Application of pulsed electric fields as a strategy for enhancing the content and bioaccessibility of carotenoids and phenolic compounds in carrots and their derived products

Abstract

Aquesta Tesi Doctoral va avaluar l'aplicació de polsos elèctrics (PE) com a estratègia per induir l'acumulació de compostos fenòlics i carotenoides i millorar la seva bioaccessibilitat en pastanagues i els seus productes derivats (sucs i purés). Es va investigar l'efecte de PE sobre el contingut fenòlic i carotenoide, la seva bioaccessibilitat i la microestructura de pastanagues i els seus derivats. A més, es va estudiar l'efecte de PE sobre els principals atributs de qualitat de les pastanagues senceres, així com la seva influència en l'activitat respiratòria i les activitats enzimmàtiques seleccionades. L'aplicació de PE només va millorar la concentració de carotenoides i fenols en pastanagues senceres. Els tractaments també van provocar canvis significatius en les activitats enzimàtiques i respiratòries, així com en el color i la fermesa. També van causar modificacions en la microestructura. D'altra banda, l'aplicació de PE va millorar la bioaccessibilitat dels fenols i carotenoides en pastanagues senceres i purés. L'aplicació de PE en pastanaga sencera o en derivats, la posterior aplicació de processament mecànic, tèrmic o l'addició d'oli van tenir un efecte significatiu en l'estructura de matriu, contingut i bioaccessibilitat de compostos fenòlics i carotenoides. Per tant, el control d'aquests factors permet obtenir productes de pastanaga amb un major valor antioxidant.

En la presente Tesis Doctoral se evaluó la aplicación de pulsos eléctricos (PE) como una estrategia para inducir la acumulación de compuestos fenólicos y carotenoides y potenciar su bioaccesibilidad en zanahoria y sus productos derivados (zumos y purés). Se investigó el efecto de PE sobre el contenido fenólico y carotenoide, su bioaccesibilidad y la microestructura de zanahoria y sus derivados. Además, se estudió el efecto de PE sobre los principales atributos de calidad de zanahorias enteras, así como su influencia en la actividad respiratoria y actividades enzimáticas seleccionadas. La aplicación de PE solo mejoró la concentración de carotenoides y fenoles en zanahorias enteras. Los tratamientos también causaron cambios significativos en la actividades enzimática y respiratoria, así como en el color y firmeza. Así mismo, estos tratamientos provocaron modificaciones en la microestructura. Por otro lado, la aplicación de PE potenció la bioaccesibilidad de fenoles y carotenoides en zanahoria entera y purés. La aplicación de PE sobre la zanahoria entera o el producto derivado, la posterior aplicación de un procesado mecánico, térmico o la adición de aceite presentaron un efecto significativo sobre la estructura de la matriz, el contenido y bioaccesibilidad de compuestos fenólicos y carotenoides. Por tanto, el control de dichos factores permite obtener productos derivados de zanahoria con un valor antioxidante incrementado.

This Doctoral Thesis evaluated the application of pulsed electric fields (PEF) as a strategy to induce the accumulation of phenolic compounds and carotenoids as well as the improvement of their bioaccessibility in carrots and their derived products (juices and purees). The effect of PEF on phenolic and carotenoid content, their bioaccessibility and the microstructure of carrots and their derived products was investigated. In addition, the effect of PEF on main quality attributes of whole carrots was studied, as well as their influence on respiratory activity and selected enzyme activities. The application of PEF just improved the concentration of carotenoids and phenols in whole carrots. In addition, the treatments caused significant changes in enzymatic and respiratory activities, as well as color and firmness. Treatments also caused microstructure modifications. On the other hand, the application of PEF improved the bioaccessibility of phenols and carotenoids in whole carrots and purees. The application of PEF to carrot or directly to the derived product, the subsequent application of mechanical and thermal processing or the oil addition had significant effects on the matrix structure, content and bioaccessibility of phenolic compounds and carotenoids. Therefore, the control of these factors allows to obtain carrot derived products with an enhanced antioxidant value.