Resumen

Se probaron tratamientos con luz ultravioleta de onda corta (UVC) con tiempos de exposición de hasta 180 min, y de pulsos de luz de alta intensidad (PLAI) de hasta 150 s, a 5 y 10 cm de distancia de la fuente lumínica, para reducir la población de bacterias mesófilas nativas (BMN) y de patógenos (S. Typhimurium y L. monocytogenes) inoculados en semillas de alfalfa, trigo y chía. Para garantizar la máxima exposición de todas las caras de las semillas a la energía emitida por los equipos de UVC y PLAI, se aplicó una agitación manual cada 10 min y cada 5 s, (respectivamente). El análisis estadístico de las termografías de las semillas, colocadas en charolas durante los tratamientos, indicó que el tiempo de tratamiento con UVC y la distancia y el tiempo de PLAI tienen efecto significativo (a < 0.05) en el incremento de temperatura de las semillas tratadas.

Además, los tratamientos de luz UVC (120 y 180 min) no influyeron en la germinación ni en las tasas de crecimiento de los brotes de alfalfa y trigo (p > 0.05), pero sí afectaron el porcentaje de germinación de las semillas de chía (p < 0.05). La aplicación de PLAI a 5 cm tuvo efecto significativo en el porcentaje de germinación de alfalfa y chía; y en la cinética de crecimiento de chía. Los datos de germinación y reducción fueron analizados mediante modelos empíricos y gráficos de superficie de respuesta, y se definieron parámetros (% de germinación y tasa de crecimiento) de germinación adecuados mediante la optimización de las variables de proceso (tiempo para luz UVC, y distancia para PLAI).

Por otro lado, la capacidad antioxidante y el contenido total de fenoles de semillas de alfalfa y chía aumentaron significativamente (p < 0.05) después de los tratamientos con UVC. Además, los tratamientos con PLAI mostraron un aumento (p < 0.05) en la actividad antioxidante de trigo germinado. La evaluación colorimétrica en las semillas produjo valores de ΔE < 3, correspondientes a cambios no detectables por el ojo humano, lo cual fue corroborado por medio de una prueba triangular con 30 jueces no entrenados.

En conclusión; tanto la aplicación de luz UVC y de PLAI son alternativas para la sanitización de semillas de alfalfa y trigo destinadas para germinados, y de semillas de chía destinadas para consumo directo. Sin embargo, en general se obtuvieron mejores resultados mediante la aplicación de PLAI a 5 cm de distancia; excepto en la reducción de BMN en trigo, para las cuales la luz UVC tuvo los mejores resultados. Además, la aplicación de estas tecnologías mejoró la actividad antioxidante y contenido de fenoles de semillas de chía y de germinado de trigo.

Abstract

UVC treatments with exposure times up to 180 min, and HILP up to 150 s at 5 and 10 cm distance from the light source were tested to reduce the native bacterial population (NBP) and inoculated pathogens (S. Typhimurium and L. monocytogenes) on alfalfa, wheat, and chia seeds. To guarantee maximum exposure of all the sides of the seeds to the energy emitted by the UVC and HILP equipment, manual shaking was included every 10 min and every 5 s, (respectively). The statistical analysis of the seed?s thermography showed that the treatment time for UVC and the distance and time for HILP treatments have a significant effect (a < 0.05) on the increase in seed temperature.

UVC light treatments (120 and 180 min) did not influence germination or growth rates of alfalfa and wheat sprouts (p > 0.05) but did affect chia?s germination percentage (p < 0.05). The application of HILP at 5 cm had a significant effect on the germination percentage of alfalfa and chia; and in chia?s growth kinetics. The germination and reduction data were analyzed by a response surface approach, and it was possible to ensure adequate germination parameters (germination and growth rates) by optimizing the process variables (time and distance for UVC and HILP, respectively).

On the other hand, the antioxidant capacity (DPPH) and the total phenol content of alfalfa and chia seeds increased significantly (p<0.05), after UVC light treatments. In addition, HILP treatments showed an increase (p<0.05) in the antioxidant activity of sprouted wheat. The colorimetric evaluation of the seeds obtained values of ΔE<3, meaning that the changes are non-detectable by the human eye. This was corroborated by means of a triangular test with 30 untrained judges.

In conclusion, both the application of UVC light and HILP are alternatives for the sanitization of alfalfa and wheat seeds intended for sprouting, and chia seeds intended for direct consumption. However, in general, better results were obtained by applying HILP at 5 cm; except for the reduction of BMN in wheat, for which UVC light had the best results. In addition, the application of these technologies improved the antioxidant activity and phenol content of chia seeds and wheat sprouts.

Palabras clave: Tecnologías emergentes, germinados, Pulsos de luz.

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Índice de contenido

Portada

Índices

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Justificación

Capítulo 3. Objetivos

Capítulo 4. Marco Teórico

Capítulo 5. Metodología

Capítulo 6. Resultados y discusión

Capítulo 7. Conclusiones

Capítulo 8. Recomendaciones

Referencias

Anexo 1. Formatos de evaluación sensorial para semillas

Anexo 2. Formatos de evaluación sensorial para germinados de semillas

Anexo 3. Formato de encuesta preevaluación sensorial

Anexo 4. Evidencias de participación en congresos y publicaciones

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García Santiesteban, A. E. 2024. Evaluación de pulsos de luz de alta intensidad (PLAI) y de luz UVC para la desinfección de semillas de trigo, alfalfa y chía para germinados. Tesis Doctorado. Ciencia de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Junio. Derechos Reservados © 2024.