Impacto del tratamiento con ultrasonidos, previo o posterior a la inoculación, sobre la fermentación de subproductos de brócoli con Lactiplantibacillus plantarum | Impact of ultrasounds pretreatment, applied prior or after inoculation, on fermentation of broccoli by-products with Lactiplantibacillus plantarum | Impacte del tractament amb ultrasons, previ o posterior a la inoculació, sobre la fermentació de subproductes de bròcoli amb Lactiplantibacillus plantarum

[ES] La reintroducción de subproductos de la industria agroalimentaria en la cadena de producción es un pilar fundamental en el desarrollo de sistemas alimentarios sostenibles. Una estrategia que destaca por su versatilidad y estabilidad es la producción de ingredientes en polvo a partir de residuos hortofrutícolas. Previo a su obtención, en el material vegetal se pueden aplicar pretratamientos para mejorar sus propiedades tales como la fermentación y los ultrasonidos. El objetivo principal del presente Trabajo de Fin de Grado es evaluar el impacto del pretratamiento con ultrasonidos, aplicado antes o después de la inoculación con Lactiplantibacillus plantarum, sobre las propiedades fisicoquímicas, antioxidantes y probióticas de residuos de brócoli fermentados y posteriormente transformados a polvo mediante la liofilización y molienda. Para la consecución del objetivo planteado, se sometió al residuo de brócoli a diferentes procesos que combinaron la aplicación de ultrasonidos, pre- y post- inoculación y a distintos tiempos (5, 10 y 15 min), con la fermentación durante 24 h, y posterior liofilización y molienda. Se analizó el impacto de tratamiento con ultrasonidos en la cinética de crecimiento microbiano, así como el efecto de ultrasonidos y fermentación sobre las propiedades fisicoquímicas, antioxidantes y probióticas del residuo de brócoli, antes y después de la fermentación, y de su correspondiente polvo obtenido por liofilización. Los resultados obtenidos demostraron un impacto significativo de los ultrasonidos sobre la matriz vegetal y sobre la viabilidad del lactobacilo. En las muestras ultrasonicadas pre- inoculación, el crecimiento del microorganismo se aceleró a mayor duración del tratamiento mientras que en las muestras ultrasonicadas post-inoculación, se observó el efecto contrario. En general, la fermentación no mejoró las propiedades antioxidantes del residuo de brócoli, aunque sí se observó una mejora notable tras la liofilización. Pese a que el producto fermentado presentó una concentración microbiana suficiente como para ser denominado probiótico, las condiciones de liofilización aplicadas no permitieron conservar la viabilidad en niveles suficientes. Como conclusión general del presente trabajo, la combinación del pretratamiento con ultrasonidos previo a la inoculación da lugar a un producto fermentado con potencial probiótico, que mejora sus propiedades funcionales una vez deshidratado. Sin embargo, sería necesario optimizar la operación de liofilización para mejorar la viabilidad del microorganismo en el producto en polvo.

[EN] The reintroduction of agri-food industry by-products into the production chain is a key element in the development of sustainable food systems. A strategy that stands out for its versatility and stability is the production of powdered ingredients from fruit and vegetable waste. Prior to its generation, pretreatments can be applied to the plant material to improve its properties, such as fermentation and ultrasound. The main objective of this Final Degree Project is to evaluate the impact of ultrasonic pretreatment, applied before or after inoculation with Lactiplantibacillus plantarum, on the physicochemical, antioxidant and probiotic properties of fermented broccoli residues and subsequently transformed into powder by freeze-drying and grinding. To achieve the proposed objective, the broccoli residue was subjected to different processes that combined the application of ultrasound, pre- and post-inoculation and at different times (5, 10 and 15 min), with fermentation for 24 h, and subsequent freeze-drying and milling. The impact of ultrasonic treatment on microbial growth kinetics was analysed, as well as the effect of ultrasound and fermentation on the physicochemical, antioxidant and probiotic properties of broccoli residue, before and after fermentation, and its corresponding powder obtained by freeze-drying. The results obtained demonstrated a significant impact of ultrasound on the plant matrix and on the viability of lactobacillus. In the ultrasonicated samples pre-inoculation, the growth of the microorganism accelerated the longer the duration of the treatment, while in the ultrasonicated samples post-inoculation, the opposite effect was observed. Overall, fermentation did not improve the antioxidant properties of broccoli residue, although a remarkable improvement was observed after freeze-drying. Although the fermented product had a sufficient microbial concentration to be called a probiotic, the freeze-drying conditions applied did not allow viability to be maintained at sufficient levels. As a general conclusion of this work, the combination of pre-treatment with ultrasound prior to inoculation gives rise to a fermented product with probiotic potential, which improves its functional properties once dehydrated. However, it would be necessary to optimize the freeze-drying operation to improve the viability of the microorganisms in the powdered product.

Salluzzi Fernández, ME. (2025). Impacto del tratamiento con ultrasonidos, previo o posterior a la inoculación, sobre la fermentación de subproductos de brócoli con Lactiplantibacillus plantarum. https://riunet.upv.es/handle/10251/224690

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