Tesis por compendio / [ES] La actual problemática medioambiental está demandando sistemas de producción más sostenibles, como los de la agricultura ecológica. Una buena alternativa para estos sistemas son las variedades tradicionales de pimiento, con rasgos de calidad característicos y de amplia variabilidad genética, fundamental en los programas de mejora, concretamente para la adaptación a la producción ecológica. En la presente tesis se ha estudiado la calidad nutricional y organoléptica del cultivo del pimiento (Capsicum sp.) en los dos estados de madurez comercial y bajo diferentes prácticas culturales (sistemas ecológico y convencional). Se han analizado los principales compuestos nutricionales de los frutos de pimiento: el ácido ascórbico, los compuestos fenólicos y los carotenoides; así como la fracción volátil, y se ha estudiado su variación en una amplia colección varietal. Adicionalmente, se ha estudiado la fertilidad biológica del suelo a través de las actividades enzimáticas de la fosfatasa alcalina y la catalasa en interacción con el cultivo del pimiento bajo los sistemas de cultivo convencional y ecológico. El estudio de la calidad nutricional mostró amplios rangos de variación según el factor genotipo, aunque el estado de maduración y el sistema de cultivo también contribuyeron a las diferencias observadas. En general, los frutos maduros presentaron niveles superiores de compuestos bioactivos, especialmente para el ácido ascórbico. Asimismo, el cultivo ecológico proporcionó, en general, niveles más altos de ácido ascórbico y compuestos fenólicos en estado maduro. La notable interacción genotipo × sistema de cultivo para el contenido en ácido ascórbico y fenoles totales, y en menor intensidad para el contenido en flavonoides individuales, permitió la selección de varias accesiones con alto rendimiento en estos compuestos, bajo condiciones de cultivo ecológico en ambos estados de maduración. Por el contrario, los efectos del sistema de cultivo y la interacción genotipo × sistema de cultivo no resultaron significativos en los niveles de carotenoides, cuya variación se debió principalmente al factor genotipo. El estudio de la composición volátil permitió encontrar amplias diferencias cuantitativas y cualitativas para este factor de calidad organoléptica en los frutos de pimiento, dependiendo principalmente del factor genético y del estado de maduración, mientras que el sistema de cultivo afectó en menor medida y significativamente a algunos compuestos volátiles individuales. Se encontraron un total de 124 y 122 volátiles en estado inmaduro y maduro, respectivamente. Los cambios en el perfil volátil con la maduración fueron evidentes y muy diversos según el genotipo. En general, el sistema de cultivo ecológico favoreció la acumulación de compuestos volátiles en ambos estados de maduración y durante el proceso de maduración. Las actividades enzimáticas fosfatasa alcalina y catalasa aumentaron durante la fase de cultivo, con actividades máximas generales en la fase intermedia, especialmente para la fosfatasa alcalina. El sistema de cultivo tuvo una mayor contribución a la variación, resultado significativo y superior para el sistema convencional en fase intermedia para ambas actividades y estando generalmente seguido del factor genotipo, significativo para la fosfatasa alcalina en fase intermedia. La interacción genotipo × sistema de cultivo permitiría seleccionar variedades, con capacidad para que los suelos acumularan mayores valores de las actividades enzimáticas fosfatasa alcalina y catalasa, en el sistema de cultivo ecológico. En definitiva, los resultados de este trabajo proporcionarán información de especial utilidad para programas de investigación en hortalizas de alto valor añadido y programas de mejora de la calidad en agricultura ecológica, así como para el control de autenticidad de variedades tradicionales. / [CA] L'actual problemàtica mediambiental està demandant sistemes de producció més sostenibles, com els de l'agricultura ecològica. Una bona alternativa per a aquests sistemes són les varietats tradicionals de pebrot, amb trets de qualitat característics i d'àmplia variabilitat genètica, fonamental en els programes de millora, concretament per a l'adaptació a la producció ecològica. En la present tesi s'ha estudiat la qualitat nutricional i organolèptica del cultiu del pebrot (Capsicum sp.) en els dos estats de maduresa comercial i sota diferents pràctiques culturals (sistemes ecològic i convencional). S'han analitzat els principals compostos nutricionals dels fruits de pebrot: l'àcid ascòrbic, els compostos fenòlics i els carotenoides; així com la fracció volàtil, i s'ha estudiat la seva variació en una àmplia col·lecció varietal. Addicionalment, s'ha estudiat la fertilitat biològica de terra a través de les activitats enzimàtiques de la fosfatasa alcalina i la catalasa en interacció amb el cultiu del pebrot sota els sistemes de cultiu convencional i ecològic. L'estudi de la qualitat nutricional mostrar amplis rangs de variació segons el factor genotip, encara que l'estat de maduració i el sistema de cultiu també van contribuir a les diferències observades. En general, els fruits madurs van presentar nivells superiors de compostos bioactius, especialment per a l'àcid ascòrbic. Així mateix, el cultiu ecològic va proporcionar, en general, nivells més alts d'àcid ascòrbic i compostos fenòlics en estat madur. La notable interacció genotip × sistema de cultiu per al contingut en àcid ascòrbic i fenols totals, i en menor intensitat per al contingut en flavonoides individuals, va permetre la selecció de diverses accessions amb alt rendiment en aquests compostos, sota condicions de cultiu ecològic en els dos estats de maduració. Per contra, els efectes de el sistema de cultiu i la interacció genotip × sistema de cultiu no van resultar significatius en els nivells de carotenoides, la variació es va deure principalment al factor genotip. L'estudi de la composició volàtil va permetre trobar àmplies diferències quantitatives i qualitatives per aquest factor de qualitat organolèptica en els fruits de pebrot, depenent principalment del factor genètic i de l'estat de maduració, mentre que el sistema de cultiu va afectar en menor mesura i significativament a alguns compostos volàtils individuals. Es van trobar un total de 124 i 122 volàtils en estat immadur i madur, respectivament. Els canvis en el perfil volàtil amb la maduració van ser evidents i molt diversos segons el genotip. En general, el sistema de cultiu ecològic va afavorir l'acumulació de compostos volàtils en els dos estats de maduració i durant el procés de maduració. Les activitats enzimàtiques fosfatasa alcalina i catalasa van augmentar durant la fase de cultiu, amb activitats màximes generals en la fase intermèdia, especialment per a la fosfatasa alcalina. El sistema de cultiu va tenir una major contribució a la variació, resultat significatiu i superior per al sistema convencional en fase intermèdia per a ambdues activitats i estant generalment seguit del factor genotip, significatiu per a la fosfatasa alcalina en fase intermèdia. La interacció genotip × sistema de cultiu permetria seleccionar varietats, amb capacitat perquè els sòls acumulessin grans valors de les activitats enzimàtiques fosfatasa alcalina i catalasa, en el sistema de cultiu ecològic. En definitiva, els resultats d'aquest treball proporcionaran informació d'especial utilitat per a programes d'investigació en hortalisses d'alt valor afegit i programes de millora de la qualitat en agricultura ecològica, així com per al control d'autenticitat de varietats tradicionals. / [EN] The current environmental problem is demanding more sustainable production systems, such as organic farming. A good alternative for these systems are the traditional varieties of pepper, with characteristic quality traits and wide genetic variability, essential in breeding programs, specifically for adaptation to organic production. In this thesis, the nutritional and organoleptic quality of the pepper crop (Capsicum sp.) at the two ripening stages and under different cultural practices (ecological and conventional systems) has been studied. The main nutritional compounds of pepper fruits have been analysed: ascorbic acid, phenolic compounds and carotenoids; as well as the volatile fraction, and its variation has been studied in a wide varietal collection. Additionally, the biological fertility of the soil has been studied through the enzymatic activities of alkaline phosphatase and catalase in interaction with pepper cultivation under conventional and ecological growing systems. The study of nutritional quality showed wide ranges of variation according to the genotype factor, although the ripening stage and the growing system also contributed to the differences observed. In general, fully ripe fruits presented higher levels of bioactive compounds, especially for ascorbic acid. Also, organic farming provided, in general, higher levels of ascorbic acid and phenolic compounds at the fully ripe stage. The remarkable genotype × growing system interaction for the content of ascorbic acid and total phenolics, and to a lesser extent for the content of individual flavonoids, allowed the selection of several accessions with high yield in these compounds, under organic farming conditions at both ripening stages. On the contrary, the effects of the growing system and the genotype × growing system interaction were not significant in carotenoid levels, whose variation was mainly due to the genotype factor. The study of the volatile composition allowed to find wide quantitative and qualitative differences for this organoleptic quality factor in pepper fruits, depending mainly on the genetic factor and the ripening stage, while the growing system affected to a lesser extent and significantly some individual volatile compounds. A total of 124 and 122 volatiles were found at unripe and fully ripe stages, respectively. The changes in the volatile profile with ripening were evident and very diverse depending on the genotype. In general, the organic growing system favoured the accumulation of volatile compounds at both ripening stages and during the ripening process. Alkaline phosphatase and catalase enzymatic activities increased during the growing phase, with overall peak activities in the intermediate phase, especially for alkaline phosphatase. The growing system had a greater contribution to variation, a significant and superior result for the conventional system in the intermediate phase for both activities and being generally followed by the genotype factor, significant for alkaline phosphatase in the intermediate phase. The genotype × growing system interaction would allow the selection of varieties, with the capacity for soils to accumulate higher values of the enzymatic activities alkaline phosphatase and catalase, in the organic growing system. In conclusion, the results of this work will provide information of special use for research programs in vegetables with high added value and quality breeding programs in organic farming, as well as for the authenticity control of traditional varieties. / Authors thank seeds providers included in Table 1, like P.W. Bosland, S. Lanteri, François Jourdan, I. Ruiz de Galarreta and the different Regulatory Boards of the PDOs and GPIs included in this study. Authors also thank LA UNIÓ for the availability of experimental fields and the technical support from Manuel Figueroa, Rafael Hurtado, Antonio Muñoz and Ricard Ballester in the trials. Finally, the advice of Prof. Jaime Prohens in statistical procedures is also thanked. / Ribes Moya, AM. (2020). Selección y mejora de ecotipos de pimiento (Capsicum sp.) para agricultura sostenible y calidad nutricional y organoléptica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/159886 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La presente Tesis Doctoral plantea el desarrollo de sistemas antimicrobianos basados en el anclaje covalente reversible de aldehídos de origen natural con actividad antimicrobiana en películas de quitosano para su aplicación en el envasado de alimentos. En primer lugar, se desarrolló un protocolo para la formación de bases de Schiff o iminas de diferentes aldehídos en películas de quitosano. Estas iminas son producto de la condensación de los grupos amino primarios del quitosano con los grupos carbonilo del aldehído. El anclaje de dichos aldehídos, en su mayoría de elevada volatilidad, permite su estabilización a largo plazo en estructuras poliméricas, facilitando su manejo. Las iminas son hidrolizables, y dicha hidrólisis está favorecida a pH < 5, por lo que la naturaleza reversible del enlace ofrece un mecanismo para controlar la liberación del antimicrobiano. Previamente a su anclaje, se evaluó la capacidad antimicrobiana de los aldehídos frente a diversos microorganismos patógenos y alterantes alimentarios. Se caracterizó el enlace imina mediante técnicas espectroscópicas y se cuantificó la incorporación del aldehído a la película de quitosano mediante análisis elemental. Adicionalmente otras propiedades funcionales del material fueron evaluadas, como propiedades térmicas, ópticas o de absorción de agua. En segundo lugar, se evaluó la reversibilidad del enlace imina o base de Schiff por el contacto con soluciones acuosas de diferente acidez. La respuesta al pH de las películas permitió determinar la mayor estabilidad del enlace imina a pH neutros, mientras que a pH ácidos resultó más hidrolizable, permitiendo así una mayor liberación del aldehído anclado. Las películas activas desarrolladas mostraron una buena respuesta antimicrobiana contra Botrytis cinerea y Penicillium expansum, al someterlas a una solución de pH ácido. La respuesta antimicrobiana de las películas se debió exclusivamente a la liberación del aldehído al espacio de cabeza tras la hidrólisis de la imina. La estructura química de los aldehídos tuvo un impacto significativo en la formación de iminas y en las propiedades de la película, así como en su reversibilidad. Así, la presencia del doble enlace (Ca=Cß) en aldehídos a,ß-insaturados podría generar otro tipo de enlaces como la adición de Michael, permitiendo obtener matrices entrecruzadas y más estables que sus análogos saturados. El grado de entrecruzamiento y propiedades de estas películas puede ser modulado por el pH del medio empleado en su síntesis. Para la aplicación tecnológica de las películas antimicrobianas de quitosano con los volátiles anclados reversiblemente, se trabajó con productos de postcosecha frescos o mínimamente procesados. Se empleó la respuesta al pH de las películas siguiendo diferentes estrategias. Por una parte, el sistema se incorporó en el envasado de moras frescas, para ello, se diseñó un envase de doble fondo dónde depositar las películas junto con el medio activador. Se redujo satisfactoriamente el crecimiento de hongos sobre la superficie de la fruta, aumentando el tiempo de vida útil de las moras envasadas de 3 a 12 días. Por otra parte, se envasó piña fresca cortada empleando el mismo diseño del envase, de forma que el jugo ácido exudado por la piña durante su almacenamiento catalizó la hidrólisis de la imina. Las películas activas mejoraron la calidad y redujeron la carga microbiana habitual de la piña, observando una reducción notable respecto al control a partir del día 9. Por último, la actividad antimicrobiana de las películas activas se evaluó en un alimento líquido refrigerado inoculado con E. coli. La acidez del zumo provocó la liberación del aldehído al medio inhibiendo el crecimiento del patógeno. Las películas de quitosano con los aldehídos anclados presentaron respuesta al pH, mostrando una mayor capacidad antimicrobiana al ser sometidas a pH ácido, y pudiendo emplearse en el diseño de envases activos antimicrobianos. / [CA] Aquesta Tesi Doctoral planteja el desenvolupament de sistemes antimicrobians basats en l'ancoratge covalent reversible d'aldehids d'origen natural amb activitat antimicrobiana en pel·lícules de quitosà per aplicar-les a l'envasament d'aliments. En primer lloc, es va desenvolupar un protocol per a la formació de bases de Schiff o imines de diferents aldehids en pel·lícules de quitosà. Aquestes imines són el producte de la addició nucleòfila dels grups amino del quitosà al carbonil de l'aldehid que s'ancorarà. L'ancoratge d'aquests aldehids, majoritàriament d'elevada volatilitat, permet la seva estabilització a llarg termini en estructures polimèriques, facilitant-ne el seu maneig. Les imines són hidrolitzables, i aquesta hidròlisi està afavorida a pH < 5, per la qual cosa la naturalesa reversible de l'enllaç ofereix un mecanisme per controlar l'alliberament de l'antimicrobià. Prèviament a la incorporació d'aquests compostos a les pel·lícules de quitosà, es va avaluar la capacitat antimicrobiana dels aldehids davant de diversos microorganismes patògens i alterants d'aliments. Es va caracteritzar l'enllaç imina mitjançant tècniques espectroscòpiques i es va quantificar la incorporació de l'aldehid a la pel·lícula de quitosà mitjançant anàlisi elemental. Addicionalment, altres propietats funcionals del material van ser avaluades, com a propietats tèrmiques, òptiques o d'absorció d'aigua, verificant la modificació del polímer. En segon lloc, es va avaluar la reversibilitat de l'enllaç imina o base de Schiff pel contacte amb solucions aquoses de diferent acidesa. La resposta al pH de les pel·lícules va permetre determinar la major estabilitat de l'enllaç imina a pH neutres, mentre que a pH àcids va resultar més hidrolitzable, permetent així un alliberament més gran de l'aldehid ancorat. Les pel·lícules actives desenvolupades van mostrar una bona resposta antimicrobiana contra Botrytis cinerea i Penicillium expansum,la qual és deguda exclusivament a l'alliberament de l'aldehid a l'espai de cap després de la hidròlisi de la imina. L'estructura química dels aldehids va tenir un impacte significatiu en la formació d'imines i en les propietats de la pel·lícula, així com en la reversibilitat. Així, la presència del doble enllaç (Ca=Cß) en aldehids a,ß-insaturats podria generar un altre tipus d'enllaços com l'addició de Michael, permetent obtenir matrius entrecreuades i més estables que els seus anàlegs saturats, el qual pot ser modulat pel pH del medi emprat a la síntesi. Per a l'aplicació tecnològica de les pel·lícules antimicrobianes de quitosà amb els volàtils ancorats reversiblement, es va treballar amb productes de postcollita frescos o mínimament processats. Es va emprar la resposta al pH de les pel·lícules seguint diferents estratègies. D'una banda, el sistema es va incorporar a l'envasat de móres fresques, per això es va dissenyar un envàs de doble fons on dipositar les pel·lícules juntament amb el medi activador a pH àcid. Es va reduir satisfactòriament el creixement de fongs sobre la superfície de la fruita, augmentant el temps de vida útil de les móres envasades de 3 a 12 dies. D'altra banda, es va envasar pinya fresca tallada emprant el mateix disseny de l'envàs, de manera que el suc àcid exsudat per la pinya durant el seu emmagatzematge va afavorir la hidròlisi de la imina. Les pel·lícules actives van millorar la qualitat i van reduir la càrrega microbiana habitual de la pinya, observant una reducció notable a partir del dia 9. Per acabar, l'activitat antimicrobiana de les pel·lícules actives es va avaluar en un aliment líquid refrigerat i inoculat amb E. coli. L'acidesa del suc va provocar l'alliberament de l'aldehid al medi inhibint el creixement del patogen. Les pel·lícules de quitosà amb els aldehids ancorats van presentar resposta al pH, mostrant una major capacitat antimicrobiana en ser sotmeses a pH àcid, i podent emprar-se en el disseny d'envasos actius antimicrobians. / [EN] This Doctoral Thesis proposes the development of antimicrobial systems based on the reversible covalent anchoring of naturally occurring aldehydes with antimicrobial activity in chitosan films for their application in food packaging. First, a protocol for the formation of Schiff bases or imines of different aldehydes on chitosan films was developed. These imines are the product of the condensation of the primary amino groups of chitosan with the carbonyl groups of the aldehyde. The immobilization of these aldehydes, most of which are highly volatile, allows their long-term stabilisation in polymeric structures, facilitating their handling. The imines are hydrolysable, and its hydrolysis is favoured at pH < 5, so the reversible nature of the bond provides a mechanism to control the antimicrobial release. Prior to the incorporation of these compounds into chitosan films, the antimicrobial capacity of aldehydes was evaluated against various pathogenic and food spoilage microorganisms. The formed imine bond was characterised by spectroscopic techniques and the incorporation of the aldehyde into the chitosan film was quantified by elemental analysis. Additionally, other functional properties were evaluated, such as thermal, optical and water absorption properties, verifying the modification of the polymer. Secondly, the reversibility of the imine bond or Schiff's base was evaluated by contact with aqueous solutions of different acidity. The pH response of the films allowed determining the higher stability of the imine bond at neutral pH, while at acidic pH it was more hydrolysable, leading a higher release of the anchored aldehyde The developed active films showed a good antimicrobial response against Botrytis cinerea and Penicillium expansum, especially when subjected to an acidic pH solution. The antimicrobial response of the films was exclusively due to the aldehyde released into the headspace after imine hydrolysis. The chemical structure of the aldehydes had a significant impact on imine formation and film properties, as well as on their reversibility. Thus, the presence of the double bond (Ca=Cß) in a,ß-unsaturated aldehydes could generate other types of bonds such as Michael addition, allowing cross-linked polymer, which are more stable than their saturated analogues. The degree of cross-linking and properties of these films can be modulated by the pH of the medium used in their synthesis. For the technological application of chitosan antimicrobial films with reversibly grafted volatiles, fresh or minimally processed post-harvest products were used. The pH response of the films was used following different strategies. On the one hand, the system was incorporated in the packaging of fresh blackberries, for this purpose, a double-bottom package was designed to deposit the films together with the activating medium at acid pH. The solution was added at the time of fruit packaging and allowed the imine bond to be hydrolysed subsequently the aldehyde release into the headspace where it exerted its function. Fungal growth on the fruit surface was successfully reduced, increasing the shelf life of the packed blackberries from 3 to 12 days. Moreover, fresh cut pineapple was packaged using the same packaging design, so that the exuded juice by the pineapple during storage favoured the imine hydrolysis. The active films improved the quality and reduced the usual microbial load of the pineapple, with a noticeable reduction compared to the control from day 9 onwards. Finally, the antimicrobial activity of the active films was evaluated in a refrigerated liquid food inoculated with E. coli. The acidity of the juice resulted in the release of aldehyde into the medium inhibiting the growth of the pathogen. The aldehyde immobilization in chitosan films were pH-responsive, showing a higher antimicrobial capacity when subjected to acidic pH, which can be used in the design of antimicrobial active packaging. / The authors acknowledge the financial support of the Spanish Ministry of Science and Innovation (Grants RTI2018-093452-B- I00, MAT2017-83014-C2-2P and BES-2016-077380 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by ERDF A way of making Europe) / Heras Mozos, R. (2022). Envases activos basados en el anclaje covalente reversible de compuestos antimicrobianos en quitosano [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188950 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La población mundial está en constante crecimiento, por lo que la soberanía alimentaria se ha convertido en un desafío crucial. Se estima que la demanda de alimentos de origen animal aumentará en un 68% para el año 2050, lo cual resulta insostenible a nivel medioambiental. Así, impulsar un mayor consumo de proteína vegetal se plantea como una de las estrategias dirigidas a promover la sostenibilidad ambiental, asegurando la disponibilidad de proteína dietética para toda la población. Si bien ciertas las legumbres y pseudocereales son una excelente fuente de nutrientes y en particular de proteína, también contienen ciertos antinutrientes que pueden limitar su digestibilidad. Este aspecto es especialmente relevante en aquellos grupos poblaciones con alteraciones gastrointestinales, como las que pueden aparecer con la edad en población sénior. En este contexto, el objetivo general de esta tesis doctoral es aplicar la fermentación en estado sólido (FES) como bioestrategia para la obtención de harinas de lenteja y quinoa con digestibilidad y bioaccesibilidad mejoradas. Para alcanzar este objetivo, se llevó a cabo la fermentación con el hongo Pleurotus ostreatus, en dos variedades de lentejas y quinoa, y se estabilizaron posteriormente mediante secado por aire caliente a diferentes temperaturas, además de la liofilización como método de referencia. Posteriormente, las harinas fermentadas fueron digeridas in vitro simulando el proceso digestivo de un adulto sano (estándar de referencia), así como en condiciones alteradas del adulto mayor. Los resultados obtenidos evidenciaron un incremento de proteína total, así como de la actividad inhibidora de la enzima convertidora de angiotensina (ECA), conjuntamente con una disminución del contenido en ácido fítico, todo ello como resultado de la actividad metabólica del hongo sobre el sustrato. A pesar de que la FES también ocasionó una reducción de la actividad antioxidante, el posterior secado por aire caliente, especialmente a 70 °C incrementó este parámetro. Asimismo, la FES y el secado por aire caliente promovieron cambios en el perfil fenólico, disminuyendo algunos compuestos e incrementando otros como el ácido gálico hasta 5 veces su contenido inicial. En cuanto al perfil volátil de las harinas fermentadas, este se caracterizó por un aroma dulce, afrutado y con matices a cacao, acompañado de notas de setas y sustratos cocidos, debido a las concentraciones de benzaldehído, hexanal, nonanal, furfural y 1-octen-3-ol que se generaron durante la fermentación. Por otro lado, con respecto a la digestibilidad de las harinas fermentadas en condiciones estándar de adulto sano, la FES y el secado a 70 °C incrementó la hidrólisis de las proteínas, así como la liberación de aminoácidos hidrófobos y aminoácidos cargados negativamente. La FES también disminuyó la actividad inhibidora de la ECA en los digeridos, sin embargo, ésta aumentó después del secado a 70 °C debido a las melanoidinas generadas durante el secado. Además, las propiedades antioxidantes y la bioaccesibilidad de minerales también se vieron incrementados con la FES y el posterior secado a 70 °C. Finalmente, la simulación de las alteraciones gastrointestinales que comúnmente se dan en el adulto mayor, indicaron que estas impactaban negativamente en la mayoría de los parámetros evaluados, a excepción de la bioaccesibilidad del magnesio, hierro y calcio en comparación con el modelo estándar. En conclusión, se ha logrado mejorar el perfil nutricional y funcional de las nuevas harinas obtenidas por fermentación con el hongo P. ostreatus, y posterior secado por aire caliente en comparación con las harinas obtenidas a partir de sustrato no fermentado, conduciendo esto a una mejora significativa en la digestibilidad y la bioaccesibilidad de los nutrientes, lo que puede ser especialmente relevante para el diseño de alimentos orientados a grupos de población con alta demanda de proteína de fácil digestión. / [CA] La població mundial està en constant creixement, per la qual cosa la sobirania alimentària ha esdevingut un desafiament crucial. S'estima que la demanda d'aliments d'origen animal augmentarà un 68% per a l'any 2050, cosa que resulta insostenible a nivell mediambiental. Així, impulsar un consum més gran de proteïna vegetal es planteja com una de les estratègies dirigides a promoure la sostenibilitat ambiental, assegurant la disponibilitat de proteïna dietètica per a tota la població. Si bé certs els llegums i pseudocereals són una excel·lent font de nutrients i en particular de proteïna, també contenen certs antinutrients que poden limitar-ne la digestibilitat. Aquest aspecte és especialment rellevant en aquells grups de poblacions amb alteracions gastrointestinals, com les que poden aparèixer amb l'edat en població sènior. En aquest context, l'objectiu general d'aquesta tesi doctoral és aplicar la fermentació en estat sòlid (FES) com a bioestratègia per obtenir farines de llentia i quinoa amb digestibilitat i bioaccessibilitat millorades. Per assolir aquest objectiu, es va dur a terme la fermentació amb el fong Pleurotus ostreatus, en dues varietats de llenties i quinoa, i es van estabilitzar posteriorment mitjançant assecat per aire calent a diferents temperatures, a més de la liofilització com a mètode de referència. Posteriorment, les farines fermentades van ser digerides in vitro simulant el procés digestiu d'un adult sa (estàndard de referència), així com en condicions alterades de l'adult més gran. Els resultats obtinguts van evidenciar un increment de proteïna total, així com de l'activitat inhibidora de l'enzim convertidor d'angiotensina (ECA), conjuntament amb una disminució del contingut en àcid fític, com a resultat de l'activitat metabòlica del fong sobre el substrat. Tot i que la FES també va ocasionar una reducció de l'activitat antioxidant, el posterior assecat per aire calent, especialment a 70 °C va incrementar aquest paràmetre. Així mateix, la FES i l'assecatge per aire calent van promoure canvis en el perfil fenòlic, disminuint alguns compostos i incrementant-ne d'altres com l'àcid gàlic fins a 5 vegades el contingut inicial. Quant al perfil volàtil de les farines fermentades, aquest es va caracteritzar per una aroma dolça, afruitada i amb matisos a cacau, acompanyat de notes de bolets i substrats cuits, a causa de les concentracions de benzaldehid, hexanal, nonanal, furfural i 1-octen -3-ol que es van generar durant la fermentació. D'altra banda, pel que fa a la digestibilitat de les farines fermentades en condicions estàndard d'adult sa, la FES i l'assecatge a 70 °C va incrementar la hidròlisi de les proteïnes, així com l'alliberament d'aminoàcids hidròfobs i aminoàcids carregats negativament. La FES també va disminuir l'activitat inhibidora de l'ACA en els digerits, però aquesta va augmentar després de l'assecat a 70 °C a causa de les melanoïdines generades durant l'assecat. A més, les propietats antioxidants i la bioaccessibilitat de minerals també es van veure incrementats amb la FES i el posterior assecat a 70 °C. Finalment, la simulació de les alteracions gastrointestinals que comunament es donen a l'adult major, van indicar que aquestes impactaven negativament a la majoria dels paràmetres avaluats, a excepció de la bioaccessibilitat del magnesi, ferro i calci en comparació del model estàndard. En conclusió, s'ha aconseguit millorar el perfil nutricional i funcional de les noves farines obtingudes per fermentació amb el fong P. ostreatus, i posterior assecat per aire calent en comparació amb les farines obtingudes a partir de substrat no fermentat, conduint-ho a una millora significativa en la digestibilitat i la bioaccessibilitat dels nutrients, cosa que pot ser especialment rellevant per al disseny d'aliments orientats a grups de població amb alta demanda de proteïna de fàcil digestió. / [EN] The world's population is constantly growing, making food sovereignty a crucial challenge. It is estimated that the demand for animal-based food will increase by 68% by 2050, which is environmentally unsustainable. Thus, encouraging greater consumption of plant protein is one of the strategies aimed to promote environmental sustainability by ensuring the availability of dietary protein for the entire population. Although certain legumes and pseudocereals are an excellent source of nutrients and in particular protein, they also contain certain anti-nutrients that can limit their digestibility. This aspect is especially relevant in those population groups with gastrointestinal disorders, such as those that may appear with age in the elderly population. In this context, the general objective of this doctoral thesis is to apply solid-state fermentation (SSF) as a biostrategy to obtain lentil and quinoa flours with improved digestibility and bioaccessibility. To achieve this objective, fermentation with the fungus Pleurotus ostreatus was carried out on two varieties of lentils and quinoa, and subsequently stabilised by hot air drying at different temperatures, in addition by freeze-drying as a reference method. Subsequently, the fermented flours were digested in vitro simulating the digestive process of a healthy adult (reference standard), as well as under altered conditions of the elderly. The results obtained evidenced an increase in total protein, as well as in angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitory activity, together with a decrease in phytic acid content, all as a result of the metabolic activity of the fungus on the substrate. Although SSF also caused a reduction in antioxidant activity, subsequent hot air drying, especially at 70 °C, increased this parameter. Similarly, SSF and hot air-drying promoted changes in the phenolic profile, decreasing some compounds and increasing others such as gallic acid up to 5 times its initial content. The volatile profile of the fermented flours was characterised by a sweet, fruity aroma with hints of cocoa, accompanied by notes of mushrooms and cooked substrates, due to the concentrations of benzaldehyde, hexanal, nonanal, furfural and 1-octen-3-ol that were generated during fermentation. On the other hand, regarding the digestibility of the fermented flours under standard healthy adult conditions, SSF and drying at 70 °C increased the hydrolysis of proteins, as well as the release of hydrophobic and negatively charged amino acids. SSF also decreased the ACE inhibitory activity of the digests, however, it increased after drying at 70 °C due to melanoidins generated during drying. Furthermore, antioxidant properties and mineral bioaccessibility were also increased with SSF and subsequent drying at 70 °C. Finally, simulation of gastrointestinal disturbances commonly found in the older adult indicated that these impacted negatively on most of the parameters evaluated, with the exception of the bioaccessibility of magnesium, iron and calcium compared to the standard model. In conclusion, the nutritional and functional profile of the new flours obtained by fermentation with the fungus P. ostreatus, and subsequent hot air drying has been improved compared to flours obtained from unfermented substrate, leading to a significant improvement in the digestibility and bioaccessibility of nutrients, which may be particularly relevant for the design of foods oriented to population groups with a high demand of easily digestible protein. / Sánchez García, J. (2023). Desarrollo y caracterización de nuevas harinas de lenteja y quinoa fermentadas con Pleurotus ostreatus [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202014 / Compendio