La levadura Saccharomyces cerevisiae es la especie más utilizada desde un punto de vista biotecnológico. En la industria agroalimentaria interviene en la elaboración de pan y bebidas alcohólicas como el vino y la cerveza, además se emplea como suplemento dietético y como agente probiótico bajo el nombre de S. cerevisiae var. boulardii. A pesar de sus propiedades beneficiosas, S. cerevisiae se considera actualmente una levadura patógena oportunista emergente de baja virulencia, capaz de causar infecciones principalmente en hospedadores inmunodeprimidos. Con el fin de conocer el posible papel de esta levadura como patógeno emergente, el presente trabajo aborda un estudio comparativo entre aislados clínicos y no clínicos de S. cerevisiae desde diferentes puntos de vista. En primer lugar, la caracterización mediante técnicas moleculares de un gran número de aislados clínicos y su comparación con aislados no clínicos, ha sido de gran ayuda para esclarecer el origen de colonización en infecciones por S. cerevisiae. Dicha caracterización junto con un estudio filogenético de secuencias del gen COX2, evidenciaron dos posibles casos de colonización exógena por parte de cepas de panadería y la cepa probiótica S. cerevisiae var. boulardii.Por otro lado, los estudios de rasgos fenotípicos asociados con virulencia de esta levadura, mostraron que la capacidad de crecimiento a 42º C, el crecimiento pseudohifal y niveles altos en la actividad fosfolipasa, son rasgos de virulencia que marcan la diferencia entre los aislados clínicos y las cepas industriales. Dicho estudio junto con los ensayos en sistemas murino de infección sistémica, han permitido establecer el potencial patógeno de algunas cepas de S. cerevisiae.Finalmente se han observado diferentes grados de activación de las MAP quinasas Slt2 y Kss1 entre los aislados clínicos y no clínicos incluidos en este estudio, además de detectarse la presencia de dos proteínas Slt2 para un grupo de aislados clínicos. El análisis de la secuencia del gen SLT2 ha revelado que estos aislados tienen más de dos alelos que se diferencian en el tamaño, como consecuencia de la variación en un gran número de repeticiones de los trinucleótidos CAA/que codifican glutaminas. Estos estudios pueden ser de gran interés para las industrias de alimentos que incluyen a S. cerevisiae en sus preparados, así como en el ámbito hospitalario, advirtiendo del peligro que conlleva la administración de productos que contengan dicha levadura, a individuos inmunodeprimidos. / Saccharomyces cerevisiae has traditionally been used in industrial fermentative processes, beer and wine production, baking, and as a nutritional supplement or even as a probiotic. This is the case of the probiotic strain of this species, S. cerevisiae var. boulardii which has been widely used in Europe to treat several types of diarrhoea. Although S. cerevisiae and S. boulardii have commonly been considered as safe microorganism, this concept has changed due to an increased number of human infections. Consequently, S. cerevisiae is now considered an emerging opportunistic pathogen that can cause clinically relevant infections, mainly associated with immunocompromised patients. With the aim of know the possible role of this yeast as an opportunistic pathogen, the present work tackles a comparative study between clinical and no clinical isolates of S. cerevisiae from different point of view. This study could be of great interest for all food industry that include S. cerevisiae inside their preparation, just as in the hospital environment, warning of the risk that entail the administration of products which contain the above mentioned yeast to immunosuppressed person.

Bacillus cereus es un bacilo Gram positivo esporulado contaminante habitual de alimentos tanto frescos como procesados. La detección y cuantificación de este patógeno de alimentos se realiza habi-tualmente por técnicas culturales. Dichas técnicas consumen mucho tiempo y, en ocasiones, llevan a identificaciones erróneas. Como alternativa, las técnicas moleculares basadas en la PCR tienen como ventaja una mayor rapidez y seguridad en la identificación del microorganismo, e incluso permiten su cuantificación mediante PCR a tiempo real (Q-PCR). En este estudio se han desarrollado diferentes métodos para el control de este microorganismo en alimentos, basados en la técnica de la PCR.A partir de una colección de cepas de referencia y aislados de alimentos, identificados previamente por métodos fenotípicos, (ISO 7932 y API-50CH/B) y genotípicos, (ISR-PCR y RAPD), se determinó la presencia de genes relacionados con factores de virulencia mediante PCR convencional. El gen pc-plc se detectó en un mayor porcentaje en las cepas del "grupo B. cereus", y dado que se encuentra en una única copia por genoma, fue seleccionado como gen diana. Se diseñaron 4 oligonucleótidos para el desarrollo de procedimientos de Q-PCR en modo SYBR Green y Taqman. Se optimizaron los parámetros de la reacción de cuantificación, y se evaluó su especificidad para el "grupo B. cereus", resultando más adecuado el procedimiento de SYBR Green Q-PCR. A continuación se ensayó la capacidad para la detección y cuantificación en alimentos contaminados artificialmente: huevo líquido y leche en polvo infantil. Como resultado el sistema desarrollado ha demostrado su capacidad para la cuantificación de B. cereus entre 105 y 100 ufc/ml a partir de la matriz ensayada, que corresponde al mismo nivel que el método de referencia por recuento en placa. Dado que B. cereus puede estar presente en alimentos tanto en forma vegetativa como esporulada, para su detección por PCR se abordó, asimismo el desarrollo de un protocolo para asegurar la liberación del DNA a partir de esporas. Se partió de suspensiones calibradas de esporas que fueron sometidas a diferentes tratamientos: a) térmicos y b) adición de germinadores en diferentes combinaciones. Tras los tratamientos, se realizó la extracción de DNA con DNeasy Tissue kit (Qiagen), se cuantificó y se evaluó el rendimiento espectrofluorimétricamente (PicoGreen, Invitrogen) y mediante PCR convencional y SYBR Green Q-PCR. El tratamiento de germinación con 0,5 mM L-alanina/inosina resultó el más eficiente en suspensiones concentradas de esporas. Sin embargo, cuando se ensayó en alimentos inoculados (104 - 100 esporas/ml), la extracción con DNeasy Tissue Kit, sin necesidad de tratamientos previos, resultó satisfactorio.Por último, se realizó una aproximación cuantitativa para la detección de formas viables de B. cereus. Para ello se desarrolló un procedimiento de PCR a tiempo real con transcripción inversa (Q-RT-PCR) utilizando como diana el RNA mensajero del gen pc-plc, como indicador del estado de viabilidad celular. El nivel de sensibilidad obtenido por Q-RT-PCR fue de 30 células/reacción a partir de suspensiones celulares, y de 847 células/reacción tras su aplicación en huevo líquido.Los procedimientos de Q-PCR y Q-RT-PCR desarrollados en este estudio han mostrado ser eficientes para detectar la presencia de las especies del "grupo B. cereus" en alimentos, al menos al mismo nivel que el método de referencia, permitiendo además la cuantificación incluso de formas viables. / Bacillus cereus is a rod-shaped, Gram-positive sporeforming bacterium widely recognized as a food poisoning organism. Detection of this pathogen in food is usually carried out by culture techniques that are time consuming and frequently lead to misidentifications. As an alternative, molecular genetic techniques allow rapid, sensitive and accurate detection. In the present work, PCR based systems were applied for a rapid and unequivocal detection of "B. cereus group" which would be very valuable in food safety assessment. The presence of virulence genes was tested by PCR amplification in a collection of reference strains and food isolates that had been phenotypically and genotypically characterized. The pc-plc gene showed the highest prevalence among the tested strains and five oligonucleotides were designed in order to develop SYBR Green and TaqMan real-time PCR (Q-PCR) procedures. The SYBR Green Q-PCR was applied on spiked liquid egg and dried infant formulae showing suitable quantification results in a range of 105 to 100 ufc/ml, and high degrees of correspondence between Q-PCR assays and plate counts. To assess detection of B. cereus spores by PCR procedures, several DNA isolation methods were tested on spore suspensions: i) heat treatment and ii) germination triggered by nutrient germinants followed by DNA isolation (DNeasy tissue kit, Qiagen). Recovery of DNA was evaluated by PCR, Q-PCR, and PicoGreen fluorescence (Invitrogen). Germination with L-alanine 0.5 mM/inosine 0.5 mM rendered the maximum rate of DNA at 108 spores/ml. However, DNA extraction without any modifications rendered similar DNA recovery on 105 to 100 spores/ml range. Spore detection was established in 3-4 spores/reaction using both spore suspensions and spiked food samples. Besides pathogen detection, cell viability is important in food safety. Thus a one-step Q-RT-PCR detection system, was established to investigate the presence of metabolically active cells. By using this approach, 30 cells/reaction and 847 cells/reaction were detected in cell suspensions and spiked liquid egg samples, respectively.The developed Q-PCR and Q-RT-PCR systems proved to be highly sensitive and specific for the rapid and accurate detection and quantification of species of the "B. cereus group" in food, and constitute a promising tool in the detection of B. cereus including spores as well as viable cells.

Filamentous moulds may cause spoilage in raw materials, foods and feeds. Some of them synthesize mycotoxins which are a risk for human and animal health. For this reason, from the food safety point of view, only mycotoxins, as chemical hazards, are important. Nevertheless, despite the absence of direct correlation between mould growth and mycotoxins production, the prevention of fungal growth in raw materials and foods leads invariably to the prevention of mycotoxins presence. Due to the fact that moulds can contaminate foods from raw materials till end products, different strategies could be used at the different steps in the food chain. Preharvest strategies include the use of resistant varieties, crop rotation, soil preparation, optimal irrigation, fertilizer, herbicides, insecticides and chemical and biological agents application. Post-harvest strategies include improved drying and storage conditions, together with the use of natural and chemical agents. Predictive models may be used as a strategy to predict and prevent mycotoxigenjc fungal growth and mycotoxins accumulation. The present PhD work focused in two main strategies: a) The use of antifungals of natural origin to prevent from mycotoxigenic fungi and mycotoxins Equisetum arvense and Stevia rebaudiana extracts were analized as possible natural agents to inhibit growth and mycotoxin accumulation in in vitro and in vivo experiments. Both extracts were effective against mycotoxigenic moulds and the mycotoxigenic Aspergillus and Fusarium isolates studied were completely inhibited by a 3% of E. arvense. However, the effect decreased in the in vivo test. In the last case, Equisetum was effective against Aspergillus section Flavi and Fusarium section Liseola growth at high water activity levels and with high infection levels, but mycotoxins levels were not significantly affected. b) The assessment of the usefulness of predictive models to manage the mycotoxin problem In an initial experiment, four particular points which deserved in depth study to assess the viability of predictive microbiology in the moulds field were identified: 1) models should be developed for longer time periods; 2) food and raw materials prone to mycotoxin contamination are usually stored under marginal conditions for mould growth, thus performance of models should be checked under such conditions; 3) the impact of the inoculum size in the performance of the models; and 4) the impact of the potential intraspecies variability among isolates in prediction performance. Prediction of time to growth by kinetic models was clearly linked to inoculum size. On the other hand, the performance of predictive models may be compromised under marginal conditions for fungal growth, the higher variability of results under these conditions results in the need for a higher number of replicates required, specifically for kinetic models. For last, a high intraspecific variability on growth and mycotoxin levels has proven to be wider for the both isolates studies: A. carbonarius and P. expansum. For this reason, a greater number of strains should be included to develop models under non optimal condition for both, growth and for mycotoxin production. A matrix was built from which the number of strains and replicates to be planned for new experiments can be assessed for a reliable estimation of growth parameters and we conclude that increasing the number of strains in an experiment increases the explained variability much more than including further replicates. Finally, a first attempt was done to model aflatoxins production as a function of growth parameters and time. Aflatoxins accumulation was shown to be better correlated to colony area than either colony diameter or fungal biomass. Luedeking-Piret model was used for this purpose, and reasonable percentages of variability were explained. To conclude, probability models applied either to mould growth or mycotoxin production might be a valuable tool in food safety management through the food chain.

L’ocratoxina A (OTA) és una micotoxina produïda per vàries espècies de fongs del gènere Aspergillus i Penicillium. L’OTA és una de les micotoxines més ubiques, ja que a nivell mundial s’ha trobat en una gran varietat d’aliments tant d’origen vegetal com d’animal. Els productes per a consum humà elaborats a base de cereals són el grup d’aliments que presenta una major contaminació d’OTA. El vi és un altre aliment que freqüentment es troba contaminat amb OTA i que pot tenir una important contribució en quan a l’exposició humana d’aquesta micotoxina. Estudis realitzats en rosegadors han demostrat que l’OTA és capaç de promoure el desenvolupament de tumors renals i hepàtics. L’Agència Internacional per a la Investigació del Càncer (IARC) ha classificat l’OTA dins el grup 2B (possible compost carcinogen per als humans), ja que les dades que demostren la carcinogenicitat de l’OTA en humans encara són insuficients. Aquesta tesi doctoral consta de dos objectius generals: i) avaluar la bioaccessibilitat de l’OTA en vi negre i, ii) avaluar la citotoxicitat, genotoxicitat i la modulació de l’expressió genètica per a l’OTA. En el cas de la bioaccessibilitat de l’OTA, es va dur a terme un estudi en vi negre amb tres nivells de contaminació d’OTA (1,0-4,0 μg/L) en un sistema in vitro de digestió dinàmica simulada. Els resultats d’aquest estudi van demostrar que l’OTA és altament bioaccessible en suc gàstric (103-128%) però és poc bioaccessible en el suc intestinal (<26%). Addicionalment, en aquest mateix sistema es va avaluar la transformació de l’OTA a OTα i es va observar que la quantitat de OTα generada durant la digestió gàstrica va variar entre el 5,1-19,1%, mentre que en el compartiment intestinal no va excedir el 5%. L’avaluació de la citotoxicitat de l’OTA es va dur a terme mitjançant diversos assajos in vitro i tres tipus de cultius cel·lulars (els limfòcits humans i les línies cel·lulars Caco-2 i HepG2). Els assajos de viabilitat van demostrar que baixes dosis d’OTA (0,075-45 μM) no causen viabilitats per sota del 65%. Aplicant aquestes mateixes dosis, després de 24 hores d’exposició, es va detectar un dany significatiu en la integritat de la membrana cel·lular de les cèl·lules Caco-2 diferenciades i un efecte citostàtic en els limfòcits humans tractats amb 15 μM d’OTA. x En el cas de les cèl·lules Caco-2, es va estudiar l’efecte de l’exposició a baixes dosis d’OTA, sola o de forma conjunta amb la micotoxina deoxinivalenol (DON), i es va avaluar el presumpte efecte protector de l’antioxidant resveratrol (RES), el qual es troba naturalment present en el vi negre. La co-exposició a ambdues micotoxines va augmentar significativament la citotoxicitat de tots dos compostos en les cèl·lules Caco-2, sense produir un augment de les espècies reactives de l’oxigen (ERO). La co-exposició de l’OTA o el DON amb el ROS no va disminuir la citotoxicitat, al contrari, es va observar un augment de la citotoxicitat no associat a un augment en la producció de les ERO. Es van utilitzar dosis baixes d’OTA, inferiors a 45 μM, per avaluar l’expressió dels gens del sistema biotransformador de xenobiòtics (gens del grup CYP P450), així com la dels gens COX-2, LOX-5 i MRP2. Amb aquest objectiu es va utilitzar un sistema de co-cultiu de cèl·lules Caco-2 i HepG2 (plaques de cultiu transwell) per a simular l’absorció intestinal i el metabolisme hepàtic. Els resultats indiquen que l’OTA té gran capacitat per modular l’expressió dels gens estudiats al llarg del temps. En general es va observar que el temps d’exposició a l’OTA tenia un major efecte sobra la modulació dels gens i la integritat de la membrana (mesurada mitjançant la resistència elèctrica transepitelial) que no pas les diferents dosis de toxina utilitzades en els tractaments. En relació a l’avaluació de la genotoxicitat de l’OTA, s’ha demostrat que l’OTA és una micotoxina genotòxica capaç d’induir la formació de micronuclis en els limfòcits humans, així com, en un assaig cometa, incrementar el percentatge d’ADN en el cometa i provocar la seva acumulació en les cues dels cometes mitjançant un retràs en el sistema de reparació de l’ADN. Els resultats obtinguts indiquen que s’han d’invertir més esforços per tal d’entendre el mode d’acció de l’OTA, especialment tenint en compte la seva possible relació amb el desenvolupament del càncer en humans. Les troballes en referència a la citotoxicitat i la genotoxicitat de l’OTA a baixes dosis recolzen la teoria que l’OTA hauria de ser considerada carcinogènica sense llindar. / La ocratoxina A (OTA) es una micotoxina producida por varias especies de mohos de los géneros Aspergillus y Penicillium. Es bien conocido que la OTA es una de las micotoxinas más ubicuas, ya que se ha encontrado a nivel mundial en una gran variedad de alimentos tanto de origen vegetal como animal. Los productos para consumo humano elaborados a base de cereales son el grupo de alimentos que presenta una mayor contaminación por OTA. El vino es un alimento que se encuentra contaminado con frecuencia con OTA y que puede tener una importante contribución a la exposición humana a esta micotoxina. Estudios en roedores han demostrado que la OTA es capaz de promover el desarrollo de tumores renales y hepáticos. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) ha clasificado a la OTA en el grupo 2B (posible compuesto carcinógeno para el hombre), porque los datos que demuestran la carcinogenicidad de la OTA en humanos aún son insuficientes. Esta tesis doctoral tuvo dos objetivos generales: i) evaluar la bioaccesibilidad de la OTA en vino tinto, y ii) evaluar la citotoxicidad, genotoxicidad y la modulación de la expresión génica por la OTA. En el caso de la bioaccesibilidad de la OTA, se llevó a cabo un estudio en vino tinto con tres niveles de contaminación de OTA (1,0-4,0 μg/L) en un sistema in vitro de digestión dinámica simulada. Los resultados de este estudio mostraron que la OTA es altamente bioaccesible en jugo gástrico (103-128%), pero es poco bioaccesible en el jugo intestinal (<26%). Adicionalmente, en este sistema se evaluó también la transformación de la OTA a OTα, encontrando que la cantidad de OTα generada en la digestión gástrica varió entre el 5,1-19,1%, mientras que en el compartimento intestinal no excedió del 5%. La evaluación de la citotoxicidad de la OTA fue llevada a cabo usando varios ensayos in vitro, y tres tipos de cultivos celulares (linfocitos humanos, y las líneas celulares Caco-2 y HepG2). Los ensayos de viabilidad mostraron que bajas dosis de OTA (0,075-45 μM) no causan viabilidades por debajo del 65%. Aplicando estas mismas dosis, tras 24 h de exposición se detectó un daño significativo en la integridad de la membrana celular de las células Caco-2 diferenciadas y un efecto citostático en linfocitos humanos tratados con 15 μM de OTA. viii En el caso de las células Caco-2, se estudió el efecto de la exposición a bajas dosis de OTA, sola o de forma conjunta con la micotoxina deoxinivalenol (DON), y se evaluó el presunto efecto protector del antioxidante resveratrol (RES), compuesto naturalmente presente en el vino tinto. La co-exposición a ambas micotoxinas aumentó significativamente la citotoxicidad de ambos compuestos en las células Caco-2, sin aumentar por ello la producción de especies reactivas del oxígeno (ERO). La co-exposición de OTA o DON con RES no disminuyó la citotoxicidad, más bien al contrario, se observó un aumento de la citotoxicidad no asociado con un aumento en la producción de ERO. Se usaron dosis bajas de OTA, inferiores a 45 μM, para evaluar la expresión de genes del sistema biotransformador de xenobióticos (genes del grupo CYP P450), así como la de los genes COX-2, LOX-5, y MRP2. Para ello se empleó un sistema de co-cultivo de células Caco-2 y HepG2 (placas de cultivo transwell) para simular la absorción intestinal y el metabolismo hepático. Los resultados indican que la OTA es capaz de modular fuertemente la expresión de los genes estudiados a lo largo del tiempo, teniendo, por lo general, el tiempo de exposición a la OTA un mayor efecto sobre la modulación de los genes y la integridad de la membrana (medida por la resistencia eléctrica transepitelial) que las diferentes dosis de toxina utilizadas en los tratamientos. En cuanto a la evaluación de la genotoxicidad de la OTA, se ha demostrado que la OTA es un micotoxina genotóxica capaz de inducir formación de micronúcleos en linfocitos humanos, así como de, en un ensayo cometa, incrementar el porcentaje de ADN en el cometa, y causar la acumulación del mismo en las colas de los cometas mediante un retraso en el sistema de reparación del ADN. Los resultados obtenidos indican que se deben realizar mayores esfuerzos para entender el modo de acción de la OTA, especialmente teniendo en cuenta su posible relación con el desarrollo del cáncer en los seres humanos. Los hallazgos sobre la citotoxicidad y genotoxicidad de la OTA a bajas dosis apoyan la teoría de que la OTA debería de ser considerada un carcinógeno sin umbral. / Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin produced by certain fungal species of the genera Aspergillus and Penicillium. OTA is well known as a contaminant of a large variety of foods, feeds and beverages worldwide. Cereal-based foodstuffs are the most important OTA-contaminated foods for human consumption. Wine has been shown to be frequently contaminated with OTA and thus contributes significantly to human exposure to this mycotoxin. Studies in rodents show that exposure to OTA promotes the development of kidney and liver tumours. The International Agency for Research on Cancer (IARC) classified OTA in the group 2B (possibly carcinogenic to humans), because there are insufficient data about its carcinogenicity to humans. This PhD thesis had two general objectives: i) to assess the bioaccessibility of OTA in red wine, and ii) to assess OTA cytotoxicity, genotoxicity and gene expression modulation. With regard to OTA bioaccessibility, a study was conducted with red wine at three contamination levels (1.0-4.0 μg/L) using an in vitro dynamic digestion model. The results showed that OTA is highly bioaccessible in the gastric chyme (103-128%) but much less bioaccessible in the intestinal chyme (<26%). The digestion system was also used to evaluate the transformation of OTA to OTα; the amount of OTα generated in gastric digestion was found to range from 5.1% to 19.1%, while the amount generated in intestinal digestion did not exceed 5%. OTA cytotoxicity was evaluated by means of different in vitro assays with two human cell lines (Caco-2 and HepG2 cell lines) and primary human lymphocytes. Viability assays showed that low doses of OTA (0.075-45 μM) did not cause viabilities below 65%. At the same doses, significant damage was observed in the membrane integrity of differentiated Caco-2 cells and a cytostatic effect in lymphocytes treated with 15 μM OTA. In Caco-2 cells, the effect of exposure to low OTA doses, alone and in combination with the mycotoxin deoxynivalenol (DON), was evaluated, as was the apparent protective effect of the antioxidant resveratrol (RES), a natural compound found in red wine. Co-exposure to both mycotoxins significantly increased the cytotoxicity of both compounds in vi Caco-2 cells, without an increase in the generation of reactive oxygen species (ROS). Co-exposure to OTA or DON with RES did not diminish the cytotoxicity; on the contrary, an increase in the cytotoxicity was observed that was not associated with an increase in ROS production. OTA doses lower than 45 μM were used to assess the gene expression modulation of the xenobiotic transformation system (CYP P450 system genes), as well as of the COX-2, LOX-5, and MRP2 genes. To this end, the gene expression level was investigated in a co-culture system of Caco-2 and HepG2 (transwell culture plates) to simulate intestinal absorption and hepatic metabolism. The results suggest that OTA was able to strongly modulate gene expression over time, and that the time of exposure to OTA had a greater effect on expression gene and membrane integrity (as measured by transepithelial electrical resistance) than the dose of toxin used in the treatments. With regard to the OTA genotoxicity assessment, OTA was shown to be a genotoxic mycotoxin, because it was able to induce micronucleus (MN) formation in human lymphocytes. Moreover, in a comet assay, OTA increased the percentage of DNA in the comets and caused an accumulation of DNA in the comets’ tails by delaying the DNA repair pathway. Our results show that further research is needed to understand the mode of action of OTA, especially considering its possible association with human cancer development. Our findings on OTA cytotoxicity and genotoxicity at low doses support the theory that OTA should be considered a non-threshold carcinogen.

La investigació descrita en aquesta tesi es centra en la determinació de la influència de les pràctiques de maneig del cultiu, processament i les condicions d'emmagatzematge en la qualitat microbiològica de l'enciam mínimament processat i en l'estudi de les estratègies de mitigació per millorar la seva seguretat. S'ha estudiat l'efecte del sistema de producció, orgànica o convencional, de la qualitat microbiològica d'enciam fresc. Es va avaluar la transferència i la persistència de L. innocua i E. coli O157:H7 en els fulls d'enciam i en el sòl durant la tardor i la primavera utilitzant diferents mètodes de reg contaminats artificialment i el compost. La capacitat de L. monocytogenes, Salmonella i E. coli O157:H7 per créixer en enciam envasat en tres condicions d'atmosfera diferents creades per mitjà de la utilització de pel•lícules de diferents permeabilitats a dues temperatures d'emmagatzematge va ser evaluada. Es va examinar el potencial patogènic de dues soques de S. Typhimurium DT104, amb l'objectiu de mesurar la seva capacitat per sobreviure al tracte gastrointestinal simulat i d'adherir i envair cèl•lules diferenciades Caco-2, després d’una incubació seqüencial al sòl, l'enciam i enciam tallat emmagatzemat en condicions de MAP. En aquesta tesi l'efecte de millorar la microbiota d'enciam sotmesa a les diferents etapes de pre-condicionament en la supervivència de L. monocytogenes i E. coli O157:H7 com a mètode bioconservant també va ser avaluat. Finalment, s'ha estudiat l'ús de l'addició de bioconservants com a mètode per a controlar o reduir PTA en enciam mínimament processada. / La investigación descrita en esta tesis se enfoca en la determinación de la influencia de las prácticas de manejo del cultivo, procesamiento y condiciones de almacenamiento en la calidad microbiológica de la lechuga mínimamente procesada y en el estudio de las estrategias de mitigación para mejorar su seguridad. Se ha estudiado el efecto de los sistemas de producción, orgánico o convencional, en la calidad microbiológica de lechuga fresca. Se evaluó la transferencia y la persistencia de L. innocua y E. coli O157:H7 en las hojas de lechuga y en el suelo durante el otoño y la primavera, utilizando diferentes métodos de riego contaminado artificialmente y el compost. La capacidad de L. monocytogenes, Salmonella y E. coli O157:H7 para crecer en lechuga mínimamente procesada y envasada en tres diferentes condiciones de atmósfera, creada por la utilización de películas con diferentes permeabilidades a dos temperaturas de almacenamiento fue evaluada. Se examinó el potencial patogénico de dos cepas de S. Typhimurium DT104, con el objetivo de medir su capacidad para sobrevivir al tracto gastrointestinal simulado y de adherirse e invadir a las células diferenciadas Caco-2, después de la incubación secuencial en el suelo, lechuga y lechuga cortada almacenada en MAP. En esta tesis también se evaluó el efecto de aumentar la microbiota de lechuga sometida a las diferentes etapas de pre-acondicionamiento en la supervivencia de L. monocytogenes y E. coli O157:H7 como método bioconservante. Por último, se ha estudiado el uso de la adición de bioconservantes como método para controlar o reducir los PTA en lechuga mínimamente procesada. / The research described in this thesis is focused on the determination of the influence of field management practices, processing and storage conditions on the microbial quality of fresh-cut lettuce and on the study of mitigation strategies to enhance its safety. The effect of production system, organic or conventional, on the microbiological quality of fresh lettuce was studied. The transfer and persistence of L. innocua and E. coli O157:H7 on lettuce leaves and in soil during fall and spring using different artificially contaminated irrigation methods and compost was evaluated. The ability of L. monocytogenes, Salmonella and E. coli O157:H7 to grow on shredded lettuce packaged in three different atmosphere conditions created by means of using different permeability films at two storage temperatures was evaluated. The pathogenic potential of two S. Typhimurium DT104 strains was examined, with the aim to measure their capability to survive a simulated gastrointestinal tract system and to adhere to and invade differentiated Caco-2 cells, after sequential incubation into soil, lettuce and cut lettuce stored under MAP conditions. In this thesis the effect of enhancing native microbiota of lettuce submitted to different pre-conditioning steps on survival of L. monocytogenes and E. coli O157:H7 as a biopreservative method was also evaluated. Finally, the use of adding biopreservatives as a method to control or reduce FBP in fresh-cut lettuce was studied.

L'anàlisi i el disseny dels sistemes de control de temps real és una tasca complexa, que requereix la integració de dues disciplines, la dels sistemes de control i la dels sistemes de temps real. Tradicionalment però, els sistemes de control de temps real s'han dissenyat diferenciant, de forma independent, dues fases, primerament el disseny del controlador, i després, la seva implementació en un computador. Això ha desembocat en solucions no òptimes tant en termes de planificabilitat del sistema i com en el rendiment dels sistemes controlats.Normalment, els mètodes i models de la teoria de control de temps discret no consideren durant la fase de disseny dels controladors les limitacions que es puguin derivar de la implementació. En la fase de disseny s'assumeix que els algorismes de control s'executaran en processadors dedicats i que els processadors seran prou ràpids i determinístics per no haver-se de preocupar del comportament temporal que aquests algorismes de control tindran en temps d'execució. Tot i així, quan els recursos - per exemple, processadors - són limitats, apareixen variacions temporals en l'execució dels algorismes de control. En concret, en els sistemes de planificació de tasques de temps real, un algorisme de control s'implementa en una tasca periòdica caracterizada per restriccions temporals estàndards com períodes i terminis. És sabut que, en la planificació de tasques de temps real, les variacions temporals en l'execució d'instàncies de tasques és permesa sempre i quan les restriccions de planificabilitat estiguin garantides. Aquesta variabilitat per tasques de control viola l'estricte comporament temporal que la teoria de control de temps discret pressuposa en l'execució dels algorismes de control.Això té dos efectes negatius: la variabilitat temporal en l'execució de les tasques de control degrada el rendiment del sistema controlat, fins i tot causant inestabilitat. A més, si es minimitza la probabilitat d'aparició d'aquesta variabilitat en l'execució de les tasques de control a través d'especificacións més limitants, la planificabilitat del conjunt de tasques del sistema disminueix.Cal tenir en compte que la teoria de control no dóna directrius de com incloure, en la fase de disseny dels controladors, aquesta variabilitat en l'execució de tasques que es deriva de les limitacions d'implementació. A més, la teoria de sistemes de temps real no proporciona ni models de tasques ni restriccions temporals que puguin ser usats per garantir l'execució periòdica, i sense variabilitats temporals, de tasques sense sobrelimitar la planificabilitat dels sistema.En aquesta tesi es presenta un entorn integrat i flexible de planificació i de control per a l'anàlisi i el disseny de sistemes de control de temps real que dóna solucions als problemes esmentats anteriorment (baixa planificabilitat en el sistema i degradació del rendiment dels sistemes controlats). Mostrem que, fusionant les activitats de la comunitat de temps real amb les de la comunitat de control, això és, integrant la fase de disseny de controladors amb la fase d'implementació en un computador, es millora tant la planificabilitat del sistema com el rendiment dels sistemes controlats.També es presenta una nova aproximació al disseny de controladors de temps discret que té en compte les limitacions derivables de la implementació i relaxa les tradicionals assumpcions dels controladors de temps discret (mostreig i actuació equidistants). En lloc d'especificar, en la fase de disseny, únics valors pel període de mostreig i pel retard temporal, especifiquem un conjunt de valors tant per l'un com per l'altre. Aquesta nova aproximació al disseny de controladors es basa en la idea d'ajustar, en temps d'execució, els paràmetres del controlador d'acord amb el comportament temporal específic de la implementació (per exemple, d'acord amb la variabilitat en l'execució de les tasques deguda a la planificació). Els llaços de control resultants esdevenent sistemes variants en el temps, amb mostreig irregular i retards temporals variables. Per a aquests sistemes, i utilitzant formulació en l'espai d'estat, presentem una anàlisi completa d'estabilitat, així com l'anàlisi de la resposta. També mostrem com, a partir de les propietats temporals d'aquesta nova aproximació al disseny de controladors, podem obtenir restriccions temporals més flexibles per a les tasques de control. Les restriccions temporals estàndards, per a les tasques periòdiques en els sistemes de temps real, són constants per a totes les instàncies d'una tasca. Això és, només un sol valor per a una restricció és aplicable a totes les instàncies. Les noves restriccions temporals que presentem per a tasques de control no forcen a aplicar un valor específic, sinó que permeten aplicar valors diferents a cada instància d'una tasca, tenint en compte, per exemple, la planificabilitat d'altres tasques.Aquestes restriccions temporals flexibles per a tasques de control ens permeten obtenir planificacions viables i sistemes de control estables a partir de conjunts de tasques (incloent tasques de control i d'altres) que no eren planificables en usar mètodes estàndards tant de planificació de temps real com de disseny de controladors. A més, associant informació de rendiment de control a aquestes noves restriccions temporals per a tasques de control, mostrem com podem prendre decisions de planificació que, anant més enllà de complir amb les restriccions temporals, milloren el rendiment dels sistemes controlats quan aquests sofreixen perturbacions. / The analysis and design of real-time control systems is a complex task, requiring the integration and good understanding of both control and real-time systems theory. Traditionally, such systems are designed by differentiating two separate stages: first, control design and then its computer implementation, leading to sub-optimal solutions in terms of both system schedulability and controlled systems performance.Traditional discrete-time control models and methods consider implementation constraints only to a very small extent. This is due to the fact that in the control design stage, controllers are assumed to execute in dedicated processors and processors are assumed to be fast and deterministic enough not to worry about the timing that the controlling activities may have on the implementation. However, when resources (e.g., processors) are limited, timing variations in the execution of control algorithms occur. Specifically, a control algorithm in traditional real-time scheduling is implemented as a periodic task characterized by standard timing constraints such as period and deadline. In real-time scheduling, timing variations in task instance executions (i.e., jitters) are allowed as far as the schedulability constraints are preserved. Consequently, the resulting jitters for control task instances do not comply with the strict timing demanded by discrete-time control theory. This has two pervasive effects: the presence of jitters for control tasks degrades the controlled system performance, even causing instability. On the other hand, minimizing the likelihood of jitters for control tasks by over-constraining the control task specification reduces the schedulability of the entire task set. It is worth mentioning that control theory offers no advice on how to include, into the design of controllers, the effects that implementation constraints have in the timing of the control activities (e.g., scheduling inherent jitters). Also, real-time theory lacks task models and timing constraints that can be used to guarantee a periodic task execution free of jitters without over-constraining system schedulability. In this thesis we present a flexible integrated scheduling and control analysis and design framework for real-time control systems that solves the problems outlined above: poor system schedulability and controlled systems performance degradation. We show that by merging the activities of the control and real-time communities, that is, by integrating control design with computer implementation, both system schedulability and controlled systems performance are improved. We present a new approach to discrete-time controller design that takes implementation constraints into account and relaxes the equidistant sampling and actuation assumptions of traditionally designed discrete-time controllers. Instead of specifying a single value for the sampling period and a single value for the time delay at the design stage, we specify a set of values for both the sampling period and for the time delay. This new approach for the controller design relies on the idea of adjusting controller parameters at run time according to the specific implementation timing behaviour, i.e., scheduling inherent jitters. The resulting closed-loop systems are based on irregularly sampled discrete-time system models with varying time delays. We have used state space formulation to present a complete stability and response analysis for such models.We also show how to derive more flexible timing constraints for control tasks by exploiting the timing properties imposed by this new approach to discrete-time controller design. Real-time scheduling standard timing constraints for periodic tasks are constant for all task instances. That is, a single value of a constraint (e.g., period or deadline) holds for all task instances. Our flexible timing constraints for control tasks do not set specific values. Rather, they provide ranges and combinations to choose from (at each control task instance execution), taking into account, for example, schedulability of other tasks. That is, these more flexible timing constraints for control tasks allow us to obtain feasible schedules and stable control systems from task sets (including control and non-control tasks) that are not feasible using traditional real-time scheduling and discrete-time control design methods. In addition, by associating control performance information with these new timing constraints for control tasks, we show how scheduling decisions, going beyond meeting timing constraints, can be taken to improve the performance of the controlled systems when they are affected by perturbations.

S'ha estudiat la degradació fotoquímica de compostos tòxics (toxines i pesticides) en aigua i sucs de fruita, utilitzant radiació UV-visible, en que una làmpada de vapor de mercuri de mitja pressió, que emet entre 250 i 700 nm, es la font d'emissió. Les cinètiques de fotodegradació dels compostos tòxics depenen de la seua concentració en el medi reaccionat. en el cas de micotoxines (patulina i ocratoxina A), s'ha obtingut que la degradació fotoquímica segueix una cinètica de primer ordre. Per als pesticides, la fotodegradació de benomil també es pot descriure amb una cinètica de primer ordre, mentre que el tiabendazol segueix cinètiques d'ordre zero i pseudo primer ordre. Per a les micotoxines i tiabendazol s'ha estudiat la compensació cinètica i termodinàmica, havent obtingut que per la patulina i tiabendazol en el procés global de fotodegradació el control és entròpic, però per a l'ocratoxina A el control és entàlpic. / Se ha estudiado la degradación fotoquímica de compuestos tóxicos (toxinas y plaguicidas) en agua y zumos de fruta, utilizando radiación UV-visible, siendo la fuente una lámpara de vapor de mercurio de media presión que emite entre 250 y 700 nm. Las cinéticas de fotodegradación de los compuestos tóxicos dependen de su concentración en el medio reaccionante. En el caso de micotoxinas (patulina y ocratoxina A), se ha obtenido que la degradación fotoquímica sigue cinéticas de primer orden. Para plaguicidas, la fotodegradación de benomilo también se puede describir mediante cinéticas de primer orden; sin embargo, el tiabendazol sigue cinéticas de orden cero o pseudo primer orden. Para las micotoxinas y tiabendazol se ha estudiado la compensación cinética y termodinámica, habiendo obtenido que para patulina y tiabendazol en el proceso global de fotodegradación el control es entrópico; pero para la ocratoxina A el control ha resultado ser entálpico. / In this thesis, a study of removing various toxic compounds (toxins and pesticides) present in fruit juices and water by applying a treatment with UV radiation is shown. The radiation source is a mid-pressure mercury lamp, emitting on the 250-700 nm wavelength range. Photodegradation kinetics of toxic compounds depends on its concentration in the reaction medium. For mycotoxins (patulin and ochratoxin A), it has been obtained that the photochemical degradation follows first order kinetics. For pesticides like benomyl, the photodegradation can be described by first-order kinetics; however, thiabendazole follows zero order or pseudo first order kinetics. For mycotoxins and thiabendazole the kinetics and thermodynamics compensation has been studied, having obtained that patulin and thiabendazole photodegradation control is entropic for all processes; but for ochratoxin A control has been enthalpic.

Uno de los mayores retos que debe ser afrontado por los diseñadores de micro-procesadores es el de mitigar la gran latencia de las instrucciones de carga de datos en registros. Esta tesis analiza una de las posibles alternativas para atacar dicho problema: predicción de direcciones y ejecución especulativa.Varios autores han comprobado que las direcciones efectivas calculadas por las instrucciones de carga son bastante predecibles. En primer lugar, hemos analizado a qué es debida dicha predictabilidad. Este estudio intenta establecer las estructuras típicas presentes en lenguajes de alto nivel que, al ser compiladas, generas instruciones de carga predecibles. También se analizan los predictores convencionales con el objetivo de determinar qué predictores son más adecuados para las típicas aplicaciones.El estudio continúa con la propuesta de nuevos predictores de direcciones que utilizan sus recursos de almacenamiento de forma más eficiente que los previos predictores. Los predictores alamacenan información respecto al comportamiento de las instrucciones de carga; sin embargo, los requisitos de las instrucciones predecibles son diferentes de los de las instrucciones no predecibles. Consecuentemente, se propone una organización de las tablas de predicción que considere la existencia de ambos tipos de instruciones. También se muestra que existe un cierto grado de redundnacia en las tablas de predicción de los predictores. Este estudio propoen organizar las tablas de predicción de forma que se reduzca dicha redundancia. Todas estas propuestas permiten reducir los requisitos de los predictores referentes a espacio de alamacenamiento, sin causar menoscabo en el rendimiento de los predictores.Posteriormente, se evalúa el impacto de la predicción de direcciones en el rendimiento de los processadores. Las evaluaciones asumen que las predicciones se utilizan para iniciar de forma especulativa accessos a memoria y para ejecutar de forma especulativa sus instrucciones dependientes. En caso de una predicción correcta, todo el trabajo realizado de forma especulativa puede considerarse como correcto; en caso de error de predicción, el tranajo realizado especulativamente debe ser descartado. El estudio se centra en diversos aspectos como la interacción entre predicción de direcciones y predicción de saltos, la implementación de mecanismods de verification, los mecanismos re recuperación en casos de errores de predicción y la influencia de varios parámetreos del procesador (el tamaño de la ventana de emisión de instrucciones, la latencia de la memora cache, y la anchura de emisión de instrucciones) en le impacto de la predicción de direcciones en el rendimiento de los procesadores.Finalmente, se han evaluado mechanismos de recuperación para el caso de errores de predicción de latencia. La predicción de latencia es una técnica de ejecución especulativa utilizada por los planificadores de alguncos procesadores superescalares para tratar las instrucciones de latencia variable (por ejemplo, las instrucciones de carga). Nuestras evaluaciones se centran en un mecanismo convencional de recuperación para errores de predicción de latencia y en una nueva propuesta. También se evalúan los mecanismos propuestos en el ámbito de predicción de direcciones. Se concluye con que éstos mecanismos representan una alternativa rentable a los mecanismos de recuperación convencionales utilizados para tratar los errores de predicción de direcciones. / Mitigating the effect of the large latency of load instructions is one of challenges of micro-processor designers. This thesis analyses one of the alternatives for tackling this problem: address prediction and speculative execution.Several authors have noticed that the effective addresses computed by the load instructions are quite predictable. First of all, we study why this predictability appears; our study tries to detect the high-level language structures that are compiled into predictable load instructions. We also analyse the conventional address predictors in order to determine which address predictors are most appropriate for the typical applications.Our study continues by proposing address predictors that use their storage structures more efficiently. Address predictors track history information of the load instructions; however, the requirements of the predictable instructions are different from the requirements of the unpredictable instructions. We then propose an organization of the prediction tables considering the existence of both kinds of instructions. We also show that there is a certain degree of redundancy in the prediction tables of the address predictors. We propose organizing the prediction tables in order to reduce this redundancy. These proposals allow us to reduce the area cost of the address predictors without impacting their performance.After that, we evaluate the impact of address prediction on processor performance. Our evaluations assume that address prediction is used to start speculatively some memory accesses and to execute speculatively their dependent instructions. On a correct prediction, all the speculative work is considered as correct; on a misprediction, the speculative work must be discarded. Our study is focused on several aspects such as the interaction of address prediction and branch prediction, the implementation of verification mechanisms, the recovery mechanism on address mispredictions, and the influence of several processor parameters (the issue-queue size, the cache latency and the issue width) on the performance impact of address prediction. Finally, we evaluate several recovery mechanisms for latency mispredictions. Latency prediction is a speculative technique used by the schedulers of some superscalar processors to deal with variable-latency instructions (for instance, load instructions). Our evaluations are focused on a conventional recovery mechanism for latency mispredictions and a new proposal. We also evaluate the proposed recovery mechanism in the scope of address prediction; we conclude that it represents a cost-effective alternative to the conventional recovery mechanisms used for address mispredictions.

La programació d'aplicacions en màquines paral·leles és un tema d'interès quant a que cada vegada són més les màquines d'aquest tipus disponibles comercialment.Per a això l'usuari disposa de dues opcions: (a) Utilització de llenguatges de programació amb primitives específiques que permetin expressar i aprofitar les possibilitats que ofereix la màquina. (b) Utilització de compiladors que de forma automàtica siguin capaces d'extreure el paral·lelisme del programa escrit en un llenguatge de programació convencional. La segona opció presenta certs avantatges, com per exemple, que el programador només deu preocupar se de l'algorisme a resoldre i no de les operacions que poden realitzar-se de forma simultània. D'altra banda són moltes les aplicacions escrites en llenguatges convencionals i que la seva paral·lelització automàtica evitaria la seva reprogramació manual. Aquests compiladors poden extreure paral·lelisme a nivell de procediments ("coarse grain"), bucles ("medium grain") o sentències ("fine grain") existint per a això alguns mètodes proposats en la literatura. En programes numèrics gran part del temps s'empra en l'execució de bucles. Per això, la paral·lelització a nivell de bucles ha estat la més estudiada i es basa en una detallada anàlisi de les dependències entre les sentències que ho componen. Aquesta tesi se centra en l'estudi i proposta de tècniques de reestructuració per a bucles en programes seqüencials. Els principals problemes tractats són l'existència de recurrències i sentències condicionals en aquests bucles. L'avaluació del paral·lelisme d'un bucle és considerada en primer lloc i es realitza a partir del grat de dependències entre sentències obtingut en temps de compilació. El paral·lelisme avaluat és una bona mesura de l'eficiència del procés de reestructuració realitzat. Es proposa un mètode, Graph Traverse Scheduling (GTS) que incorporat en un compilador permet l'extracció del màxim paral·lelisme del bucle. La planificació ("scheduling") realitzada es basa en recorreguts a través d'un cicle del graf de dependències que compleix unes determinades característiques. L'aplicació de GTS per a multiprocessadors amb memòria compartida permet l'obtenció de tasques independents o sincronitzades segons les dependències existents. Un dels temes considerats és la reducció del nombre de sincronitzacions explícites afegides així com el compromís entre paral·lelisme obtingut i sincronització. L'aplicació de GTS per a màquines vectorials permet l'obtenció operacions vectorials de màxima longitud a partir de les operacions incloses en bucles seqüencials. GTS pot ser aplicat a altres arquitectures com multiprocessadors amb memòria distribuïda i màquines VLIW, encara que aquests temes no han estat considerats en aquesta tesi. Es comparen els resultats obtinguts per GTS amb els obtinguts aplicant altres tècniques de reestructuració ja existents, basant-se aquesta comparança en dades obtingudes a partir de grafs de dependència aleatòriament generats. / La programación de aplicaciones en máquinas paralelas es un tema de interés en cuanto a que cada vez son más las máquinas de este tipo disponibles comercialmente. Para ello el usuario dispone de dos opciones: (a) Utilización de lenguajes de programación con primitivas específicas que permitan expresar y aprovechar las posibilidades que ofrece la máquina. (br) Utilización de compiladores que de forma automática sean capaces de extraer el paralelismo del programa escrito en un lenguaje de programación convencional.La segunda opción presenta ciertas ventajas, como por ejemplo, que el programador sólo debe de preocuparse del algoritmo a resolver y no de las operaciones que pueden realizarse de forma simultánea. Por otro lado son muchas las aplicaciones escritas en lenguajes convencionales y cuya paralelización automática evitaría su reprogramación manual. Estos compiladores pueden extraer paralelismo a nivel de procedimientos ("coarse grain"), bucles ("medium grain") o sentencias ("fine grain") existiendo para ello algunos métodos propuestos en la literatura. Enprogramas numéricos gran parte del tiempo se emplea en la ejecución de bucles. Por ello, la paralelización a nivel de bucles ha sido la más estudiada y se basa en un detallado análisis de las dependencias entre las sentencias que lo componen. Esta tesis se centra en el estudio y propuesta de técnicas de restructuración para bucles en programas secuenciales. Los principales problemas tratados son la existencia de recurrencias y sentencias condicionales en estos bucles. La evaluación del paralelismo de un bucle es considerada en primer lugar y se realiza a partir del grato de dependencias entre sentencias obtenido en tiempo de compilación. El paralelismo evaluado es una buena medida de la eficiencia del proceso de reestructuración realizado. Se propone un método, Graph Traverse Scheduling (GTS) que incorporado en un compilador permite la extracción del máximo paralelismo del bucle. El "scheduling' realizado se basa en recorridos a través de un ciclo del grafo de dependencias que cumple unas determinadas características.La aplicación de GTS para multiprocesadores con memoria compartida permite la obtención de tareas independientes o sincronizadas según las dependencias existentes. Uno de los temas considerados es la reducción del número de sincronizaciones explícitas añadidas así como el compromiso entre paralelismo obtenido y sincronización. La aplicación de GTS para máquinas vectoriales permite la obtención operaciones vectoriales de máxima longitud a partir de las operaciones incluidas en bucles secuenciales. GTS puede ser aplicado a otras arquitecturas como multiprocesadores con memoria distribuida y máquinas VLIW, aunque estos temas no han sido considerados en esta tesis. Se comparan los resultados obtenidos por GTS con los obtenidos aplicando otras técnicas de reestructuración ya existentes, basándose esta comparación en datos obtenidos a partir de gráfos de dependencia aleatoriamente generados. / Vectorizing and parallelizing compilers exist today for high performance vector and parallel computers in order to execute efficiently sequential programs written in convencional languages such as FORTRAN. In this thesis the author studies and proposes methods for restructuring recurrences as the main problem in such restructuring compilers. The method presented extracts the maximum parallelism or vector operations out of DO loops with tight recurrences including or no conditional statements. The method is named Graph Traverse Scheduling (GTS) and it is devised for producing code for shared memory multiprocessor systems or vector machines. The method is presented for single nested loops including one or several recurrences; the author also shows how parallel and vector code can be generated. Based on the dependence graph, the author first presents its parallelism and vector length evaluation as loop characteristies that will determine the restructuring process. Then the author presentes the application of GTS in order to distribute iterations of a recurrence between tasks or to generate vector operations of a given length. When this methods is applied for parallel code generation, dependences not inciuded in the sequential execution of each task must be explicitely synchronized. Therefore, hardware support for fast synchronization is assumed in the target architecture. When GTS is applied for vector code generation, a sequential loop of vector operations is obtained. Finally the author performs a brief comparison of the resuits btained by the method presentes and other existing methods used restructuring recurrences in sequential loops.

En la presente tesis doctoral se ha estudiado y caracterizado la obtención de capas de nitruro en titanio y Ti6Al4V mediante tratamiento termoquímico de nitruración para la mejora de la dureza superficial y de la resistencia al desgaste del titanio y del Ti6Al4V.Tras un estudio estadístico de los parámetros ópticos y el efecto del tratamiento en los mecanismos de desgaste, se realizó un estudio químico y microestructural, así como de la cinética de nitruración, mediante diferentes técnicas, como rugosimetría, microscopia, difracción de electrones, de rayos X y espectroscopia Auger. El estudio de las propiedades mecánicas se realizó mediante ensayos mecánicos de tracción y de fatiga oligocíclica. Se procedió posteriormente a la caracterización electroquímica mediante técnicas de análisis electroquímico. Por último, se procedió a un estudio de la biocompatibilidad del tratamiento de nitruración.Las conclusiones obtenidas son que el tratamiento termoquímico de nitruración del titanio y de la aleación Ti6Al4V produce una capa lisa y homogénea en las muestras tratadas de titanio y de la aleación Ti6Al4V, con incrementos de la dureza superficial de hasta un 500% respecto al material no tratado, y con obtención de reducciones del coeficiente de desgaste de más de un orden de magnitud en las condiciones ensayadas.La capa de nitruros formada tiene un espesor de 1-2 ?m, formada por pequeños granos de nitruros con diámetros del orden de los 50-100 nm. El componente principal de la capa es nitruro de titanio (Ti2N). Las muestras nitruradas estudiadas exhiben un buen comportamiento electroquímico, con elevadas resistencias de transferencia de carga. A partir de los resultados obtenidos en los ensayos realizados el Ti6Al4V nitrurado no se apreciaron señales de toxicidad. / In this thesis it has been studied and characterised the obtention of titanium and Ti6Al4V nitride layers by means of thermo-chemical nitriding processing for the improvement of the surface hardness and wear resistance. After statistical study of the optical parameters and the effect of nitriding in the wear mechanisms, chemical and microstructural characterisations were made, as well as the study of nitriding kinetics by means of different techniques, like profilometry, optical and electron microscopy, X-ray and electron diffraction techniques and Auger spectroscopy. The study of the mechanical properties was made by means of static and fatigue mechanical tests. Electrochemical characterisation was made by means of electrochemical analyses techniques. Finally, the biocompatibility of Ti6Al4V nitrided samples was studied. It was concluded that thermo-chemical nitriding of titanium and Ti6Al4V alloy produces a smooth and homogenous layer in the treated samples, with increments of surface hardness up to 500% compared to non-treated material. Reductions of the wear coefficient of an order of magnitude were also achieved in test conditions. The obtained nitride layer has a thickness of 1-2 micrometer, and it is formed by small nitride grains with diameters of the order of 50-100 nm. The main component of the layer is titanium nitride (Ti2N). The studied nitrided samples exhibit excellent electrochemical behaviour, with a high resistance to electric load transference. The results obtained in the toxicity tests did not show signals of toxicity of the nitrided Ti6Al4V.