Los residuos particulados que proceden de los cultivos de peces (heces y alimento desperdiciado) son los principales responsables del enriquecimiento orgánico del lecho marino de las granjas acuícolas y por lo tanto también de los efectos ambientales más perjudiciales. Estimar a priori la producción de residuos constituye el primer paso de un manejo ambiental adecuado. En esta tesis se evalúan específicamente los desperdicios de alimento derivados del comportamiento alimentario de la dorada (Sparus aurata) así como la digestibilidad que muestran tanto las doradas como lubinas (Dicentrarchus labrax) por los piensos comerciales para conocer la cantidad de heces que generan. Por otra parte se lleva a cabo un desarrollo metodológico para conocer la cantidad de alimento que se desperdicia, y en base a todos estos resultados y considerando las variables involucradas en la dinámica del cultivo se desarrolla un modelo de balance de masas (WOMMAD) que permite calcular la producción de residuos particulados en sus diferentes fracciones y su patrón temporal de vertido. Además, combinando datos de este modelo con resultados de ensayos de campo se estima la capacidad de la ictiofauna salvaje agregada alrededor de las jaulas flotantes en el consumo de los residuos eliminados al medio, y por lo tanto de influir en el balance final del vertido de residuos del cultivo de peces. Los resultados mostraron que el comportamiento masticador de la dorada genera sustanciales desperdicios de alimento que pueden estimarse a partir de la talla del pez y el tamaño de pellet que se le suministra, y que aplicando regímenes alternativos utilizando pellets más pequeños se pueden reducir estas pérdidas a la mitad. En las granjas, los residuos metabólicos sólidos (heces) de los peces del cultivo son la fracción residual particulada cuantitativamente más importante. Sin embargo, un manejo inadecuado durante el proceso de alimentación puede implicar grandes desperdicios de alimento, que derivan en un vertido de residuos particulados aún mayor. La fracción de alimento desperdiciado puede conocerse, pero es difícilmente estimable debido a su dependencia de las prácticas alimentarias particulares de cada granja. La descarga de residuos al medio presenta una alta variabilidad temporal dirigida fundamentalmente por estrategia productiva de la granja. Estos residuos actúan como un subsidio trófico para los peces salvajes, los cuales se ven atraídos alrededor de las jaulas. Tanto la abundancia total como la estructura de la comunidad de los peces salvajes agregados presentan una gran variabilidad temporal que se explica por variables biológicas, ambientales y relacionadas con la dinámica del cultivo. Los peces salvajes agregados tienen la capacidad de integrar una parte significativa de los residuos del cultivo en la red trófica a través de su consumo. La ictiofauna agregada presenta una digestibilidad elevada por el alimento desperdiciado lo que contribuye a la eliminación de nutrientes a través de la formación de subproductos metabólicos disueltos y particulados con menores repercusiones ambientales. Sin embargo, la capacidad de asimilación y dispersión de los residuos particulados por la ictiofauna salvaje puede ser muy variable porque depende profundamente de la magnitud de la comunidad agregada y de la del vertido de residuos, y ambos elementos son ampliamente variables. Esto supone una dificultad para conocer a priori la contribución de los peces salvajes al consumo de recursos en una situación determinada, por lo que es necesario conocer primero la magnitud del efecto de atracción de peces para luego valorar su potencial caso a caso.

Tesis por compendio / [ES] Debido a la creciente importancia de la dieta en el manejo de la salud, sigue habiendo un gran interés en desentrañar como se procesan los alimentos en el sistema digestivo humano. La estructura de los alimentos puede influir significativamente en su procesamiento, afectando al rendimiento durante la alimentación y la digestión. Específicamente, la digestión de alimentos a base de carbohidratos requiere una mayor comprensión debido a su contribución a los niveles de glucosa en sangre. El conocimiento de la cinética de digestión del almidón contribuirá a diseñar alimentos a medida para controlar los niveles de glucosa posprandial. El objetivo de esta tesis doctoral fue adquirir una mejor comprensión del impacto de la microestructura en la digestión del almidón y cómo las enzimas digestivas podrían ser moduladas por compuestos fenólicos. Con ese propósito, se evaluó el papel de la estructura del pan en la masticación in vivo y la digestión in vitro. Posteriormente, se produjeron geles de almidón de diferentes fuentes y se digirieron en un sistema de digestión oro-gastro-intestinal in vitro para analizar el impacto de la microestructura del gel. Después de los estudios de microestructura en geles de almidón y pan, se exploraron diferentes ácidos fenólicos o extractos polifenólicos de algas como inhibidores de enzimas digestivas de almidón, y se evaluó la participación de la microestructura del gel de almidón en la digestión enzimática. La masticación y la textura del bolo de panes tostados de trigo se vio afectada por su diferente estructura, a pesar de que no se observaron diferencias en la percepción sensorial. El proceso de panificación también ofreció la posibilidad de modificar la estructura del pan. De hecho, la variación de la forma de la masa dio lugar a panes con diferentes propiedades estructurales y texturales de la miga. La digestión de los panes con diferente estructura de miga confirmó que se disgregaban de manera diferente, produciendo variaciones en la posterior digestibilidad del almidón. Una vez que se estableció la importancia de la microestructura de la miga en la digestión del almidón, se cambió el enfoque para enlazar la microestructura de los geles de almidón con su digestión in vitro. Los geles obtenidos con almidones de distintas fuentes botánicas mostraron diferente digestibilidad, lo que se relacionó con su microestructura, pero también con su contenido de amilosa. Considerando la acción de las enzimas digestivas (α-amilasa y α-glucosidasa) sobre la hidrólisis del almidón, se estudiaron diferentes compuestos fenólicos para comprender las interacciones entre los compuestos fenólicos y las enzimas o sustratos. La forma más eficaz de inhibir las enzimas era incubarlas con ácidos fenólicos. Se necesitó una mayor concentración del inhibidor cuando los compuestos fenólicos interactuaban previamente con el sustrato, debido a su retención dentro del gel de almidón. La estructura química de los ácidos fenólicos controlaba la inhibición de la enzima. Asimismo, los extractos fenólicos complejos, como los extraídos de las algas A. nodosum, podrían utilizarse para inhibir las enzimas digestivas, mostrando mayor efecto inhibidor cuando fueron previamente incubados con la enzima, debido a la existencia de complejos carbohidrato-polifenoles con sus diferentes capacidades inhibitorias. Además, los ácidos fenólicos afectaron las propiedades de pegado y, por lo tanto, a la estructura y textura de geles de almidón. Sin embargo, esos cambios no fueron suficientes para controlar la hidrólisis enzimática del almidón, que estaba relacionada con la estructura química de los ácidos fenólicos y sus propiedades. En general, la microestructura de la miga o del gel puede limitar la accesibilidad de las enzimas digestivas, lo que reduciría la hidrólisis del almidón. Además, la inclusión de ácidos fenólicos en alimentos a base de almidón podría ser la alternativa para reducir el grado de digestión del almidón al inhibir estas enzimas. / [CA] A causa de la creixent importància de la dieta en el maneig de la salut, segueix sent de gran interès desentranyar com es processen els aliments en el sistema digestiu humà. L'estructura dels aliments pot influir significativament en el processament dels aliments, afectant al seu rendiment durant l'alimentació i la digestió. Específicament, la digestió d'aliments a base de carbohidrats requereix una major comprensió a conseqüència de la seua contribució als nivells de glucosa en sang. El coneixement de la cinètica de la digestió del midó contribuirà a dissenyar aliments a mesura per controlar els nivells de glucosa postprandial. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral va ser adquirir una millor comprensió de l'impacte de la microestructura en la digestió del midó i com els enzims digestius podrien ser modulats per l'ús de compostos fenòlics. Amb aquest propòsit, es va avaluar el paper de l'estructura del pa en la masticació in vivo i la digestió in vitro. Posteriorment, es van produir gels de midó de diferents fonts i es van digerir en un sistema de digestió oro-gastrointestinal in vitro per analitzar l'impacte de la microestructura del gel. Després dels estudis de microestructura en gels de midó i pa, es van explorar diferents àcids fenòlics o extractes polifenòlics d'algues com inhibidors dels enzims digestius del midó, i es va avaluar la participació de la microestructura del gel de midó en la digestió enzimàtica. La masticació i la textura de la bitla de pans torrats de blat es va veure afectada per les seues diferencies estructurals, tot i que no es van observar diferències en la percepció sensorial. El procés de panificació va oferir la possibilitat de modificar l'estructura del pa. De fet, la variació de la forma de la massa va donar lloc a pans amb diferents propietats d'estructura i textura de la molla. La digestió dels pans amb diferent estructura de molla va confirmar que es disgregaven de manera diferent, produint variacions en la posterior digestibilitat del midó. Una vegada que es va establir la importància de la microestructura de la molla en la digestió del midó, es va canviar l'enfocament per a enllaçar la microestructura dels gels de midó amb la seua digestió in vitro. Els gels obtinguts amb midó de diferent fonts botàniques van mostrar diferent digestibilitat, el que es va relacionar amb la seua microestructura, però també amb el seu contingut d'amilosa. Considerant l'acció dels enzims digestius (α-amilasa i α-glucosidasa) sobre la hidròlisi del midó, es van estudiar diferents compostos fenòlics per a comprendre les interaccions entre els fenòlics i els enzims o substrats. La forma més eficaç d'inhibir els enzims era incubar-los amb àcids fenòlics. Es va necessitar una major concentració de l'inhibidor quan els compostos fenòlics interactuaven prèviament amb el substrat, a causa de la seua retenció dins del gel de midó. L'estructura química dels àcids fenòlics controlava la inhibició de l'enzim. Així mateix, els extractes fenòlics complexos, com els extrets de l'alga A. nodosum, podrien utilitzar-se per a inhibir els enzims digestius, mostrant major efecte inhibidor quan van ser prèviament incubats amb l'enzim, a causa de l'existència de complexos carbohidrat-polifenols amb les seues diferents capacitats inhibitòries. A més, els àcids fenòlics van afectar les propietats de pegat i, per tant, la estructura i textura dels gels de midó. No obstant, estos canvis en la estructura i textura dels gels no van ser suficients per a controlar la hidròlisi enzimàtica del midó, que estava relacionada amb l'estructura química dels àcids fenòlics i les seues propietats. En general, la microestructura de la molla de pa o gel de midó pot limitar l'accessibilitat dels enzims digestius, la qual cosa reduiria la hidròlisi del midó. A més, la inclusió d'àcids fenòlics en aliments a base de midó podria ser l'alternativa per a reduir el grau de digestió del midó en inhibir aquests enzims. / [EN] Due to the increasing importance of diet on health management, it remains of utmost interest to unravel how food is processed in the human digestive system. Food structure can significantly influence food processing, affecting its performance during eating and digestion. Specifically, the digestion of carbohydrates-based foods requires further insight due to their contribution to blood glucose levels. The knowledge of starch digestion kinetics will contribute to design tailored foods for managing postprandial glucose levels. The objective of this doctoral thesis was to acquire a better understanding of the impact of microstructure on starch digestion and how digestive enzymes might be modulated by the use of phenolic compounds. With that purpose, the role of bread structure on in vivo mastication, and in vitro digestion was evaluated. Subsequently, starch gels from different sources were produced and digested in an in vitro oro-gastro-intestinal digestion system to analyze the impact of gel microstructure. After the microstructure studies on bread and starch gels, different phenolic acids or seaweed polyphenolic extracts were explored as inhibitors of starch digestive enzymes, and the involvement of starch gel microstructure on the enzymatic digestion was assessed. Mastication of toasted wheat breads was affected by their different structures, despite no differences in the sensory perception was observed. Bolus texture was also altered by bread structure and texture. The breadmaking process offered the possibility to modify the bread structure. In fact, varying dough shaping led to breads with different crumb structure and texture properties. After stressing the importance of selecting the in vitro oral processing method used to simulate mastication, the further digestion of the bread with different crumb structure confirmed that they were differently disaggregated yielding variations on posterior starch digestibility. Once stating the importance of crumb microstructure on starch digestion, the focus was shifted to connect starch gels microstructure with its in vitro digestion. Gels obtained with a different type of starch, from cereals, pulses, or tubers, showed different digestibility, which was related to their microstructure but also their amylose content. Considering the action of digestive enzymes (α-amylase and α-glucosidase) on starch hydrolysis, different phenolic compounds were studied to understand the interactions between phenolics and either enzymes or substrates. The most effective way to inhibit enzymes was to incubate them with phenolic acids. A higher concentration of the inhibitor was needed when phenolic compounds interacted previously with the substrate, due to their retention within the starch gel. The chemical structure of phenolic acids controlled the enzyme inhibition. Similarly, complex phenolic extracts, like those extracted from A. nodosum seaweed could be used to inhibit digestive enzymes, showing greater inhibition effect when they were previously incubated with the enzyme, owing to the existence of carbohydrate-polyphenol complexes their different inhibitory capabilities. In addition, phenolic acids affected pasting properties and therefore gel microstructure and gel texture of starches. However, those changes on gels microstructure and texture were not enough to control starch enzymatic hydrolysis, which was related to the specific chemical structure of the phenolic acids and their properties. Overall, crumb or gel microstructure can limit digestive enzymes accessibility, which would reduce the starch hydrolysis. Moreover, the inclusion of phenolic acids on starch-based foods might be the alternative to reduce the extent of starch digestion by inhibiting digestive enzymes. / Authors acknowledge the financial support of the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (Project RTI2018-095919-B-C21) funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033, “ERDF A way of making Europe” by the “European Union”, Generalitat Valenciana (Project Prometeo 2017/189) and Xunta de Galicia (ED431B 2019/01). This work is based upon the work from COST Action 18101 SOURDOMICS – Sourdough biotechnology network towards novel, healthier and sustainable food and bioprocesses, where A. Aleixandre was supported by COST (European Cooperation in Science and Technology). COST is a funding agency for research and innovation networks. / Aleixandre Agustín, A. (2022). Going from Digestion to Microstructure of Starch-Based Food Products: Understanding the Role of Polyphenols [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181137 / Compendio

[EN] The present study was designed to evaluate in independent trials the effect of replace protein fishmeal (HP) by four plant sources, lupine (Lupinus mutabilis Sweet), corn gluten (CGM), amaranth (Amaranthus caudatus L.) and quinoa (Chenopodium quinoa) on the growth of juvenile shrimp Litopenaeus vannamei. For this four sets of diets were developed. The first two containing 35% protein and 11% lipids were prepared to replace the 0, 25, 50, 75 and 100% of the protein from HP by protein lupine (LKM) or CGM. The other two series of isoproteic (30%) and isolipidic (9.5%) diets were formulated to replace 0, 15, 25, 35 and 45% protein HP by protein amaranth and quinoa. Only the contents of corn starch and fish oil were varied to maintain constant levels of protein and lipid in all the experimental diets. All diets had squid meal to provide attractability. Depending on the test conducted eight (LKM and CGM) or seven (amaranth and quinoa) juveniles of about 1g were stocked randomly in aquariums (44 m-2 or 39 m-2) 50 L equipped with a flow-through water system using full-strength seawater. Six aquariums (replicates) were assigned to each of the treatments in a completely randomized design. The shrimp were fed ad libitum twice a day for about eight weeks. At the end of the growth trial, shrimp were fed experimental diets containing 0.5% of chromium oxide. Overall survival in the study was higher than 74% and did not change significantly (p>0.05) when HP was replaced partially or completely by each of the sources evaluated. The results of this study showed that LKM can replace 50% of the protein of HP without significantly (p>0.05) reducing growth (6.7-7.0 g final weight). LKM inclusion in any of the tested levels resulted in a significantly (p<0.05) reduced the apparent digestibility of dry matter (ADMS) and apparent digestibility of crude protein (ADPC) of the feed. The gradual increase of CGM in diets produced a significant (p<0.05) decrease of shrimp final weight (5.9 to 3.2 g) and growth rate (2.7 to 1.7% d-1) compared to those fed CGM 0 (7.1 g and 3.0% d-1). Feed Conversion Factor (FCA) was also significantly (p<0.05) affected by CGM level, diets CGM50, CGM75 and CGM100 had higher FCA than CGM0 and CGM25. The inclusion of CGM on any level tested resulted in a significant decrease in ADMS, from 77.9 to 66.0%, and ADPC, 80.5 to 52.0%, of the feed. The apparent digestibility of amino acids, except lysine, declined with the addition of CGM, reflecting the ADPC. While those shrimps fed diets based on amaranth showed that the diet with 15% replacement obtained a better growth (p<0.05) after the control diet. Diets with replacement 15% and 25% reported significantly (p<0.05) better DAMS (79.7% and 71.2%) and ADPC (88.4% and 81.1%) than the diet with 35% and 45% substitution. The replacement of quinoa in any of the assessed levels have not demonstrated performance (p<0.05) lower than the control diet. The DAMS and ADPC for quinoa diets were statistically superior (p<0.05) than control diet. These results show that lupine and quinoa have a very good potential as a protein source up to 50% and 45% respectively of the HP protein which is equivalent to a third of the total protein in the diet. The cost-benefit of including these ingredients needs to be evaluated. Lower values of corn gluten and amaranth on the HP could be due to low protein digestibility, imbalance of amino acids and / or the presence of antinutritional factors. / [ES] El presente estudio fue diseñado para evaluar en ensayos independientes el efecto de reemplazar la proteína de la harina de pescado (HP) por cuatro fuentes de origen vegetal, altramuz (Lupinus mutabilis Sweet), gluten de maíz (CGM), amaranto (Amaranthus caudatus L.) y quinua (Chenopodium quinoa) sobre el crecimiento de camarones juveniles Litopenaeus vannamei. Para esto se elaboraron cuatro series de dietas. Las dos primeras conteniendo 35% de proteína y 11% de lípidos fueron preparadas para sustituir el 0, 25, 50, 75 y 100% de la proteína proveniente de la HP por proteína de las harinas de altramuz (LKM) o CGM. Las otras dos series de dietas isoproteicas (30%) e isolipidicas (9,5%) fueron formuladas para reemplazar 0, 15, 25, 35 y 45% de la proteína de la HP por proteína de amaranto y quinua. Solamente los contenidos de almidón de maíz y aceite de pescado variaron para mantener constante los niveles de proteína y lípidos en todas las dietas experimentales. Todas las dietas tuvieron harina de calamar. Dependiendo del ensayo realizado ocho (LKM y CGM) o siete (amaranto y quinua) juveniles de alrededor de 1g fueron sembrados aleatoriamente en los acuarios (44 m-2 o 39 m-2) de 50 l equipados con un sistema de recambio de agua de mar de flujo continuo. Seis acuarios (réplicas) fueron asignadas a cada uno de los tratamientos en un diseño completamente aleatorizado. Los camarones fueron alimentados ad libitum dos veces al día por aproximadamente ocho semanas. Al final del ensayo de crecimiento, los camarones fueron alimentados con las dietas experimentales conteniendo 0,5% de óxido de cromo. La supervivencia en general del estudio fue superior a 74% y no varió significativamente (p>0,05) cuando la HP fue reemplazada parcial o totalmente por cada una de las fuentes evaluadas. Los resultados de este estudio mostraron que LKM puede reemplazar el 50% de la proteína de la HP sin disminuir significativamente (p>0,05) el crecimiento (6,7-7,0 g peso final). La inclusión de LKM en cualquiera de los niveles ensayados resultaron en una significativamente (p<0,05) reducción de la digestibilidad aparente de materia seca (DAMS) y la digestibilidad aparente de proteína cruda (DAPC) del alimento. El gradual incremento del CGM en las dietas produjo un significativo (p<0,05) decrecimiento del peso final (5,9 a 3,2 g) de los camarones y sus tasas de crecimiento (2,7 a 1,7% d-1) comparado a aquellos alimentados con 0 CGM (7,1 g y 3,0 % d-1). El Factor de Conversión Alimenticia (FCA) fue también significativamente (p<0,05) afectado por el nivel de CGM, las dietas CGM50, CGM75 y CGM100 tuvieron un más alto FCA que CGM0 y CGM25. La inclusión de CGM en cualquier nivel ensayado resultó en un significativo decrecimiento en DAMS, de 77,9 a 66,0%, y en DAPC, de 80,5 a 52,0%, del alimento. La digestibilidad aparente de aminoácidos, con la excepción de lisina, declinó con la incorporación de CGM, reflejando la ADPC. En tanto que los camarones alimentados con las dietas a base de amaranto mostraron (p<0,05) que la dieta con 15% de reemplazo obtuvo un mejor crecimiento después de la dieta control. Las dietas con reemplazo de 15% y 25% registraron significativamente (p<0,05) una mejor DAMS (79,70% y 71,21%) y DAPC (88,39% y 81,10%) que las dieta con 35% y 45% de sustitución. El reemplazo de la quinua en cualquiera de los niveles evaluados no demostraron tener un rendimiento (p<0,05) inferior a la dieta control. La DAMS y DAPC para las dietas con quinua fueron estadísticamente superiores (p<0,05) a la dieta control. Estos resultados muestran que el altramuz y quinua tienen un potencial muy bueno como fuente proteína hasta el 50% y 45% respectivamente de la proteína de la HP lo cual es equivalente a un tercio del total de la proteína presente en la dieta. Los valores más bajos del gluten de maíz y amaranto relativo a la HP podrían ser debido a la baja digestibilidad de la proteína, imbalance de aminoácidos y/o a la pres / [CA] El present estudi va ser dissenyat per a avaluar en assajos independents l'efecte de reemplaçar la proteïna de la farina de peix (HP) per quatre fonts d'origen vegetal, tramús (Lupinus mutabilis Sweet), gluten de dacsa (CGM), amarant (Amaranthus caudatus L.) i quinoa (Chenopodium quinoa) sobre el creixement de gambetes juvenils Litopenaeus vannamei. Per a açò es van elaborar quatre sèries de dietes. Les dos primeres contenint 35% de proteïna i 11% de lípids van ser preparades per a substituir el 0, 25, 50, 75 i 100% de la proteïna provinent de la HP per proteïna de les farines de tramús (LKM) o CGM. Les altres dos sèries de dietes isoproteicas (30%) i isolipidicas (9,5%) van ser formulades per a reemplaçar 0, 15, 25, 35 i 45% de la proteïna de la HP per proteïna d'amarant i quinoa. Només els continguts de midó de dacsa i oli de peix van variar per a mantindre constant els nivells de proteïna i lípids en totes les dietes experimentals. Totes les dietes van tindre farina de calamar per a proveir atractabilidad. Depenent de l'assaig realitzat huit (LKM i CGM) o set (amarant i quinoa) juvenils d'al voltant de 1g van ser sembrats aleatòriament en els aquaris (44 m-2 o 39 m-2) de 50 l equipats amb un sistema de recanvi d'aigua de mar de flux continu. Sis aquaris (rèpliques) van ser assignades a cada un dels tractaments en un disseny completament aleatorizado. Les gambetes van ser alimentats ad libitum dos vegades al dia per aproximadament huit setmanes. Al final de l'assaig de creixement, les gambetes van ser alimentats amb les dietes experimentals contenint 0,5% d'òxid de crom. La supervivència en general de l'estudi va ser superior a 74% i no va variar significativament (p>0,05) quan la HP va ser reemplaçada parcial o totalment per cada una de les fonts avaluades. Els resultats d'este estudi van mostrar que LKM pot reemplaçar el 50% de la proteïna de la HP sense disminuir significativament (p>0,05) el creixement (6,7-7,0 g pes final). La inclusió de LKM en qualsevol dels nivells assajats van resultar en una significativament (p<0.05) reducció de la digestibilitat aparent de matèria seca (DAMS) i la digestibilitat aparent de proteïna crua (DAPC) de l'aliment. El gradual increment del CGM en les dietes va produir un significatiu decreixement del pes final (5,9 a 3,2 g) de les gambetes i les seues taxes de creixement (2,7 a 1,7% d-1) comparat a aquells alimentats amb 0 CGM (7,1 g i 3,0 % d-1). El Factor de Conversió Alimentària (FCA) va ser també significativament (p<0.05) afectat pel nivell de CGM, les dietes CGM50, CGM75 i CGM100 van tindre un més alt FCA que CGM0 i CGM25. La inclusió de CGM en qualsevol nivell assajat va resultar en un significatiu decreixement en DAMS, de 77,9 a 66,0%, i en DAPC, de 80,5 a 52,0%, de l'aliment. La digestibilitat aparent d'aminoàcids, amb l'excepció de lisina, va declinar amb la incorporació de CGM, reflectint l'ADPC. En tant que les gambetes alimentats amb les dietes a base d'amarant van mostrar que la dieta amb 15% de reemplaçament va obtindre un millor creixement després de la dieta control. Les dietes amb reemplaçament de 15% i 25% van registrar significativament una millor DAMS (79,70% i 71,21%) i DAPC (88,39% i 81,10%) que les dieta amb 35% i 45% de substitució. El reemplaçament de la quinoa en qualsevol dels nivells avaluats no van demostrar tindre un rendiment inferior a la dieta control. La DAMS i DAPC per a les dietes amb quinoa van ser estadísticament superiors a la dieta control. Estos resultats mostren que el tramús i quinoa tenen un potencial molt bo com a font proteïna fins al 50% i 45% respectivament de la proteïna de la HP la qual cosa és equivalent a un terç del total de la proteïna present en la dieta. El cost-benefici d'incloure estos ingredients necessita ser avaluat. Els valors més baixos del gluten de dacsa i amarant relatiu a la HP podrien ser degut a la baixa digestibilitat de la proteïna, imbalance d'aminoàcids y/o a / Molina Poveda, C. (2016). Evaluación de varias fuentes de proteína vegetal en dietas para camarón Litopenaeus vannamei [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63666

Tesis por compendio / [ES] La presente tesis doctoral se centra en el desarrollo y obtención de productos lácteos orientados al control del peso, siguiendo dos estrategias diferenciadas: 1) regular la ingesta calórica mediante el diseño de alimentos de alta capacidad saciante y 2) moderar el aporte de grasa al organismo mediante el diseño de alimentos de menor contenido en grasa o de reducida digestibilidad lipídica. Para modular la capacidad saciante se decidió, en primer lugar, añadir diferentes hidrocoloides (goma konjac o alginato) a distintos sistemas modelo con proteína láctea. Dependiendo de las propiedades fisicoquímicas de los hidrocoloides empleados se consiguió influir sobre diferentes mecanismos postingestivos de saciedad que tienen lugar durante la digestión gástrica. La adición de goma konjac (hidrocoloide neutro) permitió incrementar la viscosidad de los sistemas lácteos, incluso a lo largo de la digestión gástrica in vitro, lo que podría resultar en un aumento de la distensión gástrica; mientras que la adición de alginato (hidrocoloide cargado negativamente) permitió retrasar la digestibilidad proteica y, en consecuencia, podría prolongar la liberación de hormonas relacionadas con la saciedad. En segundo lugar, se decidió aumentar, en un postre lácteo como es la panna cotta, la cantidad en proteínas (macronutriente con mayor capacidad saciante) provenientes de diferentes fracciones proteicas de la leche (leche, proteínas del suero lácteo o caseinato). Las proteínas del suero lácteo demostraron aportar mayor firmeza al postre lácteo; resultado que fue potenciado al reducir, además, el contenido en nata. Por otro lado, la digestión gástrica in vitro mostró que las proteínas del suero lácteo permanecieron prácticamente intactas después del ataque enzimático (pepsina), lo que está relacionado con una mayor capacidad saciante. Para reducir el contenido en grasa o la digestibilidad lipídica se trabajó con panna cottas en las que se decidió sustituir parcial o totalmente la grasa (nata) por emulsiones. Previamente, se estudiaron diferentes emulsiones antes y durante la digestión gastrointestinal in vitro para comprender qué factores afectan a su estructura, consistencia y digestibilidad lipídica. En función del tipo de emulsionante o estabilizante empleado (proteínas, lecitina, polisorbato, derivados de celulosa, goma xantana) se obtuvieron emulsiones de diferentes comportamientos reológicos, consistencias y grados de digestibilidad lipídica; las cuales, además, dependiendo de su composición sufrieron una serie de cambios estructurales tras su paso por el tracto gastrointestinal in vitro. Por lo tanto, gracias a los diversos estudios realizados, se determinó que para diseñar adecuadamente emulsiones de reducida digestibilidad es fundamental tener en cuenta durante la digestión gastrointestinal in vitro: el tamaño de los glóbulos de grasa, la consistencia de la emulsión y/o del sistema digerido, el tipo y localización del estabilizante empleado, así como las interacciones que pueden tener lugar entre algunos de los ingredientes de las emulsiones y otros componentes presentes en los jugos digestivos. En la reformulación de las panna cottas, tanto el tipo de hidrocoloide empleado (derivados de celulosa o goma xantana) para estabilizar las emulsiones como la cantidad de nata reemplazada por éstas modificaron las propiedades físicas (estructura y firmeza) y sensoriales (principalmente el sabor y la textura) de las panna cottas. Sin embargo, las panna cottas elaboradas con emulsiones estabilizadas con hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) obtuvieron un buen nivel de aceptación sensorial. Además, mediante el uso de estas emulsiones se consiguió reducir, por un lado, el contenido en grasa de las panna cottas hasta un 37,5% y, por otro lado, su digestibilidad lipídica hasta un 20%. / [CA] La present tesi doctoral se centra en el desenvolupament i obtenció de productes làctics orientats al control del pes, seguint dues estratègies diferenciades: 1) regular la ingesta calòrica mitjançant el disseny d'aliments d'alta capacitat saciant i 2) moderar l'aportació de greix a l'organisme mitjançant el disseny d'aliments de menor contingut en greix o de reduïda digestibilitat lipídica. Per a modular la capacitat saciant es va decidir, en primer lloc, afegir diferents hidrocol·loides (goma konjac o alginat) a diferents sistemes model amb proteïna làctica. Depenent de les propietats fisicoquímiques dels hidrocol·loides emprats es va aconseguir influir sobre diferents mecanismes postingestius de sacietat que tenen lloc durant la digestió gàstrica. L'addició de goma konjac (hidrocol·loide neutre) va permetre incrementar la viscositat dels sistemes làctics, fins i tot al llarg de la digestió gàstrica in vitro, la qual cosa podria resultar en un augment de la distensió gàstrica; mentre que l'addició d'alginat (hidrocol·loide carregat negativament) va permetre retardar la digestibilitat proteica i, en conseqüència, podria prolongar l'alliberament d'hormones relacionades amb la sacietat. En segon lloc, es va decidir augmentar, en unes postres làctiques com és la panna cotta, la quantitat en proteïnes (macronutrient amb major capacitat saciant) provinents de diferents fraccions proteiques de la llet (llet, proteïnes del sèrum làctic o caseïnat). Les proteïnes del sèrum làctic van demostrar aportar major fermesa a les postres làctiques; resultat que va ser potenciat en reduir, a més, el contingut en nata. D'altra banda, la digestió gàstrica in vitro va mostrar que les proteïnes del sèrum làctic van romandre pràcticament intactes després de l'atac enzimàtic (pepsina), la qual cosa està relacionat amb una major capacitat saciant. Per a reduir el contingut en greix o la digestibilitat lipídica es va treballar amb panna cottas en les quals es va decidir substituir parcial o totalment el greix (nata) per emulsions. Prèviament, es van estudiar diferents emulsions abans i durant la digestió gastrointestinal in vitro per a comprendre què factors afecten la seua estructura, consistència i digestibilitat lipídica. En funció del tipus d'emulsionant o estabilitzant emprat (proteïnes, lecitina de soja, polisorbat, derivats de cel·lulosa, goma xantana) es van obtindre emulsions de diferents comportaments reològics, consistències i graus de digestibilitat lipídica; les quals, a més, depenent de la seua composició van patir una sèrie de canvis estructurals després del seu pas pel tracte gastrointestinal in vitro. Per tant, gràcies als diversos estudis realitzats, es va determinar que per a dissenyar adequadament emulsions de reduïda digestibilitat és fonamental tindre en compte durant la digestió gastrointestinal in vitro: la grandària dels glòbuls de greix, la consistència de l'emulsió i/o del sistema digerit, el tipus i localització del estabilitzant emprat, així com les interaccions que poden tindre lloc entre alguns dels ingredients de les emulsions i uns altres components presents en els sucs digestius. En la reformulació de les panna cottas, tant el tipus de hidrocol·loide emprat (derivats de cel·lulosa o goma xantana) per a estabilitzar les emulsions com la quantitat de nata reemplaçada per aquestes van modificar les propietats físiques (estructura i fermesa) i sensorials (principalment el sabor i la textura) de les panna cottas. No obstant això, les panna cottas elaborades amb emulsions estabilitzades amb hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) van obtindre un bon nivell d'acceptació sensorial. A més, mitjançant l'ús d'aquestes emulsions es va aconseguir reduir, d'una banda, el contingut en greix de les panna cottas fins a un 37,5% i, d'altra banda, la seua digestibilitat lipídica fins a un 20%. / [EN] The research of this doctoral thesis focuses on the development of dairy products aimed at weight management. Two differentiated strategies were followed: 1) to regulate the caloric intake through the design of high satiating capacity foods and 2) to moderate the contribution of fat to the body by designing foods with less fat content or reduced lipid digestibility. In order to modulate the satiating capacity, on the one hand, different hydrocolloids (konjac gum or alginate) were added to dairy protein model systems. Depending on the physicochemical properties of the hydrocolloids used, it was possible to influence different post-ingestive satiety mechanisms that take place during gastric digestion. The addition of konjac gum (neutral hydrocolloid) allowed the viscosity of dairy systems to increase, even during in vitro gastric digestion, which could result in an increase in gastric distension; whereas the addition of alginate (negatively charged hydrocolloid) allowed protein digestibility to be delayed and, consequently, could prolong the release of satiety related hormones. On the other hand, the level of proteins (the most satiating macronutrient) from different dairy fractions (milk, whey proteins or caseinate) was increased in a dairy dessert, such as panna cotta. Whey proteins provided the greatest firmness to the dairy dessert, which was also enhanced by reducing its cream content. Moreover, whey proteins remained practically intact after the enzymatic (pepsin) attack during in vitro gastric digestion, which is related to a higher satiating capacity. In order to reduce the fat content or the lipid digestibility of panna cottas, the fat (cream) content was partially or totally replaced by emulsions. Previously, different emulsions were studied before and during in vitro gastrointestinal digestion in order to understand which factors affect their structure, consistency and lipid digestibility. Depending on the type of emulsifier or stabiliser used (proteins, lecithin, polysorbate, cellulose derivatives, xanthan gum), emulsions with different rheological behaviours, consistencies and degrees of lipid digestibility were obtained. Furthermore, depending on their composition the emulsions underwent a series of structural changes after their passage through the in vitro gastrointestinal tract. Therefore, thanks to the various studies carried out it has been determined that to properly design emulsions with reduced digestibility, it is essential to take into consideration the following factors during in vitro gastrointestinal digestion: the size of the fat globules, the consistency of the emulsion and/or of the digested system, the type and localisation of the stabilisers used, as well as, the interactions that take place between some of the ingredients of the emulsions and other components present in the digestive juices. In the reformulation of the panna cottas, both the type of hydrocolloid used (cellulose derivatives or xanthan gum) to stabilise the emulsions and the amount of cream replaced by these emulsions modified the physical (structure and firmness) and sensory (mainly the taste and texture) properties of the panna cottas. However, the panna cottas elaborated with the emulsions stabilised with hydroxypropyl metilcelullose (HPMC) obtained a good level of sensory acceptability. Moreover, through the use of these emulsions it was possible to reduce the fat content of the panna cottas up to 37,5%, as well as their lipid digestibility up to 20%. / Borreani, JAA. (2019). Formulación de alimentos lácteos para el control de peso. Cambios estructurales durante la digestión in vitro [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/118654 / Compendio

[ES] El principal objetivo de esta tesis fue evaluar el valor nutritivo de la pulpa granulada de remolacha (PR) producida en diferentes zonas azucareras de España. Inicialmente se caracterizó la composición química de PR procedentes del norte y sur de España, cosechadas en invierno y verano, respectivamente. Se compararon la composición química y el contenido de ácidos grasos y aminoácidos de 12 muestras de PR, agrupadas según su procedencia. La composición de la materia seca (MS) de la PR, se caracteriza por un bajo contenido en proteína cruda (8.7%), dentro del 62% de la fibra neutro detergente (FND), pero rica en FND (39.4%) y fibra soluble en detergente neutro (45.7%), y bajo en grasa bruta (1.2%) y almidón (0.9%). El análisis de componentes principales (CP) de los principales principios inmediatos indicó que ya los dos primeros CP explican el 62% de la variabilidad en la composición de la PR. Los valores de los autovectores de los CP indicaron un importante peso del contenido en almidón y FND en el primer CP y del contenido en cenizas en el segundo CP. Posteriormente se determinó la digestibilidad de un pienso control con sustitución de 20% de PR de cinco orígenes distintos, y su posible efecto en el valor nutritivo de estas PR para conejos de engorde. Se utilizaron 90 conejos de 42 días de edad con 1.49 ± 0.208 kg de peso vivo, alojados en jaulas metabólicas individuales y con alimentación ad libitum. La digestibilidad de los componentes de los piensos se determinó por el método convencional in vivo de recolección fecal total. La digestibilidad de cada una de las pulpas de remolacha se determinó mediante el método de sustitución. No se apreció efecto de la sustitución de componentes del pienso control por el 20% de PR de diferentes procedencias en el consumo voluntario de los conejos. La inclusión de PR en las dietas aumentó la digestibilidad de materia seca (MS), materia orgánica, energía bruta y de todas las fracciones fibrosas, y disminuyó la digestibilidad de la proteína bruta. Respecto al efecto de la procedencia, se observaron diferencias significativas (P<0.05) en la digestibilidad de todas las fracciones fibrosas, siendo la PR recolectada en verano la de mayor digestibilidad. El origen de la PR también afectó su valor nutritivo, con valores de energía digestible entre 11.8 y 14.5 MJ/kg MS y de proteína digestible entre 38 y 66 g/kg MS. Finalmente, para evaluar el efecto del nivel de inclusión de pulpa de remolacha, con o sin melaza, sobre el rendimiento del crecimiento, se utilizaron un total de 470 conejos de 28 días de edad, con 612.2 ± 103.4 gr. de peso vivo. Los animales fueron asignados aleatoriamente a cinco tratamientos dietéticos: Control, sin pulpa de remolacha; PR20 y PR40, con 20 y 40% de pulpa de remolacha sin melaza, respectivamente; y PRM20 y PRM40, con 20 y 40% de pulpa de remolacha con melaza, respectivamente. El consumo diario de alimento (CDA) y la ganancia media diaria (GMD) se controlaron a los 28, 49 y 59 días de edad. También se determinaron las características de la canal y del tracto digestivo a los 59 días de edad. La mortalidad y la morbilidad fueron controladas diariamente. La mortalidad durante el período de crecimiento fue mayor en los grupos PRM que en los PR (+9.2%; P<0,05). A mayor inclusión de PR, con o sin melaza, menor CDA y GMD de los animales, así como el rendimiento a la canal, la proporción de hígado y el porcentaje de grasa disecable de sus canales. Sin embargo, la mejor eficiencia alimenticia durante los últimos 10 días se obtuvo con el grupo PRM40. Respecto a los parámetros digestivos, cuanto mayor fue la inclusión de pulpa de remolacha, con o sin melaza, mayor el peso del tracto gastrointestinal vacío y ciego. De hecho, una mayor inclusión de pulpa de remolacha disminuyó el pH y la materia seca, y disminuyó el contenido total de ácidos grasos volátiles del ciego, más rico en ácido acético, pero más pobre en propiónico, isobutirico, isovalérico y valérico. / [CA] L'objectiu principal d'aquesta tesi era avaluar el valor nutritiu de la polpa granulada de remolatxa (PR) produïda en diferents zones de sucre d'Espanya. La composició química de PR del nord i del sud d'Espanya, recol·lectada a l'hivern i l'estiu, respectivament. Es va comparar la composició química i el contingut d'àcids grassos i aminoàcids de 12 mostres de PR, agrupades segons el seu origen. La matèria seca (MS) del PR es caracteritza per un baix contingut de proteïna crua (8,7%), dins del 62% de la fibra detergent neutra (FND), però ric en FND (39,4%) i fibra soluble en detergent neutre (45,7%) i baix en greixos bruts (1,2%) i midó (0,9%). L'anàlisi principal de components (CP) dels principals principis immediats va indicar que els dos primers CP ja expliquen el 62% de la variabilitat en la composició del PR. Els valors autovector CP van indicar un pes important del contingut de midó i FND al primer CP i del contingut de cendra al segon CP. Posteriorment, la digestibilitat d'un aliment de control es va determinar amb una substitució del 20% de PR de cinc orígens diferents i el seu possible efecte sobre el valor nutritiu d'aquests PR per engreixar conills. Es van utilitzar conills de 90 42 dies amb 1,49 ± 0,208 kg de pes corporal, allotjats en gàbies metabòliques individuals i amb alimentació ad libitum. La digestibilitat dels components dels pinsos va ser determinada pel mètode in vivo convencional de recol·lecció fecal total. La digestibilitat de cadascuna de les púlps de remolatxa es va determinar mitjançant el mètode de substitució. No hi va haver cap efecte apreciat de substituir els components de l'alimentació de control per un 20% de PR de diferents fonts sobre el consum voluntari de conills. La inclusió de PR en dietes va augmentar la digestibilitat de la matèria seca (MS), la matèria orgànica, l'energia crua i totes les fraccions fibroses i va disminuir la digestibilitat de la proteïna crua. Pel que fa a l'efecte de l'origen, es van observar diferències significatives (P < 0,05) en la digestibilitat de totes les fraccions fibroses, i el PR recollit a l'estiu és el que té la màxima digestibilitat. L'origen del PR també va afectar el seu valor nutritiu, amb valors d'energia digeribles entre 11,8 i 14,5 MJ / kg MS i proteïna digestible entre 38 i 66 g / kg MS. Finalment, sobre el rendiment del creixement, es van utilitzar un total de 470 conills de 28 dies, amb 612,2 ± 103,4 gr. de pes viu. Els animals van ser assignats aleatòriament a cinc tractaments dietètics: control, sense polpa de remolatxa; PR20 i PR40, amb polpa de remolatxa 20 i 40% sense melassa, respectivament; i PRM20 i PRM40, amb polpa de remolatxa de melassa del 20 i del 40%, respectivament. El consum diari d'aliments (CDA) i el benefici mitjà diari (GMD) es van controlar als 28, 49 i 59 dies d'edat. També es van determinar les característiques del canal i del tracte digestiu als 59 dies d'edat. La mortalitat i la morbiditat es controlaven diàriament. La mortalitat durant el període de creixement va ser superior als grups PRM que a la PR (+ 9,2%; P < 0,05). Com més gran sigui la inclusió de PR, amb o sense melassa, el CDA inferior i el GMD dels animals, així com el rendiment al canal, la proporció de fetge i el percentatge de greixos dissecables als vostres canals. Tanmateix, la millor eficiència alimentària durant els darrers deu dies es va obtenir amb el grup PRM40. Pel que fa als paràmetres digestius, com més gran sigui la inclusió de la polpa de remolatxa, amb o sense melassa, més gran sigui el pes del tracte gastrointestinal buit i cec. De fet, una major inclusió de la polpa de remolatxa va disminuir el pH i la matèria seca i va disminuir el contingut total d'àcids grassos volàtils al cec, més ric en àcid acètic, però més pobre en propionic, isobutiric, isoval I valeric, independentment de la temporada, proporciona un alt contingut de fibra, soluble i insoluble, tot i que no és una font important de proteïnes, aminoàcids o àcids grassos. / [EN] The main objective of this thesis was to evaluate the nutritional value of granulated beet pulp (PR) produced in different sugar-growing areas of Spain. Initially the chemical composition of PR from the north and south of Spain, harvested in winter and summer, respectively, was characterized. The chemical composition and fatty acid and amino acid content of 12 PR samples, grouped according to their origin, were compared. The composition of the dry matter (DM) of the PR is characterized by a low crude protein content (8.7%), within 62% of neutral detergent fiber (NDF), but rich in NDF (39.4%) and fiber. soluble in neutral detergent (45.7%), and low in crude fat (1.2%) and starch (0.9%). The analysis of principal components (PC) of the main immediate principles indicated that the first two PCs already explain 62% of the variability in the composition of the PR. The values of the CP eigenvectors indicated an important weight of the starch and NDF content in the first CP and the ash content in the second CP. Subsequently, the digestibility of a control feed with 20% replacement of PR from five different origins was determined, and its possible effect on the nutritional value of these PR for fattening rabbits. Ninety 42-day-old rabbits with 1.49 ± 0.208 kg live weight were used, housed in individual metabolic cages and fed ad libitum. The digestibility of feed components was determined by the conventional in vivo method of total fecal collection. The digestibility of each of the beet pulps was determined using the substitution method. No effect was seen of replacing components of the control feed with 20% PR from different sources on the voluntary consumption of the rabbits. The inclusion of PR in the diets increased the digestibility of dry matter (DM), organic matter, gross energy and all fibrous fractions, and decreased the digestibility of crude protein. Regarding the effect of origin, significant differences (P<0.05) were observed in the digestibility of all fibrous fractions, with the PR collected in summer being the one with the highest digestibility. The origin of PR also affected its nutritional value, with digestible energy values between 11.8 and 14.5 MJ/kg DM and digestible protein between 38 and 66 g/kg DM. Finally, to evaluate the effect of the level of inclusion of beet pulp, with or without molasses, on growth performance, a total of 470 rabbits of 28 days of age were used, with 612.2 ± 103.4 gr. live weight. The animals were randomly assigned to five dietary treatments: Control, without beet pulp; PR20 and PR40, with 20 and 40% beet pulp without molasses, respectively; and PRM20 and PRM40, with 20 and 40% beet pulp with molasses, respectively. Daily feed intake (DAI) and average daily gain (ADG) were monitored at 28, 49 and 59 days of age. The characteristics of the carcass and digestive tract were also determined at 59 days of age. Mortality and morbidity were monitored daily. Mortality during the growth period was higher in the PRM than in the PR groups (+9.2%; P<0.05). The greater the inclusion of PR, with or without molasses, the lower the ADC and ADG of the animals, as well as the carcass yield, the proportion of liver and the percentage of dissectable fat in their carcasses. However, the best feed efficiency during the last 10 days was obtained with the PRM40 group. Regarding the digestive parameters, the greater the inclusion of beet pulp, with or without molasses, the greater the weight of the empty and blind gastrointestinal tract. In fact a greater inclusion of beet pulp decreased the pH and dry matter, and decreased the total content of volatile fatty acids of the caecum, richer in acetic acid, but poorer in propionic, isobutyric, isovaleric and valeric acids. Regarding the effect of the harvest season on the chemical characteristics of granulated sugar beet pulp, regardless of the season, it provides high fiber content, soluble and insoluble, although it is not an important source of protein / Arce Cabrera, ON. (2024). Utilización de pulpa granulada de remolacha en la alimentación de conejos en cebo [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/206201