.22] ciclos log10 a [2-7] ciclos log10 respectivamente. Ambas tecnologías dan lugar a la generación de células subletalmente dañadas, presentando éstas, una mayor sensibilidad frente a la aplicación de métodos barrera sucesivos, como en este caso, la refrigeración o la adición de un ingrediente natural con capacidad antimicrobiana. Por tanto, podemos concluir que la incorporación sucesiva de diferentes métodos de control, "tecnología de barreras", resulta eficaz para controlar e inactivar al microorganismo C. sakazakii en RPIFM. / Pina Pérez, MC. (2011). Aplicación de tecnologías no térmicas de conservación, pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI) y altas presiones hidrostáticas (APH), para el control de Cronobacter sakazakii en fórmulas lácteas infantiles: desarrollo de modelos predictivos y evaluación de la exposición [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14177

Tesis por compendio / [ES] Los sesquicalcogenuros con estequiometria B2X3, con A = Al, Ga e In y X = S, Se y Te, han recibido gran atención a lo largo de los últimos años, en particular en como modificarlos para obtener nuevas estructuras con propiedades inéditas, permitiendo su uso en una amplia variedad de aplicaciones. Si bien vías como el uso de altas/bajas temperaturas o modificar la composición química han sido bastante explotadas para modificar y obtener nuevas estructuras, las altas presiones están ganando auge como una tercera vía para obtener nuevos materiales. El uso de altas presiones implica emplear celdas de yunques de diamantes, preparadas para alcanzar altas presiones, además de altas temperaturas. A estos dispositivos se acoplan multitud de técnicas experimentales, como espectroscópicas (Raman e IR), difracción y absorción de rayos X, medidas de absorción óptica, de resistividad, etc., con el fin de estudiar como la materia evoluciona en dichas condiciones extremas. Adicionalmente, los cálculos teóricos son empleados como apoyo a los resultados experimentales. Dentro de los trabajos existentes a altas presiones de esta familia de compuestos, estos han llegado a conclusiones incluso contradictorias, arrojando más dudas acerca su comportamiento bajo presión. De todos los integrantes de estos sesquicalcogenuros, Ga2S3, In2S3 y In2Se3, han sido los más estudiados bajo presión. En esta tesis se han evaluado los efectos de la alta presión en estos tres sesquicalcogenuros, haciendo uso de espectroscopia Raman y difracción de rayos X, siempre con el soporte de los cálculos teóricos, con el fin de aclarar los resultados publicados anteriormente. Fruto de estos trabajos, la presente tesis recoge los cuatro artículos publicados en revistas indexadas. Dichos artículos han dado luz al comportamiento bajo presión de estos compuestos, como caracterización de propiedades vibracionales y estructurales bajo presión, mecanismos de transición, transiciones de fase inducidas bajo presión, así como caracterizar dichas fases de alta presión. Con todo ello, estos trabajos pretenden no solo conocer fehacientemente el comportamiento bajo presión de estos tres sesquicalcogenuros, sino impulsar futuros trabajos en el resto de los compuestos de esta familia y en otros similares, como en compuestos ternario AB2X4 con estructura tipo espinela y vacantes ordenadas. / [CA] Els sesquicalcogenurs amb estequiometria B2X3, amb B = Al, Ga, i In i X = S, Se, i Te, han rebut una gran atenció al llarg dels darrers anys, en particular sobre com modificar-los per tal d'obtindre noves estructures amb propietats inédites, permetent el seu ús en una àmplia varietat d'aplicacions. Si bé l'ùs d'altes/baixes temperatures o modificar la composició química han segut prou explotades per a modificar i obtindre noves estructures, les altes pressions estan guanyant importància com una tercera via per a obtindrer nous materials. L'ús d'altes presions implica emprar cel·les d'encluses de diamants, preparades per a assolir altes presions, a més a més d'altes temperatures. A aquestos dispositius s'acoblen multitud de tècniques experimentals, com ara espectroscòpiques (Raman i IR), difracció i absorció de raigs X, mesures òptiques, de resistivitat, etc, amb la finalitat d'estudiar com la matèria evoluciona en aquestes condicions extremes. Adicionalment, els càlculs teòrics son emprats com a recolçament dels resultats experimentals. Dins dels treballs existents a altes presions a aquesta familia de compostos s'ha arribat a determinades conclusions algunes de les quals son contradictòries, el que ha sembrat moltes dubtes al voltant del seu comportament sota pressió. De tots els integrants d'aquestos sesquicalcogenurs, Ga2S3, In2S3 i In2Se3 han sigut els més estudiats sota pressió. En aquesta tesi doctoral s'han evaluat els efectes de les altes pressions a aquestos tres sesquicalcogenurs, fent ús de l'espectroscopia Raman i la difracció de raigs X, sempre amb el suport dels càlculs teòrics, amb el fi d'aclarir els resultats previament publicats. Fruit d'aquestos treballs, la present tesi doctoral recull els quatre articles publicats a revistes indexades. Aquestos articles han vessat llum sobre el comportament sota pressió d'aquestos compostos, com ara la caracterització de les seues propietats vibracionals i estructurals sota pressió, les transicions de fase induides sota pressió i els mecanismes d'eixes transicions, així com la caracterització de les seues fases d'alta pressió. Amb tot, aquestos treballs pretenen no només conèixer el comportament sota pressió d'aquestos tres sesquicalcogenurs, sino també impulsar futurs treballs a la resta de compostos d'aquesta familia i altres compostos rel·lacionats, com ara els compostos ternaris AB2X4 de tipus espinela i de vacants ordenades. / [EN] B2X3 sesquichalcogenides (A = Al, Ga and In, X = S, Se y Te) have received special attention along last years, with great emphasis in tailor them to attain new structures to novel properties, driving them in a huge number of applications. Although high/low temperature or varying chemical composition have been extensively used to modify and obtain new structures, high pressure is gaining relevance as an alternative way to synthetised new materials. To reach such pressures and additionally high/low temperatures, diamond anvil cells are used. Many experimental techniques can be coupled to these tools to study matter under extreme conditions (Raman and IR spectroscopy, X-ray diffraction and absorption, optical absorption, and resistivity measurements, among others). Additionally, computational simulations are used to give further support to the experimental results. Despite the several existing works devoted to the behaviour under pressure of this family, controversial results have been reported. The most studied of these sesquichalcogenides have been Ga2S3, In2S3 and In2Se3. The aim of this thesis is to revisit the pressure effects by means of Raman spectroscopy and X-ray diffraction, with the help of computational simulations, for the purpose of clarify the results published earlier. The current thesis contains the four articles published in indexed journals, resulting from the study of these three sesquichalcogenides. Such articles shed light to the pressure behavior of these compounds, their vibrational and structural properties under pressure, pressure-induced phase transitions and the mechanisms behind them and characterize such high-pressure phases. With these works, we pursue not only a depth understanding of the pressure behavior of these sesquichalcogenides, but boost future high-pressure works on the rest of the family and other similar compounds, as AB2X4 with spinel structure and ordered vacancies. / The authors thank the financial support from Spanish Research Agency (AEI) under projects MALTA Consolider Team network (RED2018-102612-T) and projects MAT2015- 710, MAT2016-75586-C4-2/3-P, FIS2017-83295-P, PID2019-106383GB-41/42/43, and PGC2018-097520-A-100, as well as from Generalitat Valenciana under Project PROMETEO/2018/123 (EFIMAT). / Gallego Parra, S. (2022). Experimental and Theoretical Study of B2X3 Sesquichalcogenides under Extreme Conditions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191502 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] El estudio de la materia sometida a condiciones extremas de presión y/o temperatura nos permite ampliar nuestros conocimientos sobre sus propiedades estructurales, elásticas, vibracionales, ópticas, eléctricas y magnéticas; comprender y predecir su comportamiento frente a estas condiciones; y valorar su aplicabilidad en ámbitos tan dispares como la computación cuántica, los semiconductores, la ciencia de materiales, la medicina o la farmacología. La presión es una variable termodinámica relativamente rápida y fácil de modificar que nos permite avanzar en la comprensión del comportamiento de la materia en función de las múltiples propiedades que la definen. Cuando las propiedades de un material no estable en condiciones ambientales mejoran bajo presión, y se prevé que su utilización pueda desarrollar aplicaciones novedosas o mejorar las ya existentes, se puede estudiar la posibilidad de sintetizar este nuevo material a presión ambiente aprovechándonos de las barreras cinéticas entre las transiciones de fase. El desarrollo tecnológico de las técnicas de caracterización de las propiedades de los materiales, así como de los modelos teóricos que permiten realizar cálculos ab initio, junto con la aplicación de altas presiones, han facilitado la consecución de los objetivos de análisis y comprensión de las propiedades estructurales, mecánicas, electrónicas y vibracionales de los compuestos de tipo As2X3 (sesquióxidos y sesquicalcogenuros de arsénico) de esta tesis doctoral. Con este fin se recoge en la presente tesis el compendio de los trabajos realizados en varios compuestos de tipo As2X3, en concreto los compuestos estudiados han sido la arsenolita pura (As4O6), el compuesto resultante al medir la arsenolita con He como medio transmisor de presión (MTP) a altas presiones (As4O6.2He), el oropimente (alfa-As2S3) y el telururo de arsénico (alfa-As2Te3). El análisis y la comprensión de las propiedades de estos compuestos ha supuesto un avance en el estudio de los sesquióxidos y sesquicalcogenuros del grupo 15, y allana el camino para diseñar nuevos sesquicalcogenuros del grupo 15 y compuestos relacionados con propiedades termoeléctricas o aislantes topológicas, tanto a presión ambiente como en condiciones extremas. / [CA] L'estudi de la matèria sotmesa a condicions extremes de pressió i/o temperatura ens permet ampliar els nostres coneiximents sobre les seus propietats estructurals, elàstiques, vibracionals, òptiques, eléctriques i magnétiques; comprendre i predir el seu comportament front a aquestes condicions; i valorar la seua aplicabilitat en àmbits tan dispars com la computació cuántica, els semiconductors, la ciència de materials, la medicina o la farmacologia. La pressió és una variable termodinàmica relativament ràpida i fàcil de modificar que ens permet avançar en la comprensió del comportament de la matèria en funció de les múltiples propietats que la defineixen. Quan les propietats d'un material no estable en condicions ambientals milloren sota pressió, i es preveu que la seua utilització puga desenvolupar aplicacions novedoses o millorar les ja existents, es pot estudiar la posibilitat de sintetitzar aquest nou material a pressió ambient aprofitant-nos de les barreres cinètiques entre les transicions de fase. El desenvolupament tecnològic de les técniques de caracterització de les propietats dels materials, així com dels models teòrics que permeten realitzar càlculs ab initio, junt amb l'aplicació d'altes pressions, han facilitat la consecució dels objectius d'análisi i comprensió de les propietats estructurals, mecàniques, electròniques i vibracionals dels compostos de tipus As2X3 (sesquiòxids i sesquicalcogenurs de arsenic) d'aquesta tesi doctoral. Amb aquest fi s'arreplega en la present tesi un compendi dels treballs realitzats a varios compostos de tipus As2X3, en concret els compostos estudiats han segut l'arsenolita pura (As4O6), el compost resultant de mesurar l'arsenolita amb He com a mitjà transmisor de pressió (MTP) a altes pressions (As4O6.2He), l'oropiment (alfa-As2S3) i el telurur d'arsenic (alfa-As2Te3). L'anàlisi i la comprensió de les propietats d'aquestos compostos ha suposat un avanç a l'estudi dels sesquiòxids i sesquicalcogenurs del grup 15, i aplana el camí per a disenyar nous sesquicalcogenurs del grup 15 i compostos relacionats amb propietats termoelèctriques o de aillants topològics, tant a pressió ambient com en condicions extremes. / [EN] The study of matter under extreme conditions of pressure and/or temperature allows us to extend our knowledge about their structural, mechanical, vibrational, electrical, optical and magnetic properties; understand and predict their behaviour under these extreme conditions; and validate their possible application in several fields such as quantum computing, semiconductors, material science or pharmacology. Pressure is a thermodynamic variable easy to modify which allows us to advance in the comprehension of the behaviour of the multiple properties of the matter. When the properties of a material unstable at ambient conditions show a significant progress, this material can be postulated as a possible candidate to develop novel properties or improve those already existing; then, the synthesis of this metastable compound can be studied by the application of pressure and temperature and taking advantage of the kinetic barriers that stabilize high pressure phases. The technical development suffered by the characterization techniques, which are used to analyse the properties of materials, together with the theoretical models that allows to perform ab initio calculations, have facilitated to reach the objective of the analysis and understanding of the structural, mechanical, electronic and vibrational properties of the compounds belonging to the As2X3 family (arsenic sesquioxides and sesquichalcogenides) studied in this PhD thesis. To this aim, the present PhD thesis collects a compendium of the works done about several As2X3 compounds. In particular, the compounds studied here have been: pure arsenolite (As4O6), the resulting material from expose the arsenolite with helium as pressure transmitting medium at extreme conditions of pressure (As4O6.2He), orpiment (alpha-As2S3) and arsenic telluride (alpha-As2Te3). The analysis and comprehension of the properties of these compounds have provided a significant advance in the study of sesquioxides and sesquichalcogenides belonging to the group 15, and pave the way to design new sesquichalcogenides of the same group and related compounds with thermoelectric or topological insulating properties, at ambient or under extreme conditions. / Cuenca Gotor, VP. (2019). Estudio de compuestos As2X3 bajo presión [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/125699 / Compendio

Para la mayoría de los alimentos, el envase forma parte fundamental de su sistema de conservación, recibiendo, a menudo junto al alimento y en ocasiones de forma independiente, tratamientos de diversos tipos con los que se pretende alargar la vida útil del producto envasado mediante la reducción de su carga microbiológica inicial, así como mediante la inactivación de diversos enzimas. Algunos de estos tratamientos de conservación, como la esterilización térmica en autoclave, pueden producir efectos negativos en las propiedades de los envases, tal y como ocurre con los copolímeros de etileno y alcohol vinílico (EVOH), utilizados en la mayor parte de envases plásticos esterilizables como capa de alta barrera a gases. Estos materiales, aunque en la estructura de envase se encuentran protegidos mediante capas de polímeros hidrófobos, sufren, durante la esterilización, un considerable aumento en la permeabilidad a oxígeno. Los objetivos que se plantearon, por tanto, fueron: - Entender qué le ocurre al material desde un punto de vista fundamentalmente estructural y de propiedades barrera al someterlo a procesos de esterilización industrial con calor húmedo. - Modelizar la pérdida de propiedades barrera y proponer soluciones que disminuyan el daño morfológico de los copolímeros. - Sustituir al material y proponer nuevas tecnologías de conservación tales como altas presiones e irradiación. Se observó que la esterilización en autoclave causaba en los copolímeros EVOH, además de plastificación, daño morfológico y, por tanto, se ensayaron distintos tratamientos basados en la modificación estructural inducida por tratamientos térmicos, con los que se consiguió paliar e incluso evitar dichos efectos dañinos. También se utilizaron diversas mezclas de los copolímeros con poliamida amorfa e ionómero, que si bien respondieron mejor desde un punto de vista estructural, en lo que respecta a propiedades barrera no se obtuvieron, en la mayor parte de los casos, los resultados esperados. / López Rubio, MDLD. (2006). Efecto de distintos tratamientos de conservación de alimentos sobre la morfología y propiedades de materiales poliméricos de envase [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1822

La creciente demanda de alimentos con características lo más parecidas al producto fresco, está impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías "no térmicas" de conservación. Dentro de las más prometedoras se encuentran el tratamiento por Pulsos Eléctricos de Alta Intensidad (PEF) y la tecnología de Altas Presiones Hidrostáticas (HHP). Estas tecnologías permiten conservar, en mayor medida que los tratamientos térmicos, la calidad (sabor, aroma, color y vitaminas) de determinados alimentos frescos e inactivar microorganismos y enzimas, incrementando su vida útil en refrigeración y facilitando su comercialización. El objetivo general de la presente tesis doctoral ha sido estudiar la posibilidad de procesar por PEF y HHP solos o combinados con calor de una nueva bebida mezcla de zumo de naranja y leche incluyendo aspectos microbiológicos y de calidad. El plan de trabajo comenzó con la elaboración y caracterización físico-química y sensorial del nuevo producto eligiendo la formulación adecuada para desarrollar los estudios cinéticos y de vida útil. Los parámetros de calidad más importantes en los zumos de fruta son la actividad enzimática y el contenido en aroma (concentración de compuestos volátiles). En el caso del zumo de naranja la pectin metil esterasa (PME) es una de las enzimas de mayor importancia. Se evaluó el efecto del tratamiento por PEF, HHP y calor en la inactivación de PME. Todas las tecnologías estudiadas lograron un nivel de inactivación enzimática del 90%. Se observó la aparición de dos fracciones con diferente resistencia al tratamiento, por ello, el modelo bifásico fue el que mejor describió las curvas de inactivación de PME mediante tratamiento combinado de HHP y calor en el producto. Posteriormente se estudió la variación en el contenido en aroma (concentración de compuestos volátiles) tras el tratamiento de HHP, PEF y calor en el producto siendo la tecnología por PEF la que mejor preservó el aroma original del producto fresco. Una vez establecidos / Sampedro Parra, F. (2008). Impacto del tratamiento por pulsos eléctricos de alta intensidad y altas presiones hidrostáticas sobre la calidad y seguridad microbiológica de un alimento mezcla de zumo de naranja y leche [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1992

ix RESUMEN Los productos cárnicos curados provenientes del cerdo Ibérico son muy apreciados por el consumidor como consecuencia de su elevada calidad tanto organoléptica como nutricional. El aumento de la demanda de estos productos en el mercado empuja a las industrias productoras a una mejora continua, buscando nuevas formulaciones y presentaciones, así como, optimizando los procesos de elaboración e implementando nuevas técnicas de conservación y distribución. La calidad final de los productos cárnicos curados puede variar tanto por la materia prima utilizada, como por los diferentes procesos a los que son sometidos. En este sentido, la grasa es uno de los principales componentes que influye en la calidad y que a su vez, depende de la raza y la alimentación del animal. Así pues, el contenido de grasa, así como el estado físico (líquido y/o sólido) en el que se encuentre, afectarán a las propiedades sensoriales y en particular a la textura de los productos cárnicos curados. Por lo tanto, resulta de interés evaluar el contenido, estado y tipología de la grasa para estimar la calidad de los productos cárnicos crudo-curados. En el momento actual, el consumo de jamón ibérico está desplazándose de la compra de piezas enteras para su loncheo manual, a productos loncheados mecánicamente y envasados al vacío. Este formato de producto hace necesario el uso adicional de tecnologías convencionales de conservación, como el almacenamiento refrigerado, o de nuevas tecnologías como las altas presiones hidrostáticas (APH). Estas técnicas de conservación permiten prolongar la vida útil del producto pero pueden afectar a la calidad del mismo, provocando cambios en propiedades tan importantes como su textura. En este sentido, también es de gran interés la caracterización de los cambios sufridos por los productos cárnicos curados sometidos a estos métodos de conservación (frio y APH). Hasta el momento, se han utilizado diversas técnicas instrumentales y sensoriales para la evaluación de diferentes parámetros de calidad de la grasa de los productos cárnicos crudo-curados, tales como su textura, el tipo de grasa, la cantidad de la misma y el estado en el que se encuentra a diferentes temperaturas. x No obstante, la integridad de las muestras sometidas a estas técnicas convencionales se ve afectada de forma considerable, además de que su implementación en las líneas de producción es compleja y costosa. De esta manera, la búsqueda de técnicas no destructivas, fáciles de implementar y de bajo coste, que permitan la caracterización en línea de los productos cárnicos curados resulta interesante desde el punto de vista tanto científico como tecnológico. Los ultrasonidos de baja intensidad o señal son una técnica de evaluación no destructiva, rápida, sencilla y económica, por lo que pueden ser utilizados como una herramienta fiable para la caracterización de diversos alimentos y ser integrados en los sistemas de producción con objeto de su optimización. La medida de la velocidad de los ultrasonidos ha permitido estimar de manera no destructiva la composición y los cambios sufridos durante el proceso de elaboración de un amplio número de alimentos, así como de las materias primas empleadas. En base a lo anteriormente expuesto, el objetivo general de este trabajo fue evaluar la utilidad de los ultrasonidos de señal para caracterizar de manera no destructiva los productos cárnicos crudo-curados provenientes del cerdo Ibérico en función de la tipología de la grasa, su contenido graso y sus propiedades texturales. Asimismo se pretende evaluar el uso de esta técnica para la caracterización no destructiva de los cambios sufridos durante el almacenamiento refrigerado de productos cárnicos crudo-curados y tras su tratamiento por altas presiones hidrostáticas. Para la consecución de este objetivo general, se han llevado a cabo cinco estudios. En el primero, el objetivo fue evaluar la viabilidad del uso de los ultrasonidos para caracterizar el proceso de cristalización de manteca de cerdo Ibérico durante su almacenamiento a bajas temperaturas, así como, desarrollar un modelo matemático que permitiera estimar el contenido de grasa sólida durante su cristalización. Para alcanzar estos objetivos, se realizaron medidas de la velocidad de los ultrasonidos en muestras de manteca Ibérica durante su almacenamiento (11 días) a diferentes temperaturas (0, 3, 5, 7, 10 y 20 ºC). Asimismo, se determinó el comportamiento térmico de las muestras mediante xi Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y se realizaron ensayos de punción para determinar las características texturales de la muestra, principalmente su dureza. Los resultados experimentales mostraron dos incrementos pronunciados en la velocidad de los ultrasonidos durante el almacenamiento isotermo. Este comportamiento se relacionó con la cristalización de los triglicéridos en función de su grado de saturación, que fue observada en los resultados obtenidos mediante DSC. En las medidas texturales llevadas a cabo durante el almacenamiento isotermo se observó el mismo comportamiento, encontrándose dos incrementos pronunciados de la dureza de las muestras. Por otro lado, el proceso de cristalización de la grasa en dos etapas fue descrito adecuadamente mediante un modelo matemático basado en la ecuación de Avrami, estableciéndose una relación entre la velocidad de los ultrasonidos y el tiempo de almacenamiento isotermo (% var>99.9). Además, se desarrolló un modelo matemático para estimar la evolución del porcentaje de grasa sólida durante el almacenamiento isotermo, considerando un proceso de cristalización en dos etapas. Por lo tanto, las medidas de velocidad de los ultrasonidos permitieron caracterizar el patrón de cristalización de la manteca de cerdo Ibérica sometida a un proceso de almacenamiento isotermo a bajas temperaturas, lo que dio paso al siguiente estudio. El segundo estudio se llevó a cabo en muestras de grasa subcutánea (tejido adiposo) de cerdos Ibéricos alimentados en dos diferentes sistemas (montanera y cebo). El objetivo de este apartado fue evaluar el uso de los ultrasonidos para caracterizar los cambios texturales del tejido adiposo que tienen lugar durante el almacenamiento a bajas temperaturas, así como discriminar entre los dos tipos de grasa. Para ello, se realizaron medidas de la velocidad de los ultrasonidos en las grasas durante su almacenamiento isotermo durante 20 días, ensayándose diferentes temperaturas (0, 2, 5, 7 y 10 ºC). Los cambios en la dureza de las grasas durante el almacenamiento se determinaron mediante ensayos de punción. La composición del perfil de ácidos grasos y el comportamiento térmico de los dos tipos de grasa fueron obtenidos mediante análisis por cromatografía de gases y medidas de DSC, respectivamente. Así, en ambas grasas, se observaron dos incrementos pronunciados de su dureza durante el almacenamiento, al igual que en el estudio previo con la manteca de cerdo. Estos cambios en la textura fueron xii atribuidos a la cristalización de triglicéridos con diferente grado de insaturación, hecho que se correspondió con los dos picos de cristalización de grasa encontrados en los análisis de DSC. Por otro lado, la grasa de cebo presentó valores medios de la dureza superiores (p<0.05) a los de la grasa de montanera durante todo el periodo de almacenamiento, lo que permitió discriminar entre los dos tipos de grasa. Las diferencias en la dureza se relacionaron con el mayor contenido (p<0.05) de ácidos grasos saturados de las muestras de cebo comparado con las de montanera. De manera similar a la dureza, las medidas ultrasónicas permitieron observar dos aumentos pronunciados en la velocidad durante el tiempo de almacenamiento, así como discriminar entre los dos tipos de grasa. En este sentido, la velocidad de los ultrasonidos tras la cristalización de los triglicéridos más saturados fue 2.8 % superior para cebo que para montanera, siendo este porcentaje del 5.2 % tras la cristalización de la totalidad de triglicéridos. Finalmente, tanto los cambios texturales, como los de la velocidad de los ultrasonidos observados durante el proceso de cristalización de las dos grasas, fueron descritos adecuadamente mediante un modelo matemático basado en la ecuación de Avrami. Así pues, los resultados obtenidos pusieron de manifiesto que las medidas de ultrasonidos pueden ser utilizadas para caracterizar de manera no destructiva la cristalización de la grasa subcutánea de cerdo Ibérico y los cambios en sus propiedades texturales ocurridos durante su almacenamiento a bajas temperaturas, así como para discriminar entre los dos tipos de grasa. De los resultados obtenidos en los dos primeros trabajos, se confirmó la viabilidad del uso de los ultrasonidos para la monitorización de los procesos de cristalización de grasa de cerdo ibérico, que dan lugar a cambios texturales en la misma, durante el almacenamiento refrigerado, así como para discriminar entre grasas de diferente origen (montanera y cebo). Otro de los objetivos de la Tesis era estudiar el uso de los ultrasonidos para estimar el contenido graso y el estado de la grasa en productos cárnicos curados, donde la grasa es únicamente un componente del sistema, así como para discriminar estos productos en función del tipo de grasa con el que han sido elaborados. A diferencia de la materia prima ensayada en los dos primeros trabajos, estos productos están formados por tejido magro y grasa y han sido sometidos a un proceso de curado. En un primer caso, xiii se trabajó con sistemas modelo a base de carne magra y grasa (picadas y embutidas), lo que permite disponer de una mayor homogeneidad composicional en las muestras que la encontrada en productos como el jamón curado. De esta manera, el tercer estudio se realizó en salchichas curadas elaboradas con diferente contenido y tipo de grasa. El objetivo del estudio fue el de evaluar la viabilidad del uso de los ultrasonidos para determinar el contenido de grasa y su estado, así como para discriminar entre los distintos tipos de grasa utilizados en su formulación. Se elaboraron diferentes lotes de salchichas crudo-curadas preparadas con distintos tipos de grasa (montanera, cebo, manteca y aceite de girasol) y niveles de contenido graso (desde 3 a 17 %). Se realizaron medidas de la velocidad de los ultrasonidos a diferentes temperaturas (2, 6, 10, 15, 20 ,25 y 30 ºC), también se determinó el perfil de ácidos grasos por cromatografía de gases y el comportamiento fundente de las muestras mediante medidas de DSC y finalmente, se determinó la composición química de las salchichas. Los resultados mostraron que la composición del perfil de ácidos grasos (grado de saturación) afectó al comportamiento fundente de las muestras (temperaturas y entalpías de fusión), lo que permitió distinguir entre los diferentes lotes de salchichas. Por otra parte, para todos los lotes de salchichas con alto contenido de grasa, se observó un descenso en la velocidad media de los ultrasonidos con el aumento de la temperatura en un rango de 2 a 30 ºC. El descenso de la velocidad fue relacionada con los resultados obtenidos en los análisis de DSC que mostraron que para ese rango de temperaturas se presentó una fusión pronunciada de las grasas. Por lo tanto, a mayor temperatura, mayor porcentaje de grasa fundida y menor velocidad de los ultrasonidos. Así, se encontraron relaciones lineales significativas (p<0.05) entre el porcentaje de grasa fundida en las muestras y la velocidad de los ultrasonidos, que fueron diferentes para las salchichas elaboradas con distintos tipos de grasa. Por lo tanto, los ultrasonidos fueran capaces no solo de estimar el porcentaje de grasa fundida, sino también de identificar los distintos tipos de grasa utilizados en la formulación de las salchichas. Por otro lado, la dependencia de la velocidad de los ultrasonidos con la temperatura permitió la estimación de la composición, y especialmente del contenido en grasa (% var 96.1), a través de la medida de la velocidad de los ultrasonidos en las salchichas a 2 y 25 ºC y empleando un modelo semi-empírico. Estos resultados revelan la posibilidad de utilizar los ultrasonidos como xiv herramienta no destructiva para distinguir el tipo de grasa contenida en productos cárnicos crudo-curados formulados mediante mezclas de carne magra y grasa, así como determinar el contenido y estado de la grasa, lo que contribuiría a una mejor clasificación de estos productos. Tras haber observado que los ultrasonidos resultan ser una técnica adecuada para caracterizar de manera no destructiva la grasa de cerdo Ibérico y los productos cárnicos crudo-curados formulados (sistemas modelo de composición homogénea) elaborados a partir de esta, en el siguiente trabajo se estudió la aplicación de la técnica en jamón Ibérico curado, donde existe una mayor heterogeneidad composicional. Así pues, en el cuarto estudio, se evaluó la posibilidad de la aplicación de los ultrasonidos no solo para caracterizar la composición y textura del jamón Ibérico, sino también para caracterizar los posibles cambios que puede sufrir el mismo como consecuencia de la influencia que tienen los procesos de conservación y almacenamiento. En este sentido, se determinó la viabilidad del uso de ultrasonidos para estimar el efecto que tanto el tratamiento por altas presiones, como el almacenamiento a bajas temperaturas, puede ejercer sobre las propiedades texturales del jamón Ibérico. A tal fin, se llevaron a cabo medidas de la velocidad de los ultrasonidos en dos diferentes lotes de jamón Ibérico loncheado, apilado y envasado al vacío. En el primero, se estudió el efecto de las altas presiones (600 MPa/6 min) y las medidas de ultrasonidos se realizaron considerando un rango de temperaturas de 2 a 25 ºC (2, 6, 10, 15, 20 and 25 ºC) sobre muestras tratadas y no tratadas, de dos zonas diferentes del jamón (punta y babilla). En el segundo, se estudió el efecto del almacenamiento en refrigeración (6 ºC) y las medidas de ultrasonidos se realizaron únicamente a esta temperatura al inicio y al final del periodo de almacenamiento (120 días). En ambos estudios, las medidas ultrasónicas se realizaron sobre la superficie del paquete y se complementaron con análisis de textura instrumental y composición química. Los resultados mostraron que el contenido graso del jamón Ibérico influyó de manera significativa (p<0.05) en la dureza de las muestras (R>0.80). Por otra parte, se observó que existía una relación lineal (p<0.05) entre la temperatura y la velocidad de los ultrasonidos (R>0.96), disminuyendo ésta con el aumento de la temperatura, siendo aquellas zonas cuyo contenido graso era más elevado, en las que mayor caída de la xv velocidad se encontró (-2.5 m/s ºC-1 para muestras con %grasa>36.34 %). Este hecho se relacionó con la disminución del ratio grasa sólida/líquida en las muestras, aumentando el contenido de grasa líquida, disminuyendo la dureza y por tanto la velocidad. Así, se encontró una relación lineal significativa (p<0.05) entre la dureza de las muestras y la velocidad de propagación los ultrasonidos (R>0.84), observándose que a mayor dureza de las muestras, mayor velocidad de propagación de los ultrasonidos. Por otro lado, el tratamiento por altas presiones implicó cambios estructurales en el jamón, en concreto, se produjo tras el tratamiento un incremento de la dureza del 18 % para las muestras de punta (%grasa >36.34 %) y un 12 % para las de babilla (%grasa <21.07 %), diferencia que puede estar relacionada con el mayor contenido de grasa en las muestras de punta. Estos cambios en la dureza dieron lugar a un incremento en la velocidad de los ultrasonidos, observándose un aumentó de 13 m/s y 9 m/s en muestras de punta y babilla, respectivamente. De esta forma, los ultrasonidos han permitido caracterizar de manera no destructiva los cambios texturales que tuvieron lugar después del tratamiento por altas presiones en jamón Ibérico loncheado y envasado al vacío, así como discriminar entre paquetes de dos zonas diferentes del jamón. Por último, el almacenamiento en refrigeración provocó un aumento significativo (p<0.05) en la dureza de las muestras (promedio de 1.10 N) y en la velocidad de los ultrasonidos (promedio de 70 m/s). Este aumento se relacionó con la cristalización de la grasa y por lo tanto, con el aumento del ratio grasa sólida/líquida. Los resultados muestran que las medidas no destructivas de ultrasonidos permitieron evaluar los cambios texturales ocurridos por el almacenamiento a bajas temperaturas del jamón Ibérico, loncheado y envasado al vacío. Por lo tanto, los ultrasonidos resultan ser una herramienta útil para evaluar y controlar de manera no destructiva, el contenido de grasa y la textura del jamón Ibérico envasado al vacío, así como los cambios ocurridos después de su tratamiento por altas presiones o durante su almacenamiento a temperaturas de refrigeración. Se ha demostrado que las técnicas de ultrasonidos por contacto directo realizadas en este trabajo permiten la evaluación no destructiva de productos cárnicos crudo-curados envasados al vacío. Sin embargo, para la realización de las medidas es necesario el uso de un material de acople sobre el film plástico del xvi paquete, lo que lleva aparejado la necesidad de su colocación y posterior retirada. En este sentido, el uso de técnicas ultrasónicas sin contacto permitiría un ahorro de tiempo y de recursos en la realización de medidas acústicas en este tipo de productos cárnicos. Por otro lado, en este trabajo, las medidas de ultrasonidos se han llevado a cabo con un transductor de 1MHz con el objeto de medir propiedades macroscópicas, como la composición media o la textura, de un área de medida relativamente amplia. El uso de mayores frecuencias, abriría las puertas a una mayor focalización de las medidas, lo que permitiría analizar aspectos como la estructura de los tejidos cárnicos. En este contexto, se realizó un quinto trabajo con el objetivo de implementar otro tipo de técnicas acústicas sin contacto y evaluar su aplicación para la caracterización de productos cárnicos crudo-curados. Por un lado, se realizaron medidas de la velocidad de los ultrasonidos sin contacto y por contacto en paquetes de jamón loncheado y envasado a vacío con diferentes espesores. Mediante las medidas sin contacto fue posible realizar de forma simultánea la medida de la velocidad y del espesor de la muestra sin necesidad de un calibre. En referencia a los resultados obtenidos a partir de las medidas sin contacto, la velocidad media en los paquetes fue de 1846 m/s, mientras que para las medidas por contacto fue de 1842 m/s. Las desviaciones entre las medidas fueron en gran medida relacionadas con la con la heterogeneidad de la estructura y composición de la muestra. No obstante, se encontró una adecuada correlación (p<0.05) entre las dos técnicas, por lo que tanto el espesor de los paquetes como la velocidad de los ultrasonidos pueden ser estimados satisfactoriamente con medidas sin contacto. Así pues, se demostró la viabilidad del uso de los ultrasonidos sin contacto para la caracterización del jamón curado, haciendo las medidas más sencillas y rápidas. Por otro lado, se llevaron a cabo medidas de microscopía por barrido acústico en muestras de jamón curado (1 mm de espesor) y en chorizo (5 mm de espesor) a 6 ºC. Se obtuvieron imágenes que mostraron que existen diferencias en la intensidad de la reflexión de la señal de los ultrasonidos sobre la muestra, encontrándose dos regiones de la imagen diferentes. La región con mayor intensidad de reflexión de la señal correspondió al tejido magro, mientras que una menor intensidad fue obtenida para el tejido graso. Las medidas presentaron una resolución espacial sobre la superficie de la muestra (ejes x e y) de 1 mm y de 300 µm sobre la profundidad de la misma (eje z). Estas medidas presentan la ventaja de poder xvii hacer un análisis de la estructura de muestras opacas a la luz, como es el caso de los productos cárnicos, pero que pueden ser atravesados para su análisis por ondas ultrasónicas. Así pues, la microscopía acústica permitió la caracterización de los distintos tejidos existentes en los productos cárnicos curados, lo que resulta útil para predecir su contenido en grasa y su distribución a nivel microscópico, favoreciendo la clasificación de los productos. La implementación de estas dos técnicas acústicas permitiría la caracterización no destructiva de productos cárnicos curados, mejorando y optimizando los procesos de producción y el control de calidad de los mismos. Finalmente, se puede concluir que las medidas de los ultrasonidos han permitido caracterizar y determinar de manera no destructiva la composición y textura de productos cárnicos crudo-curados, así como discriminar entre diferentes lotes en función del tipo y el contenido de grasa. Además, resultaron ser una herramienta fiable, rápida y económica para monitorizar los cambios texturales ocurridos tras la aplicación de tratamientos de conservación por altas presiones y durante procesos de almacenamiento refrigerado, lo que puede permitir la mejora y optimización de los procesos de elaboración y distribución de los productos cárnicos crudo-curados. El uso de técnicas sin contacto permitiría reducir los tiempos de medida, al eliminar la necesidad del medio de acople y no ser necesaria una medida independiente del espesor de la muestra. / Corona Jiménez, E. (2013). Caracterización de la calidad de productos cárnicos crudo-curados mediante ultrasonidos de señal [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27554

Tesis por compendio / [EN] High Hydrostatic Pressure technology emerged several years ago in response to consumer interest for products having greater organoleptic and nutritional quality than those traditionally processed by heat. The food industry initially improved preservation processes developing continuous heat treatment HTST, UHT and aseptic packaging. However, despite these improvements foodstuffs preserved by heat still have quality losses. Although initially the application of High Hydrostatic Pressure in the field of food was focused towards preservation, with the development of technology and research around new applications raised that make it very interesting for the sector. In this context, the aim of this thesis has been the application of High Hydrostatic Pressure on the preservation of fresh cheese and the revalorization of by-products from cheese factories. For this, the effect of treatments by high hydrostatic pressure (HHP) on pathogenic microorganisms (S. aureus, L. monocytogenes) and spoilage microorganisms (Rhodotorula glutinis, aurantiogriseum Penicillium, Pseudomonas fluorescens) that are present in lactic products is evaluated as well as the effect of various factors (sodium chloride (NaCl), initial treatment temperature) on microbial inactivation. To study this effect peptone water at concentrations of 0; 0.1; 0.5; 0.8% NaCl was used as reference medium and fresh cheese as complex matrix containing 0.5% NaCl. Pressure ranges between 200 and 550 MPa (Mega Pascals) were used with short treatment times (in the order of seconds to several minutes), combined with a moderate initial temperature of 20 to 50 °C.The results of microbial inactivation were fitted to the mathematical model that best described the behavior of inactivation curves, allowing predicting the behavior of the microorganisms being treated by HHP under different environmental factors. Treatments by HHP of R. glutinis and P. aurantiogriseum around 350 - 400 MPa generated more than 5 log10 reductions on the initial contamination. The NaCl concentration present in the reference medium for these two microorganisms was an additional control factor. Regarding the effect of the substrate significant differences between the mean values obtained for the reference medium and the complex matrix (cheese) were observed, fresh cheese showed a lower reduction in the initial inoculated load. Due to the production processes of cheesemaking large amount of residual whey generated is a problem under the environmental point of view. In this thesis the use of residual liquid whey was also studied in conjunction with whey protein isolates (WPI) for the purpose of producing gels with a high biological value through various HHP processes. The various mixtures of whey and different percentages of WPI (5, 7, 11, 15% w/v) processed by HHP resulted in gels with different characteristics. The pH values, color (L * a * b *) vary slightly directly depending on the WPI concentration and the storage time. The hardness values and gumminess were modified depending on the liquid medium and the concentration of WPI. The use of cheese whey to gelation favored water retention, significantly reducing the syneresis under refrigeration. This study shows the potential of HHP as control measure, demonstrating the effectiveness of these treatments to prolong the shelf life of fresh cheeses and as unconventional technique to generate new textures that can have great industrial interest at the same time that revalorize some wastes. / [ES] La tecnología de las Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) emergió hace varios años como respuesta al interés de los consumidores por disponer de productos de una mayor calidad organoléptica y nutricional que los tradicionalmente procesados por calor. La industria agroalimentaria inicialmente mejoró sus procesos de conservación por calor desarrollando los tratamientos continuos HTST, UHT y el envasado aséptico. Sin embargo, a pesar de estas mejoras los productos alimenticios conservados por calor siguen presentando pérdidas en su calidad final. Aunque al principio la aplicación de las Altas Presiones Hidrostáticas en el campo de la alimentación se enfocó hacia la conservación, con el desarrollo de la tecnología y la investigación alrededor de ella han surgido nuevas aplicaciones que la hacen muy interesante para el sector. En este contexto, el objetivo de la presente tesis doctoral ha sido la aplicación de las Altas Presiones Hidrostáticas en la conservación de queso fresco y en la revalorización de subproductos de queserías. Para ello, se evalúa el efecto de los tratamientos por Altas Presiones Hidrostáticas (HHP) sobre microorganismos patógenos (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) y alteradores (Rhodotorula glutinis, Penicillium aurantiogriseum, Pseudomonas fluorescens) de productos lácteos y el efecto de diversos factores presentes en los alimentos (cloruro sódico (NaCl), temperatura inicial de tratamiento) sobre la inactivación microbiana. Para estudiar este efecto se utilizó como medio de referencia agua peptona a concentraciones de 0; 0,1; 0,5; 0,8% de NaCl y como matriz compleja queso fresco con un contenido de 0,5% de NaCl. Se utilizaron intervalos de presión entre 200 y 550 MPa (Mega Pascales) con tiempos de tratamiento cortos (en el orden de segundos a varios minutos), combinados con una temperatura inicial moderada de 20 a 50 °C. Los resultados de inactivación microbiana se ajustaron al modelo matemático que mejor describía el comportamiento de las curvas de inactivación, lo que permite predecir el comportamiento de los microorganismos frente a las HHP y bajo los diferentes factores. En cuanto a las HHP para R. glutinis y P. aurantiogriseum tratamientos en torno a los 350 - 400 MPa generaron más de 5 reducciones log10 de la carga inicial. La concentración de NaCl presente en el medio de referencia para estos dos microorganismos fue un factor adicional de control. Con respecto al efecto del medio de trabajo se observaron diferencias significativas (p<0,05) entre los valores medios obtenidos para el medio de referencia y la matriz compleja (queso fresco): el queso fresco presentó una menor reducción en la carga inicial inoculada.Debido a los procesos productivos de la fabricación del queso se genera gran cantidad de suero lácteo residual que es un problema bajo el punto de vista medioambiental. En esta tesis también se estudió la utilización del suero lácteo líquido residual en conjunto con aislados proteicos del suero (WPI) con la finalidad de producir geles con un elevado valor biológico mediante diversos procesos de HHP. Las diversas mezclas de suero de queso junto con los porcentajes de 5, 7, 11, 15% p/v de WPI procesadas por HHP dieron lugar a geles con diversas características. Los valores de pH, color (L*a*b*) variaron ligeramente dependiendo directamente tanto de la concentración de WPI como del tiempo de almacenamiento. Los valores de dureza y gomosidad sufrieron modificaciones dependiendo del medio líquido y la concentración de WPI. La utilización de suero de queso para la formación del gel favoreció la retención de agua, reduciendo significativamente la sinéresis en refrigeración.Este estudio muestra el potencial de las HHP como una medida de control, demostrándose la efectividad de estos tratamientos para prolongar la vida útil de los quesos frescos y como técnica no convencional para generar nuevas texturas que pueden tener gran inte / [CA] La tecnologia de les altes pressions hidrostàtiques va emergir fa diversos anys com a resposta a l'interés dels consumidors per disposar de productes d'una qualitat organolèptica i nutricional major que la dels processats per calor tradicionalment. La indústria agroalimentària inicialment va millorar els seus processos de conservació per calor desenvolupant els tractaments continus HTST, UHT i l'envasat asèptic. No obstant això, malgrat aquestes millores els productes alimentaris conservats per calor continuen presentant pèrdues en la seua qualitat final.Tot i que al principi l'aplicació de les altes pressions hidrostàtiques en el camp de l'alimentació es va enfocar cap a la conservació, amb el desenvolupament de la tecnologia i la investigació al voltant d'ella han sorgit noves aplicacions que la fan molt interessant per al sector. En aquest context, l'objectiu de la present tesi doctoral ha sigut l'aplicació de les altes pressions hidrostàtiques en la conservació del formatge fresc i en la revalorització de subproductes de formatgeries. Per a això, s'avalua l'efecte dels tractaments per altes pressions hidrostàtiques (HHP) sobre microorganismes patògens (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes) i alteradors (Rhodotorula glutinis, Penicillium aurantiogriseum, Pseudomonas fluorescens) de productes lactis i l'efecte de diversos factors presents als aliments (clorur sòdic (NaCl), temperatura inicial de tractament) sobre la inactivació microbiana. Per a estudiar aquest efecte es va utilitzar com a medi de referència aigua peptona a concentracions de 0; 0,1; 0,5; 0,8% de NaCl i com a matriu complexa formatge fresc amb un contingut de 0,5% de NaCl. Es van utilitzar intervals de pressió entre 200 y 550 MPa (Mega Pascals) amb temps de tractament curts (en l'orde de segons a diversos minuts), combinats amb una temperatura inicial moderada de 20 a 50 °C. Els resultats d'inactivació microbiana es van ajustar al model matemàtic que millor descrivia el comportament de les corbes d'inactivació, el que permet predir el comportament dels microorganismes front a les HHP i baix els diferents factors. En referència a les HHP per a R. glutinis i P. aurantiogriseum tractaments al voltant dels 350 - 400 MPa van generar més de 5 reduccions log10 de la càrrega inicial. La concentració de NaCl present en el medi de referència per a aquestos dos microorganismes va ser un factor addicional de control. Respecte a l'efecte del medi de treball es van observar diferències significatives (p<0,05) entre els valors mitjans obtinguts per al medi de referència i la matriu complexa (formatge fresc): el formatge fresc va presentar una menor reducció en la càrrega inicial inoculada. Degut als processos productius de la fabricació del formatge es genera gran quantitat de sèrum lacti residual que és un problema baix el punt de vista mediambiental. En aquesta tesi també es va estudiar la utilització del sèrum lacti líquid residual en conjunt amb aïllats proteics del sèrum (WPI) amb la finalitat de generar gels amb un elevat valor biològic mitjançant diversos processos de HHP. Les diverses mescles de sèrum de formatge juntament amb els percentatges de 5, 7, 11, 15% p/v de WPI processades per HHP van generar gels amb diverses característiques. Els valors de pH, color (L*a*b*) van variar lleugerament depenent directament tant de la concentració de WPI com del temps d'emmagatzematge. Els valors de duresa i gomositat van sofrir modificacions depenent del medi líquid i la concentració de WPI. La utilització del sèrum de formatge per a la formació del gel va afavorir la retenció d'aigua, reduint significativament la sinèresi en refrigeració.Aquest estudi mostra el potencial de les HHP com a una mesura de control, demostrant-s'hi l'efectivitat d'aquestos tractaments per a prolongar la vida útil dels formatges frescos i com a tècnica no convencional per a generar noves textures que poden tindre gran interés / Torres Bello, EF. (2016). Efecto del tratamiento por altas presiones hidrostáticas (HHP) en la calidad de queso fresco y en las proteínas de suero de queserías [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/72866 / Compendio

The work’s development is made by scientific method stages: aims statement, hypothesis establishment and work method to check hypothesis. Conclusions are given at the end. It is supported by: a) Bibliographical review, summary about knowledge evolution in work bridges building and associated historical facts. b) To know about used materials. c) Referred geographical and historical frameworks definition. d) The morphological knowledge about medieval work bridges. The work presents 111 unpublished plans. Research is divided up in nine stages. The first stage starts with the previous researching on the census of work bridges in the basins of the three most important northeaster slope Peninsula Iberian rivers that were built according to tradition in medieval period. Being censed 153 bridges we have chosen a representative sample of 20 bridges: 10 for Ter River, 7 for Fluvià River and 3 for Muga River. In second stage are highlighted: a) Field works to find, photograph and measure bridges. b) Works in Record Offices and Public Libraries to find technical and historical information. In this stage are included works made in Record Offices of General Administration, History of Councils, Culture and Environmental Departments of Generalitat of Catalunya, private organizations as soon as interviews to people related to significant historical facts about the research topic. c) Works made in Universities Libraries and CICCP nets. Taking in account the whole information coming from the field works, it has been made, in the third stage, three format A3 plans for every one of 20 bridges. They are referred to measurements, parameters composition and focusing angles joining 6 bridge pictures. In fourth stage we analyse structural elements, we classify every vault according Sejourné viewpoints stated in his work “Grandes voûtes” (1913) and other aspects helped by engineering parameters. Twelve ancient empiric rules to size bridge measures are taken in account and is tried to identify their influence in bridges design. In fifth stage software ARCs is used to settle bridge stability in base the pressure lines for every arch. The result allows knowing axial thrusts and eccentricities to hold up the pressure lines in the right values. Simulations are made with the own structure weight under punctual loads of 360KN at ½ and ¼ gap. Structure safety coefficients are settled according punctual load to road wideness and loads carried by available transport means in this past period. Analytical study is made to calculate vertical and axial thrusts to determine specific load on pillar’s foundation. Results got by both ways are compared. Results are shown on two plans for every bridge. Hypothesis about possible layouts or sittings of four bridges that could have originally been built are shown in sixth stage. Photographs and plans are joined. In seventh stage every bridge description is connected with the territory and river zone characteristics. Driving slope for seven hundred length upriver and downriver for every bridge are worked out. Bridge filling percentage for several depth of water is assessed. With this information and those that are collected from river agents and the sings of levels reached in historical floods, the possible flooded ground zone is assessed. Relationship between the basin surface, average upriver rain gauged and bridge drainage surface is established. This information is related to the flooded zones before mentioned. The consequential hydraulic effects are shown in a plan. Eighth stage. Three family groups are made among the studied bridges and those which have been built in Spain and France. The main constructive characteristics and their evolution through years are analysed. Ninth stage. Relevant historical facts referred to the bridge are synthesized. / El trabajo se desarrolla basándose en las etapas del método científico: enunciado de los objetivos, planeamiento de hipótesis, método de trabajo llevado a termino para el contrates de las hipótesis y conclusiones a las que se llegan. Se apoya en: a) En la revisión bibliográfica sobre la evolución del estado del conocimiento de la construcción de los puentes de obra de fábrica y en los hechos históricos asociados a los puentes estudiados. b) En el conocimiento de los materiales empleados. c) En la definición de los marcos geográficos e históricos de referencia con el trabajo. d) En la morfológica de los puente de obra de fabrica de le época Medieval. El trabajo aporta 111 planos inéditos. La investigación la dividimos en nueve fases. Primera fase: Preinvestigación sobre censo de puentes de obra de fábrica en las cuencas de los tres ríos más importantes de la vertiente nororiental de la península ibérica que según la tradición popular datan de la época medieval. De153 censados, elegimos una muestra representativa de 20 puentes: 10 en la cuenca del río Ter, siete en la del río Fluviá y tres en la del río Muga. Segunda fase: a) Trabajos de campo: localizar los puentes, fotografiarlos y medirlos. b) Trabajos en archivos y bibliotecas. El alcance de esta fase engloba los realizados en los archivos: General de la Administración, históricos de Ayuntamientos, Diputaciones, Departamentos de Cultura y Medio Ambiente de la Generalitat de Cataluña, Red de Bibliotecas de Universidades, en la del CICCP, entidades privadas, c) Entrevistas. Tercera fase: Partiendo de la información recopilada en los trabajos de campo, realizamos tres planos en formato A3 para cada de los 20 puentes a estudiar: el de medidas, el de composición de los paramentos y el de ángulos de enfoque con 6 fotografías del puente. Cuarta fase: Análisis de los elementos estructurales de los puentes. Clasificación de bóvedas según Séjourné en su obra “grandes voûtes”(1913) y otras de carácter ingenieril. Se desarrollan 12 reglas empíricas empleadas para dimensionar puentes con las que se intenta identificar su influencia en el diseño de los puentes estudiados. Quinta fase: Se utiliza el programa ARCs, se estudia estabilidad del puente partiendo de la localización de la línea de empuje Los resultados permiten conocer los empujes axiales y las excentricidades que mantienen la línea de empujes dentro de los márgenes adecuados. Se simulan resultados para el peso propio de la estructura y también para cargas puntuales de 360KN a ½ y ¼ del vano. Se determinan los coeficientes de seguridad adaptando la carga puntual a valores adecuados a la amplitud de la calzada y a las cargas a transportar. Se complementa el cálculo de los empujes verticales y axiales para conocer el valor de la carga específica sobre los cimientos de cada pila. Se comparan los resultados por ambos métodos. Los resultados se exponen de dos planos por puente. Sexta fase: Planteamiento sobre planos y/o fotografías de hipótesis sobre los trazados y/o localizaciones que podrían haber tenido originalmente cuatro de los puentes. Séptima fase: Relaciones entre río y puente. Calculo de la pendiente motriz para los diferentes tramos de ríos y de porcentaje de obturación que presenta el puente para diferentes niveles de calado. Estimación de la zona inundable. Relaciones entre las superficies de las cuencas y las de desagüe del puente. En un plano se engloban los resultados de estos efectos hidráulicos. Octava fase: formamos tres familias de puentes según la zona geográfica donde se localiza: Francia, España y los estudiados. Analizamos las variaciones entre las principales relaciones constructivas, las tendencias de su evolucionado a lo largo de los años. Novena fase: Se citan los hechos históricos asociados a la existencia del puente.

[ES] El agua como recurso natural en condiciones adecuadas para los ecosistemas terrestres y las actividades humanas es cada vez más escasa, lo cual es origen de tensiones crecientes entre los diferentes grupos sociales. A esta escasez se suma la capacidad actual del ser humano de modificar significativamente el ciclo hidrológico, tanto cuantitativa como cualitativamente, por lo que el recurso natural puede verse mermado, una vez más, de forma importante por las actividades humanas. La calidad del agua en las masas de agua superficiales y subterráneas depende de las características naturales de la cuenca así como de las afecciones antrópicas que se producen en la misma, y es un aspecto determinante de la salud de los ecosistemas acuáticos y de las actividades humanas que se puedan desarrollar en un territorio. Actualmente, un paso crucial para poder determinar la situación de las masas de agua y su previsible evolución futura, consiste en conocer adecuadamente el ciclo hidrológico en su etapa terrestre y como le afectan las actividades humanas. Debido a que la degradación de la calidad del agua genera externalidades negativas en el medio ambiente, y finalmente en todas las actividades humanas que pueden tener un impacto muy elevado, la sociedad europea, consciente de esta situación, establece mediante la Directiva 60/2000/CE Marco del Agua (DMA) (EC, 2000) el desarrollo de un proceso de análisis y de actuaciones para mejorar el estado de todas las masas de agua europeas en el año 2015. Uno de los pasos de este proceso es el “Análisis de Presiones e Impactos”, en el cual se trata de identificar las presiones que ejercen las actividades humanas y al mismo tiempo relacionarlas con los impactos que se producen en las masas de agua, de forma que se puedan establecer las medidas necesarias que mayor efectividad tengan en la mitigación de los impactos de las actividades humanas. En la presente tesis doctoral se ha desarrollado un módulo o herramienta para la modelación matemática del ciclo hidrológico y calidad del agua en grandes cuencas hidrográficas, dedicando especial atención a la componente subterránea y a las relaciones río-acuífero. El objeto de este módulo consiste en poder construir modelos de simulación que permitan conocer los flujos de agua, con sus características químicas, que se producen en una cuenca hidrográfica. El módulo PATRICAL (Precipitación Aportación en Tramos de Red Integrados con Calidad del Agua) permite construir modelos espacialmente distribuidos del ciclo hidrológico, obteniendo los flujos de agua que se producen en los diferentes puntos de la cuenca y los niveles piezométricos medios en los acuíferos. Además, incluye la simulación del contenido de nitrato y de la conductividad eléctrica del agua en el suelo, en el medio no saturado, en los acuíferos y en las aguas superficiales. Se ha definido también, en esta tesis, una metodología de aplicación gradual para la realización del análisis de presiones e impactos establecido en la DMA, de forma que los modelos de simulación que se construyen con esta herramienta permiten realizar la fase más compleja del análisis de presiones e impactos y también se podrá, con los mismos, cuantificar el efecto de las medidas que se definan en el futuro. La utilidad práctica de la herramienta y metodología desarrollada se demuestra con la aplicación que se ha realizado, la construcción de un modelo de simulación de una cuenca de gran tamaño como es el ámbito de la Confederación Hidrográfica del Júcar, con más de 42.000 km2, obteniéndose los flujos de agua que se producen en la misma y los valores de concentración de nitrato y de conductividad eléctrica en las masas de agua superficiales y subterráneas. Estos resultados permiten identificar los agentes causantes de las modificaciones de las condiciones químicas en los diferentes puntos de la cuenca y, además, conocer la evolución histórica y la tendencia hacia el futuro. / [CA] L'aigua com a recurs natural en condicions adequades per als ecosistemes terrestres i les activitats humanes és cada vegada més escàs, la qual cosa és origen de tensions creixents entre els diferents grups socials. A esta escassetat es suma la capacitat actual del ser humà de modificar significativament el cicle hidrològic, tant quantitativa com qualitativament, motiu pel qual el recurs natural pot veure's minvat, una vegada més, de forma important per les activitats humanes. La qualitat de l'aigua en les masses d'aigua superficials i subterrànies depén de les característiques naturals de la conca així com de les afeccions antròpiques que es produeixen en la mateixa, i és un aspecte determinant de la salut dels ecosistemes aquàtics i de les activitats humanes que es puguen desenvolupar a un territori. Un pas crucial, actualment, per a poder determinar la situació de les masses d'aigua i la seua previsible evolució futura, consisteix a conéixer adequadament el cicle hidrològic en la seua etapa terrestre i com li afecten les activitats humanes. Pel fet que la degradació de la qualitat de l'aigua genera externalitats negatives en el medi ambient i, finalment, en totes les activitats humanes que poden tindre un impacte molt elevat, la societat europea conscient d'esta situació estableix, per mitjà de la Directiva 60/2000/CE Marc de les Aigües (DMA) (EC, 2000) el desenvolupament d'un procés d'anàlisi i d'actuacions per a millorar l'estat de totes les masses d'aigua europees l'any 2015. Un dels passos d'aquest procés és el “Anàlisi de Pressions e Impactes”, en el qual es tracta d'identificar les pressions que exerceixen les activitats humanes i, al mateix temps, relacionar-les amb els impactes que es produeixen en les masses d'aigua, de manera que es puguen establir la mesures necessàries en les activitats humanes que major efectivitat tinguen en la mitigació dels impactes que es produeixen. En la present tesi doctoral s’ha desenvolupat un mòdul o ferramenta per a realitzar la modelació matemàtica del cicle hidrològic i de la qualitat de les aigües en conques hidrogràfiques de gran tamany, dedicant especial atenció a la component subterrània i a les relacions riu-aqüífer. L'objecte d'aquest mòdul consisteix a poder construir models de simulació que permeten conéixer els fluxos d'aigua, amb les seues característiques químiques, que es produeixen a una conca hidrogràfica. El mòdul PATRICAL (Precipitació Aportació en Trams de Xarxa Integrats amb Qualitat de les Aigües) permet construir models espacialment distribuïts del cicle hidrològic, obtenint els fluxos d'aigua que es produeixen a diferents punts de la conca i els nivells piezomètrics en els aqüífers, a més inclou la simulació del contingut de nitrat i de la conductivitat elèctrica de l'aigua en el sòl, en el medi no saturat, en els aqüífers i en les aigües superficials. S’ha definit, en aquesta tesi doctoral, una metodologia d'aplicació gradual per a la realització de l'anàlisi de pressions e impactes establit en la DMA, de forma que els models de simulació que es construeixen amb aquesta ferramenta permeten realitzar la fase més complexa de l'anàlisi de pressions e impactes, i també es podrà, amb els mateixos, quantificar l'efecte de les mesures que es definisquen en el futur. La utilitat pràctica de la ferramenta i metodologia desenvolupada es demostra amb l'aplicació que s'ha realitzat, la construcció d'un model de simulació d'una conca de gran tamany, com és l'àmbit de la Confederació Hidrogràfica del Xúquer de més de 42.000 km2, obtenint-se els fluxos d'aigua que es produeixen en la mateixa i els valors de concentració de nitrat i de conductivitat elèctrica en les masses d'aigua superficials i subterrànies. Aquests resultats permeten identificar els agents causants de les modificacions de les condicions químiques als diferents punts de la conca, i a més, conéixer l'evolució històrica i la tendència cap al futur. / [EN] Water as natural resource in conditions adapted for the terrestrial ecosystems and the human activities is more and more scarce, which is origin of increasing tensions between the different social groups. The present-day capability of the human to modify the hydrologic cycle significantly adds to this scarcity, as much of quantitative form as of qualitative form, reason why the natural resource can be seen decreased, once again, of important form by the human activities Water quality in the superficial and groundwater bodies depends on the natural characteristics of the river basin and human affections that take place in the same one, and it is a determinant aspect of the health of the aquatic ecosystems and the human activities that can be developed in a territory. At the moment, a crucial step to be able to determine the situation of water bodies and its foreseeable future evolution consists of suitably knowing the hydrologic cycle in its terrestrial stage and as it affect human activities to it. Because the degradation of the quality of water generates negative external effects in the environment and finally, in all the human activities that they can have a very high impact, the European society, conscious of this situation, establishes by means of the Directive 60/2000/CE Frame of Waters (WFD) (EC, 2000) the development of a analysis process and performances to improve the state of all the European water bodies in 2015. One of the steps of this process is the “Analysis of Pressures and Impacts”, in which one tries to identify the pressures that exercise the human activities and at the same time to relate them to the impacts that take place in the water bodies, so that the necessary measures can be established that greater effectiveness must to reduce the impacts of the human activities In this doctoral thesis it has developed a module or tool for the mathematical modeling of the hydrologic cycle and the quality of water to large basins, dedicating especial attention to the underground component and relations river-aquifer. The object of this module consist of being able to do simulation models that allow to know water flows, with their chemical characteristics, that take place in a hydrographic river basin. The module PATRICAL allows to construct spacely distributed models of the hydrologic cycle, getting the water flows that are produced in the different points from the river basin and piezometric levels in the aquifers, in addition includes the simulation of the nitrate contents and of the electrical conductivity of water in the soil, in means non saturated, in the aquifers and in surface waters bodies. Besides, in this doctoral thesis has been defined a methodology of gradual application for the accomplishment pressures and impacts analysis established in the WFD, in order to simulation models that they are constructed with this tool they allow to make the most complex phase of pressures and impacts analysis, and also it will be able with them to quantify the effect of the measures that are defined in the future. The practical utility of the tool and developed methodology is demonstrated with the application that have been made, the construction of a simulation model of a large basin, the Júcar River District of over 42,000 km2, obtaining water flows that are produced in the same one and concentration values of nitrate and electrical conductivity in the superficial and underground water bodies. These results allow to identify the agents that cause chemical conditions modifications in the different points from the river basin, and in addition to know the historical evolution and the tendency towards the future / A la Comission of the European Communities por su financiación a través del proyecto "Water resources Management Under Drought Conditions, WAM-ME", contrato ICA3.1999.00014 (Directorate General XII Science, Research & Development); y del proyecto "SEDEMED - Sécheresse et Desertification dans les bassins méditerranées", ref. 2002-02-4.4-1084 (INTERREG III B-Mediterranée Occidentale). Al Ministerio de Educación y Cultura de España por su financiación a través de la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología, CICYT mediante el proyecto "Desarrollo de Elementos de un Sistema Soporte de Decisión para la Gestión de Recursos Hídricos", contrato HID1999-0656 y el proyecto "Sistema de apoyo a la decisión para la gestión cuantitativa, cualitativa y ambiental de cuencas hidrográficas", referencia REN2002/03192. / Pérez Martín, MÁ. (2005). Modelo distribuido de simulación del ciclo hidrológico y calidad del agua, integrado en sistemas de información geográfica para grandes cuencas. Aportación al análisis de presiones e impactos de la directiva marco del agua [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191462