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Although oral drug delivery is the preferred administration route and has been used for centuries, modern drug discovery and development pipelines challenge conventional formulation approaches and highlight the insufficient mechanistic understanding of processes critical to oral drug absorption. This review presents the opinion of UNGAP scientists on four key themes across the oral absorption landscape: (1) specific patient populations, (2) regional differences in the gastrointestinal tract, (3) advanced formulations and (4) food-drug interactions. The differences of oral absorption in pediatric and geriatric populations, the specific issues in colonic absorption, the formulation approaches for poorly water-soluble (small molecules) and poorly permeable (peptides, RNA etc.) drugs, as well as the vast realm of food effects, are some of the topics discussed in detail. The identified controversies and gaps in the current understanding of gastrointestinal absorption-related processes are used to create a roadmap for the future of oral drug absorption research. European Cooperation in Science and Technology CA16205 National Centre for Research and Development POIR.01.02.00-00-0011/17 Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic TC19039, LTC18003 Czech Science Foundation 18-00132S

Carotenoids are isoprenoids widely distributed in foods that have been always part of the diet of humans. Unlike the other so-called food bioactives, some carotenoids can be converted into retinoids exhibiting vitamin A activity, which is essential for humans. Furthermore, they are much more versatile as they are relevant in foods not only as sources of vitamin A, but also as natural pigments, antioxidants, and health-promoting compounds. Lately, they are also attracting interest in the context of nutricosmetics, as they have been shown to provide cosmetic benefits when ingested in appropriate amounts. In this work, resulting from the collaborative work of participants of the COST Action European network to advance carotenoid research and applications in agro-food and health (EUROCAROTEN, www.eurocaroten.eu, https://www.cost.eu/actions/CA15136/#tabs|Name:overview) research on carotenoids in foods and feeds is thoroughly reviewed covering aspects such as analysis, carotenoid food sources, carotenoid databases, effect of processing and storage conditions, new trends in carotenoid extraction, daily intakes, use as human, and feed additives are addressed. Furthermore, classical and recent patents regarding the obtaining and formulation of carotenoids for several purposes are pinpointed and briefly discussed. Lastly, emerging research lines as well as research needs are highlighted.

High-pressure technologies are among those with increased interest in the sustainable production of quality-enhanced food products. In this work, Ortanique mandarin juices have been submitted to traditional pasteurization conditions (time/temperature of 65 °C/15 s, 85 °C/15 s and 92 °C/30 s) and energy-saving high-pressure homogenization (HPH, 150 MPa) treatments to compare the effects on the physicochemical composition and in vitro bioaccessibility of carotenoids and flavonoids. In general, physicochemical attributes of the homogenized sample were similar to those found in fresh juice, with similar ascorbic acid content and cloudiness but with significant colour differences in all cases. The bioaccessibility of total carotenoids was similar in fresh and pasteurized juices in contrast to the HPH sample that exhibited a five-fold increase, which suggests a positive effect of particle size reduction to favour the action of digestive enzymes. A clear increase in the levels of epoxycarotenoids was detected in the micellar fractions of digested HPH juices, although such carotenoids are not detected in human fluids or tissues. Regarding the bioaccessibility of flavonoids, no significant differences were found in the samples studied. Results obtained can help the implementation of HPH processing to obtain natural beverages with enhanced nutritional properties. Junta de Andalucía P11-AGR-7783, CAROTINCO-P12-AGR-1287 Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria RTA2014-00034-C04

Production of high-quality healthy foods through sustainable methodologies is an urgent necessity. High pressure homogenization (HPH) is an interesting alternative to obtain premium citrus juices, but its effects on bioactive compounds are unclear. There was studied the influence of HPH (150 MPa) and pasteurization (92 °C for 30 s and 85 °C for 15 s) processing on physicochemical properties and in vitro bioaccessibility of carotenoids and flavonoids in orange juices. Regarding fresh juice, physicochemical properties of samples remained unchanged although cloudiness was improved by homogenization. Pasteurization did not affect total carotenoids content and retinol activity equivalents (RAE) of juices whereas homogenization yielded a significant reduction (1.37 and 1.35-fold, respectively). Interestingly, particle size reduction from homogenization drastically enhanced (about 5-fold) bioaccessibility of carotenoids including hardly bioaccessible epoxycarotenoids, finding unaltered rates in pasteurized samples. Bioaccessibility of flavonoids was constant in all cases. Results can promote HPH as an efficient option to obtain health-enhanced foods. Junta de Andalucía CAROTINCO-P12-AGR-1287, P11-AGR7783 Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria RTA2014-00034-C04

Los carotenoides son compuestos especiales; si bien es común referirse a ellos como pigmentos, lo cierto es que son compuestos de gran versatilidad e importancia en la naturaleza. Más específicamente, son de gran interés en agroalimentación y salud. Así, por ejemplo, son pigmentos naturales y por lo tanto tienen un importante papel en la elección de alimentos por parte de los consumidores. Asimismo, algunos de ellos son precursores de la vitamina A. Sin embargo, que cada vez exista más interés en los carotenoides en este contexto se debe en gran parte a muchos estudios de distinta naturaleza que indican que pueden proporcionar beneficios para la salud. Su interés en alimentación funcional es por lo tanto indudable. En este libro se refleja la experiencia en carotenoides de un gran número de profesionales de la región iberoamericana. En conjunto, se ofrece una visión general de la investigación sobre estos compuestos en agroalimentación y salud. Los autores son miembros de la red IBERCAROT (http://carotenoides.us.es), que tiene entre sus objetivos conformar una red estable y funcional de profesionales que aúnen esfuerzos en pos de identificar nuevas fuentes de carotenoides de interés nutricional, mejorar su producción y aumentar el valor de los productos que los contengan.

Passiflora mollissima (Kunth) L.H. Bailey is an exotic fruit native to South America, known as taxo in Ecuador. This paper characterizes its flavonoid and carotenoid composition and antioxidant capacity and evaluates the effect of the spray-drying process on its phytochemical composition and antioxidant capacity. A total of 18 flavonoid compounds, nine proanthocyanidins and nine flavan-3-ol monomers, were identified and quantified. Glycosides of (epi)-afzelechin stood out as the most abundant flavonoid. Three carotenoids were identified, with -carotene having the highest concentration. The DPPH and ORAC assay methods indicated a high antioxidant capacity. Furthermore, the bioactive content showed a positive and direct correlation with antioxidant capacity. On the other hand, the spray-drying process produced a stable phytochemical composition and antioxidant activity of taxo. These results demonstrate the potential applicability of microencapsulated taxo as a functional ingredient in the food industry. Ministerio de Economía y Competitividad (I-COOP+2014 (Ref. COOPB20125)) CSIC-VITRI (I-COOP+2014 (Ref. COOPB20125)) Escuela Politécnica Nacional de Ecuador (PIS 12-21) and PIMI (14-14) CYTED Program (Refs. 112RT0460-CORNUCOPIA and 112RT0445-IBERCAROT, Thematic Networks)

En esta ponencia se pretende presentar a los alumnos de la Escuela Politécnica Superior, las líneas de investigación del grupo Color y Calidad de Alimentos de la Universidad de Sevilla (AGR225, PAIDI) y las posibilidades de realizar Trabajos postdoctorales o continuar las salidas profesionales en el campo de industrias alimentarias. This paper tries to introduce to the student of Polytechnic School, the research lines of Color and Food Quality Group of the University of Seville (AGR225, PAIDI), and the possibilities of carrying out postdoctoral works or continuing the career in the field of food industries.

En este trabajo se caracteriza el color de los zumos de naranja comerciales y se explora la utilidad de las coordenadas cromáticas CIELAB para clasificarlos según el proceso de elaboración. 41 muestras de zumos comerciales 15 de ellos procedentes de zumo a base de concentrado (ZC) y 26 procedentes de naranjas exprimidas (ZE) fueron analizadas por espectrorradiometría. Se observaron diferencias significativas en todos los parámetros colorimétricos (p

En este trabajo se evalúa el color y la composición en pigmentos (carotenoides y antocianinas) de diferentes variedades de tomates (domésticos y especies de alto contenido antociánico) cultivados en invernaderos por medio de técnicas hidropónicas, tratando de establecer diferencias en función de sus características colorimétricas, tanto de la superficie (externo) como de la pulpa (interior).

En este trabajo se caracteriza el color de los zumos de naranja comerciales y se explora la utilidad de las coordenadas cromáticas para diferenciarlos según su proceso de elaboración. Se concluye que es posible la discriminación de los zumos elaborados a base de concentrado de los procedentes de naranjas exprimidas, a partir de los parámetros L* y C*ab. Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía (proyecto P08- AGR-03784).

En este trabajo se caracteriza el color de los zumos de naranja comerciales y se explora la utilidad de las coordenadas cromáticas para diferenciarlos según su proceso de elaboración. Se concluye que es posible la discriminación de los zumos elaborados a base de concentrado de los procedentes de naranjas exprimidas, a partir de los parámetros L* y C*ab. Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa (Junta de Andalucía): proyecto P08- AGR-03784

OBJETIVOS De acuerdo con lo expuesto en la introducción, los pigmentos carotenoides, aparte de ser responsables de la coloración de muchos alimentos, poseen una gran importancia desde un punto de vista nutricional. Dicha importancia se debe no solo al hecho de que algunos de ellos tienen actividad vitamínica A, sino también a su posible actividad antioxidante y anticancerígena, etc. Debido a ello, se ha sugerido su inclusión en bases de datos de composición de alimentos. Hasta ahora, en el caso particular del zumo de naranja, los carotenoides mayoritarios se han identificado generalmente de forma tentativa, debido a la complejidad de su perfil, por lo que son necesarios estudios en los que la identidad de estos pigmentos se establezca de una forma más estricta. Por otra parte, estos compuestos son los principales responsables del color del zumo, atributo que está relacionado con la calidad del producto y con su aceptabilidad. En este sentido, el desarrollo de métodos apropiados para la medida objetiva del color del zumo, podría también ser útil para la estimación rápida de su contenido en carotenoides, debido a las ventajas de la medida instrumental del color. Por ello, los principales objetivos planteados en este trabajo pueden resumirse en cuatro puntos fundamentales, que son: 1. La correcta identificación de los pigmentos carotenoides presentes en el zumo de naranja con el objeto de obtener información cualitativa y cuantitativa del perfil de dichos compuestos en distintos tipos de zumo. 2. La caracterización cromática de distintos tipos de zumo de naranja mediante métodos instrumentales objetivos basados en la Colorimetría Triestímulo. 3. El estudio de los cambios en el color y en el perfil de pigmentos carotenoides como consecuencia de su degradación a temperatura ambiente. 4. El estudio de la relación que existe entre el color y la estructura química de los carotenoides, así como una evaluación preliminar de la aplicabilidad de la medida objetiva del color al análisis de carotenoides en el control de calidad del zumo de naranja. Entre las principales conclusiones que se han extraído de los estudios realizados en esta memoria cabe destacar las siguientes: 1. Como consecuencia del aislamiento de carotenoides del zumo de naranja y su identificación mediante el estudio de sus espectros UV/Vis y de masas, reacciones químicas específicas y/o por comparación con estándares, se ha demostrado la existencia de errores en la tradicional identificación tentativa de algunos de los carotenoides mayoritarios del zumo de naranja. 2. En los distintos tipos de zumo de naranja estudiados predominan los epoxicarotenoides. En el caso del zumo de naranja ultracongelado predominan los carotenoides 5,6-epóxido, mientras que en el resto, predominan fundamentalmente los carotenoides 5,8-epóxido. 3. El carotenoide que acompaña a la β-criptoxantina en la fracción de carotenoides monohidroxílicos del zumo de naranja es la zeinoxantina, y no el carotenoide provitamínico α-criptoxantina, como ha venido considerándose, lo cual se confirmó mediante el test de metilación. 4. En general, de entre todos los tipos de zumos de naranja estudiados, los ultracongelados son los que contienen una mayor cantidad de carotenoides. En términos cualitativos, la mayor diferencia entre los zumos ultracongelados y el resto es la ausencia en los primeros de cantidades importantes de auroxantina. 5.Se han cuantificado las diferencias de color, ΔΕ*ab, entre medidas por espectrofotometría de reflectancia difusa con diferentes blancos de referencia, lo que corrobora la necesidad de una especificación precisa de las condiciones de la medida instrumental del color del zumo de naranja. 6. La espectrorradiometría se presenta como una técnica apropiada para la medición objetiva del color del zumo de naranja y, en concreto, para la detección del nivel de concentración del zumo de forma rápida y sencilla. 7. En relación con el análisis visual de zumos de naranja se ha comprobado que el uso de cabinas de cata con paredes negras conduce a mejores correlaciones con las medidas instrumentales objetivas. 8. En términos generales, los zumos ultracongelados son los que presentan una coloración más intensa, algo superior a la de los zumos exprimidos. Los procedentes de concentrado se pueden distinguir bien del resto debido a que sus valores de colorido, C*ab, son sensiblemente inferiores. 9. A lo largo de la degradación del zumo de naranja ultracongelado a temperatura ambiente se observa claramente un aumento de los niveles de carotenoides 5,8-epóxido como resultado de la isomerización de los correspondientes isómeros 5,6-epóxido. La adición de ácido ascórbico parece favorecer esta isomerización. 10. En relación con la influencia de la estructura química de los carotenoides en su color, se observa que la disminución de la conjugación en sus moléculas se traduce en aumentos de tono (hab). La apertura de los anillos terminales o el aumento de conjugación, conducen, por el contrario, a disminuciones de hab. 11. Mediante métodos estadísticos multivariantes, se han obtenido ecuaciones que permiten estimar la actividad vitamínica A de zumos de naranja ultracongelados a partir de sus coordenadas de color. Premio Extraordinario de Doctorado US

Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales. Numerosos estudios publicados recientemente han demostrado el efecto beneficioso de estos compuestos en la salud humana, por lo que, desde un punto de vista nutricional, resulta de gran importancia conocer qué factores intervienen en la degradación de los carotenoides, ya que su pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva una disminución de su valor nutritivo. La inestabilidad de los carotenoides se debe al hecho de que son compuestos altamente insaturados, degradándose fundamentalmente debido a procesos oxidativos. Otros factores como la temperatura, la luz o el pH también pueden producir importantes cambios cualitativos en estos compuestos debido a reacciones de isomerización. Carotenoids are responsible for the colour of a wide variety of both vegetable and animal foods. Several studies published recently have shown that these compounds have a beneficial effect in human health, thus, from a nutritional point of view, it is important to know the factors related to their degradation, because carotenoid losses, not only produce changes in food colour, but also decrease their nutritional value. The instability of carotenoids is due to the fact that they are highly unsaturated compounds, thus degradation is due mainly to oxidation. Other factors, such as temperature, light or pH can produce important qualitative changes in these compounds by means of isomerization reactions.

Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales, como zanahorias, zumo de naranja, tomates, salmón y yema del huevo. Desde hace muchos años, se sabe que algunos de estos compuestos, como a y b-caroteno, así como la b-criptoxantina, son provitaminas A. No obstante, estudios recientes han puesto de manifiesto las propiedades antioxidantes de estos pigmentos, así como su eficacia en la prevención de ciertas enfermedades del ser humano, como la aterosclerosis o incluso el cáncer. Todo ello ha hecho que desde un punto de vista nutricional, el interés por estos pigmentos se haya incrementado notoriamente. Carotenoids are responsible for the colour of a great number of both vegetable and animal foods, such as carrots, orange juice, tomato, salmon and egg yolk. It has been known for many years that some of these compounds, such as a and b -carotene, as well as b -cryptoxanthin, are provitamins A. However, recent studies have shown the antioxidant properties of these compounds and their efficiency in the prevention of certain human diseases, such as atherosclerosis or cancer. Because of all this, the interest in these compounds has increased substantially from a nutritional point of view.

Durante el periodo de la tesis se llevaron a cabo estudios in vitro para evaluar la bioaccesibilidad del fitoeno (PT) y del fitoflueno (PTF) en varias matrices alimentarias y determinar su eficiencia en la micelización y ensayos celulares para estudiar la captación y el eflujo intestinal de los mismos. Con estos estudios se trató de evaluar varios aspectos de estos carotenoides que son útiles para su uso como ingredientes funcionales de alimentos y/o productos relacionados y de identificar las posibles características diferenciales entre estos carotenoides y otros carotenoides biodisponibles de la dieta. En primer lugar, con el fin de obtener información de base para el desarrollo de la tesis, se realizó un estudio bibliográfico que dio lugar a un capítulo de libro y dos revisiones que se han incluido como parte de la introducción de la presente tesis. En los primeros estudios experimentales se evaluó la bioaccesibilidad del PT y del PTF de varias matrices alimentarias ricas en estos carotenoides mediante digestiones in vitro gastrointestinales. Las matrices evaluadas fueron varios zumos comerciales de frutas y de hortalizas, un zumo de naranja de la variedad Pinalate (mutante rica en carotenoides incoloros), un tomate fresco común, un tomate fresco tipo cherry y dos productos de tomate en polvo. En estos estudios se observó cómo, con carácter general e independientemente de la matriz analizada, la bioaccesibilidad del PT era algo superior a la del PTF y cómo las bioaccesibilidades de ambos eran superiores a la de otros carotenoides biodisponibles presentes en las matrices, siendo particularmente superiores a la del licopeno, otro caroteno lineal. Por ejemplo, en el zumo de tomate, una de las frutas con mayor contenido en estos carotenoides, la bioaccesibilidad del PTF y del PT (50 y 62%, respectivamente) fue aproximadamente 3 y 4 veces superior a la del licopeno, respectivamente. Dado que los diferentes isómeros geométricos del PT y del PTF mostraron, al contrario que los del resto de los carotenoides analizados, bioaccesibilidades similares entre sí, la mayor proporción de isómeros cis de los mismos presentes en la mayoría de las matrices en relación a la del resto de los carotenoides analizados podría no ser la causa principal de la mayor bioaccesibilidad de los mismos. Con los resultados de los estudios in vitro sobre la micelización de carotenoides se concluyó que la mayor bioaccesibilidad del PT y del PTF podría ser consecuencia de su mayor capacidad para incorporarse en las micelas mixtas durante la digestión. A pesar de que generalmente se considera que la bioaccesibilidad de un carotenoide es mayor cuanto mayor es su polaridad, la elevada capacidad de micelización y bioaccesibilidad del PT y del PTF parecían deberse, principalmente, a su mayor flexibilidad y a su característica forma molecular, que son consecuencia de su menor número de dobles enlaces conjugados en comparación con el del resto de carotenoides comunes. En el estudio con muestras de tomate en polvo se pudo comprobar como la adición de aceite de girasol conducía a un incremento de la bioaccesibilidad del PT y del PTF, ya de por sí alta. Así, de forma aproximada, se observó como la bioaccesibilidad del PT se triplicó y la del PTF se cuadriplicó tras la adición de un 5% (volumen/peso fresco) de aceite. Por otra parte, se analizó el efecto de varios tratamientos térmicos en un zumo de naranja fresco de la variedad Pinalate en la concentración y en la bioaccesibilidad de los carotenoides principales presentes en la matriz y en el color del zumo. Se observó cómo todos los tratamientos estudiados producían una disminución significativa de la concentración de los carotenoides incoloros (p < 0,05). Se llegó a la conclusión de que ciertos tratamientos térmicos producían un aumento significativo (p < 0,05) de la bioaccesibilidad de los carotenoides incoloros como consecuencia de la degradación del material celular (observado mediante microscopía) y de la disminución del tamaño de partícula (analizado mediante el estudio de la distribución del tamaño de partícula). El zumo pasteurizado fue el que generó mayores diferencias con el zumo fresco en relación a la degradación de las estructuras celulares, el tamaño de partícula, el color, la concentración de carotenoides y la bioaccesibilidad de los mismos. Entre los zumos de frutas y de hortalizas comerciales analizados, el zumo de tomate fue el que tuvo una mayor concentración en carotenoides incoloros y el que proporcionó un mayor contenido bioaccesible de estos carotenoides. Así, el consumo de 250 mL de zumo de tomate, al que se le adicionó un 33% de crema para café como fuente de grasa, resultaría en 5,8 mg de PT y 2,2 mg de PTF ingeridos y proporcionaría 3,6 mg de PT y 1,1 mg de PTF bioaccesibles. A continuación, se procedió a estudiar el proceso de captación y eflujo intestinal en células Caco-2. La eficiencia de captación intestinal del PTF y del PT fue similar a la de la luteína y superior a la del licopeno (29, 21, 26% y no detectable, respectivamente). Estudios de competencia por la captación intestinal mostraron que la presencia de PTF, β-caroteno o luteína micelar en la cámara apical disminuía significativamente la captación del PT micelar (p < 0,001), mientras que solo la luteína micelar, entre los carotenoides analizados, producía una disminución significativa de la captación de PTF micelar (p < 0,001). Mediante el uso de células Caco-2 y HEK se confirmó que la proteína SR-BI estaba implicada en la captación intestinal del PT y del PTF. Se observó que parte del PT y del PTF micelar captado, en particular aproximadamente el 14%, podía sufrir eflujo de vuelta a la cámara apical. Este estudio parece ser el primero en el que se obtienen evidencias experimentales que indican que los carotenoides pueden sufrir eflujo intestinal. During the period of this doctoral thesis, in vitro studies were carried out to evaluate the bioaccessibility of phytoene (PT) and phytofluene (PTF) in several food matrices and to determine their micellization efficiencies and cellular experiments were performed to study their intestinal uptake and efflux. With these studies we tried to evaluate several aspects of these carotenoids that are useful for their use as functional ingredients of food and / or related products and to identify the possible differential characteristics between these carotenoids and other bioavailable carotenoids of the diet. The aims of these studies were try to evaluate several aspects of these carotenoids that are useful for their use as functional ingredients of food and/or related products and to identify the possible differential characteristics between these carotenoids and other bioavailable carotenoids of the diet. First of all, a bibliographical study was conducted in order to obtain basic information for the development of the thesis. One book chapter and two reviews, which have been included as part of the introduction of the present thesis, were the fruits of this labour. In the first experimental studies, the bioaccessibility of PT and PTF in several foods rich in them was evaluated by in vitro gastrointestinal digestions. The matrices evaluated were several commercial juices of fruit and vegetables, an orange juice of the Pinalate variety (a mutant rich in colourless carotenoids), a fresh common tomato, a fresh cherry tomato and two tomato powder products. In these studies, it was observed that, in general and independently of the analysed matrix, the bioaccessibility of PT was slightly higher than that of PTF and that the bioaccessibility of both was superior to that of other bioavailable carotenoids present in the matrices, being particularly superior to that of lycopene, another linear carotene. For example, in the tomato juice, one of the fruits with the highest content of these carotenoids, the bioaccessibility of PTF and PT (50 and 62%, respectively) was approximately 3 and 4 times higher than that of lycopene, respectively. Given that the different geometrical isomers of PT and PTF showed, unlike the rest of the carotenoids analysed, similar bioaccessibilities to each other, the higher proportion of cis isomers of PT and PTF present in most of the matrices in relation to that of the rest of the analysed carotenoids may not be the main cause of their greater bioaccessibility. The in vitro micellization studies indicated that the higher bioaccessibility of PT and PTF could be a consequence of its greater capacity to be incorporated in mixed micelles during digestion. Although it is widely accepted that the greater the polarity of a carotenoid, the greater its bioaccessibility, the high micellization efficiency and bioaccessibility of PT and PTF seemed to be due, mainly, to its greater flexibility and its characteristic molecular shape, which are a consequence of its lower number of conjugated double bonds compared to that of the rest of common carotenoids. In the study with the tomato powder samples, it was observed that the addition of sunflower oil increased the bioaccessibility of PT and PTF, which was already high. Approximately, the bioaccessibility of PT tripled and that of PTF quadrupled after the addition of 5% (volume / fresh weight) of oil. On the other hand, the effect of several thermal treatments in a fresh juice of the Pinalate orange on the concentration and bioaccessibility of the main carotenoids present in the matrix and in the colour of the juice was analysed. It was noted that all the treatments studied produced a significant decrease in the concentration of colourless carotenoids (p < 0.05). It was concluded that certain thermal treatments produced a significant increase (p < 0.05) of the bioaccessibility of the colourless carotenoids as a consequence of the degradation of cellular material (examined by microscopy) and the decrease in particle size (analysed by studying the particle size distribution). The pasteurization was the process that gave rise to the juice with greater differences with respect to the fresh juice in relation to the degradation of the cellular structures, the particle size, the colour, and the concentration and bioaccessibility of carotenoids. Among the commercial juices analysed, the tomato juice was the sample with the highest concentration of colourless carotenoids and the juice that provided the highest bioaccessible content of them. Thus, the consumption of 250 mL of the tomato juice, to which 33% of coffee cream was added as a source of fat, would result in an intake of 5.8 and 2.2 mg of PT and PTF, respectively, and would provide 3.6 and 1.1 mg of bioaccessible PT and PTF, respectively. Subsequently, the intestinal uptake and efflux were studied by in vitro experiments using Caco-2 cells. The uptake efficiency of PTF and PT were similar to that of lutein and superior to that of lycopene (29, 21, 26% and not detectable, respectively). Competition studies for intestinal uptake showed that the presence of micellar PTF, β-carotene or lutein in the apical chamber significantly decreased the micellar PT uptake (p

Premio extraordinario de Trabajo Fin de Máster curso 2015-2016. Agroalimentación La luteína y la zeaxantina son carotenoides que pertenecen al grupo de las xantofilas. Junto a la mesozeaxantina, se localizan con una alta selectividad en una zona de la retina, denominada mácula, por ello, se conocen como carotenoides maculares, a los que se les atribuyen multitud de propiedades saludables. Estos compuestos son susceptibles de sufrir un proceso denominado isomerización geométrica, esto conlleva a que puedan encontrarse en dos configuraciones: todo-E o Z. Precisamente, en este trabajo se ha llevado a cabo un estudio sobre la susceptibilidad a la isomerización de luteína y zeaxantina, debido a que algunos (Z)-isómeros de carotenoides se diferencian de sus (todo-E)-isómeros en términos de biodisponibilidad y estabilidad, entre otros. Por ello, se comenzó purificando ambos compuestos a partir de extractos saponificados de flor de cempasúchil (Tagetes erecta) y bayas de Goji (Lycium Chinense), consideradas buenas fuentes de luteína y zeaxantina, respectivamente. Una vez obtenidos, se procedió a estudiar la formación de isómeros sometiendo a estos compuestos a una fuente de calor (isomerización térmica) y a una fuente de luz blanca en presencia de yodo (isomerización catalizada por yodo). Los resultados han mostrado que el calor y la luz, junto al yodo, son capaces de provocar un aumento de (Z)-isómeros y una merma en los (todo-E)-isómeros de ambos carotenoides, pero aparte, la luteína mostró una mayor estabilidad térmica con respecto a la zeaxantina. Por otra lado, en ambas reacciones de isomerización se estableció un equilibrio donde la especie mayoritaria fue el (todo-E)-isómero, aunque el (13-Z)-isómero fue el (Z)-isómero predominante en la isomerización térmica y en el caso de la isomerización catalizada por yodo, el (9-Z)-isómero. A la luz de los resultados obtenidos, sería interesante estudiar a corto plazo la estabilidad de cada uno de los isómeros para evaluar en un futuro su posible bioactividad. Lutein and zeaxanthin are carotenoids belonging to the group of xanthophylls. Together with mesozeaxanthin, they are located with a high selectivity in a zone of the retina, called macula, therefore, they are known as macular carotenoids, which have many healthy properties. These compounds are susceptible to a process called geometric isomerization, which means that they can be found in two configurations: all-E or Z. Precisely, in this work, a study has been carried out on the susceptibility to the isomerization of lutein and zeaxanthin because some (Z)-isomers of carotenoids have been distinguished from their (all-E)-isomers in terms of bioavailability and stability, among others. For this reason, it was started by purifying both compounds from saponified extracts of cempasúchil (Tagetes erecta) and Gogi berries (Lycium Chinense), considered as good sources of lutein and zeaxanthin, respectively. Once obtained, the formation of isomers was studied by subjecting these compounds to a heat source (thermal isomerization) and to a white light source in the presence of iodine (iodine-catalyzed isomerization). The results have shown that heat and light, together with iodine, are capable of causing an increase in (Z)-isomers and a decrease in the (all-E)-isomers, but apart, the lutein presented a greater thermal stability with respect to the zeaxanthin. On the other hand, in both isomerization reactions an equilibrium was established where the major species was the (all-E)-isomer, although the (13-Z)-isomer was the predominant (Z)-isomer in thermal isomerization and in the iodine-catalyzed isomerization, the (9-Z)-isomer. In the light of the results obtained, it would be interesting to study in the short term the stability of each of the isomers to evaluate in the future its possible bioactivity.

Numerosos estudios demuestran que una dieta apropiada y rica en compuestos bioactivos como carotenoides y compuestos fenólicos, entre otros, puede disminuir el riesgo de desarrollar enfermedades. En este contexto, en la actualidad el consumo de alimentos funcionales sigue ganando importancia. Los alimentos funcionales, además de aportar nutrientes aportan otros compuestos que afectan beneficiosamente a algunas funciones disminuyendo el riesgo de padecer enfermedades o mejorando el estado de salud. Por otra parte, el agua es un bien escaso y el volumen disponible para el aprovechamiento agrícola es muy limitado en algunas regiones. Por ello, el uso eficiente de este recurso debe ser un criterio a considerar en la implantación de nuevos cultivos y el aprovechamiento de los ya implantados. En la actualidad los productos cultivados bajo condiciones de ahorro de agua son llamados productos hidrosostenibles. Algunos estudios indican que el empleo de técnicas de riego deficitario controlado puede contribuir a incrementar ciertos compuestos bioactivos, mejorar algunos atributos sensoriales, no afectar a la productividad del cultivo y, por último, son respetuosos con el medio ambiente debido a la optimización del uso del agua. En la presente tesis doctoral se evaluaron la calidad comercial y funcional en base al contenido de carotenoides y compuestos fenólicos del tomate (Solanum licopersicum L.) en función de diferentes factores agronómicos, y el contenido de compuestos funcionales (carotenoides y compuestos fenólicos) en flores con miras a potenciar su interés en la alimentación. Con respecto al estudio de tomate se evaluaron la calidad comercial, el contenido de carotenoides y compuestos fenólicos en diferentes grupos varietales en: 1) once variedades de tomate con diversas coloraciones: cinco variedades cherry comerciales disponibles en supermercados de Sevilla (ʽCherry amarilloʼ, ʽCherry peraʼ, ʽCherry naranjaʼ, ʽMinichocmatoʼ y ʽCherry rojoʼ) y seis variedades cultivadas en invernadero bajo condiciones normales de riego (ʽGreen Zebraʼ, ʽSuncholaʼ, ʽTigerellaʼ, ʽByelsaʼ, ʽPalamósʼ y ʽOrangeʼ); 2) dos variedades cherry (ʽLazarinoʼ y ʽSummerbrixʼ), y tres comerciales (ʽByelsaʼ, ʽPalamósʼ y ʽTigerellaʼ) sometidas a riego deficitario controlado (90 % de reducción de agua con un potencial hídrico de hoja que no superó los -1.2 MPa) y además se evaluó la posición del ramillete; 3) dos variedades cherry (ʽLazarinoʼ y ʽSummerbrixʼ) sometidas a riego deficitario controlado (disminución de agua en un 78 % en el cultivo de otoño con un potencial de hoja que no superó los -0.8 MPa y 80 % en el de primavera con un potencial de hoja que no superó los -1.0 MPa) durante la floración, cuajado y madurez del fruto, además se evaluó el nivel de desarrollo del ramillete, el grado de madurez y el ciclo de cultivo; 4) la posición de la fruta en el ramillete en dos variedades cherry (ʽLazarinoʼ y ʽSummerbrixʼ). Por otra parte, en el estudio de flores se evaluó el contenido de carotenoides y compuestos fenólicos en 141 especies florales clasificadas en: flores de la misma especie y con variedades de diferente color, flores de la misma familia y diferente especie y flores de otras especies no agrupadas en los dos grupos anteriores. Los resultados obtenidos demuestran que cuando se analizó de forma aislada el factor riego deficitario controlado, este provocó diferencias significativas en algunos casos en el contenido de compuestos bioactivos (carotenoides y compuestos fenólicos) y la calidad comercial, así como también provocó cambios la posición del ramillete, nivel de desarrollo del ramillete e índice de madurez, los cuales dependieron de la variedad y el ciclo de cultivo. Por ejemplo, en las variedades cherry aumentó el contenido de carotenoides, mientras que el contenido fenólico disminuyó; en cambio, en variedades comunes en unos casos se redujo el contenido de carotenoides y se acrecentó el contenido de fenoles, y en otros casos se observó incrementos en los dos compuestos bioactivos, a su vez, el peso del fruto disminuyó e incrementó los sólidos solubles en el estudio de cinco variedades de tomate de diferente tamaño (cosechado completamente rojo), mientras que en el estudio de cherry (se evaluó los diferentes índices de madurez)se mostraron diferencias significativas en todos los casos sin presentar patrones definidos. Por otro lado, el análisis en conjunto de todas los factores considerados en los respectivos estudios reportó que el cambio del contenido de carotenoides no es mayormente afectado por el riego deficitario controlado (RDC) sin embargo los factores como posición del ramillete, nivel de desarrollo del ramillete, índice de madurez, variedad, ciclo de cultivo, tomaron mayor importancia; el RDC sobre el contenido de compuestos fenólicos si tomó importancia en el estudio de cinco variedades de diferente tamaño, mientras que en el estudio de cherry no fue mayormente importante y tomaron relevancia los otros factores en estudio; en la calidad comercial los SS y C*ab en el estudio de cinco variedades de diferente tamaño no fueron afectados significativamente por el RDC, mientras que en el resto de casos este factor tuvo igual importancia que el resto de factores considerados en este estudio. A su vez, el RDC sobre la calidad comercial en el estudio de tomate cherry tuvo igual importancia sobre la calidad comercial que el resto de factores de cambio. El nivel de desarrollo del ramillete y el índice de madurez sí provocaron cambios en la calidad comercial y funcional de los tomates con variaciones que dependieron del ciclo de cultivo. Un ejemplo es que las variedades cherry mostraron altos contenidos de carotenoides en el primer ramillete en primavera del 2015, mientras que en otoño del 2015 y primavera del 2016 el contenido aumentó entre el 50 y el 70 % con respecto al primer ramillete. Los datos obtenidos en este estudio de tomate reafirman que la regulación de la biosíntesis de metabolitos secundarios, en concreto carotenoides y compuestos fenólicos es muy compleja y que los factores que afectan a su contenido son de muy distinta naturaleza, incluyendo factores geográficos, genéticos, ambientales y agronómicos, entre otros (Poiroux, y otros 2010, Borghesi, y otros 2011, Lea, y otros 2007, Olsen, y otros 2009). Y para analizar beneficios sobre el ahorro de agua en un determinado ciclo de cultivo se debería tener en cuenta otro tipo de factores como el nivel de desarrollo del ramillete e índice de madurez, que son factores que en algunos casos provocan mayores cambios que el riego deficitario considerado como tal. Con respecto al estudio de las flores, se concluyó que las especies que presentaron los contenidos de carotenoides más altos no mostraron altos contenidos de compuestos fenólicos. En términos cuantitativos, cabe destacar trece flores con concentraciones de carotenoides entre 748.1 y 4140.0 μg/g de peso seco y ocho flores con concentraciones de compuestos fenólicos totales entre 144.5 y 195.2 mg equivalentes de ácido gálico/g de peso seco.

En la presente tesis doctoral hemos estudiado el efecto de diferentes dieras en los niveles de carotenoides, retinoides y ¿-tocoferol en tejidos biológicos que diferentes especies ganaderas (caprino, ovino, porcino, vacuno y equino). Tanto los carotenoides como las vitaminas liposolubles, entre ellas el retinol y el tocoferol, pueden conferir propiedades saludables a los productos animales y, así, mejorar el punto de vista de los consumidores respecto a ellos. Estos compuestos se encuentran presentes en las dietas de los animales críados en sistemas extensivos, los cuales están más valorados por los consumidores que los intensivos. Además, los mamíferos pueden absorber y metabolizar algunos carotenoides, siendo la dieta uno de los factores más importantes que afecta al contenido de carotenoides, retinoides y tocoferol en tejidos animales. Aunque no todas las especies de animales absorben y metabolizan estos compuestos de igual manera ya que existen diferencias específicas entre especies ganaderas al respecto. Se analizó el efecto de tres dietas distintas respecto a su contenido en carotenoides (pasto, concentrado y una dieta enriquecida con pulpa de naranja) en los niveles de retinol y carotenoides en plasma y leche de ganado caprino. Se observaron niveles más altos (P