Doctorado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos

Diseño del proceso de recuperación de proteínas en legumbres

Mon, 18 May 2026 00:00:00 GMT

Diseño del proceso de recuperación de proteínas en legumbres Guraya, María Ángeles La búsqueda de fuentes proteicas sostenibles impulsa el desarrollo de procesos para valorizar legumbres con alto potencial nutricional y tecnológico. En este contexto, el trabajo diseña y evalúa procesos de recuperación de proteínas a partir de arvejas amarillas y verdes (Pisum sativum L.), con enfoque en ingeniería de procesos, para obtener ingredientes proteicos funcionales con aplicación alimentaria. El estudio integra extracción alcalina y precipitación isoeléctrica con ácido clorhídrico, ácido láctico y bacterias ácido-lácticas, junto con pretratamientos de fermentación en estado sólido e hidrólisis enzimática. Además, incorpora secado por aspersión utilizando la fracción fina de harina como encapsulante para mejorar eficiencia del proceso y propiedades del polvo proteico. Se caracterizan materias primas y productos según composición fisicoquímica, propiedades funcionales, tecnológicas, antioxidantes y calidad proteica. Los resultados demuestran que las variaciones en la relación sólido:líquido y el tipo de precipitante no modifican significativamente el contenido proteico ni el rendimiento de recuperación, mientras que los pretratamientos biotecnológicos alteran composición y desempeño del proceso. Los polvos presentan buena fluidez, y el uso de bacterias ácido-lácticas y encapsulante mejora humectabilidad, estabilidad y manipulación, ampliando posibilidades de aplicación en alimentos funcionales, bebidas y formulaciones instantáneas. Desde el punto de vista económico, el análisis considera ingresos, costos operativos e inversión de capital. La ruta con bacterias ácido-lácticas sin pretratamiento resulta más competitiva, con menor costo unitario, menores precios de equilibrio y rentabilidad, mientras que los procesos con ácido láctico presentan sobrecostos y la fermentación en estado sólido resulta menos eficiente por elevada demanda energética y baja productividad.; The search for sustainable protein sources drives the development of processes aimed at valorizing legumes with high nutritional and technological potential. In this context, this work designs and evaluates protein recovery processes from yellow and green peas (Pisum sativum L.), with a process engineering approach, to obtain functional protein ingredients for food applications. The study integrates alkaline extraction and isoelectric precipitation using hydrochloric acid, lactic acid, and lactic acid bacteria, together with solid-state fermentation and enzymatic hydrolysis pretreatments. In addition, spray drying is incorporated using the fine flour fraction as an encapsulating agent to improve process efficiency and the properties of the resulting protein powder. Raw materials and products are characterized in terms of physicochemical composition, functional, technological, antioxidant properties, and protein quality. Results demonstrate that variations in the solid-to-liquid ratio and precipitating agent do not significantly affect protein content or recovery yield, whereas biotechnological pretreatments modify composition and process performance. The resulting powders exhibit good flowability, while the use of lactic acid bacteria and the encapsulating agent improves wettability, stability, and handling properties, thereby expanding their potential applications in functional foods, beverages, and instant formulations. From an economic perspective, the analysis considers revenues, operating costs, and capital investment. The route employing lactic acid bacteria without pretreatment proves to be the most competitive, showing lower unit cost, lower break-even prices, and higher profitability, whereas lactic acid-based processes present additional costs, and solid-state fermentation emerges as the least efficient alternative due to its high energy demand and low productivity. Fil: Guraya, María Ángeles. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

Aplicaciones tecno y biofuncionales de manoproteínas extraídas a partir de un subproducto de la industria cervecera

Mon, 22 Dec 2025 00:00:00 GMT

Aplicaciones tecno y biofuncionales de manoproteínas extraídas a partir de un subproducto de la industria cervecera Aquino, Marilin Estefanía La levadura de cerveza residual (LCR), segundo subproducto más abundante del proceso cervecero, fue utilizada para desarrollar nuevas aplicaciones tecno/bio-funcionales de manoproteínas (MP) extraídas de S. cerevisiae, con el fin de agregar valor a este residuo generado a gran escala. Para recuperar las MP, se aplicó un tratamiento térmico seguido de precipitación con etanol, determinándose las condiciones óptimas para obtener aquellas no covalentemente unidas a la pared celular. Luego, se realizó ultrafiltración secuencial con membranas de 10 y 5 kDa para separar fracciones según su peso molecular. Las MP mostraron propiedades neuroprotectoras y antioxidantes, potenciadas tras digestión gastrointestinal simulada (DGIS), asociadas a péptidos de bajo peso molecular ligados a manosa. La ultrafiltración con membrana de 10 kDa se escaló a nivel piloto, obteniéndose un concentrado de manoproteínas (CMP), utilizado para producir microcápsulas de calcio mediante secado por aspersión con goma xántica y maltodextrina. Se evaluó la bioaccesibilidad intestinal, colónica y total del calcio tras DGIS y fermentación colónica in vitro. La precipitación con etanol también permitió recuperar β-glucanos, obteniéndose un concentrado (β-GC) incorporado a un extrudido de harina de arroz, comparado con un control sin β-glucanos, evaluando composición, propiedades fisicoquímicas y bioactividades. Del residuo post tratamiento térmico se obtuvieron hidrolizados mediante β-glucanasa y proteasa alcalina, los cuales inhibieron α-glucosidasa y DPP-IV. Péptidos ligados a manosa mostraron mayor inhibición de α-glucosidasa, mientras que los no glicosilados inhibieron DPP-IV. En conjunto, se obtuvieron ingredientes con propiedades tecno y biofuncionales, útiles para alimentos funcionales, promoviendo economía circular y reducción de desperdicios.; Brewer's spent yeast (BSY), the second most abundant byproduct of the brewing process, was used to develop new techno-biofunctional applications of mannoproteins (MP) extracted from S. cerevisiae, in order to add value to this large-scale waste product. To recover the MP, a heat treatment followed by ethanol precipitation was applied, determining the optimal conditions for obtaining those not covalently bound to the cell wall. Then, sequential ultrafiltration was performed using 10 and 5 kDa membranes to separate fractions according to their molecular weight. The MP showed neuroprotective and antioxidant properties, enhanced after simulated gastrointestinal digestion (SGID), associated with low molecular weight peptides bound to mannose. Ultrafiltration with a 10 kDa membrane was scaled up to pilot level, yielding a mannoprotein concentrate (CMP), which was used to produce calcium microcapsules by spray drying with xanthan gum and maltodextrin. Intestinal, colonic, and total calcium bioaccessibility was evaluated after DGIS and in vitro colonic fermentation. Ethanol precipitation also allowed for the recovery of β-glucans, resulting in a concentrate (β-GC) incorporated into a rice flour extrudate, compared to a control without β-glucans. Composition, physicochemical properties, and bioactivities were evaluated. Hydrolysates obtained from the post-thermal treatment residue were obtained using β-glucanase and alkaline protease, which inhibited α-glucosidase and DPP-IV. Mannose-bound peptides showed greater α-glucosidase inhibition, while non-glycosylated peptides inhibited DPP-IV. Overall, ingredients with techno- and biofunctional properties were obtained, useful for functional foods, promoting a circular economy and reducing waste. Fil: Aquino, Marilin Estefanía. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

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.