La Tesi Doctoral s’ha realitzat a l’Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentària (IRTA Monells) sota la direcció del Dr. Xavier Felipe Cuyàs i del Dr. Massimo Castellari, i sota la tutoria de la Dra. Mònica Toldrà Alegret de l’Institut de Tecnologia Agroalimentària (INTEA) de la Universitat de Girona. El tribunal, format per el Dr. Giuseppe Arfelli  de la “Università degli Studi di Teramo” (Itàlia), la Dra. Esther Sendra Nadal de la Universitat Miguel Hernández d’Elx, i la Dra. Maria Dolors Guàrdia Gasull del IRTA, va atorgar a la tesi la qualificació d’Excel·lent amb menció “Cum laude”.

La present tesi doctoral es centra en l'estudi de tecnologies emergents de processat alimentari, que puguin contribuir a augmentar la qualitat i la sostenibilitat dels productes làctics.

La primera part del treball es va centrar en l'aplicació de la filtració per membrana i les altes pressions (HPP), per valoritzar les fraccions proteiques del sèrum concentrat natiu i del sèrum de formatge. El processament a alta pressió (HPP) es va aplicar en concentrats de sèrum natiu i de formatge de diferents espècies (vaca, ovella i cabra) en dues condicions de pH (fisiològic i àcid) per obtenir una fracció enriquida de alfa-Lactalbúmina (a-La). En tots els casos, la aplicació dels tractaments amb HPP han determinat una precipitació de la beta-Lactoglobulina (b-Lg) significativament més alta que en el cas de la a-La. D'aquesta manera, els tractaments durant 4 minuts a 600 MPa (23 °C) van proporcionar un alt grau de precipitació de b-Lg i un bon equilibri entre la puresa i el rendiment de la a-La, en tots els concentrats de sèrum. En general, el processament del sèrum concentrat va proporcionar avantatges en comparació amb la llet o el sèrum no concentrat. No obstant això, es van observar diferències significatives entre les espècies; la acidificació del sèrum (a pH 4,6) abans de la HPP va augmentar la precipitació de b-Lg en mostres bovines, mentre que es va observar un comportament contrari en les caprines i ovines. A més, els efectes de la HPP en els concentrats de sèrum de formatge i sèrum natiu, van ser variables, probablement a causa dels tractaments aplicats en el procés de fabricació del formatge (per exemple, temperatura, acidificació, fermentació, etc.), que van mitigar l'efecte de la HPP sobre les proteïnes del sèrum.

A la segona part del treball, es va comparar l'ús del assecat de la llet desnatada per Pulse Spray Drying (PSD) amb el assecat per Spray Drying convencional (SD), i es van avaluar els seus efectes sobre les propietats nutricionals i tecnològiques dels productes. En aquest estudi es va avaluar la idoneïtat del PSD per a la producció de llet en pols desnatada (SMP) en comparació amb el SD tradicional, mitjançant un estudi amb diferents temperatures de sortida de l’aire d’assecat (70-100 °C). Amb el PSD, s'han aconseguit temperatures més altes que en el SD dins de la cambra d’assecat, el que condueix a taxes d'evaporació més ràpides. En conseqüència, els pols de PSD eren una mica menys humits, una mica més groguencs i parcialment menys solubles, contenien partícules buides amb més arrugues a la superfície i plecs amb una distribució de mida de partícules més estreta; no obstant això, els índexs de solubilitat sempre has sigut superiors al 98 %. En els productes assecats amb PSD s’ha detectat alguns valors mes alts en els indexes de color CIELab respecte a les mostres processats amb SD. Tot i així aquestes diferencies no han sigut detectables a simple vista, y no s’han observat indicis de danys tèrmics més alts que en el SD, ja que es van observar valors mínims dels adductes induïts per la calor en tots els casos, independentment de la tecnologia d’assecat. En general, totes les mostres mostraven propietats de flux i mullat pobres, probablement relacionades amb la presència de partícules petites (< 10 µm). El PSD va proporcionar un producte final amb característiques fisicoquímiques generals i puntuacions de digestibilitat comparables al obtingut amb SD, amb un efecte mínim sobre l'estructura de les proteïnes. L'optimització industrial del PSD podria proporcionar avantatges significatius en termes d'eficiència energètica i tèrmica i emissions contaminants, amb efectes sobre les característiques del producte assecat globalment poc significatius en comparació al SD.