[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. El tomate (Solanum lycopersicum) es mundialmente reconocido como el segundo cultivo hortícola más importante y un componente fundamental de la dieta Mediterránea. Según el World Processing Tomato Council, cada año se procesan más de 130 millones de toneladas de tomate en el mundo, generando unos 8 millones de toneladas de subproductos. Sin embargo, estos subproductos, principalmente cáscaras y semillas, siguen siendo ricos en valiosos compuestos bioactivos como carotenoides, fenoles y vitaminas. Entre ellos, el licopeno es el antioxidante predominante, y representa el 80-90% del contenido total de pigmentos en los tomates maduros. Los estudios han demostrado una fuerte relación entre los carotenoides de la dieta, especialmente el licopeno, y la reducción del riesgo de carcinogénesis y enfermedades cardiovasculares. El objetivo de esta Tesis Doctoral es la revalorización sostenible de los subproductos del procesado del tomate extrayendo los nutracéuticos clave, principalmente carotenoides, y su incorporación en nuevos alimentos funcionales, como purés y bebidas vegetales para untar, mediante tecnologías verdes de extracción y procesado. La investigación comenzó con la caracterización de los subproductos del tomate para determinar sus perfiles fitoquímicos y de carotenoides, centrándose en compuestos como α-caroteno, β-caroteno, licopeno, luteína, zeaxantina y β-criptoxantina, utilizando técnicas analíticas avanzadas como U-HPLC y espectrofotometría. Posteriormente, se optimizó la extracción mediante ultrasonidos y acelerada por solventes para mejorar el rendimiento y preservar la integridad de los compuestos. Los resultados mostraron que los subproductos del tomate son ricos en polifenoles, β-caroteno y licopeno. La optimización mediante la metodología de superficie de respuesta reveló que los mayores rendimientos de carotenoides (licopeno: 2.586 mg/kg; Σβ- caroteno: 161 mg/kg) se produjeron a 45ºC, 82% de amplitud y 23-28 minutos. La microencapsulación con maltodextrina, inulina y su combinación mejoró la estabilidad, y los encapsulados por extracción asistida con ultrasonidos retuvieron hasta 775 mg/kg de licopeno en comparación con los 218 mg/kg de la extracción mediante solventes acelerados. Éstos se incorporaron a un puré de aguacate procesado mediante alta presión hidrostática, produciendo una pasta para untar microbiológicamente estable durante 3 semanas a 4ºC sin apenas cambios de color y con alto contenido en fenoles (>1,5 g GAE/kg) y carotenoides (>1,2 mg/kg). Asimismo, las bebidas a base de pepino enriquecidas con encapsulados de β-caroteno mostraron una capacidad antioxidante y un contenido en carotenoides estables (9-13 g/L), un pH reducido, un aumento de los sólidos solubles totales y seguridad microbiana durante 28 días bajo alta presión hidrostática. Los resultados de esta investigación doctoral confirman la viabilidad de la transformación de subproductos del tomate en ingredientes bioactivos de alto valor que pueden mejorar el perfil nutricional, la vida útil y el impacto en la salud de los productos alimentarios de nueva generación en consonancia con los objetivos de sostenibilidad.