BR24992914 «Комплексные биотехнологические решения для производства продуктов с добавленной стоимостью, направленные на повышение ценности лигноцеллюлозных побочных продуктов»

В рамках разработки высокоэффективных и экологичных методов предварительной обработки крупномасштабных лигноцеллюлозных вторичных продуктов, ориентированных на производство продуктов с добавленной стоимостью:

- Установлены оптимальные параметры технологического режима по извлечению органических веществ, в том числе сбраживаемых сахаров для производства молекулярного водорода;

- Усовершенствована технологическая схема получения молекулярного водорода из лигноцеллюлозного вторичного сырья;

- Усовершенствованы методы по извлечению органических веществ, в том числе сбраживаемых сахаров.

1) Основной подход заключается в низкоконцентрированном кислотном гидролизе, дополненный механическим разделением (центрифугирование 7500g, 15мин), фильтрацией и контролируемым разбавлением гидролизатов (0-, 2-, 5-, 10-кратное) с последующей стерилизацией (120–121 °C, 20 мин).

2) Разработанные режимы гидролиза позволяют обеспечить селективное расщепление гемицеллюлозы и частичную деструкцию лигнина при сохранении целлюлозы, что подтверждено анализами состава гидролизатов.

3) Овощные отходы и фруктовые кожуры демонстрируют более высокую доступность редуцирующих сахаров.

Баядилова А.А., Абдилова Г.Б., Бекбаев К.С., Төлеуғазықызы А., Амирханов Ш.А. Методы экстракции ценных компонентов из виноградных выжимок. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2025;(2(18)):177-185.

https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-2(18)-21,

Опубликовано: 27 июня 2025 г.

https://drive.google.com/file/d/1rkhL_BJ_Aq89Km83ZoR1RZbI0tbA0UO9/view?usp=drive_link] по сравнению с кофейными отходами за счёт меньшего содержания фенольных ингибиторов

[https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.122068]. Разбавление 2–5-кратное эффективно нейтрализует остаточную кислотность (pH > 5,5), предотвращая ингибирование микробных продуцентов (E. coli, Clostridium spp., S. cerevisiae).

Установлены эффективные условия и параметры для предварительной обработки и ферментации образцов крупнотоннажных лигноцеллюлозных побочных продуктов и отходов производства и потребления в зависимости от их структурных характеристик и потенциала для производства продуктов с добавленной стоимостью (ферментируемых сахаров, биоводорода, биометана, биоэтанола, биобутанола, биомассы и т. д.) с использованием различных видов и штаммов микроорганизмов на основе анализа формирования промежуточных и конечных продуктов (сбраживаемых сахаров, фурановых и фенольных соединений, органических кислот, химической потребности в кислороде, общих и летучих твердых веществ и др.) на этапах гидролиза и анаэробного сбраживания.

1) В результате проведенных исследований по микробному синтезу биоводорода из рапсовой соломы с использованием штамма Escherichia coli BW25113 установлены оптимальные параметры процесса [https://drive.google.com/file/d/1wsX1A7mOt0kCIlG_T2XC5afYTRJ6oRKj/view?usp=drive_link].

1) На основании полученных результатов разработаны технологические инструкции -стандарты организации НАО «Шәкәрім Университет» на биоводород, получаемый методом темновой ферментации из субстратов на основе пшеничной (СТ НАО 130840007973-1-10-2025) [https://drive.google.com/file/d/1kpqu3j8mN4yeFpmGf2VKrQRpm6HYRULk/view?usp=drive_link] и рапсовой соломы (СТ НАО 130840007973-2-10-2025) [https://drive.google.com/file/d/1MRaatz5yYyEqYXhE-kiL7inl8bGEk4Kd/view?usp=drive_link] с использованием водород-продуцирующих бактерий, предназначенный для применения в пищевой промышленности в качестве упаковочного газа (E949).

Опубликованы семь статьи в рецензируемых научных журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus:

1. Vanyan L., Toleugazykyzy A., Yegizbay K., Daniyarova A., Zuloyan L., Mikoyan G., Vassilian A., Poladyan A., Bekbayev K., Trchounian K. Microbial Valorization of Sunflower Husk for Sustainable Biohydrogen and Biomass Production // Energies. – 2025. – Т. 18. – № 14. – С. 3885. – https://doi.org/10.3390/en18143885 Процентиль – 64, Q3

Опубликовано: июль, 2025 г.

2. Avetisyan R., Petrosyan H., Toleugazykyzy A., Bolkenov B., Bekbayeva R., Bekbayev K., Trchounian K., Poladyan A. Conversion of spent coffee grounds into bioenergy and biomass using Clostridium species: A sustainable pathway for renewable energy // Industrial Crops & Products. – 2025. – Vol. 236. – Article 122068. – https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.122068 Процентиль - 92, Q1

Опубликовано: 11 октября, 2025 г.

3. Toleugazykyzy A., Bekbayev K., Bolkenov B., Alwazeer D., Rskeldiyev B., Kuterbekov K., Bekmyrza K., Kabyshev A., Kubenova M., Opakhai S. Comprehensive Review of Recent Trends in the Use of Deep Eutectic Solvents for the Valorization of Secondary Lignocellulosic Biomass // Sustainability - 2025, 17(21), 9492; https://doi.org/10.3390/su17219492

Процентиль - 86, Q2

Опубликовано: 24 октября, 2025 г.

4. Trchounian K., Shirvanyan A., Daniyarova A., Vassilian A., Poladayan A., Kumar G., Orynbekov D., Bekbayev K. Biomass and bioethanol production from pretreated mixed fruit peel hydrolysate using Saccharomyces cerevisiae strains at different pH and oxygen conditions. BMC Biotechnol 25, 136 (2025). https://doi.org/10.1186/s12896-025-01074-1

Процентиль - 65, Q2

Опубликовано: 09 December 2025

5. Karaogul E., Al Çiçek S., Uğurtay A., Engin T., Çiğdem A., Alwazeer D., Bayadilova A., Bekbayeva R., Orynbekov D., Bekbayev K. Optimizing supercritical CO₂ extraction of phytochemicals from grape peels using response surface technology: Modeling, characterization, and antioxidant potential. Applied Food Research 6(1), 101579 (2026).

https://doi.org/10.1016/j.afres.2025.101579

Процентиль - 90, Q1

Опубликовано: 10 December 2025

6. Engin T., Karaogul E., Al Çiçek S., Çiğdem A., Alwazeer D., Bekbayev K., Abdilova G., Bolkenov B. Recovery of phytochemicals from cimin black grape seeds with sub/super-critical carbon dioxide extraction. The Journal of Supercritical Fluids 232, 106894 (2026).

https://doi.org/10.1016/j.supflu.2026.106894

Процентиль - 92, Q1

Опубликовано: 14 January 2026

7. Alwazeer D., Karaogul E., Al Çiçek S., Ugurtay A., Çiğdem A., Engin T., Bekbayev K., Abdilova G., Bolkenov B., Orynbekov D. A Novel Hydrogen-incorporated Carbon Dioxide Supercritical System for Extracting Phytochemicals from Grape Peels: Response Surface Methodology–Based Modeling and Optimization. Results in Engineering 109142 (2026).

https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.109142

Процентиль - 75, Q2

Опубликовано: 14 January 2026

Опубликованы шесть статьи в рецензируемых отечественных научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных КОКСНВО:

1. Тлевлесова Д.А., Болкенов Б.Т., Бекбаева Р.С., Бекбаев К.С., Даниярова А.Е. Влияние предварительной обработки пивной дробины на параметры ферментации и продукцию водорода // Химические технологии. – 2025. – № 1 (162). – С. 116–127. – https://doi.org/10.55956/VMBN7659

Опубликовано: 30 сентября, 2025 г.

2. Баядилова А.А., Абдилова Г.Б., Бекбаев К.С., Төлеуғазықызы А., Амирханов Ш.А. Жүзім сығындысынан бағалы компоненттерді экстракциялау әдістері // Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. – 2025. – № 2 (18). - С. 177-185. – https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-2(18)-21

Опубликовано: 27 июня 2025 г.

3. Тлевлесова Д.А., Болкенов Б.Т., Бекбаева Р.С., Бекбаев К.С., Даниярова А.Е. Влияние предварительной обработки пивной дробины на параметры ферментации и продукцию водорода // Химические технологии. – 2025. – № 1 (162). – С. 116–127. – https://doi.org/10.55956/VMBN7659

Опубликовано: 30 сентября 2025 г.

4. Ергазиева Г.Е., Мамбетова М.М., Бекбаев К.С., Төлеуғазықызы А., Даниярова А.Е. Анализ текущего состояния и технологий конверсии лигноцеллюлозных материалов // Институт проблем горения. Горение и плазмохимия. – 2024. – Т. 22. – № 4. – С. 343–362. – https://doi.org/10.18321/cpc22(4)343-362

Опубликовано: 24 декабря 2024 г.

5. A.A.Melissova, A.D.Daiyrbekova, M.Zh. Nurbekova, A.R. Okassov, B.T. Bolkenov, K.S. Bekbayev, Application of molecular hydrogen in food production and preservation: curren trends and future prospects (a review) // Vestnik KazUTB https://doi.org/10.58805/kazutb.v.4.29-1200

Опубликовано: 29 декабря 2025 г.

6. A.E. Daniyarova, K.S. Bekbayev, A. Toleugazykyzy, Zh. Kalibekkyzy, K.P. Moldakashev, Inhibitors of lignocellulosic biomass: mechanisms of action and impact on the efficiency of biological hydrogen production (review) // Вестник Университета Шакарима. Технические науки. – 2025. – № 4(20). – С. 455–466. – DOI: 10.53360/2788-7995-2025-4(20)-54.

Опубликовано: 14 ноябрь 2025 г.

Опубликованы два тезиса в материалах международной научной конференции.

1. Mikoyan G., Vanyan L., Baichiyeva K., Yegizbay K., Bekbayev K., Trchounian K. Growth and Hydrogen Production of Escherichia Coli BW25113 in Mixtures of Sugar Beet Pulp and Sugar Beet Molasses // Journal of the Institute of Science and Engineering for Environmental Solutions (JISEES). – 2025. – Vol. 1. – Special Issue 1. – P. 68.

https://doi.org/10.46991/JISEES.2025.SI1.068 Опубликовано: 21 октября, 2025 г.

2. Toleugazykyzy A., Daniyarova A., Bekbayev K., Xu M., Liu Y., Liao W. Sugar Beet Residue Valorization Through Anaerobic Digestion for Hydrogen and Methane Generation // Journal of the Institute of Science and Engineering for Environmental Solutions (JISEES). – 2025. – Vol. 1. – Special Issue 1. – P. 162. https://doi.org/10.46991/JISEES.2025.SI1.162 Опубликовано: 21 октября, 2025 г.

Получены два патента на полезные модели:

1. Бекбаев К.С., Төлеуғазықызы А., Даниярова А.Е., Бекбаева Р.С., Есенгалиулы Н. Способ ферментации органического материала с получением биогаза // Патент Республики Казахстан на полезную модель № 11141 https://drive.google.com/file/d/1rkhL_BJ_Aq89Km83ZoR1RZbI0tbA0UO9/view?usp=drive_link

2. Бекбаев К.С., Төлеуғазықызы А., Болкенов Б.Т., Бекбаева Р.С., Баядилова А.А. Способ получения экстракта из растительного сырья // Патент Республики Казахстан на полезную модель № 11184 https://drive.google.com/file/d/1rkhL_BJ_Aq89Km83ZoR1RZbI0tbA0UO9/view?usp=drive_link

Разработаны 2 стандарта организации проведений эскпериментов:

1. Биоводород из субстрата на основе пшеничной соломы СТ НАО 130840007973-1-10-2025, [https://drive.google.com/file/d/1kpqu3j8mN4yeFpmGf2VKrQRpm6HYRULk/view?usp=drive_link]

2. Биоводород из субстрата на основе соломы рапса (СТ НАО 130840007973-2-10-2025) [https://drive.google.com/file/d/1MRaatz5yYyEqYXhE-kiL7inl8bGEk4Kd/view?usp=drive_link]

В 2025 году подготовлены и успешно защищены 5 (пять) магистерских диссертаций в рамках НТП:

1. Болгазы Айым Берикқызы:

• С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық зерттеу университеті, 7М07201 – Тамақ өнімдерінің технологиясы,

https://drive.google.com/file/d/1J7YVA3Ut0JsREsuoNyC0OnCRPJa4h_mc/view?usp=drive_link

• Northwest A&F University, Biology and Medicine Food Engineering, https://drive.google.com/file/d/1Iw_SoWtCxohO5nS3xZGtGAb1pmAznJ-0/view?usp=drive_link

2. Меңдыбаева Аяжан Нурлановна - С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық зерттеу университеті, 7М07201 – Тамақ өнімдерінің технологиясы,

https://drive.google.com/file/d/14PbeQvnAVSXocCiZ02QccB4TstEg1UrZ/view?usp=drive_link

3. Жумагалиева Айнажан Қайырболатқызы - С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық зерттеу университеті, 7М07201 – Тамақ өнімдерінің технологиясы,

https://drive.google.com/file/d/1BorDcfgPbTZJjiiSAkyMQVPPh146Ni3_/view?usp=drive_link

4. Қабылбек Ақбөпе Әлімбекқызы – Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, 7М01503 Химия, https://drive.google.com/file/d/1UrIZXqOhLdQqzQrwGNSYTAKBHy6uc0PX/view?usp=drive_link

5. Жугинис Бекмұхамет Абылқасымұлы - Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, 7М01503 Химия,

https://drive.google.com/file/d/1F_6hJWKJ_2BgDVTNJ_q2fl08xhD45C3q/view?usp=drive_link