Pigmento, Zircón, Proceso de mezclado, Microestructura, Poder colorante, Pigment, Zircon, and Enginyeria, indústria i construcció

El coral de hierro-circón, es un pigmento cerámico de tipo encapsulado con una dificultad intrínseca a nivel industrial. Son muchos los factores que influyen en el desarrollo del poder colorante, desde la selección de materias primas, el proceso de mezclado o el método de síntesis del pigmento. Pese a todo, estos pigmentos con estructura de circón presentan unas propiedades inmejorables y una amplia gama de tonalidades que incluyen el coral o el rosa. El objetivo general de este trabajo es profundizar en la influencia que tiene el proceso de mezclado en la síntesis del pigmento desde un punto de vista mineralógico, microestructural y colorimétrico, estudiando los mecanismos de formación con los resultados obtenidos en el trabajo de investigación. Asimismo, se propondrá un índice de mezclado que describa el grado de homogeneidad del sistema utilizando el algoritmo de transformada de Fourier discreta (TFD).

Combustión de una disolución, Pigmento, Espinela, Poder colorante, Microestructura, Cristalinidad, and Enginyeria, indústria i construcció

En este proyecto de investigación se ha estudiado la aplicabilidad del método de síntesis por combustión de una disolución (SCD) para la generación de pigmentos cerámicos tipo espinela. Simultáneamente, se ha evaluado la influencia de diferentes variables del proceso (combustible, concentración de la disolución original, temperatura del horno y parámetros de un tratamiento térmico post-síntesis) sobre las propiedades finales del producto obtenido, tales como la estructura cristalina, microestructura y poder colorante. De acuerdo con los resultados obtenidos, es posible concluir que el método SCD es una alternativa viable al método cerámico tradicional, que permite obtener pigmentos cerámicos muy esponjosos, con estructura de espinela y un elevado poder colorante, sin la necesidad de aplicar un tratamiento térmico posterior. Por otra parte, los pigmentos SCD presentan características altamente deseables en la decoración digital (inkjet) ya que no requieren procesos de molturación intensivos para acondicionar el tamaño de partícula al nivel submicrónico.

Superconductor, TSMTG, Microestructura, Microstructure, REBCO, and Ciències Experimentals

Este trabajo se ha enfocado hacia la obtención, optimización, estudio y caracterización microestructural de cerámicas superconductoras texturadas másicas de REBCO siendo RE; Y, Tm y Xenotima*, así como sus soldaduras. La técnica de crecimiento cristalino empleada ha sido la de solidificación direccional inducida por semilla, Top Seeding Melt Textured Growth (TSMTG). Con el objetivo de mejorar las propiedades microestructurales, físicas y mecánicas se han optimizado las diferentes variables en el crecimiento y la composición por medio del uso de aditivos secundarios (Y211, óxidos de Zr: BaZrO3 y YBa2ZrO5,5, RE, Ag, CeO2). Se han establecido diferentes modelos de crecimiento para muestras texturadas (TSMTG), ya que se ha producido una modificación en los mecanismos de crecimiento generada principalmente por los aditivos secundarios. Por un lado se han producido espectaculares procesos de arrastre/atrapamiento de partículas en los monodominios superconductores generados por la presencia de óxidos de Zr. Hecho que ha permitido obtener novedosas muestras de referencia (monodominios texturados maclados superconductores de YBCO libres de inclusiones de Y211 y de características comparables a un monocristal). Por medio de la adición de Ag a los materiales TSMTG con óxidos de Zr se han mejorado las propiedades mecánicas y superconductoras de estas muestras de referencia, al disminuir la densidad y propagación de grietas. De nuevo se ha obtenido una nueva muestra de referencia con inclusiones de partículas de Ag con una morfología elongada casi cilíndrica pero libre de inclusiones (Y211 y óxidos de Zr). Por otro lado se ha producido una espectacular redistribución iónica entre partículas atrapadas y la matriz superconductora en muestras REBCO texturado siendo RE: Tm y Xenotima. Generándose, de nuevo, novedosas muestras de referencia. Finalmente debido a la demanda de materiales texturados monodominio de grandes dimensiones y geometrías diversas que tengan una densidad de corriente crítica (Jc) elevada, buenas propiedades superconductoras y también mecánicas se han realizado innovadores procesos de uniones superconductoras complejas utilizando compuestos (TmBCO, compuestos de plata (YBCO/Ag (TSMTG) e YBCO/AG policristalino) como agentes soldantes puesto que su punto de fusión es inferior al del material REBCO. Ello ha permitido establecer un nuevo proceso de soldadura que permite obtener morfologías complejas. *Xenotima es una mezcla natural de tierras raras obtenida de Brasil. El contenido típico de esta mezcla natural es (% mol): 54% Y2O3, 14% Yb2O3, 11% Lu2O3, 10% Re2O3, 7% Dy2O3, 2% Tm2O3, 2% Ho2O3.

Superconductivitat, Superconductividad, Superconductivity, Soldadura, Welding, Microestructura, Micro-structure, and Ciències Experimentals

La obtenció de ceràmiques superconductores de YBa2Cu3O7 porta implícita una limitació en les dimensions i forma de les peces. Per tal de superar aquesta limitació, s’ha proposat un mètode de soldadura basat en l’ús d’una làmina de plata com a decapant. Aquest treball de Tesi està enfocat en: • El perfeccionament de la tècnica de soldadura de YBCO per tal de resoldre una sèrie de problemàtiques presents en el moment de començar aquest treball. • Caracterització de la microestructura de les mostres soldades. • El desenvolupament d’eines d’anàlisi quantitatiu per avaluar la qualitat de la soldadura des del punt de vista de les propietats magnètiques i elèctriques. • La expansió del mètode de soldadura per incloure soldadures on existeix una desorientació cristal·logràfica entre les dues peces unides i estudi de la influència d’aquesta desorientació en les propietats magnètiques i elèctriques. El primer pas seguit fou la construcció d’un forn equipat amb un sistema d’observació òptica in-situ. Aquest sistema va permetre obtenir gravacions de l’evolució de la mostra durant el tractament tèrmic. Aquests vídeos van permetre detectar la presència de dos tipus de líquids que eren arrossegats fora de la zona de soldadura. L’estudi de la microestructura de la soldadura van indicar que aquesta pèrdua de líquid afavoria l’aparició de defectes microestructurals. Una modificació del porta-mostres emprat solucionà el problema. Es van realitzar estudis de la microestructura més detallats per tal de poder entendre millor els mecanismes que en fan possible la seva formació amb la idea de postular-ne un possible model. Un estudi adequat de les propietats magnètiques també fou necessari, ja que l’objectiu final del mètode de soldadura és el d’unir diverses peces de YBCO, tot mantenint les propietats superconductores a la zona soldada. Per aquest motiu, es van realitzar mesures d’imatge magnètica, basades en una Sonda d’Efecte Hall. A partir dels mapes de magnetització local de les mostres, es va obtenir la distribució de densitats de corrent crítica, emprant un programari especialitzat. Per tal d’entendre millor aquests mapes de densitat de corrent i, també, per extreure’n informació útil, es va desenvolupar un programari de simulació i els coneixements adquirits, es van poder obtenir les densitats de corrent intergranular i intragranular (JcGB i JcG). Es va estudiar la dependència del quocient entre JcGB i JcG amb l’angle de desorientació cristal·lina. En principi s’esperava una dependència semblant a la que es troba en el cas de les cintes superconductores. No obstant, la dependència que es va trobar era més fluixa que la del cas model considerat. Aquesta dependència es va comprar, llavors, amb la d’altres estudis similars, fets amb fronteres de gra artificials en mostres superconductores volumètriques, revelant un comportament semblant entre elles, indicant que el valor del quocient JcGB/JcG era potencialment intrínsec al grau de desorientació. Aquesta hipòtesi es va confirmar quan es van comparar mostres de YBCO amb qualitats diferents, però amb el mateix angle de desorientació. Es van realitzar mesures dels mapes de magnetització en funció del camp magnètic per tal de determinar els règims d’ancoratge de vòrtexs presents en les mostres i es van comparar amb el cas de les cintes superconductores. Tot i que els règims d’ancoratge en la zona de soldadura són similars als de les fronteres de gra per una cinta superconductora, els règims en zones fora de la soldadura difereixen entre els dos casos. Finalment, es van realitzar mesures de nanoindentació per tal de correlacionar les propietats mecàniques amb les elèctriques. Concretament, es va avaluar la duresa del material en la zona de soldadura i fora d’aquesta zona. El quocient entre les dues dureses mostraven una gran correlació amb el valor del quocient JcGB/JcG.

Processament recompensa, Neuroimatge, Microestructura, Connectivitat funcional, Ressonància Magnètica funcional (RMf), Tensor de difusió, and Ciències de la Salut

Current views in cognitive neuroscience assume that many high level cognitive functions, such as learning, language, or memory are anatomically widely distributed across the whole brain, interacting and overlapping with different large-scale functional systems. These functional specific brain networks are believed to be implemented in the brain by the segregation of different brain regions, that is, groups of neurons or cortical columns with common functional properties. It is the integration of these distal segregated regions, which might define the different cognitive processes. Moreover, these regions are also connected by the presence of specific neural pathways, which permits the information flow between areas. The lack of an anatomical support of these networks makes a direct functional connection biologically impossible. Indeed, unique afferent and efferent connections might define the connectivity patterns used to convey information to other cortical and subcortical regions. In this framework, it is the integration of the distributed neural network, linked anatomically and functionally in a precise way, which largely may define the brain's function. More concretely, by combining functional MRI and diffusion tensor imaging (DTI) information, this dissertation aims to examine possible functional and micro-structural interactions in the human brain in order to reach a better understanding of the organization and dynamics of the distributed neural systems that subserve neural functions and human behaviour.This dissertation should not be considered as a treatise on functional and structural integration but rather as a launching point in order to begin to understand human functional and structural brain connectivity.KEY WORDS: Diffusion Tensor imaging (DTI); functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI); functional connectivity; micro-structure; neuroimaging; reward processing

Microestructura, Elèctrode de níquel, Difracció de Pols, and Ciències Experimentals

L'elèctrode d'oxihidròxid de níquel (NOE) s'ha emprat en dispositius d'emmagatzemament d'energia des de principis del segle XX i avui dia el seu domini d'aplicaci«o «es encara extremament extens, ja que comprèn des de les bateries per a aparells portàtils fins a les destinades a aplicacions aeronàutiques i espacials o el vehicle elèctric. Això no obstant, degut tant a la seva complexitat intrínseca com al fet que el seu desenvolupament ha estat fonamentalment basat en criteris empírics, encara no es té una total comprensió del seu mecanisme d'operació. Aquest treball es centra en l'estudi del NOE, tant des d'un punt de vista aplicat com fonamental, a fi d'optimitzar el procés de fabricació industrial de la matèria activa i comprendre millor les seves característiques microestructurals i la influència d'aquestes en el rendiment electroquímic. Primerament s'han estudiat individualment en una planta pilot les diferents etapes d'un procés de síntesi industrial real, comparant les característiques del producte final amb les d'altres matèries actives comercials. Els resultats obtinguts han permès de proposar modificacions en el procés industrial que resulten en una millora significativa del rendiment electroquímic de la matèria activa preparada. En segon lloc s'ha dut a terme una recerca de caire més fonamental amb l'objectiu de realitzar un estudi microestructural rigorós de diverses mostres de ß-Ni(OH)2, tant industrials com preparades al laboratori, i establir correlacions entre les característiques microestructurals i el rendiment electroquímic. Per a assolir-ho, s'ha desenvolupat el nou programa d'afinament de dades de difracció de pols FAULTS el qual, igualment com el mètode Rietveld, s'ha emprat per a l'estudi de les mostres. Finalment, en la darrera etapa d'aquest treball, s'ha estudiat la transformació ß-Ni(OH)2/ß-NiOOH i l'estructura de la fase oxidada mitjançant la difracció de pols i la microscòpia electrònica de transmissió.

Mixed layer depth, Microestructura, Océano Atlántico Norte, Dinàmica de fluids, Turbulencias, Microstructure, Oceà Atlantic Nord, North Atlantic Ocean, Capa de barreja oceànica, Turbulences, Dynamics, and Turbulències

S'estudia la resposta de la capa de barreja oceànica al forçament atmosfèric considerant dades obtingudes durant 12 dies d'abril del 2001 a 42 estacions a través de l'Atlàntic nord seguint aproximadament la latitud de 53ºN. Aquestes dades inclouen, a més de variables atmosfèriques, mesures de CTD, velocitats amb ADCP i dades de microestructura obtingudes amb un perfilador de caiguda lliure. En aquest últim cas, s'han desenvolupat tècniques de processament de les dades que també es presenten aquí.El transsecte estudiat segueix la posició climatològica del rotacional mitjà anualdel vent igual a zero i travessa el corrent del Labrador i algunes branques i meandresdel Corrent Atlàntic Nord. El forçament atmosfèric es va caracteritzar per vents intensos i fluxos superficials de calor negatius, tot i que, tal com es dedueix de la comparació del gruix de la capa de barreja amb la longitud de Monin-Obukov, la barreja induïda pel vent va dominar sobre la convectiva durant tot el transsecte.

polimerització per apertura d'anell, polimerització d'epoxids, polimerització aniònica, fosface, t-Bu-P4, and microestructura

La síntesi de poliéters constitueix un important tema d'estudi per les seves bones propietats físiques i químiques. Així, a més de la seva importància en el camp dels poliuretans, recentment, la polimerització de monòmers epoxídics funcionalitzats ha permès dissenyar polímers d'alta tecnologia amb propietats específiques.El treball de tesi que es presenta estudia la síntesi i caracterització de polièters obtinguts mitjançant un sistema iniciador que es basa en la combinació de la base de poliiminofosfazè t-Bu-P4 amb un compost hidroxílic com el 3,5-di-terc-butilfenol. El t-Bu-P4 es un compost descrit recentment, que es caracteritza per ser una de les bases neutres més fortes que es coneixen. Per aquesta raó, aquest compost està trobant nombroses aplicacions en el camp de la síntesi orgànica i més recentment en la polimerització de monòmers amb excel·lents resultats. No obstant, actualment només hi ha un grup de treball que l'hagi utilitzat per a la polimerització d'oxirans i ho ha fet en el cas del monòmer més senzill, l'òxid d'etilè.En aquest treball, s'ha estudiat la cinètica i el mecanisme de polimerització del fenilglicidiléter, amb aquest sistema iniciador, i s'ha comparat amb altres iniciadors aniònics convencionals. Per això, s'ha estudiat l'evolució del pes molecular del polímers mitjançant tècniques cromatogràfiques de SEC. També s'han determinat el pesos moleculars mitjançant RMN de 1H utilitzant un nou procediment de derivatització dels polímers que permet augmentar considerablement la sensibilitat d'aquesta tècnica. Així mateix, s'ha dut a terme un estudi detallat de la microestructura de tots els polímers obtinguts, determinant característiques com la seva tacticitat, regiorregularitat i naturalesa del extrems de cadena. Per fer això, s'han sintetitzat compostos model, s'han fet seguiments cinètics per RMN, reaccions de derivatització i experiències de correlació bidimensional de RMN. Així mateix, per a investigar la estructura de cadascuna de les cadenes de la distribució de pesos moleculars s'ha utilitzat avantatjosament la moderna tècnica de MALDI-TOF MS. La correlació dels resultats obtinguts, no només ha permès establir el mecanisme bàsic de polimerització, sinó també identificar i avaluar diferents els processos competitius que es produeixen i que no han estat descrits fins ara a la literatura. D'aquestos, cal destacar la formació de unions irregulars i la existència de reaccions de substitució nucleòfila aromàtica quan en el anell aromàtic hi han substituents electroaceptors. També, s'han identificat processos de fragmentació de cadena quan el iniciador es el terc-butóxid potàssic.Finalment, s'ha aconseguit aplicar, amb èxit, aquest sistema iniciador a la polimerització de diferent monòmers funcionalitzats amb potencial aplicació en el camp de la fotònica i l'electro-òptica.

Microestructura, Vortex, Superconductivitat, and Ciències Experimentals

En els superconductors d'elevada temperatura crítica (entre els que s'inclou el compost YBa2Cu3O7 estudiat en aquesta tesis), el moviment de les línees de camp magnètic (vòrtex) que penetren en el material es veu altament incrementada per les altes temperatures d'operació d'aquests materials superconductors. Aquest moviment dels vòrtex genera dissipació en forma d'una resistència elèctrica.Addicionalment, aquests vòrtex estan sotmesos a diverses interaccions que en determinen el seu comportament dinàmic, on destaquen la importància de la energia repulsiva entre vòrtex, i la influència de defectes microstructurals on les propietats superconductores estan deteriorades. Aquests defectes microstructurals poden, en determinades condicions actuar com a llocs preferencials per als vòrtex, comportant-se així com a centres d'ancoratge que en milloren les propietats superconductores. L'estudi de la influència de la microstructura en el moviment de vòrtex, en mostres texturades de YBa2Cu3O7, on existeix una elevada diversitat de defectes, ha estat l'objectiu d'aquesta tesis.Aquest estudi ha requerit l'estudi de mostres amb característiques microstructurals clarament diferenciades i d'una sistemàtica de mesura que permeti distinguir els efectes de cada un dels defectes. Els principals resultats d'aquest estudi han estat:1.- El sistema YBa2Cu3O7 ha estat comparat amb altres sistemes similars, el NdBa2Cu3O7 i els efectes del dopatge YBa2(Cu1-xMgx)3O7. La influència del dopatge en la anisotropia ha estat emprat per a investigar l'evolució del diagrama de fases magnètic en funció del contingut de Mg.2.- Per a la posterior comparació amb mostres amb una gran diversitat de defectes, hem estudiat les propietats d'una mostra monocristal·lina. 3.- S'ha determinat i quantificat la influència dels principals centres d'ancoratge presents en mostres texturades. En aquest sentit, hem determinat:3.1.- L'existència d'una ampliació de l'estat sòlid dels vòrtex quan els vòrtex s'orienten paral·lelament als centres d'ancoratge. Aquest fenòmen ha estat determinat tant en defectes planars (plans de macla), com en defectes lineals (les dislocacions). Així mateix, també ha estat observat una ampliació de l'estat sòlid per a les inclusions de partícules esfèriques de Y2BaCuO5 per a totes les direccions del camp magnètic, demostrant d'aquesta manera que actuen com a centres d'ancoratge lineal en una longitud de l'ordre del seu radi.3.2.- Ha estat demostrat que els defectes puntuals no són capaços de modificar la posició de la transició sòlid-liquid en el diagrama de fases magnètic.4.- També s'ha determinat la influència de determinats defectes microstructurals (microesquerdes, defectes d'apilament) que donen lloc a una reducció de la correlació dels vòrtex al llarg de la direcció del camp magnètic, donant lloc a una ampliació de l'estat líquid dels vòrtex, demostrant d'aquesta manera que determinats defectes microstructurals poden tenir efectes detrimentals per a l'ancoratge dels vòrtex.La influència dels diferents defectes en aquestes mostres amb una elevada complexitat microstructural ha estat comparada amb els resutats obtinguts de la literatura en mostres "netes" i els diversos models teòrics existents per a mostres amb una baixa diversitat de defectes.Finalment, tot aquest estudi de la influència d'aquests defectes en la dinàmica de vòrtex en mostres texturades de YBa2Cu3O7 ens ha permès determinar l'existència d'una nova transició en el sistema YBa2Cu3O7 on la tensió lineal del vòrtex es perd.

polieter, polimerització, and microestructura

S'ha estudiat la polimerització del 3-fenoxi-1,2-epoxipropà (PGE) racèmic i òpticament actiu en un dissolvent eteri utilitzant com a catalitzador una combinació de isopropòxid d'alumini i diferents halurs de zinc (clorur, bromur, iodur i acetat) en diferents proporcions. Sa relacionat la conversió i el pes molecular de les fraccions isotàctiques de polímer obtingut (PPGE) amb la capacitat coordinativa del sistema iniciador utilitzat. En presencia d'aigua com a codificador s'aconsegueix desactivar selectivament els llocs no estereoselectius del catalitzador i en conseqüència augmenta la conversió i el pes molecular del polímer. S'ha estudiat la cristallinitat de les mostres de PPGE mitjançant raig X i DSC. Encara que ambdós tipus de mostres mostren un patró semblant per raig X, presenten diferencies significatives per DSC. En tots el casos s'ha pogut relacionar la conversió de polímer isotàctic, el pes molecular y el grau de cristallinitat amb les condicions de polimerització i el mecanisme de polimerització.La microestructura dels polímers obtinguts s'ha analitzat mitjançant tècniques de RMN de 1H i 13C, determinant-ne el seu grau de tacticitat i el contingut de unions irregulars. En el cas de les fraccions solubles s'han pogut identificar i quantificar els diferents grups finals de cadena mitjançant tècniques de derivatització "in situ" i anàlisis per RMN de 19F. La naturalesa del extrems de cadena s'ha pogut relacionar amb el mecanisme de polimerització.També s'han preparat polímers entrecreuats per copolimerització del fenilglicidiléter i diferents diglicidiléters aromàtics utilitzant l'iniciador i les condicions estudiades anteriorment. S'ha pogut determinar que el percentatge d'incorporació del comonomer a la xarxa depèn de la seva estructura. La caracterització dels materials per RMN de 13C i DSC ha permès determinar que es tracta de cadenes altament regular amb un percentatge de isotacticitat molt elevat (80%) lo que es tradueix en una elevada cristalllinitat de les mostres.

Retracción, Afwillita, Microestructura, Residuo de espuma de poliuretano, Mortero ligero, Drying shrinkage, Afwillite, Microestructure, Polyurethane foam waste, Lightweight mortar, Materiales de construcción, and Building materials

Retracción, Afwillita, Microestructura, Residuo de espuma de poliuretano, Mortero ligero, Drying shrinkage, Afwillite, Microestructure, Polyurethane foam waste, and Lightweight mortar

Para reducir la cantidad de plásticos y polímeros que se depositan en vertederos se ha realizado la inclusión de compuestos tales como residuos de espuma de poliuretano como material reciclado y reutilizable en sustitución de cantidades variables de áridos en la producción de nuevos materiales de construcción debido a sus características físicas y químicas. Con la intención de eliminar la limitación de resistencia mecánica derivada del empleo de polímero, y en un intento de ir más lejos en este campo de investigación, se han modificado las propiedades químicas de los aglutinantes con tensioactivos no iónicos que aumentan el efecto sobre la hidratación del clínker. Esta alteración produce un cambio importante en la resistencia mecánica para lograr materiales estructurales reciclados con una baja densidad con respecto a los morteros ligeros convencionales. Además, estos aditivos mejoran otras propiedades incluyendo la trabajabilidad, compactación de la matriz, evitan la disgregación de las partículas de poliuretano y ayudan a mejorar las resistencias mecánicas a la flexión, compresión, ductilidad, resistencia térmica y durabilidad frente a agentes como el fuego para reforzar los materiales.

carburo de silicio bimórfico, biomateriales, liberación controlada de fármacos, regeneración ósea, microestructura, and Materias::Investigación::32 Ciencias médicas::3209 Farmacología::320990 Farmacología experimental

La incorporación de moléculas terapéuticas en las estructuras de los materiales implantables hace posible la liberación de fármacos in situ dando lugar a una nueva generación de sistemas biofuncionales. Este trabajo de investigación aborda la obtención de cerámicas a partir de precursores naturales mediante un proceso en dos etapas, lo que permite la síntesis de carburos de silicio biomórficos (bioSiCs). Se estableció el potencial de los bioSiCs para la regeneración de tejido óseo, evaluando sus características morfológicas, las respuestas celulares que producen y su capacidad para cargar y liberar moléculas terapéuticas.

alimentos lácteos, yogur, batido, postre lácteo, proteína láctea, almidón modificado físicamente, capacidad saciante, capacidad saciante esperada, procesado oral, procesamiento oral, digestión oral in vitro, saliva artificial, microestructura, reología, tribología, análisis sensorial, dominancia temporal de las sensaciones, flash profiling, cuestionario CATA, and TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

This thesis studies how to increase the expected satiating ability in dairy products analyzing the effect of the incorporation of certain ingredients. The study of food reformulation with high expected satiating ability contributes to moderate size meal choice and to regulate food intake. In this thesis, two factors influencing the satiating ability perception of semi-solid foods have been mainly studied: a) the increase in oral processing time that produces prolonged orosensory signals, and b) the increase in protein content.The increase in oral processing time is produced by, for example, higher consistencies, mouth-coating or creaminess sensations. These features can be modified by the addition of hydrocolloids. Native starch, modified starch, ¿-carrageenan and guar gum were added to increase the viscosity and consistency of milkshakes. Rheological characterization of the products revealed very different behavior patterns depending on the type of hydrocolloid. The addition of saliva in the studies showed modified sensory perceptions, so its inclusion is desirable and more realistic. The addition of hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) and the effect of milk solids and cream in milk-based desserts was also studied. In addition to HPMC dominant effect on the temporality of perceptions, the presence of fat globules or milk solids modulated such perceptions. Yogurt was selected to increase protein content, adding twice the original amount of protein from different milk fractions, and starch. Yogurt with milk powder addition was the most accepted sample and it was closer to the 'ideal' characteristics of a satiating yogurt according to consumers, with a series of sensory attributes that contribute to the feeling of expected satiety. On the other hand, in vitro oral digestion showed that physically modified starch granules remain unchanged after the attack of ¿-amylase, and would be responsible for its consistency and creaminess. In addition, it was found that the sensation of astringency was undesirable; tribological studies allowed to interpret yogurt sensory characteristics. The lubricity of some samples did not reflect the difference in astringency between samples indicating that this was not a purely tactile perception caused by an increase in friction. The addition of physically modified starch significantly reduced friction coefficients values due to soluble starch polymers and starch granules preservation.All the strategies allowed to gain understanding on how to reformulate food increasing its satiating ability perception. Such strategies could be extrapolated to other food categories, what broadens the scope of the results obtained in this thesis.

Microestructura, Funcionalidad, Caqui, Pimiento, Compuestos bioactivos, Altas presiones hidrostáticas, Pasteurización, Análisis sensorial, Análisis de imagen, Propiedades reológicas, Propiedades fisicoquímicas, and TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

La presente tesis doctoral se centra en la obtención de nuevos ingredientes ricos en compuestos bioactivos a partir de tejidos vegetales (caqui y pimiento) sometidos a distintos tratamientos de conservación como las altas presiones hidrostáticas (APH) y la pasteurización, con la finalidad de formular nuevos alimentos funcionales. Se estudió el efecto de un tratamiento específico de APH (200 MPa/6 min/25 ºC) y otro de pasteurización (70 ºC/15min) sobre la estructura y el contenido en algunos compuestos bioactivos del caqui. Tanto las APH como la pasteurización causaron cambios estructurales en el tejido parenquimático, favorecieron la precipitación de taninos y la formación de células tánicas, lo que podría relacionarse con la pérdida de astringencia del fruto. Las APH mejoraron la extractabilidad de compuestos carotenoides y mantuvieron las propiedades antioxidantes del fruto. Esta técnica podría ser una alternativa al tratamiento de pasteurización convencional. Asimismo el caqui tratado por APH podría ser empleado en la formulación de nuevos alimentos funcionales, tales como bebidas lácteas enriquecidas con caqui. Las nuevas bebidas lácteas, con idéntico contenido en carotenoides, se formularon haciendo uso de caqui no tratado, sometido a APH y pasteurizado; y tres matrices lácteas diferentes: leche entera, semi-desnatada y desnatada. Las bebidas elaboradas con caqui tratado por APH presentaron unas adecuadas propiedades reológicas ya que ni gelificaron como las elaboradas con caqui no tratado, ni sedimentaron como las formuladas con caqui pasteurizado. Los consumidores percibieron las nuevas bebidas lácteas enriquecidas con caqui como bebidas altamente antioxidantes. Las que más gustaron fueron las elaboradas con caqui tratado por APH independientemente del tipo de leche utilizada y las elaboradas con caqui no tratado y leche entera. Por tanto, el tratamiento por APH permite formular bebidas lácteas enriquecidas con caqui con alto valor nutricional, variable contenido graso y elevada aceptabilidad independientemente de la estacionalidad del fruto. Por otro lado, se cuantificaron y localizaron algunos compuestos bioactivos y se determinaron algunas propiedades fisicoquímicas en tres tipos de pimiento: rojo, verde y amarillo. El contenido en compuestos bioactivos de cada tipo de pimiento estuvo condicionado por su estructura. El tipo de pimiento más adecuado para obtener extractos ricos en compuestos carotenoides sería el rojo, mientras que el amarillo sería apropiado para obtener extractos ricos en compuestos fenólicos con elevada actividad antioxidante. Por último, si se pretende obtener extractos con elevado contenido en fibra dietética el más adecuado sería el pimiento verde. Se estudió el efecto de diferentes tratamientos de APH (100, 200, 300 y 500 MPa/15 min/25 ºC) y de un tratamiento de pasteurización (70 ºC/10 min) sobre la estructura de pimiento rojo. Además, se determinó el efecto de dichos tratamientos sobre el contenido en algunos compuestos bioactivos y textura. Tanto las APH como la pasteurización provocaron cambios microestructurales, aunque los tratamientos que menos impacto tuvieron fueron las APH a 500 MPa y la pasteurización. Estos tratamientos fueron a su vez los que menos afectaron al contenido en compuestos bioactivos y textura del pimiento rojo. Las APH podrían ser una alternativa a la pasteurización convencional dado que el contenido en compuestos bioactivos y la textura fue similar en ambos casos. Asimismo, podrían desarrollarse nuevos alimentos funcionales mediante el uso de tejido de pimiento rojo sometido a APH a 500 MPa y/o pasteurización. Las modificaciones microestructurales causadas en el tejido de pimiento rojo como consecuencia de la aplicación de APH y pasteurización, provocaron variaciones en los parámetros morfométricos y de textura de la imagen. La dimensión fractal de textura, el contraste, el momento de diferencia inversa y la entropía fueron parámetros de textura apropiados para caracterizar el efecto de las APH y la pasteurización sobre la textura de pimiento rojo. El daño celular causado por los tratamientos de conservación se observó mejor a escalas bajas. Para el desarrollo de las nuevas salsas bechamel enriquecidas con pimiento rojo se emplearon dos tipos de almidón de maíz (nativo y modificado) a dos concentraciones diferentes (4 y 6 g/100 g) y diferentes cantidades de pimiento (0, 5 y 15 g/100 g). Se estudiaron sus propiedades reológicas, microestructura y características sensoriales. El efecto de la incorporación de pimiento sobre las propiedades reológicas dependió del tipo de almidón utilizado. Las salsas presentaron una considerable auto-fluorescencia intrínseca debido al elevado contenido en carotenoides del pimiento. Las salsas que más gustaron a los consumidores fueron las elaboradas con almidón modificado, más cremosas y consistentes. Los consumidores las encontraron beneficiosas para la salud ya que el pimiento rojo proporciona antioxidantes y valor nutricional y mejora el sabor de la salsa. Así, sería posible formular nuevas salsas bechamel, funcionales, cremosas, con alto valor nutricional, elevada aceptabilidad, buenas propiedades reológicas y estabilidad con pimiento y almidón modificado.

Emulsiones alimentarias, Productos lácteos, Postres de soja, Carboximetilcelulosa, Almidón, Sustitutos de grasa, Microestructura, Reología, Caracterización de partículas, Color, Estabilidad, Liberación del sabor, Atributos sensoriales, Estudios de consumidores, and Optimización de la aceptabilidad

Las características de cada matriz alimentaria, la composición y estructura de los ingredientes, así como el efecto de las interacciones entre ellos, pueden modificar el impacto de la grasa y del azúcar en la estructura y en las propiedades físicas y sensoriales del alimento y en su aceptación por el consumidor. Para diseñar nuevos alimentos más saludables es necesario conocer y entender el efecto de estos componentes en las características del producto y las repercusiones que su reducción o eliminación pueden tener en la calidad del mismo. En este contexto, la investigación realizada en esta tesis se ha llevado a cabo en diferentes tipos de matrices alimentarias semisólidas (lácteas, emulsiones agua/aceite y proteicas) y se ha centrado en tres temas: a) analizar los efectos de la modificaciones en la composición de la matriz en sus características físicas y estructurales; b) establecer las conexiones entre dichos cambios, la liberación en la boca de los estímulos odoríferos y sápidos y la percepción del sabor, del dulzor y de la textura y c) explorar la utilización de nuevas metodologías para investigar las percepciones de los consumidores y favorecer la optimización de la calidad sensorial de nuevos productos. En la primera parte se analizó la influencia del contenido en grasa y de la adición de diferentes concentraciones de dos espesantes de distinta estructura (carboximetilcelulosa y almidón) en la estructura y en las propiedades físicas de postres lácteos y de emulsiones agua/aceite, y la influencia de la adición de los mismos hidrocoloides y del contenido en proteína, en las de los postres de soja. Tanto el contenido en grasa o en proteína, como el tipo y concentración de hidrocoloide modificaron de forma distinta las características físicas y estructurales de las diferentes matrices. En las matrices lácteas, el color se relacionó principalmente con el contenido en grasa; el comportamiento de flujo dependió principalmente del tipo de hidrocoloide y la viscoelasticidad, de la concentración de este ingrediente. En las emulsiones agua/aceite, tanto la concentración de CMC como la de almidón tuvieron un efecto importante en el comportamiento de flujo, en el que también influyó la concentración de las gotas de grasa. Sin embargo, en las emulsiones con CMC, el contenido en grasa fue el factor más influyente en su viscoelasticidad mientras que, en las emulsiones con almidón, lo fue la concentración de este espesante. Estas diferencias estuvieron bien relacionadas con las observadas en la microestructura y en la distribución del tamaño de partícula de las distintas muestras. En los postres de soja, el efecto de las interacciones, proteína-CMC y proteína-almidón, fue significativo en los valores de todos los parámetros reológicos y el efecto de ambos hidrocoloides, tanto en el comportamiento de flujo como en la viscoelasticidad, dependió de la concentración de proteína. Para analizar el efecto que los cambios en la composición, estructura y comportamiento reológico tenían en las características sensoriales de diferentes matrices, se realizaron dos estudios. Uno en postres lácteos y otro, en emulsiones, ambos con sabor a cítrico. Se estudió el efecto de la composición (contenido en grasa, tipo y concentración de espesante) en la liberación del sabor y en la percepción sensorial del sabor a limón, dulzor y textura. La liberación in vivo de los volátiles responsables del sabor fue cualitativamente similar en ambos tipos de matrices. El contenido en grasa afectó claramente a la liberación del volátil más lipofílico (linalool) pero no, a la del más hidrofílico (cis-3-hexen-1-ol). La disminución del contenido en grasa, no solo influyó en la intensidad del olor y sabor, sino que modificó cualitativamente las sensaciones percibidas al variar la secuencia de liberación de los volátiles desde la matriz, en función de la polaridad de cada uno de ellos. En ambos tipos de matrices la liberación de volátiles fue mayor en los productos que contenían almidón que en los que contenían CMC. En los postres lácteos, la intensidad del sabor cítrico percibida dependió solo del contenido en grasa, mientras que en las emulsiones, la intensidad dependió principalmente del tipo de hidrocoloide. Independientemente del contenido en grasa y de la concentración de espesante, las muestras con almidón se percibieron como más dulces que las muestras con CMC. Ello parece indicar que las diferencias estructurales entre CMC (polimérica) y el almidón (globular) influyeron en el comportamiento de cada matriz durante su transformación en la cavidad bucal modificando la liberación de las moléculas de sacarosa desde la matriz y su posterior contacto con los receptores. Además del impacto en el sabor y en el dulzor, tanto el contenido en grasa como el tipo de hidrocoloide influyeron significativamente en la textura percibida en ambos tipos de matrices. Conseguir de los consumidores información válida y que tenga utilidad práctica para la formulación de nuevos productos o para incrementar su aceptabilidad, no es tarea fácil. En la tercera parte de esta tesis se exploró la posibilidad de combinar determinadas metodologías para obtener información sobre como perciben y describen los consumidores las diferencias entre muestras (descripción entrecruzada+perfil de libre elección +análisis de Procrustes Generalizado) y también, sobre como las preferencias individuales pueden ayudar a identificar los motivos de los cambios en la aceptación de un producto y facilitar su reformulación (método de superficie de respuesta+escalas JAR (Just About Right)). En la primera experiencia se determinó hasta que punto un grupo de consumidores era capaz de percibir y describir diferencias en el color y en la textura de una serie de muestras de bebidas lácteas de distinta composición que diferían en sus propiedades ópticas y reológicas. La metodología propuesta resultó útil, no solo para comprobar que los consumidores eran capaces de detectar las diferencias sino también, que lo eran para identificarlas y para obtener información preliminar sobre la importancia relativa de cada una de ellas. En la segunda experiencia se estudió la relación entre la aceptabilidad y las variables de composición de un postre de soja con alto contenido en proteína. Se optimizó la aceptabilidad del producto para toda la población de consumidores consultada y para dos subgrupos de dicha población con distintos criterios de preferencia. Mientras que para uno de estos subgrupos los cambios en la composición de las muestras no influyó claramente en su aceptación, para el otro, dichos cambios explicaron satisfactoriamente las diferencias en aceptación detectadas entre las muestras. La información obtenida con las escalas JAR permitió identificar los atributos que debían modificarse para obtener postres de soja más aceptables.