La maca es una planta nativa andina que se cultiva sobre los 4000 m.s.n.m. en Junín y Pasco (Perú) y que es utilizada como alimento o medicina tradicional desde tiempos precolombinos. Este tubérculo ha sido objeto de numerosos estudios y se ha confirmado su alto valor nutricional y energizante ya que se han identificado ecompuestos bioactivos en maca tales como bencilglucosinolato, bencilisocianato y alcamidas benciladas. Este último grupo de compuestos, alcamidas benciladas, tienen un papel estimulatorio en el sistema nervioso central y son marcadores de actividad biológica en esta raíz ya que solo se les ha reportado en ella. Por este motivo se les denominó macamidas. Estudios previos han confirmado que no existen macamidas en maca fresca. Se determinó que la formación de macamidas ocurre exclusivamente durante el proceso de secado. Esparza y colaboradores (2015) estudiaron la cinética de su formación realizando experimentos de secado en campo durante nueve semanas e imitando el proceso en laboratorio en 24 horas en los que se identificaron y monitorearon los metabolitos precursores de las macamidas y, de este modo, se pudo plantear una vía tentativa que lleva a su acumulación. En el presente trabajo, se buscó conocer de manera más detallada las vías degradativas de glucosinolatos durante el proceso de secado de maca y cómo estas determinan la formación de bencilamina, un precursor directo de la formación de las amidas bioactivas, además de evaluar vías colaterales que resultan en la formación de productos no deseables, como ácido benzoico. El proyecto requirió poder emular el secado en campo bajo condiciones de laboratorio en periodos cortos de tiempo, y no 10 semanas como ocurre en el secado tradicional. Se llevó a cabo un monitoreo de los metabolitos que participan en la formación de bencilamina y de los productos terminales del proceso de secado. Para el monitoreo de los metabolitos, se utilizaron tres métodos de extracción por ultrasonido en diferentes solventes: 70% metanol, diclorometano y diclorometano acidificado y se analizaron los extractos por cromatografía líquida o de gases.

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En la actualidad, se estima que alrededor del 40 % de la población adulta mundial presenta elevados niveles de colesterol en sangre, lo que constituye un total de 4.4 millones de muertes anuales a nivel mundial. En nuestro país, si bien la prevalencia es algo menor, entre los años 2005 y 2009 alrededor de 455000 personas murieron por enfermedades cardiovasculares. A pesar de estas cifras alarmantes, las estrategias implementadas, tanto a nivel mundial como nacional, aún no han logrado controlar, ni mucho menos revertir, esta problemática. Por otra parte, existe desde hace algunos años una tendencia hacia el consumo de alimentos saludables o funcionalizados con ingredientes que promueven la salud. En este sentido, los fitoesteroles son subproductos del procesamiento de aceites, que inhiben la absorción del colesterol y que han sido ampliamente utilizados en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y otras afecciones. Dada la naturaleza sumamente hidrobófica que presentan, su aplicación ha sido orientada tradicionalmente hacia matrices sólidas o semisólidas, por lo que la incorporación en alimentos acuosos resulta un campo atractivo que requiere de ciertos tratamientos. Aprovechando este impulso hacia el consumo de alimentos saludables, la presente Tesis se centra en la microencapsulación de fitoesteroles mediante secado por atomización para su posterior incorporación en alimentos de base acuosa. En el Capítulo I se describe la relevancia del consumo de fitoesteroles en el tratamiento y la prevención de las enfermedades cardiovasculares provocadas por elevados niveles de colesterol en sangre. Además, se incluye una extensa revisión bibliográfica sobre la presencia de fitoesteroles en las fuentes vegetales y su incorporación en alimentos, como así también sobre el estado del arte en la microencapsulación de diversos ingredientes alimenticios y las principales características del proceso seleccionado. En el Capítulo II se presentan todos los materiales utilizados en las distintas etapas de desarrollo. Asimismo, se exponen las técnicas empleadas e implementadas para caracterizar las materias primas y productos, y las herramientas estadísticas utilizadas para analizar los resultados obtenidos. En el Capítulo III se incluyen ensayos exploratorios tendientes a seleccionar agentes encapsulantes aptos para la encapsulación de los fitoesteroles mediante el proceso de secado por atomización. Además, se presentan y discuten los resultados de las diversas técnicas empleadas para facilitar la selección de agentes encapsulantes. Asimismo, se aborda la caracterización y acondicionamiento del polvo de fitoesteroles a usar como ingrediente activo. En el Capítulo IV se presentan las experiencias llevadas a cabo para seleccionar el tensoactivo y su concentración en la formulación a atomizar. En particular, se estudia cómo afectan al rendimiento de secado, la eficiencia de encapsulación, la retención de fitoesteroles y el tamaño de las micropartículas obtenidas. De esta manera, se determina una concentración óptima de tensoactivo. Esta composición en tensoactivo se utiliza en un diseño de experimentos, tipo Box – Behnken, desarrollado en el Capítulo V para identificar condiciones de proceso y de formulación que optimicen la microencapsulación de los fitoesteroles mediante secado por atomización. En particular, se analizan los efectos de las variables de formulación de la suspensión y de las condiciones operativas del secado sobre el rendimiento, la eficiencia de encapsulación, la retención de fitoesteroles y el tamaño de partículas obtenidas. Los modelos de ajuste encontrados para cada respuesta se utilizan para determinar las condiciones que conducen a sus valores óptimos. Además, se establecen valores óptimos para la deseabilidad global, los cuales se corroboran experimentalmente. En el Capítulo VI se describe la aplicación de los productos correspondientes a los óptimos del diseño de experimentos desarrollado, en dos sistemas de base acuosa, agua destilada y una bebida de preparación y consumo instantáneo. La calidad de los mismos se evalúa en términos del tiempo de redispersión y estabilidad de las microcápsulas en el producto final. Por último, en el Capítulo VII se presentan las conclusiones generales de esta tesis, junto a los principales aspectos a considerar en trabajos futuros. / Nowadays, about 40 % of world adult population presents high cholesterol levels in blood, which constitutes a total of 4.4 million worldwide deaths per year. In Argentina, although the cholesterol prevalence is slightly lower, between 2005 and 2009, around 450000 people died due to cardiovascular diseases. Despite these alarming numbers, the implemented strategies, both globally and nationally, have not yet managed to control neither to reverse this issue. On the other hand, in recent years there is a trend towards consuming healthy foods or foods functionalized with health-promoter food ingredients. In this sense, phytosterols are by-products of oil processing, which inhibit the cholesterol absorption and have been broadly used in treatments of cardiovascular diseases and other affections. Due to their highly hydrophobic nature, phytosterols have been traditionally applied to solids and semisolids matrices; thus, their incorporation in aqueous foods is an attractive field that requires some treatments. Considering the increasing demand of healthy foods, this Thesis focuses on the phytosterols microencapsulation by means of spray drying for their subsequent incorporation into aqueous based foods. In Chapter I, it is described the importance of the phytosterols consumption on the treatment and prevention of cardiovascular diseases caused by high levels of cholesterol in blood. In addition, it is included an extensive bibliographic review about the phytosterols’ presence in vegetables sources and their application in foods, as well as about the state of the art in the microencapsulation of different food ingredients and the main features of the selected process. In Chapter II, all the materials that have been used at the different development stages are presented. Furthermore, the employed and implemented techniques to characterize the raw materials and products are discussed. Moreover, the statistics tools used for the results analysis are exposed. In Chapter III, exploratory trials aiming to select suitable encapsulating agents (for the phytosterols encapsulation by means of spray drying process) are included. Also, the results of the techniques employed to facilitate the encapsulation agents’selection are presented and discussed. Moreover, the characterization and conditioning of phytosterols powder used as active ingredient is addressed. In Chapter IV, the experiences aiming to select the tensoactive and their concentration in the formulation to be spray dried are presented. Particularly, it is studied how they affect the process yield, encapsulation efficiency, phytosterols retention and mean size of the obtained microparticles. Thus, the optimal surfactant concentration is determined. This tensoactive composition is used in a design of experiments, Box – Behnken type, developed in Chapter V in order to identify the formulation and process conditions that optimize the phytosterols microencapsulation by spray drying. Particularly, it is analyzed the effect of the formulation variables and operating conditions on the process yield, encapsulation efficiency, phytosterols retention and mean size of the obtained microparticles. The fitting models found for each response are used to determine the conditions that lead to optimal values. Also, the optimal values of the global desirability are established and experimentally verified. In Chapter VI, it is described the application of the products corresponding to the optimal points of the developed design of experiments, in two aqueous-based systems, distilled water and a beverage of instantaneous preparation and consumption. Their quality is judged in terms of the redispersion time and stability of microcapsules in the final product. Finally, in Chapter VII, it is presented the general conclusions of this thesis work, along with the main aspects to be considered in future works.

El procesamiento postcosecha de raíces de maca (Lepidium meyenii Walp., Brassicaceae), un cultivo tradicional altoandino, implica un secado lento en el campo antes de la molienda para producir harina. La deshidratación progresiva de los tejidos y la liberación de enzimas hidrolíticas y sustratos de los compartimentos celulares da como resultado la acumulación lenta de monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos libres. Un perfil cinético más complejo y rápido es el de la degradación de glucosinolatos. Durante el secado se generan una serie de productos de acumulación estables, y también intermediarios reactivos, algunos de los cuales tienen propiedades bioactivas notables. Entre estos se encuentran las macamidas, inhibidores de la degradación de los neurotransmisores endocannabinoides en el sistema nervioso de los mamíferos. Las macamidas son el resultado de la condensación de bencilamina, un producto de hidrólisis de glucosinolatos, con ácidos grasos liberados por la hidrólisis de lípidos. Investigaciones recientes se han centrado en desarrollar procesos de secado en condiciones controladas que puedan modular la bioquímica de la hidrólisis de glucosinolatos para optimizar el contenido de compuestos bioactivos en la harina de maca. El secado de maca triturada en horno a temperatura moderada (35 °C) bajo un flujo de aire controlado genera bencilamina como producto primario de acumulación, que representa hasta el 94% del glucosinolato hidrolizado en la harina. La evidencia cinética sugiere que tanto los bencenoides desaminados como las macamidas, que representan menos del 5% de glucosinolato hidrolizado, se generan a partir de la bencilamina acumulada a través de la actividad de aminaoxidasas o por la condensación con ácidos grasos libres, respectivamente. Etapas posteriores de deshidratación resultan en cambios en las proporciones molares de los distintos bencenoides desaminados, tales como ésteres de ácido benzoico y alcohol bencílico. En este reporte se propone que estos son el resultado de cambios en las tasas de las semirreacciones reductivas y oxidativas de aldehído-deshidrogenasas endógenas y que es la relación entre la desaminación de bencilamina o de su condensación a amidas lo que determina los rendimientos finales de macamidas en relación con bencenoides y sus ésteres en la harina de maca. Las condiciones redox durante el secado determinan, por lo tanto, el perfil bioactivo y calidad de la harina de maca generada, y son factores a tomar en cuenta para una eventual estandarización de este proceso.

Tesis por compendio / [ES] El objetivo de la presente tesis es el de desarrollar y utilizar técnicas basadas en la fotónica de baja frecuencia, como la radiofrecuencia, las microondas y los infrarrojos, para monitorizar de forma no destructiva procesos utilizados en la industria agroalimentaria, desde el punto de vista de la termodinámica irreversible. Estudiar los distintos fenómenos que ocurren durante la operación de deshidratación de patata mediante el secado con aire caliente combinado con microondas, utilizando la termografía infrarroja para monitorizar los perfiles de temperatura superficial que presenta la muestra, la espectrofotometría en el rango de las microondas y la termodinámica irreversible para modelizar el proceso. Desarrollar un sistema de monitorización de la congelación de la carne de pollo, que permita obtener datos del proceso a tiempo real y de forma no invasiva mediante la espectrofotometría en el rango de la radiofrecuencia y la termografía infrarroja. A su vez, con esos datos se modelizará el comportamiento del producto a lo largo del proceso de congelación, utilizando los principios de la termodinámica irreversible para estimar los distintos fenómenos que ocurren. Desarrollar una herramienta de predicción de los distintos estados del agua y la sacarosa durante el proceso de caramelizado de manzanas, basada en las propiedades dieléctricas obtenidas mediante la espectrofotometría en el rango de las microondas. Diseñar y desarrollar un sensor basado en las propiedades dieléctricas en el rango de la radiofrecuencia, capaz de monitorizar en tiempo real y de forma no invasiva con el medio las cinéticas de liberación de compuestos encapsulados en matrices de alginato en un medio líquido. Utilizando este nuevo sensor se pueden modelizar y estudiar las cinéticas de liberación y utilizarse para diseñar la encapsulación de compuestos. / [CA] L'objectiu de la present tesi és el de desenvolupar i utilitzar tècniques basades en la fotònica de baixa freqüència, com ara la radiofreqüència, les microones i els infrarojos, per monitoritzar de forma no destructiva processos utilitzats a la indústria agroalimentària, des del punt de vista de la termodinàmica irreversible. Estudiar els diferents fenòmens que ocorren durant l'operació de deshidratació de patata mitjançant l'assecat amb aire calent combinat amb microones, utilitzant la termografia infraroja per monitoritzar els perfils de temperatura superficial que presenta la mostra, l'espectrofotometria al rang de les microones i la termodinàmica irreversible per modelitzar el procés. Desenvolupar un sistema de monitorització de la congelació de la carn de pollastre, que permeti obtenir dades del procés a temps real i de manera no invasiva mitjançant l'espectrofotometria al rang de la radiofreqüència i la termografia infraroja. Alhora, amb aquestes dades es modelitzarà el comportament del producte al llarg del procés de congelació, utilitzant els principis de la termodinàmica irreversible per estimar els diferents fenòmens que ocorren. Desenvolupar una eina de predicció dels diferents estats de l'aigua i la sacarosa durant el procés de caramel·litzat de pomes, basada en les propietats dielèctrics obtingudes mitjançant l'espectrofotometria al rang de les microones. Dissenyar i desenvolupar un sensor basat en les propietats dielèctrics al rang de la radiofreqüència, capaç de monitoritzar en temps real i de forma no invasiva amb el medi les cinètiques d'alliberament de compostos encapsulats en matrius d'alginat en un medi líquid. Utilitzant aquest sensor nou es poden modelitzar i estudiar les cinètiques d'alliberament i utilitzar-se per dissenyar l'encapsulació de compostos. / [EN] The objective of this thesis is to develop and use techniques based on low-frequency photonics, such as radiofrequency, microwaves and infrared, to non-destructively monitor processes used in the agri-food industry, from the point of view of irreversible thermodynamics. To study the different phenomena that occur during the potato dehydration operation by drying with hot air combined with microwaves, using infrared thermography to monitor the surface temperature profiles of the sample, spectrophotometry in the microwave range and thermodynamics. irreversible to model the process. Develop a monitoring system for the freezing of chicken meat, which allows data to be obtained from the process in real time and non-invasively through spectrophotometry in the radiofrequency range and infrared thermography. In turn, with these data, the behavior of the product will be modeled throughout the freezing process, using the principles of irreversible thermodynamics to estimate the different phenomena that occur. To develop a prediction tool for the different states of water and sucrose during the candying process of apples, based on the dielectric properties obtained by spectrophotometry in the microwave range. Design and develop a sensor based on dielectric properties in the radiofrequency range, capable of monitoring in real time and non-invasively with the medium the release kinetics of compounds encapsulated in alginate matrices in a liquid medium. Using this new sensor, release kinetics can be modeled and studied and used to design the encapsulation of compounds. / The authors acknowledge the financial support from THE SPANISH MINISTERIO DE ECONOMÍA, INDUSTRIA Y COMPETITIVIDAD, Programa Estatal de I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad AGL2016- 80643-R, Agencia Estatal de Investigación (AEI) and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). Juan Ángel Tomás-Egea wants to thank the FPI Predoctoral Program of the Universitat Politècnica de València for its support. This paper is part of the I+D+i PID2020-116816RB-I00 project, funded by MCIN/ AEI/10.13039/501100011033. / Tomás Egea, JÁ. (2022). Fotónica aplicada a la monitorización de procesos y al desarrollo de sensores en la industria agroalimentaria [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182292 / Compendio

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

Tesis por compendio / [ES] El proceso de emulsificación de aceites ricos en compuestos bioactivos permite su mejor aplicación y conservación durante el tiempo de almacenamiento. Entre los diversos mecanismos de emulsificación, se destaca el método de Pickering ya que utiliza nanopartículas sólidas naturales en sustitución de los tensioactivos artificiales. Debido a sus propiedades antioxidantes, no toxicidad y disponibilidad, en este trabajo se estudiaron distintas modificaciones del quitosano para su potencial aplicación como partícula de Pickering. Las modificaciones estudiadas fueron la autoagregación, también denominada desprotonación, y el entrecruzamiento con tripolifosfato de sodio. Se evaluó el comportamiento de estas partículas emulsionando aceite de café tostado, un subproducto de la industria de café con un alto contenido de compuestos bioactivos y compuestos volátiles de interés. Posteriormente, se analizaron las propiedades físico-químicas y la estabilidad de las microcápsulas producidas tras el secado de las emulsiones mediante técnicas de secado por atomización y liofilización. Todas las emulsiones se caracterizaron por tener un comportamiento reológico pseudoplástico, sufriendo desintegración a lo largo del proceso de digestión. Las emulsiones formuladas con nanopartículas de quitosano desprotonadas y menor concentración de aceite mostraron una mejor estabilización y, en consecuencia, una mayor bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos totales. Las diferentes nanopartículas de quitosano se caracterizaron estudiando su carga superficial, distribución del tamaño de partícula, microestructura y afinidad agua/aceite. A medida que se aumentó la concentración de estas partículas, se afectó positivamente la viscosidad de las emulsiones debido a la formación de una red tridimensional en la fase continua. Las nanopartículas obtenidas al entrecruzar quitosano con tripolifosfato de sodio fueron más pequeñas, dando como resultado emulsiones con gotas más pequeñas. Las emulsiones de Pickering que contenían un 10% de aceite de café tostado se secaron por atomización y se liofilizaron utilizando las diferentes nanopartículas de quitosano estudiadas y maltodextrina como agentes portadores. Las microcápsulas obtenidas tuvieron la humedad, actividad del agua y solubilidad adecuada para su manipulación y almacenamiento. La presencia de nanopartículas de quitosano permitió una mayor retención de aceite en las microcápsulas y mayor eficiencia de encapsulación. Los compuestos bioactivos y las propiedades antioxidantes se conservaron mejor durante la liofilización. Por otro lado, las microcápsulas obtenidas por atomización presentaron mayor protección de estos compuestos durante la digestión. Las microcápsulas formuladas con nanopartículas desprotonadas fueron sometidas a almacenamiento durante 30 días a 25 ºC. Durante el almacenamiento, se evaluó la protección contra la oxidación de lípidos y la liberación de volátiles. Las isotermas de sorción de agua de estas muestras se determinaron también previamente en las condiciones de almacenamiento. Ambas muestras presentaron isotermas del tipo II, lo que permitió un buen ajuste del modelo de GAB a los datos experimentales. La determinación del índice de peróxido y del contenido de dienos conjugados dio lugar a valores adecuados durante el almacenamiento, aunque las muestras liofilizadas presentaron una ligera tendencia a la oxidación debido a la mayor cantidad de aceite superficial. Aunque hubo ligeras diferencias entre las muestras secas, todas mostraron menos pérdida de aromas totales (~28%) en comparación con el aceite no encapsulado (~51%) al final del almacenamiento. Así, se concluyó que las nanopartículas de quitosano estudiadas fueron eficientes para encapsular el aceite de café tostado y preservar sus características frente a la acción de agentes externos. / [CA] El procés d'emulsificació d'olis rics en compostos bioactius permet la seua millor aplicació i conservació durant el temps d'emmagatzematge. Entre els diversos mecanismes d'emulsificació, destaca el mètode de Pickering, ja que utilitza nanopartícules sòlides naturals en substitució als tensioactius artificials. A causa de la seua propietat antioxidant, de la no toxicitat i de la disponibilitat, aquest treball va buscar analitzar el quitosà i les seues modificacions com potencials partícules de Pickering. Les modificacions estudiades van ser la autoagregació, també anomenada desprotonació, i l'entrecreuament amb tripolifosfat de sodi. Es va avaluar el comportament d'aquestes partícules emulsionant oli de cafè torrat, un subproducte de la indústria del cafè amb un alt contingut de compostos bioactius i volàtils d'interès. Posteriorment, es van analitzar les propietats fisicoquímiques i l'estabilitat de les microcàpsules produïdes després de l'assecat de les emulsions mitjançant tècniques d'assecatge per atomització i liofilització. Totes les emulsions tenien un comportament reològic pseudoplàstic, sofrint desintegració al llarg del procés de digestió. Les emulsions formulades amb nanopartícules de quitosà desprotonades i menor concentració d'oli van mostrar una millor estabilització i, en conseqüència, una major bioaccesibilitat als compostos fenòlics totals. Les diferents nanopartícules de quitosà es van caracteritzar estudiant la seua càrrega superficial, distribució del tamany de partícula, microestructura i afinitat aigua/oli. A mesura que es va augmentar la concentració d'aquestes partícules, es va afectar positivament la viscositat de les emulsions a causa de la formació d'una xarxa tridimensional en la fase contínua. Les nanopartícules obtingudes a l'entrecreuar quitosà amb tripolifosfat de sodi van ser més menudes, donant com a resultat emulsions amb gotes més menudes també. Les emulsions de Pickering que contenien un 10% d'oli de cafè torrat es van assecar per atomització i es liofilitzaren utilitzant les diferents nanopartícules de quitosà estudiades i maltodextrina com a agents portadors. Les microcàpsules obtingudes van obtenir una humitat, activitat de l'aigua i solubilitat adequada per a la seua manipulació i emmagatzematge. La presència de nanopartícules de quitosà va permetre major retenció d'oli en les microcàpsules i major eficiència d'encapsulació. Els compostos bioactius i les propietats antioxidants es van conservar millor durant la liofilització. D'altra banda, les microcàpsules obtingudes per atomització presentaren major protecció d'aquests compostos durant la digestió. Les microcàpsules formulades amb nanopartícules desprotonades també van ser sotmeses a la prova d'emmagatzematge durant 30 dies a 25°C. Durant l'emmagatzematge, es va avaluar la seua protecció contra l'oxidació de lípids i l'alliberament de volàtils. Per això, les isotermes de sorció d'aigua d'aquestes mostres es van determinar prèviament en les condicions d'emmagatzematge. Les dues mostres van presentar isotermes de tipus II, el que va permetre un bon ajust del model de GAB a les dades experimentals. L'índex de peròxids i el contingut de diens conjugats van resultar en valors adequats durant l'emmagatzematge, encara que les mostres liofilitzades van presentar una lleugera tendència a l'oxidació a causa de la major quantitat d'oli superficial. Encara que va haver lleugeres diferències entre les mostres seques, totes van mostrar menys pèrdua d'aromes totals (~28%) en comparació amb l'oli no encapsulat (~51%) a la fi de l'emmagatzematge. Així, es va concloure que les nanopartícules de quitosà estudiades van ser eficients per encapsular l'oli de cafè torrat i preservar les seues característiques enfront de l'acció d'agents externs. / [EN] The emulsification process of bioactive-rich oils makes possible their better application and preservation over the storage time. Among the many emulsification mechanisms, the Pickering method has been highlighted as it uses natural solid nanoparticles in replacement of artificial surfactants. Due to the antioxidant properties, non-toxicity and availability, this work aimed at studying chitosan modifications to produce potential Pickering particles. The studied modifications comprised self-aggregation, also called deprotonation, and crosslinking with sodium tripolyphosphate. The performance of these particles was evaluated in the emulsification of roasted coffee oil, a by-product of the coffee industry with a high content of bioactive and volatile compounds of interest. Subsequently, the physicochemical properties and stability of the microcapsules produced after drying the emulsions using spray-drying and lyophilization techniques were analyzed. All emulsions were characterized as shear-thinning, being them destabilized over the digestion process. Emulsions formulated with deprotonated chitosan nanoparticles and lower oil concentrations showed better stabilization and, consequently, greater bioaccessibility of total phenolic compounds. The different chitosan nanoparticles were characterized regarding surface charge, particle size distribution, microstructure and oil/water affinity. Deprotonated chitosan nanoparticles had a larger particle size, which resulted in emulsions with larger oil droplets. As the concentration of these particles increased, the viscosity of the emulsions was positively affected by the formation of a three-dimensional network in the continuous phase. The nanoparticles obtained by crosslinking with sodium tripolyphosphate were smaller, resulting in emulsions with smaller droplets. The viscosity of these emulsions was lower and little affected by the concentration of particles. Pickering emulsions containing 10% roasted coffee oil were spray-dried and freeze-dried, using the different studied chitosan nanoparticles and maltodextrin as carrier agents. The resulting microcapsules showed adequate moisture content, water activity and solubility for subsequent handling and storage. The presence of chitosan nanoparticles resulted in greater oil retention in the microcapsules and higher encapsulation efficiency. Microcapsules obtained by spray-drying had a more regular spherical shape, while the microparticles obtained by freeze-drying were larger with irregular morphology. Bioactive compounds and antioxidant properties were more preserved during freeze-drying. On the other hand, spray drying allowed greater protection of these compounds during the in vitro digestion. The spray- and freeze-dried microcapsules formulated with deprotonated nanoparticles were subjected to the storage test for 30 days at 25 ºC. During storage, their protection against lipid oxidation and volatile release were evaluated. The water sorption isotherms of these samples were previously determined under the storage conditions. Both samples presented type II isotherms, which resulted in a good fitting accuracy of the GAB model to the experimental data. The peroxide index and the conjugated dienes content resulted in adequate values during storage, although the freeze-dried samples showed a slightly higher tendency to oxidation due to the higher amount of surface oil. Although slight differences were observed between the dried samples, both of them showed less loss of total volatile compounds (~28%) when compared to the non-encapsulated oil (~51%) at the end of storage. Thus, it was concluded that the studied chitosan nanoparticles were efficient to encapsulate roasted coffee oil and to preserve its characteristics against the action of external agents. / The authors would like to thank the project RTI-2018-099738-B-C22 from the ‘Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades’, the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brazil (CAPES) - (Finance Code 001; Grant number 88887.468140/2019-00) and the São Paulo Research Foundation (FAPESP – Grant number 2016/22727-8) for the financial support. / Franco Ribeiro, E. (2021). Microencapsulation of roasted coffee oil from chitosan nanoparticles-stabilized Pickering emulsions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/163234 / Compendio

En este trabajo se ha realizado el diseño del proceso de purificación deestireno mediante adsorción en alúmina. Esta purificación consiste básicamente enla separación de agua y el inhibidor de la polimerización, 4-terc-butil catecol (TBC),presentes en el estireno como etapa previa en la obtención del caucho sintético, yaque la presencia de estos compuestos dificulta y encarece dicha operación.Para determinar las condiciones experimentales de trabajo, se ha tomadocomo referencia un proceso operativo actualmente a escala industrial en la plantade fabricación de caucho sintético que la empresa Dynasol Elastómeros posee enGajano (Cantabria). Así mismo, se ha empleado el estireno que esta empresautiliza como materia prima que posee alrededor de 150 mg/kg de agua y 15 mg/kgde TBC.En primer lugar, se ha procedido a la determinación de los equilibrios deadsorción agua-alúmina y TBC-alúmina. A continuación, se ha efectuado una seriede experimentos dinámicos a escala de laboratorio en los que se han obtenido laevolución de la concentración de cada uno de los adsorbatos en el estireno a lasalida de la columna de adsorción en función del tiempo. Posteriormente, se hallevado a cabo el desarrollo del modelo matemático para lo que se han analizadolas distintas etapas en el proceso de transferencia de materia, así como susconsecuentes resistencias, y se han obtenido los parámetros correspondientes.A continuación, se ha realizado un análisis del cambio de escala, para lo quese ha procedido a la construcción de una planta piloto en la propia factoría queproduce el caucho sintético, en la que se han realizado diversos experimentos quehan sido contrastados con las simulaciones que predecía el modelo matemático. Lacomparación ha permitido validar el modelo y los parámetros cinéticos.Finalmente, utilizando el modelo y los parámetros obtenidos en las etapasanteriores se ha simulado el proceso de purificación de estireno operativo a escalaindustrial. / In this work, the design of the purification process of styrene by adsorptiononto activated alumina, has been carried out. The purification consists basically ofremoving water and a polimerisation inhibitor, 4-terc-butyl catechol (TBC), as aprevious step in the manufacture of synthetic rubber.To determine the experimental working conditions, a real process thatoperates on industrial scale in a factory which produces synthetic rubber in Spain(Dynasol Elastómeros) has been taken as reference. The styrene used in this workis the industrial raw material and contains approximately 150 mg/kg of water and 15mg/kg of polimerisation inhibitor.First, adsorption equilibrium water-alumina and TBC-alumina have beenstudied. Then, some dynamic experiments on laboratory scale have been carriedout in order to obtain breakthrough curves for both adsorbates. A mathematicalmodel that describes the mass transfer process has been developed analysing thepossible resistances, and the corresponding parameters have been obtained.To analise the scale-up of the adsorption process a pilot plant has been builtin the synthetic rubber factory and the experimental results have been comparedwith the results predicted by the mathematical model. Finally, thanks to themathematical model, the parameters that have been obtained during the laboratoryscale experiments and its validation on pilot plant scale, a model that can describethe industrial process and can be useful to find the best operation conditions hasbeen developed.

En el presente trabajo de tesis se realiza la evaluación energética del proceso de secado, de forma experimental y teórica, en un prototipo de secador solar para el ají amarillo en el distrito de San Miguel, en la provincia de Lima, Perú. El secador solar basa su construcción en una estructura de domo geodésico de bajo costo, de fácil construcción y portátil, con una cubierta con determinadas características para los fines de secado. El secador solo requiere de energías renovables para su funcionamiento. Para la evaluación del secador en el secado del ají amarillo se midió el tiempo de secado, la humedad final del producto y la temperatura al interior del domo. Adicionalmente, para un mayor conocimiento del comportamiento del ají en el domo se realizaron comparaciones del secado de ají con diferentes tipos de corte y con sombra. Además, se desarrolló un modelo para determinar para determinar teóricamente el tiempo de secado y la humedad del producto. Para el cálculo teórico se hizo un análisis energético del ají en base a datos experimentales obtenidos y los resultados se validaron con las dos pruebas de secado experimentales realizadas. Se obtuvieron los siguientes resultados: Se halló una diferencia promedio de 20 °C entre las 10 am y 3 pm, entre la temperatura ambiental y la temperatura interior al domo, con una temperatura promedio de 50 °C adecuada para el secado. Se evaluó la distribución de temperaturas en el interior del domo a diferentes alturas y se obtuvo una diferencia de 5 °C entre el punto más alto y más bajo medido en el domo. Se registraron las curvas de secado para una carga de 18 kg y se obtuvo que entre el día 4 y 5 se obtiene una humedad de conservación en el rango de 12 – 20 %. Además, La curva teórica se valida adecuadamente con los resultados experimentales.

El objetivo principal de este trabajo ha sido analizar y profundizar en el estudio del secado por aire caliente de pera variedad Blanquilla y analizar los efectos del pretratamiento osmótico en la cinética de secado por aire caliente y en la calidad del producto final, a través del análisis del proceso de rehidratación del producto seco. Los resultados experimentales obtenidos han permitido modelizar la cinética de las distintas etapas de proceso (secado por aire caliente y rehidratación) a través de un modelo difusional. En cuanto al secado la temperatura tuvo una influencia significativa en la difusividad efectiva: a medida que aumenta la temperatura aumentan los valores de difusividad. La aplicación del pretratamiento osmótico provocó una reducción de la difusividad del agua y un aumento del tiempo total de secado y del rendimiento del proceso. Estos efectos fueron más marcados cuando se utilizaron los pretratamientos osmóticos más largos. La rehidratación de las muestras secas puso en evidencia que la influencia de la temperatura de rehidratación es diferente según la temperatura utilizada en el secado de las muestras, observándose una hidratación ligeramente mayor en las muestras secadas y rehidratadas a menor temperatura. El pretratamiento osmótico apenas afecta al transporte de masa de agua y solutos, aunque se alcanzan contenidos más altos de solutos en los pretratamientos más largos por la impregnación superficial de las muestras. En estos pretratamientos también disminuyeron los valores de De calculados. También se han estudiado las interacciones agua-estructura, a través del establecimiento de las isotermas de sorcion de agua, la determinación de las transiciones vítrea de la fraccion amorfa de la fase líquida y la medida de las propiedades mecánicas de muestras con diferente contenido en humedad. En este estudio, no se encontraron diferencias en la capacidad de retención de agua de la pera cuando las muestras fueron sometidas a procesos de adsorción-des / Xue, K. (2004). Optimización del secado por aire caliente de pera blanquilla [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1834