RESUMEN
   En la presente tesis doctoral se ha llevado a cabo el desarrollo tecnológico y la valoración funcional, mediante estudios in vivo, de aperitivos de manzana y zumo de mandarina desarrollados utilizando la técnica de impregnación a vacío. Concretamente, se han desarrollado dos alimentos, uno con efecto sobre el riesgo cardiovascular en niños obesos de edad escolar y otro con efecto contra la infección por Helicobacter pylori también en niños de edad escolar. La investigación, de marcado carácter interdisciplinar, se ha llevado a cabo en colaboración con el Departamento de Ciencia de los Alimentos del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA, CSIC), con el Departamento de Ginecología y Obstetricia de la Universidad de Valencia y con el Servicio de Pediatría del Hospital Universitario Dr. Peset de Valencia.
   En primer lugar, se llevó a cabo una revisión bibliográfica que permitió analizar la situación actual y la evolución en los últimos años de las tecnologías utilizadas en el desarrollo de alimentos funcionales. Las tecnologías implicadas en el desarrollo de alimentos funcionales han cambiado, aumentando considerablemente aquellas tecnologías que forman una estructura capaz de prevenir el deterioro de los componentes fisiológicamente activos. La revisión bibliográfica ha dado lugar a la publicación del artículo “Functional foods development: Trends and technologies”, que se incluye en el apartado de resultados, publicado en la revista “Trends in Food Science & Technology” de Elsevier con un índice de impacto 3.672 y se encuentra dentro de los 5 artículos más descargados desde septiembre de 2011.
   En segundo lugar, se diseñó una planta piloto que permitió fabricar el alimento funcional en cantidades suficientes para poder llevar a cabo los estudios in vivo realizados en esta tesis. Si bien no se ha llevado a cabo el escalado a nivel industrial, supone un primer paso para ello y además, se ha desarrollado un modelo matemático en el que se establecen las relaciones entre todas las variables implicadas.    
   En el desarrollo del alimento funcional de baja humedad a partir de manzana y zumo de mandarina, con efecto sobre el riesgo cardiovascular en niños obesos de edad escolar, se tuvieron en cuenta aspectos tecnológicos, económicos y medioambientales asociados al proceso de fabricación. La valoración funcional del alimento se llevó a cabo mediante estudios in vivo.
- Se estudió el efecto de la presión de homogeneización sobre las propiedades funcionales y fisicoquímicas del zumo de mandarina. Se estudió la idoneidad del zumo para su uso en la operación de impregnación a vacío.  Para ello, el zumo de mandarina se homogeneizó a las presiones de 0, 5, 10, 15, 20, 25 y 30 MPa y se determinó el tamaño de partícula, la pulpa suspendida, la turbidez, el contenido en flavonoides, el color y la capacidad antirradical del zumo a cada presión de homogeneización así como el volumen de zumo incorporado en la manzana mediante la operación de impregnación a vacío. Los resultados obtenidos en este estudio permitieron concluir que la aplicación de una presión de homogeneización al proceso de obtención del zumo de mandarina resulta favorable para una posterior operación de impregnación a vacío debido a que el uso de presiones de homogeneización permite una mayor incorporación de zumo en la estructura matricial de la manzana, disminuye el tamaño de partícula y aumenta la estabilidad de la pulpa sin afectar negativamente al color, al contenido en flavonoides y a la actividad antirradical del zumo. Este estudio ha dado lugar a la publicación de dos artículos, uno titulado “Effects of pressure homogenization on particle size and the functional properties of citrus juices” y otro titulado “Homogenization pressures applied to citrus juices manufacturing. Functional properties and application”, publicados ambos en la revista “Journal of Food Engineering” de Elsevier con un índice de impacto de 2.414. 
- Se llevó a cabo el desarrollo tecnológico del alimento funcional. Se analizó la operación de impregnación a vacío, determinándose la uniformidad de la operación en función de la utilización de los zumos de mandarina homogeneizados a las distintas presiones y se estimó, en aquellos casos en que la impregnación a vacío resultó uniforme, la cantidad de flavonoides incorporados a la estructura matricial de la manzana. Para estabilizar la manzana impregnada se utilizaron diferentes métodos y condiciones de deshidratación. Concretamente, se utilizaron el secado por aire caliente a 40 ºC durante 24 horas y a 70 ºC hasta alcanzar la misma humedad final y la liofilización durante 12 y 24 horas. Se determinaron las propiedades ópticas y mecánicas de todos los productos obtenidos y además se llevó a cabo un análisis sensorial. Debido a su relación aceptación-coste se utilizó el secado por aire caliente a 40 ºC para el desarrollo del alimento funcional. Se estimó el contenido en flavonoides  del mismo y se determinó el efecto del procesado sobre la actividad antirradical del aperitivo de manzana desarrollado así como la composición de la manzana impregnada y deshidratada. La conclusión principal de este estudio fue que los componentes bioactivos del zumo de mandarina se incorporaron satisfactoriamente a la matriz estructural de la manzana mediante la operación de impregnación a vacío, sin afectar negativamente a la actividad antirradical después del secado por aire caliente. De tal manera que, 40 g de producto seco contienen la misma cantidad de flavonoides que 250 ml de zumo de mandarina fresco. Este estudio ha dado lugar a la publicación de un artículo titulado “Technological development and functional properties of an apple snack rich in flavonoid from mandarin juice” publicado en la revista “Innovative Food Science and Emerging Technologies” de Elsevier con un índice de impacto de 3.030. 
- Se estudió el efecto del alimento funcional desarrollado sobre la salud. Para ello, se realizaron dos estudios in vivo, uno con animales de experimentación y el otro con niños obesos de edad escolar. En el estudio in vivo con animales de experimentación se evaluó el efecto del alimento funcional desarrollado sobre los biomarcadores de estrés oxidativo en el hígado inducido por la acción del tamoxifeno. Se determinaron las aminotransferasas en plasma como índice de daño hepatocelular y la interleukina-6 como medida de inflamación. Se midieron los grupos carbonilo del plasma y del hígado, como indicativo de la oxidación de proteínas, y ?-tocoferol como evaluación de la defensa antioxidante y se determinó la base modificada 8-hydroxydexyguanosine como indicativo de daño en el ADN. Los resultados obtenidos en este estudio permitieron concluir que el tamoxifeno indujo un incremento de las aminotranferasas y de los marcadores de estrés oxidativo y daño en el ADN tanto en plasma como en hígado que disminuyeron significativamente después del consumo de aperitivos de manzana; en la mayoría de los casos se alcanzaron los valores normales previos al tratamiento con tamoxifeno. El efecto del zumo de mandarina incorporado a la estructura de manzana principalmente supuso un incremento de los niveles de ?-tocoferol tanto en plasma como en el hígado. Este estudio ha dado lugar a la elaboración de un artículo titulado “Dried apple enriched with mandarin juice by vacuum impregnation counteracts the liver oxidative effect of tamoxifen in rats” enviado a la revista “Food and Chemical Toxicology” de Elsevier con un índice de impacto de 2.999.
En el estudio in vivo con niños obesos de edad escolar se evaluó el efecto de la incorporación de los aperitivos de manzana y zumo de mandarina a una dieta moderadamente baja en energía. En este estudio se trató de obtener información sobre el potencial antioxidante y antiinflamatorio del producto. En este sentido, se llevó a cabo un estudio de intervención para examinar si la ingesta diaria del aperitivo desarrollado se podía asociar a una modificación del estado oxidativo y de los marcadores de la inflamación sistémica como la proteína C-reactiva de alta sensibilidad (CRP), el factor de necrosis tumoral ? (TNF-?), la interleukina 1? (IL-1?) y la interleukina 6 (IL-6).  Los resultados obtenidos en este estudio permitieron concluir que la incorporación a la dieta del alimento funcional mejoró la presión sanguínea sistólica y el perfil lipídico de los niños. Aumentó las defensas antioxidantes y disminuyó los marcadores relacionados con el daño oxidativo al ADN y con la inflamación, todos ellos factores de riesgo cardiovascular. Este estudio ha dado lugar a la elaboración de un artículo titulado “Dried apple snacks enriched with mandarin juice improve antioxidant capacity and decreases inflammation in obese children” enviado a la revista “Plant Foods for Human Nutrition” de Springer con un índice de impacto de 2.505.
   En el desarrollo del alimento funcional de baja humedad a partir de manzana y zumo de mandarina, con efecto contra la infección por Helicobacter pylori en niños de edad escolar,  se evaluó el crecimiento de dos microorganismos probióticos (Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus salivarius spp. salivarius), con efecto probado contra Helicobacter pylori, en dos zumos comerciales (zumo de mandarina y zumo de piña/uva) a 3 pHs diferentes (5, 5.5 y 6) e incubados a dos tiempos diferentes (24 y 48 horas). El zumo de mandarina con Lactobacillus salivarius spp. salivarius con un pH 6 e incubado durante 24 horas fue el que obtuvo un mayor crecimiento microbiano. Este zumo se utilizó para la fabricación del alimento funcional. Se determinaron las propiedades fisicoquímicas y el contenido microbiano en cada etapa del proceso de fabricación, se analizó la operación de impregnación a vacío y finalmente se realizó una prueba piloto con 5 niños infectados por Helicobacter pylori. Para completar el estudio del proceso de fabricación, se estabilizó la manzana impregnada mediante diferentes métodos y condiciones de deshidratación. Concretamente, se utilizaron el secado por aire caliente a 30 y 45 ºC durante 24 horas y la liofilización durante 12 y 24 horas. Se determinaron las propiedades ópticas y mecánicas de todos los productos obtenidos así como el contenido microbiano. Los resultados obtenidos en este estudio mostraron que tanto después de la operación de impregnación a vacío como después de los diferentes métodos de deshidratación y las distintas condiciones empleadas se alcanzaron niveles de microorganismos lo suficientemente altos para que el producto pueda tener efecto probiótico. Del mismo modo, los resultados obtenidos en la prueba piloto in vivo confirmaron los efectos potenciales del producto desarrollado en contra de la infección por Helicobacter pylori. Este estudio ha dado lugar a la publicación un artículo titulado “No invasive methodology to produce a probiotic low humid apple snack with potential effect against Helicobacter pylori” publicado en la revista “Journal of Food Engineering” de Elsevier con un índice de impacto de 2.414.