Η παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία εξετάζει την αξιοποίηση των γαλακτοκομικών αποβλήτων, και ειδικότερα του τυρογάλακτος, ως υπόστρωμα για τη βιοτεχνολογική παραγωγή ρεσβερατρόλης, εντάσσοντας την προσέγγιση αυτή στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας και των σύγχρονων πολιτικών βιώσιμης διαχείρισης. Το τυρόγαλο αποτελεί ένα από τα πιο ρυπογόνα παραπροϊόντα της γαλακτοβιομηχανίας, με υψηλό οργανικό φορτίο, αλλά ταυτόχρονα διαθέτει σημαντική θρεπτική αξία και μεγάλη περιεκτικότητα σε λακτόζη, στοιχεία που το καθιστούν ιδανικό υπόστρωμα για μικροβιακές διεργασίες. Σκοπός της εργασίας είναι η διερεύνηση των διαθέσιμων τεχνολογικών επιλογών, των βιομηχανικών εφαρμογών και της οικονομικής–περιβαλλοντικής βιωσιμότητας μιας ολοκληρωμένης διαδικασίας παραγωγής ρεσβερατρόλης από τυρόγαλο.

Η μεθοδολογική προσέγγιση βασίστηκε σε εκτεταμένη βιβλιογραφική ανασκόπηση πρόσφατων ερευνών (2015–2024), με έμφαση σε βιοδιεργασίες υψηλής προστιθέμενης αξίας, βιομετατροπές λακτόζης μέσω ζυμώσεων, γενετικά τροποποιημένους μικροοργανισμούς και τεχνολογίες καθαρισμού/ανάκτησης βιοδραστικών μορίων. Παράλληλα, αξιολογήθηκαν οι πολιτικές της ΕΕ (Green Deal, CEAP 2020) και σύγχρονα μοντέλα κυκλικών βιοδιεργασιών, ώστε να αποτιμηθεί ο ρόλος της προτεινόμενης τεχνολογικής αλυσίδας σε ευρύτερο πλαίσιο βιωσιμότητας.

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης καταδεικνύουν ότι ο ορός του γάλακτος μπορεί να αποτελέσει αποδοτικό και χαμηλού κόστους υπόστρωμα για μικροβιακή παραγωγή ρεσβερατρόλης, ιδίως όταν χρησιμοποιούνται ενισχυμένα στελέχη Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica ή βακτηριακά συστήματα με τροποποιημένες φαινολικές οδούς. Η τεχνολογική σκοπιμότητα υποστηρίζεται από σημαντική μείωση του οργανικού ρυπαντικού φορτίου και παράλληλη παραγωγή ενός υψηλής αξίας βιοδραστικού μορίου με φαρμακευτικές, καλλυντικές και διατροφικές εφαρμογές. Η συγκριτική ανάλυση κύκλου ζωής (LCA) και η προκαταρκτική οικονομική αποτίμηση δείχνουν θετικές προοπτικές, υπό την προϋπόθεση βελτιστοποίησης των ζυμωτικών συνθηκών και μείωσης του ενεργειακού κόστους των διεργασιών καθαρισμού.

Συμπερασματικά, η βιοτεχνολογική παραγωγή ρεσβερατρόλης από τυρόγαλο μπορεί να αποτελέσει μια ρεαλιστική, περιβαλλοντικά συμβατή και οικονομικά ελκυστική πρακτική για τη γαλακτοβιομηχανία. Η εργασία αναδεικνύει τις βασικές τεχνολογικές προκλήσεις, προτείνει βελτιστοποιήσεις και υπογραμμίζει τον ρόλο τέτοιων καινοτόμων διεργασιών ως θεμέλιο για ένα πιο βιώσιμο και κυκλικό αγροδιατροφικό σύστημα.

This MSc Thesis investigates the potential of dairy industry by-products, particularly whey, as a substrate for the biotechnological production of resveratrol within the broader framework of circular economy and sustainable waste management. Whey is one of the most pollution-intensive residues generated by dairy processing due to its high organic load, yet it is also rich in nutrients and lactose, making it an ideal feedstock for microbial bioprocesses. The aim of this study is to examine available technological routes, industrial applications, and the environmental–economic viability of an integrated process for resveratrol production from whey.

The methodology is based on an extensive literature review of recent studies (2015–2024) focusing on high-value bioprocesses, lactose bioconversion via fermentation, genetically engineered microorganisms, and downstream purification of bioactive compounds. European policy frameworks, including the Green Deal and the Circular Economy Action Plan (CEAP 2020), were also evaluated to contextualize the proposed approach within current sustainability standards and regulatory directions.

Findings indicate that whey is a promising and cost-effective substrate for microbial resveratrol biosynthesis, especially when enhanced strains of Saccharomyces cerevisiae, Yarrowia lipolytica, or engineered bacterial systems are employed. Technological feasibility is supported by the simultaneous reduction of environmental pollution and the production of a high-value bioactive molecule with pharmaceutical, cosmetic, and nutraceutical applications. Indicative life-cycle assessment and techno-economic analysis demonstrate positive prospects, provided that fermentation conditions are optimized and energy demands for downstream processing are minimized.

Overall, this thesis highlights the potential of resveratrol production from whey as a sustainable, circular, and economically attractive solution for the dairy sector. It identifies key technological barriers, suggests targeted process improvements, and emphasizes the importance of integrating innovative bioprocesses into modern agri-food value chains. The study ultimately contributes to the ongoing scientific and industrial discourse on transforming waste streams into valuable bioproducts, aligning with global efforts toward greener and more resilient production systems.