Food contaminants due to thermal process

• Autores: Sara Pantalone
• Directores de la Tesis: Nicola d'Alessandro (codir. tes.), Ana Maria Gómez Caravaca (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2022
• Idioma: inglés
• ISBN: 9788411172196
• Número de páginas: 270
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
• Resumen
  • español

    La presente memoria recoge todos los resultados encontrados durante el trabajo realizado en la Tesis Doctoral titulada: Food contaminants due to thermal process. Este proyecto de doctorado partió de la colaboración de tres instituciones: Universidad G.d'Annunzio de Chieti-Pescara (Italia), Universidad de Granada (España) y Pizzoli S.p.a., una empresa de alimentación ubicada en Bologna (Italia). Esta colaboración hizo posible ganar una beca de doctorado del Programa Operativo Nacional (PON) en 2017. Esta beca de doctorado fue financiada en su totalidad por el Ministerio de Educación, Universidad e Investigación de Italia. El tema del doctorado se centró en el estudio de los contaminantes de proceso en los alimentos, en particular los contaminantes que se generan durante los tratamientos térmicos comúnmente utilizados en diversos procesos agroalimentarios. Concretamente, la investigación se ha centrado en el estudio de algunas tipologías de alimentos, como los aceites vegetales y alimentos a base de patatas, que pueden contener compuestos como acrilamida (AA), glicidoles (GD), junto con su forma esterificada y 2- monocloropropanodioles (2-MCPD) y 3-monocloropropanodioles (3-MCPD) en su forma libre o esterificada. La AA se considera genotóxica, neurotóxica y un "probable carcinógeno humano". Se incluye en el grupo 2A de la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). La formación de AA se produce cuando los alimentos a base de almidón se someten a temperaturas superiores a 120 °C en una atmósfera con muy bajo contenido de agua. 3-MCPD y GD se han clasificado como "posible cancerígeno humano" (grupo 2B) y "probablemente cancerígeno humano" (grupo 2A), respectivamente. Su formación también está relacionada con altas temperaturas (> 140 °C), y con ciertos pasos del procesado de alimentos lipídicos como el refinado de los aceites. La presente tesis doctoral estudia la extracción, identificación y cuantificación de estos contaminantes alimentarios en alimentos a base de patata y aceites de fritura. Al mismo tiempo, se probaron diferentes estrategias de mitigación, que consisten en la adición de compuestos fenólicos simples, extractos de taninos o extractos naturales de romero, para reducir la formación de contaminantes durante las fases de cocinado. La tesis se divide en dos secciones principales, la primera es la Introducción, la cual reporta una breve descripción de los contaminantes alimentarios considerados, la ocurrencia, la formación, la extracción así como las técnicas de cuantificación y las técnicas de mitigación. A continuación, se realizó un resumen de los diferentes extractos naturales utilizados para mitigar la presencia de contaminantes en los alimentos y su aplicación industrial, la capacidad antioxidante del romero, los fenoles característicos del olivo y la clasificación de los taninos. La segunda parte incluye la Sección Experimental y está dividida en cinco capítulos, de carácter general estructurado en seis apartados: introducción, objetivos, materiales y métodos, resultados y discusión, conclusiones y bibliografía.

  • italiano

    Il presente riassunto racchiude tutti i risultati riscontrati durante il lavoro svolto per la Tesi di Dottorato intitolata: Food contaminants due to thermal process. Questo progetto di dottorato è nato dalla collaborazione di tre istituzioni: Università G. d'Annunzio di Chieti-Pescara (Italia), Università di Granada (Spagna) e Pizzoli S.p.a., un'azienda alimentare con sede a Bologna (Italia). Questa collaborazione ha permesso di vincere nel 2018 una borsa di dottorato del Programma Operativo Nazionale (PON). Tale borsa di dottorato è stata interamente finanziata dal Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca. L'argomento del dottorato è stato incentrato sullo studio dei contaminanti di processo negli alimenti, in particolare dei contaminanti che si generano durante i trattamenti termici comunemente utilizzati nei vari processi agroalimentari. Concretamente, la ricerca si è focalizzata sullo studio di alcune tipologie di alimenti, ovvero oli vegetali e alimenti a base di patate, che possono contenere composti come l'acrilammide (AA), i glicidoli (GD), insieme alla loro forma esterificata e 2- monocloropropandioli (2-MCPD) e 3-monocloropropandioli (3-MCPD) nella loro forma libera o esterificata. L'AA è considerata genotossica, neurotossica e un "probabile cancerogeno per l'uomo". È incluso nel gruppo 2A dell'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC). La formazione di AA si verifica quando gli alimenti a base di amido sono sottoposti a temperature superiori a 120 °C in un'ambiente con contenuto d'acqua molto basso. 3-MCPD e GD sono stati classificati rispettivamente come "possibile cancerogeno per l'uomo" (gruppo 2B) e "probabilmente cancerogeno per l'uomo" (gruppo 2A). La loro formazione è correlata anche alle alte temperature (>140 °C), come ad esempio alcune fasi della lavorazione dei grassi, come la raffinazione degli oli. La presente Tesi di Dottorato descrive l'estrazione, l'identificazione e la quantificazione di questi contaminanti alimentari negli alimenti a base di patate e negli oli di frittura. Allo stesso tempo, sono state sperimentate diverse strategie di mitigazione, consistenti nell'aggiunta di singoli composti fenolici, estratti di tannino o estratti naturali di rosmarino, per ridurre la formazione dei contaminanti durante le fasi di cottura. La Tesi è divisa in due sezioni principali, la prima è l'Introduzione, che riporta una breve descrizione dei contaminanti alimentari considerati, l’incidenza, la formazione, l'estrazione nonché le tecniche di quantificazione e mitigazione. Quindi, è stata delineata una panoramica degli estratti naturali utilizzati per mitigare la presenza di contaminanti negli alimenti e la loro applicazione nelle industrie, la capacità antiossidante del rosmarino, i caratteristici fenoli dell'oliva e la classificazione dei tannini. La seconda parte comprende la Sezione Sperimentale ed è suddivisa in cinque capitoli, strutturati in generale in sei sezioni: introduzione, obiettivi, materiali e metodi, risultati e discussione, conclusioni e bibliografia. Il primo capitolo è una rielaborazione bibliografica, si articola in sette sezioni: introduzione, obiettivi, conclusioni e bibliografia, e le altre tre sezioni per gli argomenti di interesse trattati.

  • English

    The current report encompasses all the results found during the work carried out for the PhD Thesis entitled: Food contaminants due to thermal process. This PhD project started from the collaboration of three institutions: University G.d'Annunzio of Chieti-Pescara (Italy), University of Granada (Spain), and Pizzoli S.p.a., a food company located in Bologna (Italy). This collaboration made possible to win a National Operative Program (PON) PhD scholarship in 2017. This PhD scholarship was entirely funded by the Italian Ministry of Education, University and Research. The PhD topic was centered on the study of process contaminants in food, particularly contaminants that are generated during the heat treatments commonly used in various agri-food processes. Concretely, the research has been focused on the study of some food typologies, namely vegetable oils and potatoes-based food, that can contain compounds such as acrylamide (AA), glycidols (GD), together with their esterified form and 2-monochloropropanediols (2-MCPD) and 3-monochloropropanediols (3-MCPD) in their free or esterified form. AA is considered genotoxic, neurotoxic and a “probable human carcinogen”. It is included in group 2A of the International Agency for Research on Cancer (IARC). The formation of AA occurs when starch-based foods are subjected to temperatures higher than 120 °C in an atmosphere with very low water content. 3-MCPD and GD have been classified as "possible human carcinogenic" (group 2B) and "probably human carcinogenic" (group 2A), respectively. Their formation is also related to high temperatures (> 140 ° C), such as certain steps of lipidic food processing like refining of oils. The present Doctoral dissertation reports the extraction, the identification and the quantification of these food contaminants in potato-based foods and frying oils. At the same time, different mitigation strategies, consisting in the addition of single phenolic compounds, tannin extracts or natural rosemary extracts, were tested to reduce the formation of the contaminants during the cooking phases. The Thesis is divided in two main sections, the first one is the Introduction, which reports a brief description of the food contaminants considered, the occurrence, the formation, the extraction as well as the quantification techniques and the mitigation techniques. Then, an overview of natural extracts used to mitigate the presence of contaminants in food and their industries application, the antioxidant ability of rosemary, the characteristic olive phenols and the classification of tannins was outlined. The second part includes the Experimental Section and it is divided into five chapters, general structured into six sections: introduction, objectives, materials and methods, results and discussion, conclusions and bibliography.