Doctorado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos

Bacteriófagos en ambientes de la industria láctea: estrategias de inactivación basadas en procesos fotoquímicos y avanzados de oxidación

Wed, 04 Mar 2026 00:00:00 GMT

Bacteriófagos en ambientes de la industria láctea: estrategias de inactivación basadas en procesos fotoquímicos y avanzados de oxidación Jacob, María Fiorella La infección por bacteriófagos es la principal causa de falla de las bacterias ácido lácticas (BAL) empleadas en los procesos fermentativos de la industria láctea. Estas infecciones pueden causar una reducción o inhibición de las actividades desarrolladas por los cultivos lácticos, derivando en dificultades tecnológicas y pérdidas económicas. A pesar de que el sector lácteo industrial aplica distintas estrategias para reducir la concentración fágica, ninguna resulta completamente eficiente y los fagos continúan representando un riesgo relevante, motivo por el cual resulta necesario explorar nuevas metodologías de inactivación fágica. En esta tesis se estudió la inactivación de dieciséis fagos infectivos de BAL mediante radiación UV-C y pintura fotocatalítica (formulada con TiO₂ dopado con carbono) bajo radiación visible. Se obtuvieron cinéticas de inactivación de primer orden respecto de la concentración de fagos trabajando con pintura y se observó un marcado efecto de cola para diez fagos, ajustado con modelos cinéticos de bibliografía, bajo radiación UV-C. Se variaron condiciones ambientales y de operación para analizar su efecto en la inactivación, proponiendo modelos cinéticos que correlacionaron adecuadamente este efecto. Se optimizó un reactor fotocatalítico escala semipiloto (UV-A, TiO₂), modificando las fuentes de radiación y los soportes para el catalizador, obteniendo cinéticas de inactivación de primer orden para todos los casos. Estas estrategias de inactivación contribuirían a reducir la frecuencia de infecciones fágicas en la industria láctea, siendo fundamental considerar la influencia de diversas condiciones ambientales. Esto permitiría adaptar equipos disponibles comercialmente para implementar estos procesos de inactivación en plantas lácteas.; Bacteriophage infection is the main cause of failure of lactic acid bacteria (LAB) used in fermentation processes in the dairy industry. These infections can cause a reduction or inhibition of the activities carried out by lactic cultures, leading to technological difficulties and economic losses. Although the industrial dairy sector applies different strategies to reduce phage concentration, none are completely efficient, and phages continue being a significant risk. Therefore, it is necessary to explore new methods of phage inactivation. This thesis studied the inactivation of sixteen infectious LAB phages using UV-C radiation and photocatalytic paint (formulated with carbon-doped TiO₂) under visible radiation. First-order inactivation kinetics were obtained with respect to phage concentration working with photocatalytic paint, and a marked tail effect was observed for ten phages, adjusted with kinetic models from the literature, under UV-C radiation. Environmental and operating conditions were varied to analyze their effect on inactivation, proposing kinetic models that adequately correlate this effect. A semi-pilot scale photocatalytic reactor (UV-A, TiO₂) was optimized by modifying the radiation sources and catalyst supports, obtaining first-order inactivation kinetics for all cases. These inactivation strategies would contribute to reduce the frequency of phage infections in the dairy industry, being essential to consider the influence of various environmental conditions on phage inactivation. This would allow commercially available equipment to be adapted to implement these inactivation processes in dairy plants. Fil: Jacob, María Fiorella. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

Innovación y desarrollo de quesos de muy alta humedad: estrategia para revalorizar el suero de quesería

Mon, 08 Sep 2025 00:00:00 GMT

Innovación y desarrollo de quesos de muy alta humedad: estrategia para revalorizar el suero de quesería Cortez Latorre, Juan Diego El suero de quesería es de los principales efluentes generados por la industria láctea, siendo un problema ambiental debido a su alto contenido de lactosa y proteínas. Aunque algunas grandes industrias lo han revalorizado, su aprovechamiento en pequeñas queserías sigue siendo limitado. Paralelamente, se observa un aumento en la demanda de quesos de muy alta humedad tipo untable, lo que abre una oportunidad para convertir el suero en un recurso sostenible. Este estudio tuvo como objetivo desarrollar quesos untables de alta humedad utilizando lactosuero como base. La formulación constó de suero en polvo desmineralizado (DEMI 40), proteínas de suero (WPC-35), leche en polvo descremada, crema, gelatina y almidón. Se aplicó un diseño Box-Behnken con tres factores y tres niveles: concentración de gelatina (0,5–0,9 %), almidón modificado (0,5–0,9 %) y grasa (10–20 %). El proceso incluyó mezcla, pasteurización (75 °C), acidificación (pH 4,8–5,0), homogeneización (50 bar) y almacenamiento (5–6 °C). Los resultados demostraron que la formulación con 0,7 % gelatina, 0,7 % almidón modificado y 15 % de grasa redujo la sinéresis (< 5 %), manteniendo estabilidad fisicoquímica. Los quesos mostraron comportamiento reológico tixotrópico y mejoraron parámetros texturales como firmeza, cohesividad y adhesividad. En la evaluación sensorial, la formulación optimizada alcanzó características comparables a productos comerciales en color, cremosidad y untabilidad. Finalmente, la fortificación con pirofosfato férrico resultó adecuada, ya que enriqueció el producto sin alterar sus propiedades sensoriales. Se concluye que estos quesos representan una alternativa innovadora, funcional y sostenible con potencial de escalamiento industrial.; Cheese whey is one of the main effluents generated by the dairy industry, often regarded as an environmental concern due to its high lactose and protein content. Although some large companies have revalorized it, its use remains limited in small and medium-sized cheesemaking. At the same time, the demand for high-moisture spreadable cheeses has been growing, offering an opportunity to transform whey into a sustainable resource. This study aimed to develop spreadable high-moisture cheeses using whey as the main ingredient. The formulation included demineralized whey powder (DEMI 40), whey protein concentrate (WPC-35), skim milk powder, cream, and hydrocolloids such as gelatin and starch. A Box-Behnken design with three factors and three levels was applied: gelatin concentration (0.5–0.9%), modified starch (0.5–0.9%), and fat content (10–20%). The process involved mixing, pasteurization (75 °C), acidification (pH 4.8–5.0), homogenization (50 bar), and storage (5–6 °C). Results showed that the formulation containing 0.7% gelatin, 0.7% modified starch, and 15% fat minimized syneresis (<5%) while maintaining physicochemical stability. The cheeses exhibited thixotropic rheological behavior, with decreasing viscosity as shear rate increased, and textural improvements in firmness, cohesiveness, and adhesiveness. Sensory evaluation confirmed that the optimized formulation replicated commercial products in terms of color, creaminess, and spreadability. Finally, fortification with ferric pyrophosphate proved suitable, as it enriched the product with iron without altering sensory attributes. It is concluded that the developed spreadable cheeses represent an innovative, functional, and sustainable alternative with strong potential for industrial scaling. Fil: Latorre, Juan Diego Cortez. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

Co-encapsulación de astaxantina y aceite de chía para la obtención de un nutracéutico con propiedades funcionales mejoradas. Aspectos tecnológicos

Wed, 30 Jul 2025 00:00:00 GMT

Co-encapsulación de astaxantina y aceite de chía para la obtención de un nutracéutico con propiedades funcionales mejoradas. Aspectos tecnológicos Acosta, Carolina Anabella La creciente demanda de alimentos funcionales ha impulsado el desarrollo de ingredientes capaces de vehiculizar compuestos bioactivos. Entre ellos, los ácidos grasos ω-3 y la astaxantina (ASX), con reconocida actividad antioxidante y antiinflamatoria, presentan alta susceptibilidad a factores ambientales que limita su aplicación. Se planteó como objetivo diseñar sistemas de co-encapsulación de aceite de chía y Haematococcus pluvialis (fuente de ASX), utilizando emulsiones multicapa y obtener encapsulados sólidos por diferentes métodos de deshidratación. Se formularon emulsiones O/W con estructuras interfaciales de monocapa, bicapa y tricapa. Las emulsiones monocapa se gelificaron con CaCl₂ y se liofilizaron, mientras que las bicapa y tricapa se secaron por aspersión. Se estudió la estabilidad física, propiedades microestructurales y estabilidad oxidativa de emulsiones y encapsulados. A partir de los resultados, se eligieron dos formulaciones para co-encapsular ASX (6400 ppm): (i) esferas de emulsiones monocapa liofilizadas (L-MC/ASX) y (ii) polvos de emulsiones bicapa secados por aspersión (P-BC/ASX). Los sistemas L-MC/ASX presentaron una estructura porosa con canales internos que aceleraron el deterioro oxidativo del aceite, incluso en presencia de ASX. En contraste, los sistemas P-BC/ASX mostraron una estabilidad oxidativa destacada (índice de peróxidos < 15 meq O₂/kg aceite) durante 6 meses a 25 °C, además de retener el 80 % del contenido inicial de ASX. Una porción de 1,5 g del polvo funcional aportaría 2 mg de ASX y alrededor del 35 % de la ingesta diaria recomendada de ω-3, por lo que este desarrollo representa una alternativa para la prevención o modulación de procesos inflamatorios crónicos.; The growing demand for functional foods has driven the development of ingredients capable of delivering bioactive compounds. Among them, ω-3 fatty acids and astaxanthin (ASX), a powerful antioxidant with anti-inflammatory activity, are highly susceptible to environmental factors, which limits their application. The aim of this study was to design co-encapsulation systems of chia oil and Haematococcus pluvialis (ASX source), using multilayer emulsions to obtain solid encapsulates through different dehydration methods. Monolayer, bilayer, and trilayer emulsions were formulated. MC emulsions were gelled with CaCl₂ and freeze-dried, whereas BC and TC emulsions were spray-dried. Both emulsions and encapsulates were characterized in terms of physical stability, microstructural properties, and lipid oxidation. Based on these analyses, two formulations were selected for ASX co-encapsulation: (i) gelled microspheres of freeze-dried MC emulsions (L-MC/ASX) and (ii) spray-dried powders of BC emulsions (P-BC/ASX). L-MC/ASX systems exhibited a highly porous structure with internal channels that promoted oxidative deterioration of the oil, even in the presence of ASX. In contrast, P-BC/ASX systems showed remarkable oxidative stability (peroxide value < 15 meq O₂/kg oil) over 6 months at 25 °C and retained 80% of the initial ASX content. A 1.5 g portion of the functional powder would provide 2 mg ASX and approximately 35% of the recommended daily intake of ω-3 fatty acids. This contribution confers high potential to the developed system as a nutraceutical supplement aimed at preventing or modulating chronic inflammatory processes associated with non-communicable diseases. Fil: Acosta, Carolina Anabella. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

Evaluación de estrategias de procesamiento en batidos hortofrutícolas altos en fibra y vitamina C. Impacto sobre la actividad antioxidante, bioaccesibilidad de compuestos bioactivos y atributos de calidad

Wed, 30 Jul 2025 00:00:00 GMT

Evaluación de estrategias de procesamiento en batidos hortofrutícolas altos en fibra y vitamina C. Impacto sobre la actividad antioxidante, bioaccesibilidad de compuestos bioactivos y atributos de calidad Donda Zbinden, Melisa Elisabet La presente tesis doctoral tuvo como objetivo evaluar estrategias de procesamiento y su impacto sobre la actividad antioxidante, la bioaccesibilidad de compuestos bioactivos y los atributos de calidad de batidos hortofrutícolas luego del procesamiento y durante el almacenamiento refrigerado. Se desarrollaron dos formulaciones: una base (solo frutas) y otra enriquecida con fibra dietaria, priorizando el uso de frutas de producción santafesina ricas en vitamina C (frutilla y naranja). Ambas aportaron compuestos bioactivos relevantes (vitaminas C y E, compuestos fenólicos y carotenoides) y fueron sometidas a un tratamiento térmico (90 °C) y a altas presiones hidrostáticas (600 MPa, condición industrial, y 450 MPa como alternativa de presión reducida). Las tecnologías aplicadas aseguraron la calidad microbiológica y fisicoquímica durante el almacenamiento, aunque el efecto sobre los compuestos bioactivos fue diferencial según su estructura y las condiciones de operación. En general, el almacenamiento tuvo un impacto significativo en el potencial bioactivo, con tendencia favorable en compuestos lipofílicos. La capacidad antioxidante reflejó la complejidad de la matriz alimentaria utilizada, mostrando resultados variables según el método analítico empleado. Los ensayos realizados a escala industrial, particularmente con altas presiones hidrostáticas, confieren relevancia práctica al estudio al aportar información extrapolable a escenarios reales de producción. En conjunto, los hallazgos destacan el potencial de combinar tecnologías convencionales y emergentes para prolongar la vida útil de bebidas vegetales, asegurando su calidad microbiológica, fisicoquímica, nutricional y bioactiva.; This doctoral thesis evaluated the impact of processing strategies on the antioxidant activity and bioaccessibility of bioactive compounds in fruit and vegetable smoothies, as well as the smoothies' quality attributes after processing and during refrigerated storage. Two formulations were developed: a base formulation of fruit only and an enriched formulation with dietary fiber. The enriched formulation prioritized the use of vitamin C-rich fruits produced in Santa Fe, such as strawberries and oranges. Both formulations provided relevant bioactive compounds, such as vitamins C and E, phenolic compounds, and carotenoids, and were subjected to heat treatment (90 °C) and high hydrostatic pressure (600 MPa under industrial conditions and 450 MPa under reduced pressure). These technologies ensured the smoothies' microbiological and physicochemical quality during storage; however, the effect on bioactive compounds depended on their structure and the operating conditions. Storage significantly impacted bioactive potential, favoring lipophilic compounds. Antioxidant capacity reflected the complexity of the food matrix used and varied depending on the analytical method employed.The industrial-scale tests, particularly those involving high hydrostatic pressure, lend practical relevance to the study by providing information that can be extrapolated to real production scenarios. The findings overall highlight the potential of combining conventional and emerging technologies to extend the shelf life of plant-based beverages while ensuring their microbiological, physicochemical, nutritional, and bioactive quality. Fil: Donda Zbinden, Melisa Elisabet. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.