{"id":15617,"date":"2026-06-01T07:22:28","date_gmt":"2026-06-01T07:22:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/elisavet-syropoulou\/"},"modified":"2026-06-01T07:22:36","modified_gmt":"2026-06-01T07:22:36","slug":"elisavet-syropoulou","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/elisavet-syropoulou\/","title":{"rendered":"Elisavet Syropoulou"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":15618,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-15617","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"What the Fish Leave Behind","samenvatting":"In de afgelopen jaren heeft de sector voor aquacultuurvoeders beperkingen in de beschikbaarheid van grondstoffen aangepakt door de voedingsingredi\u00ebnten te diversifi\u00ebren, waaronder bijproducten uit andere industrie\u00ebn (bijv. brouwerijresten, garnalendoppen, bijproducten van gevogelte) en ingredi\u00ebnten afgeleid van soorten met een laag trofisch niveau (bijv. insecten, zeewier). De opname van dergelijke ingredi\u00ebnten verhoogt vaak het koolhydraatgehalte in de voeding, wat de verteerbaarheid van het voer kan verminderen. Als gevolg hiervan kan de groei van de vis in het gedrang komen en kunnen de fecale uitscheidingen toenemen. Deze effecten zijn met name relevant in recirculerende aquacultuursystemen (RAS), waar waterhergebruik leidt tot de retentie van visafval binnen de kweekomgeving. Ophoping van vast afval kan het welzijn van de vis aantasten door de kieuwen te verstoppen en het voedingsgedrag te veranderen, maar verhoogt ook de microbi\u00eble belasting van het systeem door een verbeterde heterotrofe groei op een overmaat aan organische koolstof. Dit kan de verspreiding van opportunistische, pathogene bacteri\u00ebn bevorderen en autotrofe microbi\u00eble gemeenschappen verstoren die essenti\u00eble biologische filtratieprocessen ondersteunen, zoals nitrificatie. Daarom is het van cruciaal belang om di\u00ebten te identificeren die de productie van fecaal afval minimaliseren of feces genereren die effici\u00ebnt kunnen worden verwijderd via eenvoudige mechanische filtratiemethoden, gebaseerd op hun bezinkingseigenschappen en deeltjesgrootte. Verwijderd fecaal afval kan vervolgens worden gewaardeerd via circulaire praktijken (bijv. anaerobe vergisting, denitrificatie), waardoor duurzaam hergebruik van hulpbronnen wordt bevorderd, mits fecale koolstof biologisch beschikbaar is voor vervolgprocessen. In deze context was dit project gericht op het beoordelen van de impact van verschillende voedingsingredi\u00ebnten op vis- en systeemprestaties, waarbij mariene carnivore soorten (bijv. Europese zeebaars, goudbrasem) werden gebruikt als diermodellen vanwege hun beperkte vermogen om koolhydraten te benutten.\n\nHoofdstuk 1 geeft een overzicht van de huidige status van de aquacultuurvoeding en productiesystemen en schetst toekomstige trends. Het benadrukt dat van aquavoeders wordt verwacht dat ze in toenemende mate alternatieven voor vismeel zullen bevatten, gedreven door vismeeltekorten en een groeiende vraag naar voer. Er wordt ook voorspeld dat de productie in RAS zal toenemen, met name in kwekerijactiviteiten, om de productie-effici\u00ebntie te verbeteren en te voldoen aan wettelijke en ruimtelijke beperkingen. Ten slotte wordt de \"Vis-Voer-Systeem\"-as besproken, waarbij de nadruk wordt gelegd op de onderlinge relaties tussen de componenten en belangrijke kennislacunes worden ge\u00efdentificeerd.\n\nIn Hoofdstuk 2 werden opkomende koolhydraatrijke ingredi\u00ebnten in een percentage van 15% opgenomen in het dieet van de Europese zeebaars (Dicentrarchus labrax) en beperkt gevoerd om de effecten van de dieetsamenstelling op de verteerbaarheid van voedingsstoffen en de afvalproductie te evalueren. De resultaten toonden aan dat de verteerbaarheid van zetmeel afnam bij een toenemend gehalte aan zetmeel in de voeding, terwijl de verteerbaarheid van niet-zetmeelpolysacchariden (NSP) varieerde met de bron van het ingredi\u00ebnt. Een hoger gehalte aan koolhydraten in de voeding, met name NSP's, verhoogde de productie van fecaal afval als gevolg van hun slechte verteerbaarheid. Verhoogde niveaus van zowel zetmeel als NSP's verminderden de effici\u00ebntie van fecale verwijdering via bezinking, wat leidde tot een grotere ophoping van vaste stoffen in RAS, waarbij zetmeel een sterker effect uitoefende. De lagere bezinkingscapaciteit van feces was waarschijnlijk gekoppeld aan door de voeding veroorzaakte veranderingen in de fecale samenstelling. Over het geheel genomen benadrukken deze bevindingen het belang van het balanceren van koolhydraatniveaus en -typen in aquavoeders en bieden ze richtlijnen voor de selectie van ingredi\u00ebnten in RAS-voeders.\n\nHoofdstuk 3 onderzoekt de valorisatie van bezonken fecaal afval via anaerobe vergisting, waarbij fecale koolstof wordt omgezet in gemakkelijk bruikbare koolstofvormen, zoals organische zuren, die vervolgprocessen kunnen ondersteunen (bijv. denitrificatie). Er wordt specifiek onderzocht hoe de fecale samenstelling, be\u00efnvloed door het dieet, de productie van organische zuren be\u00efnvloedt. De resultaten toonden aan dat feces met een lager koolhydraatgehalte leidde tot hogere hoeveelheden organische zuren gedurende 14 dagen anaerobe vergisting en meer fermentatie-eindproducten opleverde, zoals acetaat. Hoewel het type organische zuren afhing van de fecale samenstelling, bleef de algehele microbi\u00eble gemeenschap die de vergisting aanstuurde vergelijkbaar tussen de verschillende dieetbehandelingen. Stikstof en fosfor kwamen ook vrij tijdens de vergisting, maar hun vrijkoming was onafhankelijk van de fecale samenstelling. Concluderend suggereren deze resultaten dat feces met een lager koolhydraatgehalte een hogere fermenteerbaarheid en dus biologische beschikbaarheid van koolstof hebben, waardoor ze potentieel betere kandidaten zijn als koolstofbronnen voor denitrificatie in RAS.\n\nHoofdstuk 4 test deze hypothese verder door fecaal afval te gebruiken als een directe koolstofbron voor denitrificatie in RAS. Om dit te bereiken, werden Europese zeebaarzen gevoerd met twee di\u00ebten die verschilden in ingredi\u00ebntsamenstelling en koolhydraatniveaus, maar die vergelijkbare hoeveelheden bezonken feces opleverden. De specifieke di\u00ebten werden geselecteerd omdat ze, zoals aangetoond in Hoofdstuk 3, feces produceerden die verschillende hoeveelheden en profielen van organische zuren genereerden onder kortstondige anaerobe vergisting. De bezonken feces werden continu toegevoerd aan denitrificatiereactoren die werden ingezet om opgehoopte stikstof uit het RAS te verwijderen. De denitrificatie gedurende de proef van zes weken varieerde niet tussen de fecale bronnen en werd aangestuurd door vergelijkbare microbi\u00eble gemeenschappen. Deze resultaten tonen aan dat, hoewel koolhydraatrijke feces minder fermenteerbaar zijn, ze denitrificatie evengoed kunnen ondersteunen wanneer de feces gedurende lange perioden in de reactoren worden vastgehouden.\n\nHoofdstuk 5 onderzoekt de effecten van het dieet op de vis in plaats van op de systeemprestaties. Goudbrasems (Sparus aurata) kregen twee di\u00ebten met vergelijkbare koolhydraatniveaus maar verschillende koolhydraattypes (zetmeel vs. NSP) in drie aquacultuursystemen met verschillende waterverversing: a) een doorstroomsysteem, b) een RAS met hoge waterverversing, en c) een systeem met lage waterverversing. De resultaten toonden aan dat, ongeacht het systeem, de vissen beter groeiden op het op zetmeel gebaseerde dieet. Deze hogere groeiprestaties gingen gepaard met veranderingen in de microbiota van de proximale darm, terwijl de microbiota van de distale darm, huid en kieuwen grotendeels onaangetast bleven. Daarentegen werd de huidmicrobiota sterk be\u00efnvloed door het systeem. Bovendien had het systeem ook invloed op de microbiota van de proximale darm, zij het in mindere mate dan het dieet. Over het geheel genomen benadrukken deze bevindingen dat zowel het dieet als de kweekomgeving de vismucosale microbiota vormen, maar de gelijkenis tussen vis-geassocieerde microbiota en systeem-geassocieerde microbiota (bijv. tankwater, tankbiofilm) bleef in alle systemen laag.\n\nIn Hoofdstuk 6 werd aangetoond dat systeem-geassocieerde microbiota, zoals tankbiofilms, zeer dynamisch zijn en in de loop van de tijd aanzienlijk veranderen. Omgevingscondities in verschillende systemen, waaronder temperatuur en zuurstof, gaven een sterke vorm aan de biofilm-gemeenschappen in de tanks. Het dieet had bovendien invloed op de biofilm-gemeenschap in de tanks, maar alleen bij een lage waterverversing en zonder selectief schadelijke microbi\u00eble taxa te bevorderen. Onder deze omstandigheden bevorderde de ophoping van voedingsstoffen, waaronder koolstof en stikstof, ook de groei van tankbiofilms, wat tot uiting kwam in een verhoogde microbi\u00eble abundantie. Dikke biofilms kunnen loslaten, waardoor mogelijk ongewenste bacteri\u00ebn worden overgedragen, zoals pathogenen en sulfideproducenten, die in de RAS-biofilms werden gedetecteerd. Deze bevindingen benadrukken het belang van het implementeren van passende strategie\u00ebn om microbi\u00eble groei op tankwanden te beheersen, inclusief gerichte reiniging of het gebruik van anti-aanslibbingsmaterialen.\n\nHoofdstuk 7 contextualiseert de belangrijkste bevindingen van elk onderzoeksstadium en vertaalt deze naar praktische aanbevelingen. Het beoordeelt de huidige RAS-voerformuleringen en de implicaties van de opname van koolhydraten in de voeding voor vis- en systeemprestaties, waarbij wordt benadrukt dat koolhydraatrijke di\u00ebten de stikstofuitscheiding kunnen verminderen maar het vaste afval kunnen verhogen. Het hoofdstuk verkent ook valorisatieroutes voor aquacultuurslib op basis van de samenstelling ervan, die in commerci\u00eble omgevingen niet alleen wordt be\u00efnvloed door de fecale samenstelling maar ook door voerverspilling. Specifiek wordt aangetoond dat koolhydraatrijke di\u00ebten het slibvolume en het koolhydraatgehalte verhogen, met name onder omstandigheden van beperkte verspilling, waardoor de koolstof in het slib geschikt is voor het ondersteunen van vervolgprocessen zoals biocharproductie, biogasopwekking of denitrificatie. Daarnaast is de chemische waterkwaliteit gekoppeld aan de microbi\u00eble waterkwaliteit, aangezien microbiota reageren op de input van voedingsstoffen. Het toont aan dat de microbi\u00eble activiteit toeneemt met de ophoping van organische koolstof, terwijl alfadiversiteit en microbi\u00eble samenstelling moeilijk te correleren zijn met organische koolstofniveaus. Ten slotte benadrukt het hoofdstuk hoe voeding de microbiota van vissen direct en indirect kan be\u00efnvloeden via het effect op de kweekomgeving, waardoor de noodzaak voor additieven zoals prebiotica mogelijk wordt verminderd.","summary":"In recent years, the aquafeed sector has addressed constraints in raw material availability by diversifying feed ingredients, including byproducts from other industries (e.g. brewery residues, shrimp shells, poultry byproducts) and ingredients derived from low-tropic species (e.g. insects, seaweeds). The inclusion of such ingredients often increases dietary carbohydrate content, which can reduce feed digestibility. Consequently, fish growth may be compromised and faecal excretions may increase. These effects are particularly relevant in recirculating aquaculture systems (RAS), where water reuse leads to the retention of fish waste within the rearing environment. Accumulation of solid waste can impair fish welfare by clogging gills and altering feeding behavior, and but also increase the system\u2019s microbial load due to enhanced heterotrophic growth on excess organic carbon. This may promote the proliferation of opportunistic, pathogenic bacteria and disrupt autotrophic microbial communities that support essential biological filtration processes, such as nitrification. Therefore, it is critical to identify diets that minimize faecal waste production or generate faeces that can be efficiently removed through simple mechanical filtration methods, based on their settling properties and particle size. Removed faecal waste may then be valorized through circular practices (e.g. anaerobic digestion, denitrification), promoting sustainable resource reuse, provided that faecal carbon is bioavailable for downstream processes. In this context, the present project aimed to assess the impact of different dietary ingredients on fish and system performance, using marine carnivorous species (i.e., European seabass, gilthead seabream) as animal models due to their limited ability to utilize carbohydrates.\n\nChapter 1 reviews the current status of aquaculture nutrition and production systems and outlines future trends. It highlights that aquafeeds are expected to increasingly incorporate ingredient alternatives to fish meal, driven by fish meal shortages and growing feed demand. RAS production is also predicted to expand, particularly in hatchery operations, to improve production efficiency and comply with regulatory and spatial constraints. Finally, the \u201cFish\u2013Feed\u2013System\u201d axis is discussed, emphasizing the interconnecting relationships among its components and identifying key knowledge gaps.\n\nIn Chapter 2, emerging carbohydrate-rich ingredients were included at 15% in European seabass (Dicentrarchus labrax) diets and fed restrictively to evaluate the effects of diet composition on nutrient digestibility and waste production. Results showed that starch digestibility decreased with increasing dietary starch levels, while non-starch polysaccharide (NSP) digestibility varied with ingredient source. Higher dietary carbohydrate content, particularly NSPs, increased faecal waste production due to their poor digestibility. Elevated levels of both starch and NSPs reduced faecal removal efficiency via settling, leading to greater solid accumulation in RAS, with starch exerting a stronger effect. The lower settling capacity of faeces was likely linked to diet-induced changes in faecal composition. Overall, these findings stress the importance of balancing carbohydrate levels and types in aquafeeds and provide guidance for ingredient selection in RAS feeds.\n\nChapter 3 investigates the valorization of settled faecal waste via anaerobic digestion, whereby faecal carbon is converted into readily utilizable carbon forms, like organic acids, that can support downstream processes (e.g., denitrification). It specifically examines how faecal composition, influenced by diet, affects organic acid production. Results showed that faeces with lower carbohydrate content led to higher amounts of organic acids over 14 days of anaerobic digestion and yielded more fermentation end products, such as acetate. While the type of organic acids depended on faecal composition, the overall microbial community driving digestion remained similar across dietary treatments. Nitrogen and phosphorus were also released during digestion, but their release was independent of faecal composition. Conclusively, these results suggest that faeces with lower carbohydrate content have higher fermentability and thus carbon bioavailability, making them potential better candidates as carbon sources for denitrification in RAS.\n\nChapter 4 further tests this hypothesis by using faecal waste as a direct carbon source for denitrification in RAS. To achieve this, European seabass were fed two diets differing in ingredient composition and carbohydrate levels, but yielding similar amounts of settled faeces. The specific diets were selected because, as shown in Chapter 3, they produced faeces that generated different amounts and profiles of organic acids under short-term anaerobic digestion. The settled faeces were continuously supplied to denitrification reactors which were employed to remove accumulated nitrogen from the RAS. Denitrification over the six-week trial did not vary between faecal sources and was driven by similar microbial communities. These results demonstrate that, although carbohydrate-rich faeces are less fermentable, they can equally support denitrification when faeces are retained in the reactors for long periods.\n\nChapter 5 examines the effects of diet on the fish rather than the system performance. Gilthead seabream (Sparus aurata) were fed two diets with similar carbohydrate levels but different carbohydrate types (starch vs. NSP) across three aquaculture systems with varying water refreshment: a) a flow-through system, b) a high water-refreshment RAS, and c) a low water-refreshment system. Results showed that, regardless of the system, fish grew better on the starch-based diet. This higher growth performance was accompanied by changes in the proximal gut microbiota, while the microbiota of the distal gut, skin, and gill remained largely unaffected. In contrast, skin microbiota were strongly affected by the system. In addition, system also influenced the proximal gut microbiota, however to a lesser extent than diet. Overall, these findings highlight that both diet and rearing environment shape fish mucosal microbiota, yet the similarity between fish associated microbiota and system-associated microbiota (e.g., tank water, tank biofilm) remained low across all systems.\n\nIn Chapter 6, system-associated microbiota, such as tank biofilms, were shown to be highly dynamic, changing significantly over time. Environmental conditions across systems, including temperature and oxygen, strongly shaped tank biofilm communities. Diet additionally influenced the tank biofilm community, but only under low water refreshment and without promoting specific microbial taxa. Under these conditions, nutrient accumulation, including carbon and nitrogen, also enhanced tank biofilm growth, as reflected by increased microbial abundance. Thick biofilms may slough off, potentially transferring undesirable bacteria, such as pathogens and sulfide producers, which were detected in the RAS biofilms. These findings highlight the importance of implementing appropriate strategies to manage microbial growth on tank walls, including targeted cleaning or use of anti-fouling materials.\n\nChapter 7 contextualizes the main findings from each research chapter and translates them into practical recommendations. It reviews current RAS feed formulations and the implications of dietary carbohydrate inclusion on fish and system performance, highlighting that carbohydrate-rich diets can reduce nitrogen excretions but increase solid waste. The chapter also explores valorization routes for aquaculture sludge based on its composition, which in commercial settings is influenced not only by faecal composition but also feed spillage. Specifically, it shows that carbohydrate-rich diets increase sludge volume and its carbohydrate content, particularly under conditions of limited spillage, making the sludge carbon suitable for supporting downstream processes such as biochar production, biogas generation, or denitrification. Additionally, chemical water quality is linked to microbial water quality, as microbiota respond to nutrient inputs. It demonstrates that microbial activity increases with organic carbon accumulation, while alpha diversity and microbial composition are difficult to correlate with organic carbon levels. Finally, the chapter highlights how diet can shape fish microbiota directly and indirectly through its effect on the rearing environment, potentially reducing the need for additives such as prebiotics.","auteur":"Elisavet Syropoulou","auteur_slug":"elisavet-syropoulou","publicatiedatum":"25 juni 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/elisavetsyropoulou?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/74dd9c4e-d252-409a-8d69-83b2923c5b25\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"18720","isbn":"978-94-6534-425-6","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Wageningen University","afbeeldingen":15619,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Wageningen University","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15617","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=15617"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15617\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":15620,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/15617\/revisions\/15620"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/15618"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=15617"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=15617"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}