Tesis por compendio / [ES] La acuicultura orgánica o ecológica está ganando popularidad a medida que los consumidores se vuelven más conscientes de las prácticas de producción alimentaria sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Las dietas con ingredientes orgánicos son un componente esencial de la acuicultura ecológica. Estas dietas utilizan ingredientes orgánicos y formulaciones específicas para promover una producción de animales acuáticos más saludable y respetuosa con el medio ambiente. Se alinean con los principios de la agricultura orgánica, minimizan el uso de productos químicos sintéticos y buscan producir productos del mar más saludables y ambientalmente responsables. La presente tesis de doctorado reúne cuatro estudios distintos con el objetivo de avanzar en nuestra comprensión de la integración de nuevos ingredientes orgánicos en las dietas de acuicultura y sus efectos en diversas especies, centrándose en la dorada (Sparus aurata), la lubina (Dicentrarchus labrax) y la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss). Estos estudios exploran el crecimiento, la composición corporal, la utilización del alimento, la digestibilidad, las respuestas histológicas y la composición de la microbiota al incorporar alimentos e ingredientes orgánicos novedosos. En el primer estudio, se investigó el efecto del alimento eco-orgánico en el crecimiento, la eficiencia nutricional, la utilización del alimento y la composición corporal de la dorada. Se ensayaron seis dietas, incluyendo una dieta de control (CONT) sin ingredientes orgánicos, cuatro dietas con 100% de ingredientes orgánicos (subproducto de trucha - TRO, subproducto de lubina - SBS, subproductos avícolas - POU y mezcla - MIX), y una dieta de control orgánico (ORG) con ingredientes orgánicos y 30% de harina de pescado. En el experimento, de 70 días de duración, se alimentó a los peces dos veces al día, comenzando con un peso inicial de 60.5 g. Los resultados revelaron que las tasas de crecimiento más altas se observaron en peces alimentados con las dietas ORG y CONT que contenían harina de pescado. Por el contrario, la dieta POU mostró la tasa de crecimiento más baja, la tasa de supervivencia más baja y el mayor índice de conversión alimentaria (FCR). La eficiencia de aminoácidos esenciales fue generalmente alta en peces alimentados con las dietas ORG y CONT, con diferencias notables en la eficiencia de retención de ácidos grasos en todas las dietas. La dieta CONT mostró la mayor eficiencia de retención, seguida por la dieta ORG. Sin embargo, la tasa de conversión económica fue menor para CONT, SBS, TRO y MIX. En resumen, el uso de dietas orgánicas de origen animal afectó el rendimiento de crecimiento de la Dorada, con un potencial prometedor a pesar de las variaciones en las tasas de conversión económica entre diferentes dietas. En el segundo estudio, se investigó durante 120 días la utilización de nuevos ingredientes orgánicos para alimentar a la dorada de 93 ± 3.82 g de pesos inicial, centrándose en el crecimiento, los parámetros nutricionales, la digestibilidad y la histología. Se probaron cuatro dietas: una dieta de control orgánico (CON) y tres dietas con 100% de materiales orgánicos - subproducto de trucha arcoíris (TRO), subproducto de cerdo ibérico (IBE) y harina de insectos como fuente de proteínas (INS). Al final del experimento, los peces alimentados con la dieta CON mostraron el mayor peso, sin diferencia significativa entre las dietas experimentales. El contenido de proteínas crudas fue mayor en los peces alimentados con las dietas TRO e INS, mientras que el mayor valor de grasa cruda se observó en la dieta CON. Los peces alimentados con las dietas IBE e INS demostraron una alta digestibilidad, y excepto para el aminoácido esencial metionina (Met), la eficiencia de retención no mostró diferencias estadísticas. IBE tuvo la mayor tasa de hidrólisis entre las dietas. A pesar de las diferencias significativas en la dieta, la dorada mantuvo una morfología hepática típicamente saludable. Si / [CA] L'acuicultura orgànica o ecològica està guanyant popularitat a mesura que els consumidors es tornen més conscients de les pràctiques de producció alimentària sostenibles i respectuoses amb el medi ambient. Les dietes amb ingredients orgànics són un component essencial de l'acuicultura ecològica. Aquestes dietes utilitzen ingredients orgànics i formulacions específiques per promoure una producció d'animals aquàtics més saludable i respectuosa amb el medi ambient. Es alineen amb els principis de l'agricultura orgànica, minimitzen l'ús de productes químics sintètics i busquen produir productes del mar més saludables i ambientalment responsables. Aquesta tesi de doctorat reuneix quatre estudis diferents amb l'objectiu d'avançar en la nostra comprensió de la integració de nous ingredients orgànics a les dietes d'acuicultura i els seus efectes en diverses espècies, centrant-se en la dorada (Sparus aurata), la llobina (Dicentrarchus labrax) i la truita arc de Sant Martí (Oncorhynchus mykiss). Aquests estudis exploren el creixement, la composició corporal, la utilització dels aliments, la digestibilitat, les respostes histològiques i la composició de la microbiota en incorporar aliments i ingredients orgànics innovadors. En el primer estudi, es va investigar l'efecte de l'aliment eco-orgànic en el creixement, l'eficiència nutricional, la utilització dels aliments i la composició corporal de la dorada. Es van provar sis dietes, incloent una dieta de control (CONT) sense ingredients orgànics, quatre dietes amb 100% d'ingredients orgànics (subproducte de truita - TRO, subproducte de llobina - SBS, subproductes avícoles - POU i barreja - MIX), i una dieta de control orgànica (ORG) amb ingredients orgànics i 30% de farina de peix. En l'experiment, de 70 dies de durada, es va alimentar els peixos dues vegades al dia, començant amb un pes inicial de 60,5 g. Els resultats van revelar que les taxes de creixement més altes es van observar en peixos alimentats amb les dietes ORG i CONT que contenien farina de peix. Per contra, la dieta POU va mostrar la taxa de creixement més baixa, la taxa de supervivència més baixa i el major índex de conversió alimentària (FCR). L'eficiència dels aminoàcids essencials va ser generalment alta en peixos alimentats amb les dietes ORG i CONT, amb diferències notables en l'eficiència de retenció d'àcids grassos en totes les dietes. La dieta CONT va mostrar la major eficiència de retenció, seguida per la dieta ORG. No obstant això, la taxa de conversió econòmica va ser menor per a CONT, SBS, TRO i MIX. En resum, l'ús de dietes orgàniques d'origen animal va afectar el rendiment de creixement de la Dorada, amb un potencial prometedor malgrat les variacions en les taxes de conversió econòmica entre diferents dietes. En el segon estudi, es va investigar durant 120 dies la utilització de nous ingredients orgànics per alimentar la dorada amb un pes inicial d'aproximadament 93 ± 3.82 g, centrant-se en el creixement, els paràmetres nutricionals, la digestibilitat i la histologia. Es van provar quatre dietes: una dieta de control orgànica (CON) i tres dietes amb 100% de materials orgànics - subproducte de truita arc de Sant Martí (TRO), subproducte de porc ibèric (IBE) i farina d'insectes com a font de proteïnes (INS). Al final de l'experiment, els peixos alimentats amb la dieta CON van mostrar el major pes, sense diferència significativa entre les dietes experimentals. El contingut de proteïnes brutes va ser major en els peixos alimentats amb les dietes TRO e INS, mentre que el major valor de greix brut es va observar en la dieta CON. Els peixos alimentats amb les dietes IBE e INS van demostrar una alta digestibilitat, i excepte per a l'aminoàcid essencial metionina (Met), l'eficiència de retenció no va mostrar diferències estadístiques. IBE va tenir la major taxa d'hidròlisi entre les dietes. Malgrat les diferències significatives a la dieta, la dorada va mantenir una morfologia hepàtica típicament saludable. No obstant a / [EN] The organic or ecological aquaculture is gaining popularity as consumers become more aware of sustainable and environmentally friendly food production practices. Diets with organic ingredients are an essential component of ecological aquaculture. These diets use organic ingredients and specific formulations to promote healthier and environmentally friendly aquatic animal production. They align with the principles of organic farming, minimize the use of synthetic chemicals, and aim to produce healthier and environmentally responsible seafood products. This doctoral thesis comprises four distinct studies with the aim of advancing our understanding of the integration of new organic ingredients in aquaculture diets and their effects on various species, focusing on gilthead sea bream (Sparus aurata), European sea bass (Dicentrarchus labrax), and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). These studies explore growth, body composition, feed utilization, digestibility, histological responses, and microbiota composition when incorporating novel organic foods and ingredients. In the first study, the effect of eco-organic feed on the growth, nutritional efficiency, feed utilization, and body composition of gilthead sea bream was investigated. Six diets were tested, including a control diet (CONT) without organic ingredients, four diets with 100% organic ingredients (rainbow trout byproduct - TRO, European sea bass byproduct - SBS, poultry byproducts - POU, and a mixture - MIX), and an organic control diet (ORG) with organic ingredients and 30% fish meal. In the 70-day experiment, fish were fed twice a day, starting with an initial weight of 60.5 g. The results revealed that the highest growth rates were observed in fish fed the ORG and CONT diets containing fish meal. In contrast, the POU diet showed the lowest growth rate, the lowest survival rate, and the highest feed conversion ratio (FCR). The efficiency of essential amino acids was generally high in fish fed ORG and CONT diets, with notable differences in fatty acid retention efficiency in all diets. The CONT diet showed the highest retention efficiency, followed by the ORG diet. However, the economic conversion rate was lower for CONT, SBS, TRO, and MIX. In summary, the use of organic diets of animal origin affected the growth performance of gilthead sea bream, with promising potential despite variations in economic conversion rates between different diets. In the second study, the use of new organic ingredients to feed gilthead sea bream with an initial weight of 93 ± 3.82 g was investigated for 120 days, focusing on growth, nutritional parameters, digestibility, and histology. Four diets were tested: an organic control diet (CON) and three diets with 100% organic materials - rainbow trout byproduct (TRO), Iberian pork byproduct (IBE), and insect meal as a protein source (INS). At the end of the experiment, fish fed the CON diet showed the highest weight, with no significant difference between the experimental diets. The crude protein content was higher in fish fed TRO and INS diets, while the highest crude fat value was observed in the CON diet. Fish fed IBE and INS diets demonstrated high digestibility, and except for the essential amino acid methionine (Met), retention efficiency showed no statistics differences. IBE had the highest hydrolysis rate among the diets. Despite significant differences in diet, gilthead sea bream maintained a typically healthy liver morphology. However, fish fed TRO and INS diets showed shorter measurements in the distal intestine. In conclusion, the complete replacement of fish meal with organic materials, including rainbow trout byproducts, Iberian pork byproducts, and insect meal, offers several benefits in terms of digestibility, histology, and growth performance, promoting sustainable and healthy aquaculture practices. The third study aimed to evaluate the feasibility of using various organic proteins in the diet of European sea bass. Juvenile sea b / The first author was supported by a complete grant from the Ministry of Higher Education of the Arab Republic of Egypt and the research project had been developed with the collaboration of the Biodiversity Foundation (Spanish Ministry for Ecological Transition and the Demographic Challenge), through the Pleamar Program, co-financed by the European Maritime and Fisheries Fund (EMFF). / Tefal, EHT. (2024). Evaluation of Organic Plant and Animal Ingredients for Fish Feeding [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203838 / Compendio

[ES] Un uso indiscriminado de los plásticos ha dado lugar a una crisis medioambiental de proporciones significativas. La lenta degradación y alta persistencia de estos materiales en el medio ambiente han ocasionado la acumulación de residuos plásticos en los océanos y en entornos naturales. Este fenómeno plantea desafíos urgentes y ha impulsado un intenso interés en la búsqueda de soluciones sostenibles para abordar esta problemática. Este contexto brinda el escenario ideal para la investigación propuesta en esta tesis doctoral, titulada "Revalorización de Subproductos procedentes de la semilla de cáñamo (Cannabis sativa) para la obtención de biomateriales respetuosos con el medio ambiente". La semilla de cáñamo, con sus notables propiedades y componentes naturales, se presenta como un recurso prometedor para la creación de biomateriales que aborden los desafíos ambientales derivados del uso excesivo de plásticos. Esta tesis se adentrará en la exploración de métodos y técnicas para la extracción y transformación de subproductos de la semilla de cáñamo, con el objetivo de obtener biomateriales innovadores y sostenibles. La semilla de cáñamo posee un destacado potencial en el ámbito de los biopolímeros gracias a su rico contenido de ácidos grasos poliinsaturados. Además, la harina de semilla de cáñamo incluye una composición rica en proteínas, carbohidratos y residuos lignocelulósicos. Estos elementos constituyen los bloques de construcción fundamentales para la creación de biopolímeros naturales y biodegradables, lo que abre una vía hacia una alternativa más sostenible en comparación con los polímeros sintéticos convencionales. El aprovechamiento de la semilla de cáñamo en la producción de biopolímeros se presenta como una estrategia prometedora en la búsqueda de soluciones amigables con el medio ambiente en el campo de los materiales. La tesis doctoral actual se enfoca en la evaluación de la viabilidad de utilizar la semilla de cáñamo como una fuente renovable y funcional en la esfera de los biopolímeros. Este proyecto de investigación aborda un proceso de extracción que busca evaluar la posibilidad de efectuar modificaciones químicas en los ácidos grasos poliinsaturados contenidos en el aceite de cáñamo. La obtención del aceite de semilla de cáñamo maleinizado (ACM) tras realizar la modificación química mencionada, permite la implementación de este como plastificante de origen biológico en biopolímeros que, por naturaleza, suelen ser rígidos y quebradizos, como el PLA (ácido poliláctico). Además, el ACM puede desempeñar un papel como compatibilizante en la interacción entre las moléculas apolares, que conforman las matrices poliméricas, y las cargas lignocelulósicas, como la harina de cáñamo, que se introducen con el propósito de reducir el impacto ambiental y potenciar la revalorización de subproductos derivados de la semilla de cáñamo. De igual manera, puede actuar como compatibilizante entre polímeros que son parcialmente inmiscibles entre ellos, como puede ser la mezcla del PLA y del TPS (almidón termoplástico). De igual manera que se ha llevado a cabo la obtención del ACM, y se ha utilizado como plastificante y compatibilizante en mezclas de polímeros, también se ha desarrollado un aceite epoxidado de cáñamo (ACE). Gracias a la obtención de este nuevo aceite modificado químicamente se ha podido llegar a desarrollar una resina termoestable basada al 100% en ACE como base de la resina epoxi y el ACM como endurecedor bio en la mezcla resultante. Finalmente, cabe destacar que las investigaciones realizadas en el marco de esta tesis doctoral han representado un valioso enfoque en la utilización de la semilla de cáñamo como una fuente de materia prima sostenible en la creación de compuestos activos destinados a la industria de los biopolímeros. Por esto, se han desarrollado nuevos compatibilizantes y plastificantes gracias a la obtención del ACM y del ACE, la utilización de la harina de semilla de cáñamo en matrices poliméricas. / [CA] Un ús indiscriminat dels plàstics ha provocat una crisi ambiental de dimensions significatives. La lenta degradació i l'alta persistència d'aquests materials en el medi ambient han ocasionat l'acumulació de residus plàstics en els oceans i en entorns naturals. Aquest fenomen planteja reptes urgents i ha impulsat un intens interès en la recerca de solucions sostenibles per abordar aquesta problemàtica. Aquest context proporciona l'escenari ideal per a la investigació proposada en aquesta tesi doctoral, titulada "Revalorització de Subproductes procedents de la llavor de cànem (Cannabis sativa) per a l'obtenció de biomaterials respectuosos amb el medi ambient". La llavor de cànem, amb les seues notables propietats i components naturals, es presenta com una font prometedora per a la creació de biomaterials que aborden els reptes ambientals derivats de l'ús excessiu de plàstics. Aquesta tesi s'endinsarà en l'exploració de mètodes i tècniques per a l'extracció i transformació de subproductes de la llavor de cànem, amb l'objectiu d'obtenir biomaterials innovadors i sostenibles. La llavor de cànem posseeix un destacat potencial en l'àmbit dels biopolímers gràcies al seu ric contingut d'àcids grassos poliinsaturats. A més, la farina de llavor de cànem inclou una composició rica en proteïnes, carbohidrats i residus lignocel·lulòsics. Aquests elements constitueixen els blocs de construcció fonamentals per a la creació de biopolímers naturals i biodegradables, obrint una via cap a una alternativa més sostenible en comparació amb els polímers sintètics convencionals. L'aprofitament de la llavor de cànem en la producció de biopolímers es presenta com una estratègia prometedora en la recerca de solucions amigables amb el medi ambient en el camp dels materials. La tesi doctoral actual se centra en l'avaluació de la viabilitat d'utilitzar la llavor de cànem com a font renovable i funcional en l'esfera dels biopolímers. Aquest projecte de recerca aborda un procés d'extracció que busca avaluar la possibilitat de realitzar modificacions químiques en els àcids grassos poliinsaturats continguts en l'oli de cànem. L'obtenció de l'oli de llavor de cànem maleïnit (ACM) després de realitzar la modificació química esmentada, permet la seua implementació com a plastificant d'origen biològic en biopolímers que, per naturalesa, solen ser rígids i trencadissos, com l'àcid polilàctic (PLA). A més, el ACM pot jugar un paper com a compatibilitzant en la interacció entre les molècules apolars, que conformen les matrius polimèriques, i les càrregues lignocel·lulòsiques, com la farina de cànem, que s'introdueixen amb el propòsit de reduir l'impacte ambiental i potenciar la revalorització de subproductes derivats de la llavor de cànem. De la mateixa manera, pot actuar com a compatibilitzant entre polímers que són parcialment inmiscibles entre ells, com pot ser la barreja del PLA i del TPS (almidó termoplàstic). De la mateixa manera que s'ha dut a terme l'obtenció del ACM, i s'ha utilitzat com a plastificant i compatibilitzant en mesclades de polímers, també s'ha desenvolupat un oli epoxidat de cànem (ACE). Gràcies a l'obtenció d'aquest nou oli modificat químicament s'ha pogut arribar a desenvolupar una resina termoestable basada al 100% en ACE com a base de la resina epoxi i el ACM com a endureixedor biològic en la mescla resultant. Finalment, cal destacar que les investigacions realitzades en el marc d'aquesta tesi doctoral han representat un valuós enfocament en la utilització de la llavor de cànem com a font de matèria primera sostenible en la creació de compostos actius destinats a la indústria dels biopolímers. Per això, s'han desenvolupat nous compatibilitzants i plastificants gràcies a l'obtenció del ACM i de l'ACE, la utilització de la farina de llavor de cànem en matrius polimèriques i, finalment, l'obtenció d'una resina epoxi que es troba 100% desenvolupada amb subproductes de la llavor de cànem. / [EN] Indiscriminate use of plastics has led to a significant environmental crisis. The slow degradation and high persistence of these materials in the environment have resulted in the accumulation of plastic waste in oceans and natural settings. This phenomenon poses urgent challenges and has spurred intense interest in finding sustainable solutions to address this issue. This context provides the ideal backdrop for the research proposed in this doctoral thesis, "Valorization of Byproducts from Hemp Seeds (Cannabis sativa) for the Production of Environmentally Friendly Biomaterials." With their remarkable properties and natural components, hemp seeds emerge as a promising resource for creating biomaterials that address environmental challenges stemming from excessive plastic use. This thesis will delve into the exploration of methods and techniques for the extraction and transformation of hemp seed byproducts, with the aim of producing innovative and sustainable biomaterials. Hemp seeds hold significant potential in biopolymers due to their rich content of polyunsaturated fatty acids. Furthermore, hemp seed meal includes a composition rich in proteins, carbohydrates, and lignocellulosic residues. These elements constitute the fundamental building blocks for creating natural and biodegradable biopolymers, paving the way for a more sustainable alternative than conventional synthetic polymers. Leveraging hemp seeds in biopolymer production presents a promising strategy for eco friendly material solutions. The current doctoral thesis focuses on evaluating the feasibility of using hemp seeds as a renewable and functional source in the field of biopolymers. This research project encompasses an extraction process that aims to assess the possibility of making chemical modifications to the polyunsaturated fatty acids found in hemp oil. The production of maleinized hemp seed oil (ACM) after the mentioned chemical modification allows its implementation as a biological plasticizer in biopolymers, which tend to be naturally rigid and brittle, such as polylactic acid (PLA). Additionally, ACM can act as a compatibilizer in the interaction between nonpolar molecules, forming the polymeric matrices, and lignocellulosic fillers, such as hemp seed meal, introduced to reduce environmental impact and enhance the valorization of hemp seed byproducts. It can also act as a compatibilizer between partially immiscible polymers, such as the blend of PLA and thermoplastic starch (TPS). Similarly, to the development of ACM for use as a plasticizer and compatibilizer in polymer blends, an epoxidized hemp oil (ACE) has been developed. This chemically modified oil's acquisition led to the creation of a 100% ACE-based thermosetting resin as the foundation of epoxy resin, with ACM serving as a bio-based hardener in the resulting mixture. Finally, it is worth noting that the research conducted within the framework of this doctoral thesis has represented a valuable approach to utilizing hemp seeds as a source of sustainable raw materials in the creation of active compounds for the biopolymer industry. This has led to the development of new compatibilizers and plasticizers through the acquisition of ACM and ACE, the use of hemp seed meal in polymeric matrices, and, lastly, the production of an epoxy resin entirely derived from hemp seed byproducts. / Lerma Cantó, A. (2024). Revalorización de subproductos procedentes de la semilla del cáñamo (Cannabis sativa) para la obtención de biomateriales respetuosos con el medio ambiente [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205829