[en] Savory and toasted olfactory notes in cooked meat are produced by degradation and transformation reactions of amino acids containing sulfur atoms (Cys, Cis and Met), nitrogenous amino acids (Pro and Orn), as well as the vitamin thiamine. However, in dry cured meat products, the mechanisms for the generation of aromatic compounds that produce savory and toasted notes are not well known. Moreover, the impact of these compounds on the dry-cured meat aroma has not been thoroughly studied. Among the dry cured meat products produced in the Mediterranean area there are those subjected to fermentation processes such as fermented sausages, as well as dry-cured products such as loins and dry-cured hams. The mechanisms involved in the generation of aroma compounds that produce savory and toasted notes in these products may be different, depending on the chemical and biochemical reactions involved during their manufacturing. Therefore, the main objective of this Doctoral Thesis was to understand the impact of savory and toasted aromas on fermented sausages and dry cured loins. This goal was achieved investigating the mechanisms involved in the chemical degradation and biotransformation of Pro, Orn and thiamine. In a first approximation, dry cured loins and fermented sausages supplemented with aroma precursors Pro, Orn and thiamine were manufactured and subjected to a drying process. Afterwards, two different model systems were used to study the role of the Maillard reaction in the generation of aromas, the effect of fat oxidation, and the inoculation of yeast Debaryomyces hansenii on the biotransformation of amino acids. Among the methods applied to achieve the objectives of this thesis are the gas chromatography-flame ionization detector (GC-FID) for amino acid analysis, and High Resolution Liquid Chromatography (HPLC) with a fluorescence detector for analysis of thiamine. Microbial counts were carried out on plates using general and selective media. The relative abundance of the volatile compounds in the headspace of the meat products and the model systems was carried out by gas chromatography-mass spectrometry (CG-MS) with solid phase microextraction (SPME). Quantification of the volatile compounds (ng/meat or model systems) was carried out by means of SPME-GC-MS using calibration curves in the meat matrix and by means of external calibration methods, which allowed the calculation of the odor activity values (OAV). The selection of key aroma compounds among the hundreds of volatile compounds identified was carried out by GC-olfactometry (GC-O) using the detection frequency (DF) method. Likewise, the differences in the sensory analysis of the meat products produced by the use of precursors were evaluated using the Free Choice Profile (FCP) technique. The effect of supplementation with Pro and Orn was confirmed by the presence of toasted aromas (2-acetylpyrrole and 2-acetyl-1-pyrroline) in dry cured loins, while with thiamine it was related to the presence of savory aromas (2-methyl-3-(methylthio)furan) in dry loins and sausages. The aroma of dry cured loin was characterized by the presence of methional and 2-acetyl-1-pyrroline (2AP), which contributed to cooked potato and toasted odor notes. Meanwhile, the aroma of the fermented sausage was characterized by the presence of 2-methyl-3-furanthiol (MFT), methyl 2-methyl-3-furyl disulfide (MMFDS), which produced fatty and savoury aromas, as well as by methional. The application of meat model systems to simulate the conditions of the dry curing process revealed that at mild temperatures free amino acids are the substrates of Maillard reactions. However, the oxidation reactions on different types of fat and inoculation of yeast D. hansenii modified the volatile profile and consequently affected the aroma. In addition, these studies also revealed that aw plays an important role in the generation of savory aroma compounds. In conclusion, volatile compounds content and physical properties, together with the composition of the meat matrix, affect the aroma perception. The results from the application of model systems demonstrated that Maillard reactions at temperatures of the dry cured process and D. hansenii inoculation affect amino acid degradation, as well as antioxidant activity observed along the process. In cured loins, amino acids and thiamine supplementation produced a clear effect on the generation of savoury and toasted aromas, whereas in fermented sausages starter inoculation has a larger effect on the development of savory and roasted aromas.

[es] En la carne cocinada, las notas olfativas cárnicas y tostadas son producidas mediante reacciones de degradación y transformación de aminoácidos que contienen átomos de azufre (Cys, Cis y Met), aminoácidos nitrogenados (Pro y Orn), así como de la vitamina tiamina. Sin embargo, en los productos curados madurados no se conocen los mecanismos de formación de los compuestos aromáticos que producen notas cárnicas y tostadas, así como su impacto en el aroma curado-madurado. Entre los productos cárnicos curados madurados que se elaboran en el área mediterránea se encuentran los sometidos a procesos de fermentación como los embutidos fermentados, y los curados-madurados como los lomos y jamones curados. Los mecanismos involucrados en la generación de compuestos aromáticos que producen notas cárnicas y tostadas pueden ser diferentes, dependiendo de las reacciones químicas y bioquímicas existentes en el proceso. Por ello, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue comprender el impacto de aromas cárnicos y tostados en embutidos fermentados y lomos curados-madurados. Para conseguir este objetivo se investigaron los mecanismos implicados en la degradación química y biotransformación de precursores de estos aromas, como son Pro, Orn y tiamina. Para ello, en una primera aproximación se fabricaron lomos curados y embutidos fermentados suplementados con Pro, Orn y tiamina y se sometieron a un proceso de maduración. Posteriormente se emplearon dos sistemas modelo cárnicos para estudiar el papel de la reacción de Maillard en la generación de aromas, el efecto de la oxidación de la grasa, y la inoculación de la levadura Debaryomyces hansenii en la biotransformación de aminoácidos. Entre las metodologías utilizadas para conseguir los objetivos de esta tesis se encuentran la cromatografía de gases utilizando un detector de ionización de llama (GC-FID) para el análisis de aminoácidos, mientras que el análisis de tiamina se realizó por Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC) con un detector de fluorescencia. Los recuentos microbiológicos se llevaron a cabo utilizando medios generales y selectivos. El estudio de la abundancia relativa de los compuestos volátiles presentes en el espacio de cabeza de los productos cárnicos estudiados y en los modelos in vitro se realizó por cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG-MS) utilizando la microextracción en fase sólida (SPME). Posteriormente la cuantificación de los compuestos volátiles (ng/carne o sistemas modelo) se realizó mediante SPME-GC-MS empleando curvas de calibración en la matriz cárnica y mediante métodos de calibración externa lo cual permitió el cálculo de los valores de actividad aromática (OAV). La selección de compuestos aromáticos clave entre los cientos de compuestos volátiles identificados se llevó a cabo mediante CG-olfatometría (GC-O) empleando el método de frecuencia de detección (DF). Asimismo, las diferencias en el análisis sensorial de los productos cárnicos producidas por el empleo de precursores se evaluaron mediante la técnica Perfil de Libre Elección (FCP). El efecto de la suplementación con Pro y Orn se confirmó por la presencia de aromas tostados (2-acetilpirrol y 2-acetil-1-pirrolina) en los lomos curados, mientras que el efecto de la tiamina se ratificó con la presencia de aromas cárnicos (2-metil-3-(metiltio)furano) en lomos y en embutidos. El aroma del lomo curado se caracterizó por la presencia de los compuestos metional y 2-acetil-1-pirrolina (2AP), que contribuyeron con notas de patata cocida y tostado, mientras que el aroma del embutido fermentado se caracterizó por la presencia de 2-metil-3-furantiol (MFT) y metil 2-metil-3-furil disulfuro (MMFDS), que produjeron aromas a grasa y cárnicos, así como por el compuesto metional. La utilización de sistemas modelo cárnicos para simular las condiciones del proceso de curación maduración de un producto cárnico, nos permitieron observar que a temperaturas suaves, los aminoácidos libres son sustratos de las reacciones de Maillard. Sin embargo, las reacciones de oxidación sobre diferentes tipos de grasa y la inoculación de levaduras como D. hansenii modifican el perfil de volátiles y, consecuentemente, modelan el aroma. Además, la aw juega un papel importante en la generación de compuestos aromáticos cárnicos. En conclusión, tanto el contenido de compuestos volátiles, como las propiedades físicas, y la composición de la matriz cárnica, afectan a la percepción del aroma. Los sistemas modelo demostraron que las reacciones de Maillard a las temperaturas del proceso de curación maduración y la inoculación de D. hansenii afectan a la degradación de los aminoácidos, así como a la actividad antioxidante observada durante el proceso. En el caso de los lomos curados la suplementación con aminoácidos y tiamina tiene un impacto claro sobre la generación de aromas cárnicos y tostados, mientras que en embutidos fermentados la inoculación de cultivos iniciadores tiene un efecto mayor en el desarrollo de aromas cárnicos y tostados que la adición de precursores aromáticos.