Capacidades

Alimentos con textura modificada (ATM), es un término que se refiere a alimentos con texturas suaves y o tamaño de partícula reducido, así como líquidos espesados, destinados a personas que padecen disfunciones masticatorias, problemas de deglución o con necesidades nutricionales especiales, como son personas de edad avanzada, o personas que presentan ciertos trastornos neurológicos o del sistema nervioso provocados por distintas enfermedades (esclerosis múltiple, párkinson, cáncer, accidentes cerebrovasculares, etc.). Los principales aspectos a considerar en el diseño de este tipo de alimentos se pueden dividir en aquellos relacionados con la experiencia oral y aquellos asociados a los cambios fisiológicos. Teniendo en cuenta el aumento de la población de edad avanzada y la dependencia de aquellas personas que presentan trastornos neurológicos o del sistema nervioso, diseñar, desarrollar y optimizar alimentos suaves, blandos, sabrosos, apetecibles y saludables se ha convertido en un desafío importante para la industria alimentaria.

Desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València somos capaces de aplicar distintas tecnologías para modificar la textura de alimentos duros o fibrosos como ciertos alimentos de origen animal, carnes y productos de la pesca, y ciertos alimentos de origen vegetal, frutas y verduras. Además, evaluamos la capacidad espesante de distintos hidrocoloides en distintas matrices líquidas, y o semisólidas, como sopas o cremas, a través del estudio de sus propiedades texturales, estructurales y sensoriales, relacionadas directamente con el procesamiento oral y la percepción de la textura, así como evaluación de enriquecimiento de las matrices. También tenemos experiencia en la modificación de alimentos con dobles texturas hacia texturas homogéneas.

En un mercado donde la mayoría de nuevos productos no consigue aguantar más de un año en los lineales del supermercado, el análisis de la percepción del consumidor es una pieza clave para la innovación en producto, especialmente cuando se trata del sector agroalimentario. El análisis sensorial de los productos es una práctica muy extendida entre las empresas, pero para que los resultados sean representativos se requieren de unas condiciones, como instalaciones o número de participantes, de las que todas las empresas no disponen.

Por ello, desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València ofrecemos nuestras capacidades en análisis sensorial y estudios de percepción de los consumidores a las empresas del sector para evaluar sus productos, empleando técnicas de neuromarketing, análisis de las preferencias, aceptación y necesidades del consumidor.

Somos capaces de caracterizar organolépticamente una extensa variedad de productos alimentarios mediante la evaluación sensorial con paneles de consumidores. Disponemos de dos salas de catas con condiciones adecuadas para la evaluación sensorial, reclutando consumidores dentro y fuera de la universidad cuando así se requiere. Nuestros investigadores siguen las normas de la AENOR en materia de evaluación sensorial, sabiendo analizar e interpretar los resultados obtenidos.

No solamente somos capaces de realizar evaluaciones sensoriales de múltiples productos. Podemos relacionar la respuesta sensorial sobre un producto con las características técnicas del mismo, como pueden ser la microestructura (observándola a través de microscopia) y las propiedades fisicoquímicas y nutricionales (a través de análisis y determinaciones). Gracias a colaboraciones con otros departamentos de la UPV, podemos elaborar modelos predictivos sobre las preferencias de los consumidores, relacionando los parámetros fisicoquímicos del producto con la respuesta sensorial y la actividad cerebral a través del neuromarketing .

Hoy en día la seguridad alimentaria no se considera como un valor diferenciador, sino como un requisito imprescindible, y así lo muestran las instituciones y los consumidores. Todos los productos y su entorno deben garantizar que son seguros para el consumo. Desde el punto de vista microbiológico, los alimentos son susceptibles de contaminarse en todas las etapas de la cadena, desde la producción al consumo, pasando por el procesado y la distribución. Esta contaminación puede tener efectos en la calidad de los productos, produciendo el rechazo del mismo y generando pérdidas, y en la salud pública, cuando estas contaminaciones son producidas por microorganismos patógenos que generan enfermedades, algunas de ellas muy graves.

Por ello, resulta necesario realizar controles sanitarios para prevenir y eliminar contaminaciones microbiológicas que puedan poner en riesgo la calidad y seguridad alimentarias. Desde la iniciativa FoodUPV^TT, a través del Centro Avanzado de Microbiología Aplicada, de la Universitat Politècnica de València somos conscientes de la importancia de la calidad y seguridad alimentarias, y trabajamos activamente en el análisis y control microbiológico de alimentos, bebidas, aire y superficies. Por ello, somos capaces de:

• Detectar microorganismos patógenos para humanos transmitidos por alimentos, mediante métodos convencionales de cultivo en laboratorio y técnicas de biología molecular como la PCR.
• Controlar microbiológicamente todo tipo de alimentos, contando con laboratorios especializados y amplia experiencia en I+D+i. Investigamos y analizamos la calidad higiénico-sanitaria de los alimentos mediante métodos convencionales de cultivo y de biología molecular.
• Controlar la contaminación fúngica de los alimentos, la cual no lleva solamente el análisis de los productos, sino también un control de los procesos, medioambiental y de superficies donde se producen estos alimentos. Los métodos que se utilizan es estos estudios es totalmente distinto a los utilizados para las bacterias, y necesitan de personas expertas y con experiencia suficiente en estos trabajos.
• Estudio de la contaminación microbiológica en aire y superficies. Esta contaminación influye de forma determinante en la calidad higiénico-sanitaria de los productos elaborados.

Los adelantos de los procesos de la industria alimentaria han favorecido el desarrollo de mejoras en la eficiencia de los procedimientos de control para garantizar los estándares de calidad y seguridad. Estos adelantos han permitido reducir la variabilidad del producto, los costos de energía y los tiempos de operación. En este sentido, las principales mejoras realizadas en el control e inspección han tenido como objetivo sustituir dispositivos y técnicas obsoletas por nuevas tecnologías. Estas se llevan a cabo principalmente mediante dispositivos y técnicas que funcionan de forma no destructiva. Entre estas, las técnicas espectroscópicas y de imagen están siendo cada vez más implantadas en las industrias, si bien los principales aspectos condicionantes son la naturaleza físico-química de la matriz alimentaria seleccionada y el procesamiento que se realiza en cada fase del proceso.

En este sentido, el uso de técnicas espectroscópicas (NIR, FT-IR, etc.) nos permite la identificación y el análisis cuantitativo de compuestos que por ejemplo contengan agrupaciones funcionales con hidrógenos unidos a carbonos, nitrógenos y oxígenos o identificación y determinación de aminas primarias y secundarias, entre otros.

El uso del análisis de imagen y la aplicación de técnicas como el análisis de patrones laser nos permiten, combinadas con diferentes técnicas estadísticas, caracterizar y describir materias primas, las etapas de procesado y productos terminados. Además, estas técnicas pueden ser aplicadas tanto en estático, la muestra no sufre cambio durante la medida, como en dinámico, la muestra al mismo tiempo que está siendo medida está transformándose, lo que es muy valioso cuando se evalúan etapas de proceso en continuo.

El envasado de alimentos es fundamental para facilitar su manipulación, distribución e informar al consumidor sobre sus características. Es también el principal protector del alimento frente a contaminaciones físicas, químicas y microbiológicas, así como garantizar que el producto llegue al consumidor manteniendo sus propiedades nutricionales y organolépticas. Sin embargo, la función de los envases está evolucionando desde solo guardar o cubrir un alimento a intervenir activamente en su conservación, de ahí el concepto de envase o recubrimiento activo.

La protección activa de los envases y recubrimientos suele presentarse mediante la incorporación de agentes activos al envase y/o recubrimiento, los cuales interactúan con el alimento según la función del agente activo, como, por ejemplo, alargar su vida útil o mantener sus características. Dependiendo del tipo de agente activo, del material que lo contiene y/o del alimento, puede resultar necesario encapsular el agente activo, lo cual implica mayor complejidad tecnológica.

Con el fin de facilitar a la industria nuevos materiales de envasado y recubrimiento, los cuales deben ser además sostenibles y eficientes, los investigadores de la UPV trabajamos en el desarrollo de envases y recubrimientos activos que puedan controlar la liberación de agentes antimicrobianos y/o antioxidantes en función de las necesidades del alimento. Buscamos siempre compuestos de origen natural que sean compatibles con la matriz alimentaria en la que va a ser empleada, sin que ello afecte negativamente sus propiedades nutricionales y organolépticas. También estudiamos la mejor forma de incorporarlo, utilizando a veces para ello tecnologías de encapsulación (mediante liposomas, atomización, altas presiones de emulsificación) capaces de mejorar y preservar los efectos a lo largo del tiempo.

El uso de sensores en la industria agroalimentaria está cada vez más extendido. No solo para garantizar una producción de alimentos segura y de calidad, sino también como una herramienta de control de proceso que dote a las empresas de una mayor sostenibilidad, eficiencia y eficacia en su producción. La complejidad de estos sensores aumenta día tras día, aplicando nuevas tecnologías que permiten el desarrollo de sistemas de inspección más complejos, fiables y no invasivos. Además, el mayor conocimiento y desarrollo de estas tecnologías posibilita un abaratamiento de los costes, lo que los vuelve más competitivos y accesibles, convirtiéndolos en una herramienta imprescindible para la industria 4.0.

Desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València trabajamos en el desarrollo de sensores y sistemas de control de la calidad y seguridad alimentarias en productos y procesos de la industria, aplicando para ello diferentes tecnologías, principalmente la fotónica y los ultrasonidos. Además, colaboramos estrechamente con otros centros de investigación de la UPV o externos en la aplicación de tecnologías para el control automático de procesos. El desarrollo de estos sensores requiere de un profundo conocimiento de los procesos industriales o biológicos que van a controlar, por lo que nuestros investigadores trabajan específicamente en la adaptación de estas tecnologías a los diferentes procesos a monitorizar. Estas aplicaciones no solo se extienden a la industria alimentaria, también al sector de la salud.

El uso de sustancias activas en alimentos, bebidas, envases y superficies es una estrategia cada vez más común. Sin embargo, estos componentes activos pueden requerir de una protección frente a la degradación debida al procesado o almacenamiento del producto, junto con un sistema de liberación controlada en función de las condiciones del medio y la finalidad del mismo. Algunos ejemplos que muestran esta necesidad son los probióticos y los antimicrobianos. Por un lado, los probióticos necesitan protección para llegar viables al intestino, donde realizan su función. Por otro lado, los antimicrobianos pueden alargar la vida útil de los alimentos, pero no suelen aguantar procesos térmicos o se inactivan si están en contacto continuo con el aire.

La encapsulación de compuestos activos permite protegerlos frente a factores no deseados, así como liberarlos de forma controlada. Desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València somos capaces de desarrollar encapsulados de tamaño nano y micro de compuestos activos para su uso como aditivos alimentarios, inclusión en materiales para envases activos o para superficies con funcionalidad activa, entre otros. Buscamos incrementar la protección de agentes activos frente agentes externos como el oxígeno, medios ácidos o alterantes que puedan modificar su estructura molecular, inhibiendo su función en el punto diana. Disponemos de procesos de encapsulación de varios tipos de sustancias activas mediante diferentes técnicas, como encapsulación en liposomas, emulsificación a alta presión, secado por atomización y utilizando soportes poliméricos. Además de proteger las sustancias activas frente a agentes externos, también buscamos una liberación controlada en el lugar o momento que deba hacer efecto, garantizando la mayor eficacia posible.

El aumento de la incidencia de enfermedades relacionadas con la digestión y absorción de nutrientes (obesidad, hipercolesteremia, enfermedades cardiovasculares, síndrome metabólico, etc.), y por otro lado, el tratamiento de enfermedades que cursan con maldigestión y/o malabsorción de nutrientes (déficit de Vitamina B12, pancreatitis crónica, fibrosis quística, enfermedades de la vesícula biliar, disfunción del esfínter de Oddi, etc.) han despertado un gran interés en la comunidad científica por estudiar y conocer en profundidad los factores y mecanismos que gobiernan los procesos de digestión de los distintos alimentos.

La variabilidad de la digestión depende de diferentes factores, unos relacionados con la naturaleza del alimento (composición, estructura, interacciones, etc.), y otros relacionados con la fisiología humana (dependiente de la edad, estado de salud, cantidad, tipo de dieta, etc.).

El desarrollo de metodologías de digestión in vitro que mimetizan los procesos de digestión permiten la reproducción del proceso gastrointestinal fisiológico de forma controlada y reproducible. De este modo, es posible conocer el estado de la reacción en cada punto del proceso, y atribuir los resultados únicamente a las condiciones del análisis. Por el contrario, en los estudios in vivo sólo es posible evaluar el punto final de la reacción sin posibilidad de monitorizar el resto del proceso.

El cambio climático, el crecimiento poblacional y económico están llevando a una disminución de los recursos naturales cada vez mayor. Los sistemas agroalimentarios actuales no son inmunes a esta escasez de recursos y cada vez son más las iniciativas que buscan mejorar su sostenibilidad, dirigiéndose hacía modelos más respetuosos y eficientes. De acuerdo con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 12 (Garantizar patrones de consumo y producción sostenibles) de la Agenda 2030 de la ONU, uno de los principales retos de la industria agroalimentaria es aumentar la sostenibilidad de sus procesos y productos.

Una forma cada vez más extendida de evaluar la sostenibilidad de los sistemas agroalimentarios es mediante el Análisis de Ciclo de Vida (ACV o LCA en inglés). Esta metodología evalúa los impactos ambientales de los procesos y productos, incluyendo no solo la instalación de la producción, sino también el impacto generado por las materias primas, la producción de energía, el envasado, la distribución, el uso, el mantenimiento y, finalmente, las estrategias de gestión de residuos.

Desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València somos capaces de aplicar la metodología análisis de ciclo de vida (ACV) en productos y procesos agroalimentarios, profundizando en las variantes del ACV:

• ACV atribucional, analizando aspectos como la aplicación de técnicas estadísticas para el análisis de incertidumbre y variabilidad de los impactos ambientales.
  
• ACV prospectivo, para la evaluación de nuevas tecnologías, considerando para ello el escalado de procesos.
  
• ACV consecuencial, donde se combina la metodología ACV con modelos económicos, para a evaluación de las consecuencias ambientales futuras de la adopción de nuevas tecnologías o la implantación de nuevas políticas (por ejemplo, la restricción al consumo de carne).
  

Para el análisis de sostenibilidad de productos y procesos, trabajamos en la aplicación de técnicas de decisión multicriterio, como DEA, AHP, con la finalidad de integrar los distintos aspectos de la sostenibilidad (ambientales, económicos, sociales, nutricionales, etc.).

Los alimentos funcionales son productos que incorporan uno o más componentes bioactivos que cumplen una función específica, como antioxidantes, bacterias con efecto probiótico o compuestos con efecto prebiótico, entre otros. Sin embargo, la viabilidad y eficacia de estos componentes puede verse afectada por diversos factores y por ello su diseño ha de contemplar aspectos técnicos y científicos, sociales, tecnológicos y económicos.

Esto implica no solo conocer las propiedades de los componentes y su bioactividad derivada, sino también cómo ésta se ve afectada por sus interacciones con la matriz alimentaria, las operaciones de procesado y la digestión. Al mismo tiempo, es necesario considerar cómo se ven afectadas las propiedades organolépticas del producto y evaluar la asimilación real de estos compuestos bioactivos por grupos poblacionales específicos.

En nuestra búsqueda por facilitar soluciones a las empresas y los consumidores, los investigadores de la Universitat Politècnica de València trabajamos en el desarrollo de diferentes estrategias para la protección y o mejora de la biodisponibilidad de componentes bioactivos, combinando nuestra experiencia en propiedades físico-químicas de los alimentos, interacciones entre compuestos, operaciones de procesado, digestibilidad, etc. con tecnologías como:

• Encapsulación de compuestos bioactivos mediante diferentes técnicas (altas presiones, atomización, inclusiones, etc.) y desarrollo de sistemas de liberación controlada.
• Impregnación al vacío, formulando productos más saludables y modificando su composición de una forma controlada sin afectar en gran medida sus características organolépticas.
• Estudios de la vida útil para garantizar la viabilidad de los componentes bioactivos.
  
• Estudios para la identificación de compuestos nutricionales y funcionales, así como su origen, obtención y aplicación.
  
• Estudios de digestibilidad in vitro para evaluar la bioaccesibilidad de los ingredientes.

España es, a nivel mundial, el país con mayor superficie de viñedo y el mayor exportador en términos de volumen. Sin embargo, el balance económico frente a nuestros competidores y el consumo económico es menor del deseado. La innovación y la apuesta por la calidad son dos factores fundamentales para afrontar los retos del sector. En este sentido, desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València contamos con una amplia experiencia en la mejora de la calidad y eficiencia para la producción vitivinícola, abarcando tanto viticultura como procesos industriales de transformación. Nuestros conocimientos y capacidades se extienden también a la producción de cerveza y bebidas alcohólicas.

A parte de apoyar a las empresas en aspectos tecnológicos, como estudios para la mejora de proceso y escalado, y de control de calidad, con análisis convencionales, HPLC, cromatografía de gases o espectrofotometría entre otros, centramos nuestros esfuerzos en el desarrollo de estudios científicos e innovaciones orientadas a resolver las principales demandas del sector, entre las que destacan:

• Estudio de las variables de producción (riego, poda, inclinación de la espaldera, salinidad del agua, fertilización, tratamientos sanitarios, etc.) y cómo afectan a la calidad aromática y polifenólica de diferentes variedades de uva y el vino.
• Procesos industriales de vinificación más innovadores y eficientes: mejoras en la cinética de fermentación; selección y validación de nuevas cepas de levaduras y bacterias; aplicación de nuevos compuestos para la estabilización del vino (proteínas vegetales, productos para estabilización tartárica, antisépticos, etc.); sistemas para control de la evolución del color; determinación de la influencia de los materiales de los recipientes de vinificación en el proceso; mejoras de proceso en la producción de cava; caracterización sensorial y su correlación con la composición química; etc.
• Implementación de herramientas de monitorización y control del proceso mediante técnicas de espectroscopia, quimiometria y análisis multivariante para la optimización del proceso de producción de uva y elaboración de vino.
• Mejora de procesos e innovación en producto en la elaboración de cervezas y bebidas alcohólicas.

El sector apícola juega un papel fundamental en la producción y comercialización de miel y otros productos de la colmena, así como en el mantenimiento de los ecosistemas terrestres y la biodiversidad, por la implicación de las abejas como agentes polinizadores.

Conscientes de la necesidad de proveer servicios analíticos y resolver los problemas del sector, desde el laboratorio de Calidad de la Miel y los Productos Apícolas de la UPV, el cual esta en posesión de la acreditación según la ISO 17025, centramos nuestra actividad en el campo de la miel y los productos de la colmena.

El laboratorio cuenta con una amplia oferta analítica para determinar:
✔ Origen botánico y geográfico: análisis polínico (ISO 17025), perfil de aromas, sensorial, metilantranilato, etc.
✔ Parámetros físico-químicos: humedad (ISO 17025), color (ISO 17025), conductividad (ISO 17025), HMF, actividad enzimática, azúcares, antioxidantes, etc.
✔ Análisis de residuos: sulfamidas, antibióticos, pesticidas, etc.
✔ Análisis microbiológicos.
✔ Así mismo, también ofrecemos al sector apícola asesoramiento en la implantación de sistemas de Gestión de la Calidad y la Seguridad Alimentaria (APPCC, IFS, BRC, etc.).

En cuanto a la actividad investigadora, nuestras principales líneas de investigación son:
✔ Innovación orientada a la mejora la calidad y la seguridad de la miel y de los productos apícolas, tanto en producción primaria como en la posterior industrialización (trazabilidad, tratamientos térmicos, tiempos de residencia, etc.).
✔ Estudio de la autenticidad de los productos de la colmena en base a la detección de adulteraciones y la verificación de la procedencia botánica y geográfica. Para ello, disponemos de avanzadas técnicas cromatográficas y nuevas tecnologías basadas en: matrices de sensores de cuarzo de alta resolución para high-throughput screening, técnicas avanzadas de Inspección Visual Automática, sensores metálicos, etc.
✔ Desarrollo de productos innovadores en base miel.

Además, el laboratorio forma parte de un grupo de expertos a nivel nacional coordinado por el Ministerio de Agricultura para fijar criterios científicos que permitan legislar los requisitos de la monofloralidad de las mieles españolas.

Las empresas trabajan continuamente por desarrollar nuevos conceptos de alimentos acordes con las demandas del mercado y las tendencias presentes y futuras. Materializar una idea en un producto concreto no es una tarea sencilla y en el proceso de I+D+i surgen múltiples retos que resulta necesario abordar desde una perspectiva multidisciplinar. Gracias a nuestra experiencia y conocimiento científico y tecnológico sobre alimentos y procesos industriales, somos capaces de apoyar a las empresas en el desarrollo de nuevos productos, acompañándolas desde los primeros conceptos al escalado industrial, pasando por el prototipado y la validación.

Nuestros investigadores trabajan tanto en la obtención e incorporación de nuevos ingredientes a los alimentos, como en nuevas tecnologías de procesado que tengan un efecto notable en los productos. Además, en el desarrollo de los nuevos productos evaluamos características tanto fisicoquímicas, como nutricionales y sensoriales, empleando para ello una gran variedad de técnicas analíticas y equipos. Disponemos de plantas piloto donde podemos escalar múltiples procesos industriales de la industria agroalimentaria.

Actualmente, la mayoría de los envases que se usan en alimentación proceden de polímeros derivados del petróleo, los cuales generan un grave problema medioambiental y tienen consecuencias sobre la salud en general. Por ello, uno de los grandes retos de la actualidad es reducir el uso de plásticos y buscar alternativas más sostenibles y respetuosas con el medioambiente.

El sector agroalimentario demanda soluciones a partir de materiales renovables y biodegradables. Un hecho que no siempre es fácil de conseguir, ya que estos nuevos materiales deben cumplir con unas propiedades tecnológicas adecuadas para garantizar la seguridad y alargar la vida útil de los alimentos que contienen, facilitar la logística y distribución de los productos, informar al consumidor, etc. Conscientes de esta problemática, los investigadores de la UPV trabajamos por buscar soluciones basadas en diferentes estrategias, tales como:

Desarrollo de envases biodegradables a partir de compuestos que pueden ser obtenidos mediante fermentación de residuos vegetales. En este sentido, trabajamos con PLA, el cual es termoconformable y tiene propiedades mecánicas similares al PET, y con PHBV, material hidrofóbico que tiene una gran flexibilidad y puede ser moldeado a baja temperatura, entre otros.

Desarrollo de materiales multicapa utilizando materiales biodegradables cuyas propiedades se complementan entre sí, garantizando la adecuada conservación de los alimentos durante su envasado.

Estudio de la potencialidad de diferentes compuestos alimentarios de fácil accesibilidad y sostenibles para ser utilizados como materiales de envasado, como diferentes tipos de almidón, quitosano, HPMC y otros derivados de la celulosa, PCL, etc.

Casi todos los alimentos y bebidas que consumimos son procesados en menor o mayor medida por la industria agroalimentaria. Al igual que los productos finales, los procesos también pueden mejorarse, de tal forma que sean más eficientes, productivos y sostenibles. Desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València trabajamos en la optimización de los procesos de la industria agroalimentaria y en la aplicación de tecnologías convencionales mejoradas y emergentes, que aporten una ventaja añadida al proceso. Solo por mencionar algunos, trabajamos en la optimización de los siguientes procesos de transformación:

• Microondas en procesos industriales. La aplicación avanzada de microondas permite calentamientos volumétricos selectivos, obteniendo procesos térmicos más rápidos, económicos, sostenibles y eficientes.
• Secados convencionales y emergentes. Estudiamos la aplicación de técnicas convencionales y nuevas tecnologías, como ultrasonidos, campos eléctricos de alta o moderada intensidad, para la optimización del secado de productos.
• Secados a alta y baja temperatura mediante liofilización a vacío y a presión atmosférica de productos sólidos y semisólidos agroalimentarios, químicos y farmacéuticos.
• Procesos de extracción eficientes, selectivos y sostenibles. Optimizamos técnicas convencionales y empleamos nuevas tecnologías, como ultrasonidos, pulsos eléctricos de alta intensidad, campos eléctricos moderados y CO2 supercrítico, para la extracción de compuestos de interés.
• Esterilización y pasteurización mediante tratamientos térmicos convencionales y empleando tecnologías emergentes, como ultrasonidos, fluidos supercríticos y campos eléctricos de alta intensidad.
• Modelización y simulación de procesos. Analizamos los procesos agroalimentarios considerando criterios de calidad de producto, ambientales, económicos, etc. Nos basamos en el estudio, diseño y control de los procesos mediante la modelización de operaciones y la simulación empleando herramientas informáticas.
• Altas presiones de homogeneización. Aplicamos altas presiones para la mejora de la estabilidad y la funcionalidad de sistemas dispersos o células microbianas. Con ello conseguimos aumentar la estabilidad de emulsiones, mejorar las propiedades funcionales y probióticas.
• Materiales mesoporosos como coadyuvantes tecnológicos. Trabajamos con diferentes materiales, como óxido de silicio y celulosa microcristalina, que son capaces de inmovilizar sustancias activas, por ejemplo, sustancias antimicrobianas. Estos materiales con función activa pueden utilizarse en procesos industriales, por ejemplo, la pasteurización en frío.
• Extrusión para alimentos en polvo. Trabajamos con tecnologías de extrusión para conseguir un procesado más sostenible y eficiente de productos como el cacao.

Los hábitos alimentarios han cambiado sustancialmente en las últimas décadas, especialmente en las zonas urbanas, y el consumo de frutas y hortalizas frescas no han sido ajenos a dichos cambios. Consumimos productos cultivados a miles de kilómetros y fuera de sus fechas naturales de recolección. Sin embargo, las frutas y hortalizas frescas se caracterizan por tener una vida útil relativamente corta, la cual se reduce más aún cuando estas son procesadas mínimamente.

Por este motivo, es necesario conocer como se comporta la fruta u hortaliza según el formato en el que se pretenda comercializar. En ello influirán, además de su fisiología, las operaciones de procesado en la industria, el envase y las condiciones de conservación. Desde el instituto FoodUPV investigamos como se ven afectados dichos productos por estos factores y cual es la forma más adecuada de procesarlos y conservarlos para alargar su vida útil lo máximo posible, manteniendo sus características organolépticas y nutricionales.

Los aspectos más relevantes en este sentido son:

• Estudio y caracterización del metabolismo de frutas y hortalizas mínimamente procesadas.
• Modelado de los procesos de respiración en las diferentes etapas de postcosecha.
• Optimización de las condiciones de conservación en cámara.
• Selección y adecuación del envase y la atmósfera de equilibrio según la variedad de producto  conservar y el formato de presentación elegido (forma de troceado, pelado, lavado, etc.).
• Relación entre la percepción del consumidor y los parámetros objetivos de calidad de la fruta.

Las enfermedades no transmisibles (NCDs), como la diabetes o las enfermedades cardiovasculares, representan más del 70% del coste en los sistemas sanitarios europeos y el 70% de la mortalidad. Además, más de la mitad de los ciudadanos del contiene tiene sobrepeso u obesidad, siendo más de 1500 millones de personas a nivel mundial, frente a los 800 millones que sufren desnutrición. El sobrepeso y la obesidad, ampliamente relacionados con las NCDs, suelen producirse por un estilo de vida sedentario, donde se consumen alimentos y bebidas con alto contenido en sal, azúcares añadidos, grasas saturadas y exceso de productos de origen animal.

Ante esta situación, diferentes estrategias a nivel internacional y nacional centran sus esfuerzos en promocionar una alimentación saludable y variada y la práctica de actividad física. La sociedad es cada vez más consciente de ello y demanda productos que sean más saludables, pero a la vez que sean apetitosos y económicamente accesibles. Esto supone una oportunidad para la innovación en el sector agroalimentario. Por ello, desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València ofrecemos nuestros conocimientos y trabajos en la reformulación de productos para mejorar su perfil nutricional, en cual trabajamos en las siguientes líneas:

• Sustitución de azúcares por edulcorantes alternativos (ej. isomaltulosa, oligofructosa, estevia, etc.) más saludables y con bajo índice glicémico, en diferentes matrices alimentarias.
• Sustitución de proteínas animales por fuentes alternativas (moringa, semillas oleaginosas, pseudocereales, legumbres, etc.) para el desarrollo de productos más saludables y sostenibles.
  
• Sustitución de grasas saturadas por otras más saludables u oleogeles (aceites estructurados).
  
• Reducción del contenido de sodio en productos cárnicos y de la pesca (productos curados, fermentados, ahumados, etc.).
• Identificación y uso de compuestos nutricionales que tengan buenas propiedades funcionales, como capacidad antioxidante, polifenoles, ácidos grasos, etc.
• Empleo de harinas vegetales ricas en fibra, bajo índice glicémico y/o sin gluten para elaborar alimentos de base cereal (pasta, galletas, bollería, etc.).
  
• Optimización de los procesos de producción para la mejora del perfil nutricional.

Existen compuestos químicos que pueden encontrarse de forma natural en los alimentos y que resultan perjudiciales para la salud, siendo graves algunos casos. Las autoridades evalúan la peligrosidad de estos compuestos y establecen normativas sobre la presencia de estos compuestos en los alimentos. Sin embargo, no siempre resulta fácil reducir o eliminar estos compuestos perjudiciales, por lo que resulta necesario aplicar diferentes estrategias, tanto para prevenir su aparición como para reducir su contenido.

Desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València somos capaces de elaborar diferentes estrategias para abordar este reto, especialmente en referencia a dos compuestos que generan preocupación: la histamina y la acrilamida.

Por un lado, la histamina es la más común de las aminas biógenas, unos compuestos que se pueden encontrar en alimentos como el pescado, el queso o el vino en un amplio rango de concentraciones. El consumo de alimentos que contienen altas concentraciones de histamina provoca una intoxicación alimentaria. Además, existe un trastorno por intolerancia a la histamina debido al déficit de actividad de la enzima diamino oxidasa (DAO), responsable de su metabolización, provocando reacciones graves incluso a dosis bajas. Tiene una prevalencia del 1-3% y representa la tercera causa de intolerancia alimentaria después de la lactosa y el gluten. Sin embargo, la presencia generalizada de histamina en los alimentos y las dificultades en la suplementación de la enzima DAO hacen necesaria la aplicación de estrategias innovadoras para reducir la formación y o contenido de este compuesto. Algunas de las estrategias en las que trabajamos son:

• La aplicación directa de la enzima DAO en alimentos, obtenida de una forma más eficiente a partir de cultivos locales. Para ello, utilizamos tecnologías sostenibles para intensificar su obtención, como ultrasonidos y PEF, y aplicamos tecnologías de encapsulación y liberación controlada sobre los alimentos, así como de filtración en alimentos líquidos, permitiendo la inactivación de la histamina formada.
  
• La inhibición de los microorganismos que generan la histamina, mediante la incorporación directa a los alimentos de agentes antimicrobianos encapsulados de origen natural; o mediante el uso de estos antimicrobianos en sistemas de filtración para la pasteurización en frío.
  

Por otro lado, la acrilamida es un subproducto de la reacción de Maillard que está catalogada como un probable cancerígeno (grupo 2A, IARC) para humanos. Se forma durante el cocinado de ciertos alimentos a altas temperaturas (>120°C) mediante procesos de fritura, asado u horneado, especialmente en compuestos que contienen almidón, por lo que afecta a una amplia diversidad de productos transformados (patatas fritas, snacks, rebozados, productos horneados, galletas, café, frutos secos, etc.).

Dado que cada matriz alimentaria es diferente en cuanto a composición de producto y procesos a los que es sometido, en primer lugar, realizamos un análisis de acrilamida, a partir del cual se pueden determinar las metodologías más adecuadas para abordar la reducción de este compuesto. Algunas de las estrategias contempladas son: parametrización y adaptación (modificación o combinación de tecnologías convencionales y emergentes) de procesos tales como el horneado, tostado y fritura; tratamientos previos al calentamiento (inmersión en soluciones, escaldado, etc.); incorporación o sustitución de ingredientes en la formulación de los productos (por ejemplo, inhibidores de la formación de acrilamida); etc.

Según estimaciones recientes de la ONU, cada año se desperdician más de 930 millones de toneladas de alimentos en el mundo, un 17% del total de la producción de alimentos, siendo el consumo en los hogares responsable de más de la mitad del desperdicio generado. Conscientes del impacto medioambiental y económico, y de las posibilidades en innovación que esto supone para el sector agroalimentario, desde el instituto FoodUPV de la Universitat Politècnica de València somos capaces de aplicar diferentes tecnologías, como trituración, fermentación, deshidratación, separación, extracción y purificación, para transformar subproductos agrícolas e industriales en ingredientes estables o extractos de compuestos de alto valor añadido, tanto para el sector agroalimentario como para otros sectores industriales. Los procesos tecnológicos empleados con este fin y en los cuales contamos con una amplia experiencia son los siguientes:

• Tecnologías de deshidratación (secado, deshidratación osmótica, microondas, atomización, etc.) y reducción de tamaño para la estabilización de los subproductos, con el fin de preservar la calidad intrínseca de sus componentes, facilitar su almacenamiento y gestión previa a la valorización.
  
• Tecnologías de prensado, centrifugación, membrana (ósmosis inversa), etc. para la separación de fases, proceso que puede ser necesario aplicar (según la tipología de subproducto) antes o después de la estabilización.
• Tecnologías para la extracción y purificación de compuestos de interés. Según el tipo y características del producto a extraer, podemos utilizar ultrasonidos, pulsos eléctricos, fluidos supercríticos, estructuras porosas para el secuestro de compuestos de alto valor añadido (materiales mesoporosos), u operaciones básicas de separación sólido-líquido o líquido-líquido.
• Tecnologías para la valorización o transformación de los compuestos obtenidos, tales como fermentación, hidrólisis química, hidrólisis enzimática, etc.
• Además de aplicar tecnologías para la valorización de subproductos, buscamos aplicaciones para los ingredientes o subproductos obtenidos, ya sea incorporándolos a otros productos como ingrediente o como un nuevo producto.