ANTIFUNGAL CHITOSAN-BASED FILMS AND COATINGS CONTAINING ESSENTIAL OILS FOR FRUIT APPLICATIONS

Tesis por compendio[EN] Chitosan films and coatings have been obtained, by incorporating different essential oils (EO) and using different homogenization conditions of the film forming emulsions, in order to obtain antifungal materials for fruit preservation. The effect of oleic acid (OA) on the stability of the initial emulsions and on the film properties was analysed. Coatings were applied to control fungal decay in strawberries. The blending of chitosan with methylcellulose (MC) was also used in coating applications to tomato plants and fruits to prevent fungal infections. The films' functional properties as a function of their composition were analysed, as well as their antimicrobial activity through in vitro and in vivo tests. OA incorporation in the chitosan films (1:1 wt. ratio) reduced water vapour permeability (WVP) values to about 50 % of those of net chitosan films, with a small positive effect of the microfluidization process. EO (cinnamon, thyme and basil) did not notably reduced the WVP values of the chitosan films but a significant improvement in water barrier capacity was induced when OA was also added at 1:1 or 1:0.5 CH:OA ratios. In contrast, lipids slightly promoted oxygen permeability of the films. Lipid addition decreased the film stretchability and stiffness, with a lesser impact on the resistance to break, slightly depending on the droplet sizes. Essential oils also modulated the mechanical behaviour of the films, depending on their composition. Thyme and basil EO greatly promoted film stiffness and resistance to break, whereas cinnamon oil slightly reduced these mechanical attributes. Optical properties of the chitosan films were also affected by lipid incorporation. OA reduced the film transparency and gloss depending on the concentration, but provoked small changes in the colour parameters and whiteness index. EO affected transparency to a lesser extent, but had greater impact on the colour coordinates and whiteness index of the chitosan films due to the selective light absorption of their compounds. EO blend with oleic acid mitigated the colour changes in the films. Likewise, blending of OA with EO significantly reduced the losses of volatiles during the film formation due to the promotion of the stability of the film forming emulsions. Films containing cinnamon EO were effective in reducing the growth of Aspergillus niger, Botrytis cinerea and Rhizopus stolonifer, although thyme and basil EO encapsulated in the films did not exhibit antifungal action against these three fungi. When chitosan-cinnamon EO coatings were applied to strawberries inoculated with R. stolonifer, they reduced the fungal decay of the fruits during 14 days, at 10 °C, at the same time that total coliform counts were maintained at the initial levels. Chitosan coatings with lemon essential oil were also active at controlling fungal decay in strawberries. These did not significantly affect the physicochemical parameters of strawberries throughout cold storage, while they slowed down the respiration rate of the fruits and enhanced the chitosan antifungal activity against B. cinerea. The coatings, with and without lemon EO, affected the strawberry volatile profile, although it was only sensory appreciated for samples coated with chitosan-lemon oil. Blend films of CH and MC (1:1) containing oregano EO caused phytotoxic problems at "3 Leaves" stage of tomato plants, although the total biomass and crop yield was not affected. In the "Fruit" stage, the treatments had no negative effects. Coatings reduced the respiration rate of tomatoes, diminished weight loss during postharvest storage and were effective to decrease the fungal decay of tomatoes inoculated with R. stolonifer. Migration of thymol and carvacrol from CH-MC films in food simulants could overcome the stablished specific migration limit (60 mg/kg) for food contact packaging materials in aqueous and low pH systems if films contain a 1:1 polymer essential oil weight ratio.[ES] En la presente tesis doctoral se han desarrollado diferentes materiales antifúngicos para su uso en conservación de frutas. Para ello, se han incorporado diferentes aceites esenciales (AE) en recubrimientos y películas de quitosano (Q). Se ha analizado el efecto de la adición de ácido oleico (AO) y las condiciones de homogeneización sobre la estabilidad de las emulsiones y sobre las propiedades de las películas. Se ha estudiado el efecto de los recubrimientos de Q sobre el deterioro fúngico en fresas y el efecto preventivo frente a infecciones fúngicas de las mezclas de metilcelulosa (MC) con Q en plantas de tomate. Se ha estudiado el efecto de la composición de las películas sobre las propiedades funcionales de las mismas, así como su actividad antimicrobiana in vitro e in vivo. La incorporación de AO en las películas de Q (proporción 1:1) redujo la permeabilidad al agua (PVA) en un 50% comparado con la de Q puro. La microfluidización indujo un efecto positivo sobre dicha reducción. La adición de AE (hoja de canela, tomillo o albahaca) no supuso una disminución notable de los valores de permeabilidad obtenidos para las películas de Q. Cuando se añadió AO a las formulaciones de Q y AE (proporciones 1:1 o 1:2), se promovió una mejora significativa en la PVA de las películas. En cambio, la adición de lípidos aumentó ligeramente la permeabilidad al oxígeno, disminuyó la elasticidad y la rigidez, y produjo un menor impacto sobre la resistencia a la rotura. A su vez, la adición de AE modificó el comportamiento mecánico de las películas. Los AE de tomillo y albahaca aumentaron considerablemente la rigidez y la resistencia a la rotura, mientras que el AE de hoja de canela redujo estos parámetros ligeramente. La adición de lípidos a las películas de Q afectó las propiedades ópticas de las mismas. El AO redujo la transparencia y el brillo, en función de la concentración añadida. La adición de AE tuvo un mayor impacto sobre los parámetros de color y el índice de blancura. Las mezclas de AE y AO mitigaron estos cambios de color. Además, la incorporación de las mezclas AE-OA redujo las pérdidas de volátiles del AE durante la formación de las películas. Las películas formuladas con el AE de hoja de canela fueron efectivas contra el crecimientos de A. niger, B. cinerea y R. stolonifer, aunque los AE de tomillo y albahaca encapsulados en las películas no mostraron ninguna actividad antifúngica. La aplicación de los diferentes recubrimientos de Q AE de C en fresas inoculadas con R. stolonifer dio lugar a una reducción en el deterioro fúngico de los frutos almacenados durante 14 días a 10°C. Los recubrimientos de Q-AE de limón también fueron efectivos en el control del deterioro fúngico en fresas. Estos recubrimientos no afectaron significativamente los parámetros físico-químicos de las fresas durante el almacenamiento en refrigeración, disminuyeron la tasa de respiración de los frutos y acentuaron la actividad antifúngica del Q frente a B. cinerea. Tanto los recubrimientos con AE como los de Q puro modificaron el perfil de volátiles de las fresas, aunque estos cambios solo fueron apreciados sensorialmente en el caso de los frutos recubiertos con AE. Las mezclas de Q y MC que contenían AE de orégano causaron efectos fitotóxicos en plantas de tomate en el estadio "3 hojas", aunque no afectaron a la biomasa total. En el estadio "frutos" los tratamientos no tuvieron ningún efecto negativo. Los recubrimientos redujeron la tasa de respiración de los tomates, disminuyeron la pérdida de peso durante el almacenamiento post-cosecha y fueron efectivos contra el deterioro fúngico de tomates inoculados con R. stolonifer. La migración de los compuestos fenólicos timol y carvacrol, contenidos en las películas de Q-MC, podría superar el límite de migración específica establecido (60 mg/Kg) para materiales de envase en contacto con alimentos en los casos de sistemas acuosos y d[CA] En la present tesi doctoral s'han desenvolupat diferents materials antifúngics per al seu ús en conservació de fruites. Per a açò, s'han incorporat diferents olis essencials (OE) en recobriments i pel·lícules de quitosano (Q). S'ha analitzat l'efecte de l'addició d'àcid oleic (AO) i les condicions d'homogeneïtzació sobre l'estabilitat de les emulsions i sobre les propietats de les pel·lícules obtingudes. S'ha estudiat l'efecte dels recobriments de Q sobre la deterioració fúngica en maduixes i l'efecte preventiu enfront d'infeccions fúngiques de les mescles de metilcelulosa (MC) amb Q en plantes de tomaca. S'ha estudiat l'efecte de la composició de les pel·lícules sobre les propietats funcionals de les mateixes, així com la seua activitat antimicrobiana in vitro i in vivo. La incorporació de AO en les pel·lícules de Q (1:1) va reduir la permeabilitat al vapor d'aigua (PVA) en un 50% comparat amb la de Q pur. La microfluidització va induir un petit efecte positiu sobre aquesta reducció. L'addició de AE (fulla de canyella, C, timó, T, i alfàbrega, A) no va suposar una disminució notable dels valors de permeabilitat obtinguts per a les pel·lícules de Q. Quan es va afegir AO a les formulacions de Q i AE, es va promoure una millora significativa en la PVA de les pel·lícules. Per contra, l'addició de lípids va augmentar lleugerament la permeabilitat a l'oxigen, va disminuir l'elasticitat i la rigidesa, i va produir un menor impacte sobre la resistència al trencament. Al seu torn, l'addició de OE va modificar el comportament mecànic de les pel·lícules. Els OE de T i d'A van augmentar considerablement la rigidesa i la resistència al trencament, mentre que l'OE de C va reduir aquests paràmetres lleugerament. L'addició de lípids a les pel·lícules de Q també va afectar les propietats òptiques de les mateixes. L'AO va reduir la transparència i la lluentor, en funció de la concentració afegida. L'addició d'OE va tenir un major impacte sobre el paràmetres de color i l'índex de blancor. Les mescles d'OE i AO van mitigar aquests canvis de color. A més, la incorporació de les mescles OE-AO va reduir les pèrdues de volàtils de l'OE durant la formació de les pel·lícules. Les pel·lícules formulades amb l'OE de C van ser efectives contra el creixements d'A. niger, B. cinerea i R. stolonifer, encara que els OE de T i A encapsulats en les pel·lícules no van mostrar cap activitat antifúngica. L'aplicació dels diferents recobriments de Q OE de fulla de canyella en maduixes inoculades amb R. stolonifer va donar lloc a una reducció en la deterioració fúngica dels fruits emmagatzemats durant 14 dies a 10°C. Els recobriments de Q-OE de llimó també van ser efectius en el control de la deterioració fúngica en maduixes. Aquests recobriments no van afectar significativament els paràmetres fisicoquímics de les maduixes durant l'emmagatzematge en refrigeració, van disminuir la taxa de respiració dels fruits i van accentuar l'activitat antifúngica del Q enfront de B. cinerea. Tant els recobriments amb OE com els de Q pur van modificar el perfil de volàtils de les maduixes, encara que aquests canvis sol van ser apreciats sensorialment en el cas dels fruits recoberts amb OE. Les mescles de Q:MC que contenien OE d'orenga van causar efectes fitotòxics en plantes de tomaca en l'estadi "3 fulles", encara que no van afectar a la biomassa total. En l'estadi "fruits" els tractaments no van tenir cap efecte negatiu. Els recobriments van reduir la taxa de respiració de les tomaques, van disminuir la pèrdua de pes durant l'emmagatzematge post collita i van ser efectius contra la deterioració fúngica de tomaques inoculades amb R. stolonifer. La migració dels compostos fenòlics timol i carvacrol, continguts en les pel·lícules de Q-MC, podria superar el límit de migració específica establit (60 mg/Kg) per a materials d'envàs en contacte amb aliments en els casos de sistemes aquosos i dPerdones Montero, Á. (2015). ANTIFUNGAL CHITOSAN-BASED FILMS AND COATINGS CONTAINING ESSENTIAL OILS FOR FRUIT APPLICATIONS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59413TESISCompendi

Starch based coatings with thyme essential oil for fruit preservation

Tesis por compendio[ES] En esta Tesis, se han analizado diferentes estrategias para adaptar las formulaciones de almidón con el fin de obtener recubrimientos útiles en la conservación poscosecha de frutas. El almidón se sustituyó parcialmente por gomas de origen microbiano (xantano, gelano y pululano) para mejorar las propiedades funcionales de las películas. La adición de gelano a la matriz de almidón, redujo su capacidad de adsorción de agua y la permeabilidad al vapor de agua y oxígeno. Tuvo un efecto positivo en las propiedades mecánicas, mejorando su resistencia a la rotura y previniendo la retrogradación. La goma xantana aumentó la resistencia a la rotura de las películas de almidón, pero no redujo su capacidad de adsorción de agua y la permeabilidad al vapor de agua. La sustitución del almidón por un 10 o 20% de gelano, podría ser una buena estrategia para obtener películas con propiedades más adecuadas con fines de envasado/recubrimiento de alimentos. Se analizaron películas mezcla de almidón-gelano con aceite esencial de tomillo (EO), con el objetivo de proporcionar actividad antifúngica a las formulaciones. El aceite se incorporó mediante emulsificación directa o encapsulado en liposomas de lecitina. Las películas mostraron un efecto antifúngico en las pruebas in vitro contra A. alternata y B. cinerea. La encapsulación del EO promovió una mayor retención del aceite, mejorando su actividad antifúngica, siendo éstas más efectivas contra B. cinerea que contra A. alternata. Una mayor proporción de almidón en el film dio lugar a mayor crecimiento fúngico a baja concentración del compuesto activo. Todas las películas exhibieron alta capacidad de barrera al oxígeno. La lecitina mejoró la capacidad de barrera al vapor de agua y redujo la rigidez, la resistencia a la rotura y la extensibilidad. Las películas con EO encapsulado, con una proporción de almidón-gelano de 8:2, fueron las más efectivas para controlar el crecimiento fúngico. Para aplicar las formulaciones de almidón-gelano como recubrimientos, se analizaron las propiedades superficiales de distintas frutas (manzana, tomate y caqui), y el coeficiente extensibilidad de las formulaciones sobre la superficie de la frutas, en función de la concentración de Tween 85. Las pieles de las frutas evaluadas se comportaron como superficies de baja energía. La adición de Tween 85 a las muestras sin EO, tuvo un efecto positivo en el ángulo de contacto y la tensión superficial. Sin embargo, cuando contenían EO, emulsionado o encapsulado en lecitina, el surfactante ejerció un efecto negativo en estas propiedades, dependiendo de su concentración. Las formulaciones con EO, emulsionado o encapsulado, no requirieron surfactante para mejorar su extensibilidad, mientras que la adición de Tween 85 a una concentración de 5x104 mg/L, mejoró notablemente esta propiedad en formulaciones S:G sin EO. Recubrimientos a base de almidón-gelano, con o sin EO emulsionado o encapsulado en liposomas de lecitina, fueron aplicados en manzanas y caquis. Los recubrimientos no redujeron la pérdida de peso en las manzanas, pero evitaron la pérdida de agua en los caquis. No se observó un efecto significativo de los recubrimientos en las tasas de respiración y el cociente de respiración de los caquis, mientras que estos parámetros aumentaron en manzanas. En los ensayos in vivo, los recubrimientos sin lecitina redujeron la incidencia y severidad de la mancha negra por A. alternata en caquis, y la severidad del moho gris por B. cinerea en manzanas. A pesar de su acción antifúngica in vitro, el EO no ejerció un efecto antifúngico adicional en la fruta. Esto podría explicarse por las interacciones particulares entre los componentes del recubrimiento, la superficie de la fruta y el patógeno. Los recubrimientos a base de almidón-gelano sin lecitina ni EO podrían aplicarse en caquis para controlar la pérdida de peso y reducir la incidencia de A. alternata.[CA] En esta Tesi, s'han analitzat diferents estratègies per a adaptar les formulacions de midó a fi d'obtenir recobriments útils per a la conservació postcollita de fruites. El midó es va substituir parcialment per gomes d'origen microbià (xantano, gelano i pululano) per a millorar les propietats funcionals de les pel¿lícules. L'addició de gelano a les pel¿lícules de midó, va reduir la seua capacitat d'adsorció d'aigua. També va tindre un efecte positiu en les propietats mecàniques, i va millorar la seua resistència a la ruptura i va prevenir els fenòmens de retrogradació. La goma de xantano també va augmentar la resistència a la ruptura de les pel¿lícules de midó, però no va reduir la seua capacitat d'adsorció d'aigua i la permeabilitat al vapor d'aigua. La substitució del midó per un 10 o 20% de gelano, podria ser una bona estratègia per a obtenir pel¿lícules amb propietats més adequades per al envasat/recobriment d'aliments. S'analitzaren les pel¿lícules mescla de midó-gelano amb oli essencial de timó (EO), amb l'objectiu de proporcionar activitat antifúngica a les formulacions. L'oli es va incorporar mitjançant emulsificació directa o encapsulat en liposomes de lecitina. Estes pel¿lícules van mostrar un efecte antifúngic en les proves in vitro contra A. alternata i B. cinerea. L'encapsulació de l'EO en els liposomes de lecitina va promoure una major retenció de l'oli i va millorar la seua activitat antifúngica, sent estes més efectives contra B. cinerea que contra A. alternata. En les formulacions amb una major proporció de midó amb baix contingut en compost actiu va haver un major creixement fúngic. Totes les pel¿lícules van exhibir alta capacitat de barrera a l'oxigen. La presència de lecitina va millorar la capacitat de barrera al vapor d'aigua i va reduir la rigidesa, la resistència a la ruptura i l'extensibilitat. Les pel¿lícules amb EO encapsulat, amb una proporció de midó-gelano 8: 2, van ser les més efectives per a controlar el creixement fúngic. Amb l'objectiu d'aplicar les formulacions de midó-gelano com a recobriments, es van analitzar les propietats superficials de distintes fruites (poma, tomaca i caqui), i el coeficient d'extensibilitat d'estes formulacions sobre la superfície de la fruita, en funció de la concentració de Tween 85. Les pells de les fruites avaluades es van comportar com a superfícies de baixa energia. L'addició de Tween 85 a les formulacions sense EO, va tenir un efecte positiu en els angles de contacte i la tensió superficial. En presència de l'EO, emulsionat o encapsulat en liposomes de lecitina, el tensioactiu va exercir un efecte negatiu en estos valors, depenent de la seua concentració. Els recobriments amb EO, emulsionat o encapsulat, no van requerir tensioactiu per a millorar la seua extensibilitat, mentre que l'addició de Tween 85 a una concentració de 5x104 mg/L, va millorar notablement esta propietat en les formulacions sense EO. Recobriments a base de midó-gelano, amb o sense l'agregat d'EO emulsionat o encapsulat en liposomes, van ser aplicats en pomes i caquis.. Els recobriments no van reduir la pèrdua de pes en les pomes, però van evitar la pèrdua d'aigua en els caquis. No es va observar un efecte significatiu dels recobriments en les taxes de respiració i el quocient de respiració dels caquis, mentre que les taxes i el quocient de respiració van augmentar en les pomes. En els assajos in vivo, els recobriments sense lecitina van reduir la incidència i severitat de la taca negra per A. alternata en els caquis, i la severitat de la floridura grisa per B. cinerea en les pomes. No obstant això, la incorporació de l'EO no va exercir un efecte antifúngic addicional en la fruita. Açò podria explicar-se per les interaccions particulars entre els components del recobriment, la superfície de la fruita i el patogen. Els recobriments a base de midó-gelano sense lecitina o EO de timó podrien aplicar-se en caqui[EN] In this Thesis, different strategies have been analysed to tailor starch formulations for the purposes of obtaining useful coatings in postharvest fruit preservation. Starch was partially substituted by microbial gums (xanthan, gellan, and pullulan) in order to improve film functional properties. Moisture sorption capacity and water vapour and oxygen permeability were reduced by the presence of gellan gum in the starch films. It also had a positive effect on the tensile properties, enhancing the films' strength and resistance to break and preventing retrogradation phenomena. Xanthan gum increased the tensile strength of the starch films, but did not reduce their water sorption capacity and water vapour permeability. Functional properties were not notably improved by the addition of pullulan. Then, 10 and 20 % starch could be substituted by gellan gum to obtain films with more adequate properties for food packaging/coating purposes. Starch-gellan blend films containing thyme essential oil (EO) were also studied in order to provide antifungal activity to the formulations. This was incorporated either by direct emulsification or encapsulated in lecithin liposomes. These films exhibited antifungal effect in in vitro tests against A. alternata and B. cinerea. The encapsulation of the EO in lecithin liposomes allowed for greater EO retention in the films, enhancing their antifungal activity, which were more effective against B. cinerea than against A. alternata. The antifungal action was slightly affected by the polymer matrix composition. Thus, the greatest starch ratio enhanced the fungal growth when the content of the active compound was low. All the films exhibited high oxygen barrier capacity. The presence of lecithin enhanced their water vapour barrier capacity and reduced the film stiffness, resistance to break and extensibility. The films with lecithin-encapsulated EO, with a starch-gellan ratio of 8:2, were the most effective at controlling fungal growth. In order to apply these starch-gellan formulations as fruit coatings, the surface properties of apple, tomato and persimmon, and the spreadability coefficient of these liquid formulations on the fruit surface, were analysed as a function of the concentration of Tween 85, as surfactant. The fruit skins behaved as low-energy surfaces. The values of the contact angles and surface tension of EO-free formulations were positively influenced by the addition of Tween 85. However, in the presence of emulsified or lecithin-encapsulated thyme EO, the surfactant exerted a negative effect, depending on its concentration. Coating-forming systems containing emulsified or encapsulated EO did not require surfactant to improve their already good spreadability, while Tween 85 at 5x104 mg/L notably improved this property in EO-free formulations. Starch-gellan coatings, containing or not emulsified or lecithin-encapsulated EO, were applied on apples and persimmons. Coatings did not reduce the weight loss in apples, but they prevented water loss in persimmons. In contrast, no significant effect of the coatings was observed on respiration rates and respiration quotient of persimmons, whereas they increased the respiration rates and quotient in apples. Coatings did not affect the changes in fruit firmness either in apples or persimmons. In the in vivo assays, the coatings without lecithin reduced the incidence and severity of black spot caused by A. alternata in persimmons, and the severity of grey mould caused by B. cinerea in apples. The incorporation of EO did not exert an additional antifungal effect on the fruit and seemed to exert a negative effect on some other fruit quality attributes. This could be explained by the particular interactions of the coating components, fruit surface and pathogen. Starch-gellan coatings without lecithin or thyme EO could be used in persimmons to control weight loss and reduce the incidence of infections caused by A. alternata.This work has been founded by the “Ministerio de Economía y Competitividad” of Spain, through the Project AGL2016-76699-R and the “Conselleria de Educación, Investigación, Cultura y Deporte de la Generalitat Valenciana” trough the Santiago Grisolía grant GRISOLIA/2015/001.Sapper, MI. (2019). Starch based coatings with thyme essential oil for fruit preservation [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124342TESISCompendi

Application of Phenolic Compounds for Food Preservation: Food Additive and Active Packaging

Phenolic compounds are well known for their health benefits related to antioxidant activity. In addition, this kind of compounds can be extracted from natural sources, such as olives, grapes, fruits, vegetables, rice, spices, herbs, tea and algae, among others. In this way, these compounds have increased their popularity and, little by little, the consumers are more interested in these compounds due to the fact that they come from natural sources and because they have health biological activity. In fact, other important characteristics associated to phenolic compounds are the antimicrobial activity, because phenolics have the capacity of retarding the microbial invasion in some products and avoiding the putrefaction of others, mainly fruits and vegetables. These properties allow phenolic compounds to be suitable for numerous food preservation applications. Therefore, different kinds of products can be fortificated with phenolic compounds to extend the shelf life of some foods, to turn them in functional food or to incorporate them in food packaging. Active packing is an innovative strategy where phenolic compounds can play an important role for improving the global assessment and extend the shelf life of commercial products

Study of different antifungal systems to preserve strawberry jams against fungi spoilage

Tesis por compendioNew tendencies in the development of innovative food packages could affect product microbial stability during storage. In this sense, antifungal systems such as emulsions, nanoemulsions and mesoporous silica supports, may be promising alternatives to preserve the product quality without having to apply further thermal treatments. The formulation of stable antifungal systems and the optimisation of the methodology to be employed to prepare these systems play an important role in: i) their antifungal effectiveness; ii) bioactive compounds losses during their preparation; and iii) their impact on the food product's sensory profile. Nanoemulsions prepared with essential oils generally presented higher antifungal effect than free essential oils applied at the same concentrations. Furthermore, the emulsifier played a key role in the resulting antifungal activity. Whey protein isolated-based nanoemulsions were more effective in inhibiting mycelial mould growth and spore germination than Tween 80-based ones. The great in vitro effectiveness of nanoemulsions to control mould development allowed to check their application to food products, and strawberry jam was selected as the food matrix. To this end, clove and cinnamon leaf emulsions were incorporated into strawberry jams to control fungal decay. Although these emulsions were able to reduce jam spoilage, their incorporation negatively affected the aroma, taste and the overall acceptance of the jam. Regarding the methodology employed to prepare oil-in-water emulsions, the magnetic stirring and high pressure homogenisation combination was the most effective to reduce essential oil losses. Moreover, stable cinnamon bark-xanthan gum emulsions with good in vitro antifungal properties against the target fungi were obtained. Despite the promising use of cinnamon bark emulsions to control fungi decay in strawberry jam, their incorporation negatively affected the product's aroma, taste and overall acceptance. Given the strong impact of essential oils on the food product's sensory profile, two new approaches were investigated: i) combinations of different antifungal compounds in emulsions; and ii) immobilisation of bioactive compounds on mesoporous silica surfaces. The cinnamon bark essential oil, zinc gluconate and trans-ferulic acid combination allowed the obtention of a product considered microbiologically acceptable and with good organoleptic characteristics. However, total mould inhibition was not achieved. Consequently, the antifungal and sensory properties of the bioactive agents (eugenol and thymol) immobilised on mesoporous silica surfaces were studied. The preparation of jams with eugenol immobilised on MCM-41 microparticles induced better control of the fungal inhibition compared with the samples functionalised with thymol. The sensory analysis of the jams after incorporating the solids revealed that eugenol and thymol immobilisation cushioned the impact of these compounds on the jam flavour profile.Las nuevas tendencias en el desarrollo de envases alimentarios innovadores podrían afectar a la estabilidad microbiana del producto durante el almacenamiento. En este sentido, sistemas antifúngicos tales como emulsiones, nanoemulsiones y soportes mesoporosos de sílice pueden ser alternativas prometedoras para preservar la calidad del producto sin tener que aplicar otros tratamientos térmicos. La formulación de sistemas antifúngicos estables y la optimización de la metodología a emplear para preparar estos sistemas, tienen un papel importante en: i) su eficacia antifúngica; ii) pérdidas de los compuestos bioactivos producidas durante su preparación; y iii) su impacto en el perfil sensorial del producto alimenticio. Las nanoemulsiones preparadas con aceites esenciales presentaron por norma general un mayor efecto antifúngico que los aceites libres aplicados a las mismas concentraciones. Asimismo, el tipo de emulsionante utilizado desempeñó un papel clave en la actividad antifúngica de las nanoemulsiones. Las nanoemulsiones preparadas con proteína de suero de leche fueron más eficaces en la inhibición del crecimiento micelial y en la germinación de las esporas que las formuladas con Tween 80. La gran eficacia in vitro de las nanoemulsiones en el control del desarrollo de moho permitió evaluar su aplicación en productos alimenticios, siendo seleccionada la confitura de fresa como matriz alimenticia. Con este fin, las emulsiones de los aceites esenciales de clavo y de hoja de canela fueron incorporadas a las confituras de fresa con el fin de controlar el deterioro fúngico. A pesar de que estas emulsiones fueron capaces de reducir el deterioro fúngico de las confituras de fresa, su incorporación afectó negativamente al aroma, el sabor y la aceptación global de la confitura. En cuanto a la metodología empleada para preparar emulsiones aceite-agua, la combinación de agitación magnética y homogeneización por altas presiones fue la más eficaz para reducir las pérdidas de aceite esencial. Asimismo, se obtuvieron emulsiones estables con una alta capacidad antifúngica, determinada in vitro, frente a los hongos objeto de estudio. A pesar del prometedor uso de las emulsiones de aceite esencial de la corteza de canela en el control del deterioro fúngico de las confituras de fresa, su incorporación al alimento afectó negativamente al aroma, sabor y aceptación global del producto. Debido al gran impacto de los aceites esenciales en el perfil sensorial del producto alimenticio, se investigaron dos nuevos enfoques: i) combinaciones de diferentes compuestos antifúngicos en emulsiones; y ii) inmovilización de compuestos bioactivos sobre superficies de sílice mesoporosas. La combinación de aceite esencial de corteza de canela, el gluconato de zinc y el ácido trans-ferúlico permitió la obtención de un producto considerado microbiológicamente aceptable con buenas características organolépticas pero no se consiguió la inhibición total del crecimiento de moho. Por ello, se estudiaron las propiedades antifúngicas y sensoriales de agentes bioactivos (eugenol y timol) inmovilizados sobre superficies de sílice mesoporosas. La preparación de las confituras con eugenol inmovilizado en las micropartículas de MCM-41, mostró un mejor control de la inhibición fúngica en comparación con las muestras preparadas con timol funcionalizado. El análisis sensorial de las muestras tras la incorporación de los sólidos a la confitura de fresa, reveló que la inmovilización de eugenol y timol reduce el impacto sensorial de estos compuestos en confituras de fresa.Les noves tendències en el desenvolupament d'envasos alimentaris innovadors podrien afectar l'estabilitat microbiana del producte durant l'emmagatzematge. En aquest sentit, sistemes antifúngics com les emulsions, nanoemulsions i suports mesoporosos de sílice poden ser alternatives prometedores per preservar la qualitat del producte sense haver d'aplicar altres tractaments tèrmics. La formulació de sistemes antifúngics estables, així com l'optimització de la metodologia a emprar per preparar aquests sistemes, tenen un paper important en: i) la seva eficàcia antifúngica; ii) pèrdues dels compostos bioactius produïdes durant la seva preparació; i iii) el seu impacte en el perfil sensorial del producte alimentari. Les nanoemulsions preparades amb olis essencials van presentar per norma general, un major efecte antifúngic que els olis lliures aplicats a les mateixes concentracions. Així mateix, el tipus d'emulsionant utilitzat va tenir un paper clau en l'activitat antifúngica de les nanoemulsions. Les nanoemulsions preparades amb proteïna de sèrum de llet van ser més efectives en la inhibició del creixement micelial i en la germinació de les espores que les formulades amb Tween 80. La gran eficàcia in vitro de les nanoemulsions en el control del desenvolupament de fongs va permetre avaluar la seva aplicació a productes alimentaris, sent seleccionada la confitura de maduixa com a matriu alimentària. Amb aquesta finalitat, les emulsions dels olis essencials de clau i de fulla de canyella van ser incorporades a les confitures de maduixa per tal de controlar el deteriorament fúngic. Tot i que aquestes emulsions reduïren el deteriorament fungic de les confitures de maduixa, la seva incorporació va afectar negativament a l'aroma, el sabor i l'acceptació global de la confitura. Pel que fa a la metodologia emprada per preparar emulsions oli-aigua, la combinació d'agitació magnètica i homogeneïtzació per altes pressions va ser la més eficaç per reduir les pèrdues d'oli essencial. A més, es van obtenir emulsions estables amb una alta capacitat antifúngica, determinada in vitro, davant dels fongs objecte d'estudi. Malgrat el prometedor ús de les emulsions d'oli essencial de l'escorça de canyella en el control del deteriori fúngic de les confitures de maduixa, la seva incorporació a l'aliment va afectar negativament a l'aroma, sabor i acceptació global del producte. A causa del gran impacte dels olis essencials en el perfil sensorial del producte alimentari, es van investigar dos nous enfocaments: i) combinacions de diferents compostos antifúngics en les emulsions; i ii) immobilització de compostos bioactius sobre superfícies de sílice mesoporoses. La combinació d'oli essencial d'escorça de canyella, el gluconat de zinc i l'àcid trans-ferúlic va permetre l'obtenció d'un producte considerat microbiològicament acceptable amb bones característiques organolèptiques però no es va aconseguir la inhibició total del creixement del fong. Per això, es van estudiar les propietats antifúngiques i sensorials d'agents bioactius (eugenol i timol) immobilitzats sobre superfícies de sílice mesoporoses. La preparació de les confitures amb eugenol immobilitzat en les micropartícules de MCM-41, va mostrar un millor control de la inhibició fúngica en comparació amb les mostres preparades amb timol funcionalitzat. L'anàlisi sensorial de les mostres després de la incorporació dels sòlids a la confitura de maduixa, va revelar que la immobilització de eugenol i timol redueix l'impacte sensorial d'aquests compostos en confitures de maduixa.Ribes Llop, S. (2017). Study of different antifungal systems to preserve strawberry jams against fungi spoilage [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/82306TESISPremiadoCompendi

Seaweed Polysaccharide in Food Contact Materials (Active Packaging, Intelligent Packaging, Edible Films, and Coatings)

Food contact materials (FCMs) are materials that come in contact with food products such as food packaging which play a significant role in the food quality and safety. Plastic, which is a major food packaging material, harms the eco-system, wildlife, and the environment. As a result, numerous researches have been in progress on alternative polymers, which has similar properties as plastic but is also environmentally friendly (biodegradable). In recent years, the utilization of seaweed polysaccharides has piqued interest due to its biodegradability, non-toxicity, antioxidant capabilities, and excellent film formation ability. However, it has a number of drawbacks such as low tensile strength, water solubility, and moderate antibacterial characteristics, among others. The addition of other biopolymers, nanoparticles, or natural active agents improves these features. In this review article, we have summarized the current state of seaweed polysaccharide research in active packaging, intelligent packaging, edible films, and coatings. It also highlights the physical, thermal, antioxidant, and other properties of these materials. Finally, the article discusses the relevant legislation as well as the field’s future prospects. Research shows that seaweeds polysaccharide looks promising as a sustainable food contact material, but there is always a potential for development to make it market feasible

Functional Coatings for Food Packaging Applications

The food packaging industry is experiencing one of the most relevant revolutions associated with the transition from fossil-based polymers to new materials of renewable origin. However, high production costs, low performance, and ethical issues still hinder the market penetration of bioplastics. Recently, coating technology was proposed as an additional strategy for achieving a more rational use of the materials used within the food packaging sector. According to the packaging optimization concept, the use of multifunctional thin layers would enable the replacement of multi-layer and heavy structures, thus reducing the upstream amount of packaging materials while maintaining (or even improving) the functional properties of the final package to pursue the goal of overall shelf life extension. Concurrently, the increasing requirements among consumers for convenience, smaller package sizes, and for minimally processed, fresh, and healthy foods have necessitated the design of highly sophisticated and engineered coatings. To this end, new chemical pathways, new raw materials (e.g., biopolymers), and non-conventional deposition technologies have been used. Nanotechnology, in particular, paved the way for the development of new architectures and never-before-seen patterns that eventually yielded nanostructured and nanocomposite coatings with outstanding performance. This book covers the most recent advances in the coating technology applied to the food packaging sector, with special emphasis on active coatings and barrier coatings intended for the shelf life extension of perishable foods

Recent Advances in the Development of Smart and Active Biodegradable Packaging Materials

Interest in the development of smart and active biodegradable packaging materials is increasing as food manufacturers try to improve the sustainability and environmental impact of their products, while still maintaining their quality and safety. Active packaging materials contain components that enhance their functionality, such as antimicrobials, antioxidants, light blockers, or oxygen barriers. Smart packaging materials contain sensing components that provide an indication of changes in food attributes, such as alterations in their quality, maturity, or safety. For instance, a smart sensor may give a measurable color change in response to a deterioration in food quality. This article reviews recent advances in the development of active and smart biodegradable packaging materials in the food industry. Moreover, studies on the application of these packaging materials to monitor the freshness and safety of food products are reviewed, including dairy, meat, fish, fruit and vegetable products. Finally, the potential challenges associated with the application of these eco-friendly packaging materials in the food industry are discussed, as well as potential future directions

Recent Developments in Smart Food Packaging Focused on Biobased and Biodegradable Polymers

Food packaging has a crucial function in the modern food industry. New food packaging technologies seek to meet consumers and industrial's demands. Changes related to food production, sale practices and consumers' lifestyles, along with environmental awareness and the advance in new areas of knowledge (such as nanotechnology or biotechnology), act as driving forces to develop smart packages that can extend food shelf-life, keeping and supervising their innocuousness and quality and also taking care of the environment. This review describes the main concepts and types of active and intelligent food packaging, focusing on recent progress and new trends using biodegradable and biobased polymers. Numerous studies show the great possibilities of these materials. Future research needs to focus on some important aspects such as possibilities to scale-up, costs, regulatory aspects, and consumers' acceptance, to make these systems commercially viable.Fil: Salgado, Pablo Rodrigo. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Di Giorgio, Luciana. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Musso, Yanina Soledad. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Mauri, Adriana Noemi. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentin

Natural antimicrobial nanomaterials for food packaging applications

Consumer demand for fresh-like, sustainable, minimally processed, and clean label food products has been increasing significantly over recent years. However, removing chemical preservative and additives from food products significantly reduces their shelf-life. To address this challenge, natural antimicrobial nanomaterials (NAMs) can be used to inhibit food spoilage microorganisms and extend the shelf-life of food products. Several of the most effective NAMs include: antimicrobial polysaccharides (chitosan (CS)), plant essential oils (oregano essential oil (OEO)), and organic acids (sorbic and benzoic acid). To this end, chitosan nanoparticles (CS NPs) were synthesised and the effects of the initial concentrations of chitosan (CS) and sodium tripolyphosphate (TPP), the CS:TPP mass ratio, the CS molecular weight (MW) and pH on the CS NP properties was assessed. Self-assembled monodisperse CS NPs with a particle size of 90 nm were successfully synthesised using solutions of low molecular weight CS at pH 4.6 and 3:1 (CS:TPP) mass ratio. However, when higher concentrations of CS were used, the application of external forces (tip sonication or Ultra-Turrax™) was necessary to induce monodispersity and reduce the particle size. While both native CS and CS NPs showed antimicrobial activity, no significant antimicrobial enhancement was observed for the NP form. Subsequently, native CS, CS NPs, and commercially-available carnosolic acid nano-solubilisates (CASB) solutions were used as part of an aerosolisation based coating method with vacuum skin packaging as additional hurdles to extend the shelf-life of highly perishable European Hake (Merluccius merluccius) fillets. Results indicated that aerosolised solutions of CS, CS NPs, and CASB on hake fillets were found to extend the shelf-life by up to 40, 50 and 55 %, respectively compared to untreated control samples. Moreover, physiochemical properties of hake fillets such as pH and colour were also found to improve with respect to storage. Regarding OEOs, the effects of different surfactants (Tween® 20 and Pluronic™ 127), the surfactant to oil ratio (2:1, 1:1, and 1:2) and physical treatments (untreated, IKA ultra-turrax or tip-sonication) on the physical properties of the nanoemulsions was evaluated. The antimicrobial activity of the monodisperse nanoemulsions was assessed and OEO nanoemulsions made from Tween® 20 in a surfactant to oil ratio of 1:1, an average droplet diameter of 131 nm and a zeta potential of 39.2 mV showed the greatest antimicrobial activity. Therefore, these nanoemulsions were applied via aerosolisation treatment on fresh European Hake (Merluccius merluccius) fillets. Aerosolisation treatment of OEO nanoemulsions on hake fillets extended the shelf-life by up to 50% compared to untreated control hake fillets. Moreover, the physiochemical properties of hake fillets such as pH and colour were also found to improve. In another approach, a simple method to attach an antimicrobial essential oil support material to a functionalised surface was investigated. SBA-15 was modified with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) and was then bound to an epoxy modified surface using 3-glycidoxypropyl-trimethoxysilane (GPTS). These materials were then loaded with oregano essential oil and their physical properties and antimicrobial activity against food spoilage microorganisms assessed. Finally, the antimicrobial effects of benzoic and sorbic acid salt and their commercially-available nano-solubilisates against planktonic and biofilm cultures of Staphylococcus aureus, Pseudomonas fluorescens and chicken microflora was assessed. The organic acid nano-solubilisates were more effective compared to their organic acid salt counterpart with respect to both planktonic and biofilm cultures. However, biofilms of Staphylococcus aureus, Pseudomonas fluorescens and chicken microflora were more resistant to both organic acids salts and nano-solubilisates compared to the planktonic cultures. Overall, this thesis extends our knowledge of nanomaterials for antimicrobial control of foodstuffs and shows the potential that they may have in developing active packaging systems

Coating forming agents as carriers of the biocontrol agent Candida sake with antifungal effect against Botrytis cinerea on grapes

Tesis por compendio[EN] The biocontrol agent (BCA) Candida sake CPA-1, has proven to be effective against the pathogenic fungus Botrytis cinerea, causing agent of grey mold in many fruits. The aim of this Thesis was to develop biocontrol products (BCP), based on this BCA and coating forming agents (CFAs) with good stability and efficacy against fungus infection. Several formulations of CFAs, based on biopolymers (hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), corn starch (S), sodium caseinate (NaCas) and pea protein (PP)), combined with surfactants (oleic acid (OA), Span 80 (S80) and Tween 85 (T85)), were obtained and analyzed as to their ability to improve the adherence, survival and efficacy of C. sake on grapes. The functionality of these formulations as coatings was also analyzed with and without yeast cells. Likewise, dry formulations based on low cost CFAs (starch derivatives) and C. sake were obtained by means of fluidized-bed drying and their physical and microbiological stability were studied as a function of product moisture content. The application of C. sake in combination with CFAs permitted an improvement in the initial adherence of the yeast on the surface of grapes and also higher survival rates. The protein-based coatings (NaCas and PP), both with and without surfactants showed the best results, suggesting that these matrices are more adequate supports for the BCA. CFAs also enhanced the efficacy of the BCA efficacy at controlling grey mold with respect to C. sake applied in water. NaCas and PP, and also some of the formulations based on S, exhibited the highest reduction values as regards to the incidence and severity of the infection. When the main properties of the coating forming dispersions and films were analyzed, it could be observed that the type of polymer, more than the presence or type of surfactant, greatly influenced the obtained values. The viability of C. sake on the different matrices was greatly reduced during storage at 25°C. However, protein-based coatings showed slightly higher counts. The coatings formed were not estimated to be tick and so they did not represent a relevant barrier to the gas exchanges of the fruit, although they were sufficient to improve the performance of C. sake as BCA. The physical stability of the different BCPs based on C. sake and starch derivatives (potato starch, pre-gelatinized potato starch and maltodextrins) was ensured below a water activity (aW) of 0.75 at room temperature, since BCPs were in a glassy state. However, the viability of C. sake at 20°C over time was greatly affected by the aW. Thus, whereas an aW ¿ 0.43 caused fast reductions in the viability of the BCA in all of the formulations, an aW ¿ 0.33 better preserved the viability of the yeast. This is a key factor since 0.33 is the aW value of a newly dried product and its moisturizing must be avoided in order to maintain its effectiveness in terms of cell viability. Nevertheless, 20°C was considered a non-adequate temperature since, even at low aW, a remarkable decline in viable cells was observed. However, cold storage of BCPs at 5°C allowed for a very good preservation of viable cells even after 6 months. A BCP based on maltodextrins as the main carrier was the formulation that showed the best potential to formulate C. sake in terms of the cell viability preservation and feasibility of in-field application due to its faster water solubilization.[ES] El agente de biocontrol (ABC) Candida sake CPA-1 ha demostrado ser efectivo frente al hongo patogénico Botrytis cinerea, el agente causante de la podredumbre gris en muchas frutas. El objetivo de esta Tesis fue el desarrollo de productos de biocontrol (PBC) basados en este ABC y agentes formadores de recubrimiento (AFRs), con una buena estabilidad y efectividad frente a la infección fúngica. Se obtuvieron diversas formulaciones de AFRs, basadas en biopolímeros (hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), almidón de maíz (AM), caseinato sódico (NaCas) y proteína de guisantes (PG)), combinados con tensoactivos (ácido oleico (AO), Span 80 (S80) y Tween 85 (T85)). Todas ellas se analizaron en su capacidad para mejorar la adherencia, supervivencia y eficacia de C. sake en uvas. Se estudio también la funcionalidad de estas formulaciones como recubrimientos con y sin la incorporación de células de la levadura. Asimismo, se obtuvieron formulados secos basados en AFRs de bajo coste (derivados de almidón) y C. sake por secado en lecho fluido y su estabilidad física y microbiológica fue estudiada en función de su contenido en humedad. La aplicación de C. sake en combinación con AFRs permitió una mejora de la adherencia inicial de la levadura en la superficie de uvas y también una mayor supervivencia. Los recubrimientos basados en proteínas (NaCas y PG) con y sin tensoactivos mostraron los mejores resultados, sugiriendo que estas matrices son soportes más adecuados para el ABC. Los AFRs también mejoraron la efectividad del ABC en el control de la podredumbre gris en comparación con C. sake aplicada con agua. NaCas y PG, así como algunas de las formulaciones basadas en AM, dieron lugar a los valores más elevados de reducción de la incidencia y severidad de la infección. Cuando se analizaron las principales propiedades de las dispersiones formadoras de recubrimiento y las películas, se pudo observar que el tipo de polímero, más que la presencia o tipo de tensoactivo, afectó considerablemente los valores obtenidos. La viabilidad de C. sake en las distintas matrices se vio muy afectada durante su almacenamiento a 25°C. Sin embargo, los recubrimientos a base de proteínas mostraron recuentos ligeramente superiores. El espesor estimado de los recubrimientos formados en las uvas fue muy bajo, por lo que éstos no supusieron un efecto barrera relevante para los intercambios de gases de la fruta, aunque fueron suficientes para mejorar la función de C. sake como ABC. La estabilidad física de los diferentes PBCs basados en C. sake y derivados de almidón (almidón de patata, almidón de patata pregelatinizado y maltodextrinas) quedó asegurada a actividades de agua (aW) por debajo de 0.75 a temperatura ambiente, ya que los PBCs se encontraban en estado vítreo. Sin embargo, la viabilidad de C. sake a 25°C durante el tiempo se vio altamente disminuida. Mientras valores de aW ¿ 0.43 causaron rápidas reducciones en la viabilidad del ABC en todas las formulaciones, valores de aW ¿ 0.33 preservaron mejor la viabilidad de la levadura. Esto es un factor clave ya que 0.33 es el valor de aW de los productos recién obtenidos, por lo que su hidratación debe evitarse para mantener su efectividad en términos de viabilidad celular. No obstante, 20°C no fue considerada una temperatura de conservación adecuada ya que, incluso a valores bajos de aW, se observó un marcado descenso en el número de células viables. Por su parte, el almacenamiento en frío a 5°C permitió un muy buen mantenimiento de células viables, incluso tras 6 meses de almacenamiento. El PBC basado en maltodextrinas como soporte principal fue el formulado que mostró el mejor potencial para formular C. sake en términos de mantenimiento de la viabilidad celular y practicidad para su aplicación en campo, debido a su rápida solubilidad en agua.[CA] L'agent de biocontrol (ABC) Candida sake CPA-1 ha demostrat s'efectiu enfront del fong patogènic Botrytis cinerea, l'agent causal de la podridura grisa en moltes fruites. L'objectiu d'aquesta Tesi va ser el desenvolupament de productes de biocontrol (PBC) basats en aquest ABC i agents formadors de recobriment (AFRs), amb una bona estabilitat i efectivitat enfront de la infecció fúngica. Es van obtindre diverses formulacions d'AFRs, basades en biopolímers (hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), midó de dacsa (M), caseinat sòdic (NaCas) i proteïna de pésol (PP)), combinats amb tensoactius (acid oleic (AO), Span 80 (S80) i Tween 85 (T85)). Totes elles van ser analitzades en la seua capacitat per a millorar l'adherència, supervivència i eficàcia de C. sake en raïm. La funcionalitat com a recobriments d'aquestes formulacions també va ser estudiada amb i sense la incorporació de cèl·lules del llevat. Tanmateix, es van obtindre formulats secs basats en AFRs de baix cost (derivats de midó) i C. sake per assecat en llit fluiditzat i la seua estabilitat física i microbiològica va ser estudiada en funció del seu contingut en humitat. L'aplicació de C. sake en combinació amb AFRs va permetre una millora de l'adherència inicial del llevat sobre la superfície de raïm i també una major supervivència. Els recobriments basats en proteïnes (NaCas i PP) amb i sense tensoactius van mostrar els millors resultats, suggerint que aquestes matrius són suports més adequats per a l'ABC. Els AFRs també van millorar l'efectivitat de l'ABC en el control de la podridura grisa en comparació amb C. sake aplicada amb aigua. NaCas i PP, així com algunes de les formulacions basades en M, van donar lloc als valors més elevats de reducció de la incidència i severitat de la infecció. Quan les principals propietats de les dispersions formadores de recobriment i pel·lícules van ser analitzades, es va poder observar que el tipus de polímer, més que la presència o tipus de tensoactiu, va afectar considerablement els valors obtinguts. La viabilitat de C. sake en les diferents matrius es va veure molt afectada durant el seu emmagatzemament a 25°C. No obstant això, els recobriments a base de proteïnes van mostrar recomptes lleugerament superiors. La grossària estimada dels recobriments formats en el raïm va ser molt baixa, per la qual cosa aquests no van suposar un efecte barrera rellevant per als intercanvis de gasos de la fruita, encara que van ser suficients per a millorar la funció de C. sake com ABC. L'estabilitat física dels diferents PBCs basats en C. sake i derivats de midó (midó de creïlla, midó de creïlla pregelatinitzat i maltodextrines) va quedar assegurada a activitats d'aigua (aW) per davall de 0.75 a temperatura ambient, ja que els PBCs es trobaven en estat vitri. No obstant això, la viabilitat de C. sake a 25°C durant el temps es va veure altament afectada. Mentre que valors d'aW ¿ 0.43 van causar ràpides reduccions en la viabilitat de l'ABC en totes les formulacions, valors d'aW ¿ 0.33 an preservar millor la viabilitat del llevat. Açò és un factor clau ja que 0.33 és el valor d'aW dels productes acabats d'obtindre, per la qual cosa la seua hidratació ha d'evitar-se per a mantindre la seua efectivitat en termes de viabilitat cel·lular. No obstant això, 20°C va ser considerada una temperatura no adequada ja que, fins i tot a valors d'aW baixos, un marcat descens en el nombre de cèl·lules viables va ser observat. Per la seua banda, l'emmagatzemament en fred a 5°C va permetre un molt bon manteniment de cèl·lules viables, fins i tot després de 6 mesos. El PBC basat en maltodextrines com a suport principal va ser el formulat que va mostrar el millor potencial per a formular C. sake en termes de manteniment de la viabilitat cel·lular i practicitat per a la seua aplicació en camp, degut a la seua ràpida solubilitat en aigua.Marín Gozalbo, A. (2016). Coating forming agents as carriers of the biocontrol agent Candida sake with antifungal effect against Botrytis cinerea on grapes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/71678TESISCompendi