Tesis por compendio / [ES] La presente tesis doctoral presentaba como principal objetivo contribuir al conocimiento sobre estrategias de alimentación y técnicas de producción que puedan mejorar la sostenibilidad del sector acuícola a través de un enfoque multidisciplinar, evaluando el crecimiento, la salud y la calidad sensorial de los peces, así como la producción de especies vegetales. También se evaluó El impacto ambiental de las diferentes propuestas mediante el análisis del Ciclo de Vida (LCA) como parte de la discusión general de la tesis. El primer estudio evaluó el efecto de la sustitución de diferentes niveles de aceite de pescado (FO) por aceites vegetales en piensos para la seriola mediterránea (Seriola dumerili, Risso, 1810) en el perfil de ácidos grasos (FA) de diferentes tejidos. El perfíl de FA de la grasa visceral, hígado, músculo rojo y blanco cambiaron cuando se modificó la fuente lipídica en el pienso, mientras que el perfíl de FA del tejido cerebro fue bastante resistente a su alteración por los cambios en la dieta. Estos nuevos datos podrían ayudar a evaluar si las funciones fisiológicas claves se conservan cuando los peces son alimentan con dietas con niveles bajos de FO, así como para definir las necesidades de FA en la dieta de la S. dumerili para mejorar la sostenibilidad de la producción y el bienestar de los peces. El segundo estudio evaluó los efectos de un periodo de realimentación en la composición de ácidos grasos en el músculo de la seriola mediterránea. Después de 109 días durante los cuales los peces fueron alimentados con un pienso a base de aceite de pescado (FO 100) o un pienso (FO 0) en la que el FO fue sustituido completamente por aceites vegetales, todos los peces alimentados con la dieta FO 0 fueron sometidos a una realimentamentación con un pienso FO 100, durante 90 días. Un recebo de 90 días puede mejorar parcialmente el perfil de FA en los músculos de la seriola mediterránea previamente alimentada con dietas a base de aceite vegetal.El tercero estudio analizó los efectos de dos densidades de producción (baja - ALD, 3,81 kg m¿3 frente a alta - AHD, 7,26 kg m¿3) sobre el crecimiento, la salud y la calidad de la carne de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss, Walbaum 1792) así como el rendimiento y calidad microbiológica de la lechuga (Lactuca sativa, L.) producida en un sistema acuapónico de baja tecnología en comparación con el cultivo hidropónico (HYP). Las producciones de trucha arco iris y lechuga fueron exitosas en el sistema acuapónico probado, mientras que la densidad de población no afectó el crecimiento de los peces ni a la calidad de la carne. En el cuarto estudio se evaluó el efecto de la sustitución dietaria de la harina de pescado (FM) por harina de Hermetia illucens (Linnaeus, 1758), parcialmente desgrasada (HI) sobre el crecimiento, la digestibilidad del alimento, la morfología intestinal y la calidad del filete de la trucha arco iris producida en un sistema acuapónico de baja tecnología. El crecimiento de los peces y la calidad del filete no se vieron esencialmente afectados por la sustitución de harina de pescado al 25% con HI. Sin embargo, con una sustitución del 50%, se detectó ciertos efectos sobre la histología intestinal y el color del filete y las características nutricionales, que justifican una mayor investigación. en base a los resultados de esta tesis, los aceites vegetales y la harina de insecto son ingredientes alternativos prometedores para ser incluidos en las dietas de especies marinas y de agua dulce de alto valor económico. Sin embargo, las formulaciones futuras deberán centrarse no solo en las características nutricionales y el coste de los ingredientes, sino también en su impacto ambiental. La acuaponía es una técnica prometedora para la cría de especies de agua dulce de alto valor como la trucha arco iris. Además, la optimización de la densidad de producción de peces en acuaponía es un aspecto clave para obtener altos rendimientos y una buena calidad del producto. / [CA] La present tesi doctoral va tenir com a objectiu contribuir al coneixement sobre estratègies d'alimentació i tècniques de producció que puguin millorar la sostenibilitat del sector aqüícola a través d'un enfocament multidisciplinari, avaluant el creixement, la salut i la qualitat sensorial dels peixos, així com la producció de espècies vegetals. El impacte ambiental de les diferents propostes també es va avaluar mitjançant l'anàlisi de l'Cicle de Vida (LCA) com a part de la discussió general de la tesi. En el primer estudi es va avaluar la substitució de diferents nivells d'oli de peix per olis vegetals en pinsos per a la seriola Mediterrània (Seriola dumerili, Risso, 1810) en el perfil d'àcids grassos (FA) de diferents teixits. El segon estudi es van avaluar els efectes d'un període de realimentació en la composició d'àcids grassos en el múscul de la seriola mediterrània. Un rentat de 90 dies pot millorar parcialment el perfil de FA en els músculs de la seriola mediterrània prèviament alimentada amb dietes a base d'oli vegetal. El tercer estudi va estudiar els efectes de dues densitats de producció (baixa - ALD, 3,81 kg m-3 enfront de alta - AHD, 7,26 kg m-3) sobre el creixement, la salut i la qualitat de la carn de la truita (Oncorhynchus mykiss, Walbaum 1792) i el rendiment i qualitat microbiològica de l'enciam (Lactuca sativa, L.) produïda en un sistema aquapònic de baixa tecnologia en comparació amb el cultiu hidropònic (HYP). En conclusió, les produccions de truita i enciam van tindre èxit en el sistema aquapònic provat, mentre que la densitat de població no va afectar al creixement dels peixos ni a la qualitat de la carn. En el quart estudi es va avaluar l'efecte de la substitució dietària de la farina de peix amb farina de Hermetia illucens (Linnaeus, 1758), parcialment desgreixada (HI) sobre el creixement, la digestibilitat de l'aliment, la morfologia intestinal i la qualitat del filet de la truita produïda en un sistema aquapònic de baixa tecnologia, el creixement dels peixos i la qualitat de l'filet no es van veure essencialment afectats per la substitució de farina de peix al 25% amb HI, mentre que amb una substitució del 50%, es va detectar certs efectes sobre la histologia intestinal i el color del filet i les característiques nutricionals, que justifiquen una major investigació. En conclusió, en base als resultats d'aquesta tesi, els olis vegetals i la farina d'insecte són ingredients alternatius prometedors per a ser inclosos en les dietes d'espècies marines i d'aigua dolça d'alt valor econòmic. No obstant això, les formulacions futures hauran de centrar no només en les característiques nutricionals i el cost dels ingredients, sinó també en el seu impacte ambiental. La aquaponia és una tècnica prometedora per a la cria d'espècies d'aigua dolça d'alt valor com la truita. A més, l'optimització de la densitat de producció de peixos en aquaponia és un aspecte clau per obtenir alts rendiments i una bona qualitat del producte, al temps que es redueix l'impacte ambiental, assegurant la salut i el benestar dels peixos. / [EN] The present PhD thesis aimed at improving the knowledge on feeding strategies and rearing techniques that might improve the sustainability of the aquaculture sector through a multidisciplinary approach, evaluating fish growth performance, health and quality, and vegetable production. The environmental impact of the different solutions was also assessed using a Life Cycle Assessment (LCA) analysis as a part of thesis general discussion. The first contribution evaluated how replacing different levels of fish oil by vegetable oils in the diet of Mediterranean yellowtail, Seriola dumerili (Risso, 1810), affects the fatty acids (FA) signature, i.e. overall FA profile, in different tissues. The FA signatures of red and white muscle, liver, and visceral fat tissues changed when the dietary FA source changed, whereas FA signatures in the brain were rather robust to such dietary changes. The second contribution assessed the effects of a wash-out on the fatty acid composition in the muscles of Mediterranean yellowtail. A 90-d wash-out can partially improve the FA profile in muscles of Mediterranean yellowtail previously fed vegetable oil-based diets. The third contribution investigated the effects of two stocking densities (low - ALD, 3.81 kg m¿3 vs. high - AHD, 7.26 kg m¿3) on the growth, health, and flesh quality of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss, Walbaum 1792) and the yield and microbiological quality of lettuce (Lactuca sativa, L.) produced in a low-tech aquaponic system compared to hydroponic cultivation (HYP). Rainbow trout and lettuce productions were successful in the tested aquaponic system, whereas stocking density did not affect fish growth or flesh quality. The fourth contribution evaluated the effects of dietary substitution of fishmeal with partially defatted (Hermetia illucens, Linnaeus, 1758,) meal (HI) on the growth, feed digestibility, gut morphology, and fillet quality of rainbow trout reared in a low-tech aquaponic system fish growth and fillet quality were essentially unaffected by a 25% fish meal replacement with HI, whereas at a replacement rate of 50%, certain effects on gut histology and fillet colour and nutritional characteristics were detected, which warrant further investigation. In conclusion, based on the results of the present thesis, vegetable oils and insect meal are promising alternative ingredients to be included in diets for high-value marine and freshwater carnivorous species. Nevertheless, future aquafeed formulations will be required to focus not only on the nutritional characteristics and costs of the ingredients but also on their environmental impact. Aquaponics is a promising technique to be used for rearing high-value freshwater species such as rainbow trout. Furthermore, the optimization of fish stocking density in aquaponics is a key aspect to obtain high product yields and quality, reducing the environmental impact as well as assuring fish health and welfare. / Thesis written with the financial contribution of ECCEAQUA project (MIUR; CUP: C26C18000030004) / Bordignon, F. (2022). Feeding Strategies and Rearing Techniques for a Sustainable Aquaculture [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180851 / TESIS / Compendio

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