Группа биохимической трансформации органических отходов и микробиологического производства

В настоящий момент контроль за отходами и побочными органическими продуктами является большой проблемой. Более того, считается, что к 2100 году количество органических отходов в мире будет утроено. Следовательно, трансформация органических отходов с помощью экономически эффективных методов в биомассу, биоэнергию и другие ценные конечные продукты способствует приобретению доступного производства в контексте циркулярной экономики и решению экологической проблемы переработки отходов.   

Основной целью данной исследовательской группы является описание/анализ биохимических процессов темного брожения микробов в процессе усвоения некоторых органических отходов, которые есть в РА, и их редокс-потенциала для усовершенствования производства биомассы, биоэнергии (биоэлектричества) и других конечных продуктов (биоводорода, этанола, бутанола, органических кислот и др.).  

Для культивирования микробов используются отходы на лигноцеллюлозной основе (кухонные отходы, отходы пива, вина, производства алкоголя и отходы для консервирования) и отходы от производства молочных продуктов. Они проходят предварительную переработку с помощью физико-химических и биологических методов. Исследования проводятся с использованием ряда микробов биотехнологического значения (Escherichia coli, Cupriavidus necator, Clostridium sp., Saccharomyces cerevisiae и др.). Синтез и активность ферментов в основном зависят от различных факторов среды (pH, ОВП, состав среды и др.), следовательно, использование органических отходов требует детального проектирования процесса для усовершенствования производства биомассы бактерий и конечных продуктов. Для совершенствования и улучшения микробного брожения конечных продуктов группа изучает биоэнергетические критерии и активность ключевых ферментов микробов в разных условиях.   

Проводится отбор окисляющих анодных катализаторов-H2, получение/изоляция микробной биомассы и гидрогеназных ферментов от отходов и исследование механизмов получения биоэлектричества в микробных водородных топливных элементах.

Партнеры

Группа сотрудничает со следующими учреждениями:

• Национальная академия наук Беларуси, Минск, Беларусь,

• Университет Франш-Конте в Бургундии, Дижон, Франция,

• Берлинский технический университет, Берлин, Германия,

• Гданьский политехнический университет, Гданьск, Польша,

• Технический университет Гамбурга, Германия,

• Галле-Виттенбергский университет имени Мартина Лютера, Галле, Германия, 

• Казахский агротехнический университет имени С. Сейфуллина, Астана, Казахстан,

• Государственный университет Пенсильвании, Пенсильвания, США, 

• Институт физиологии имени Л.А. Орбели НАН РА,

• НПЦ «Армбиотехнология» НАН РА,

• Институт биохимии имени Г. Бунятяна НАН РА,

• Институт молекулярной биологии НАН РА,

• Армянский национальный аграрный университет, Ереван. 

Сотрудники

1. Анна Аршаковна Поладян

2. Анаит Веллеровна Василян  

3. Лусине Грагатовна Багдасарян

4. Мери Кареновна Искандарян 

5. Офеля Левоновна Карапетян 

6. Рима Арутиковна Аветисян

7. Анна Геворговна Галстян 

Топ-5 публикаций («Scopus», «Web of Science» 2020-2025)

1. Meri Iskandaryan, Lusine Baghdasaryan, Ela Minasyan, Karen Trchounian, Garabed Antranikian, Anna Poladyan. A novel, cost-effective approach for the production of hydrogenase enzymes and molecular hydrogen from recycled whey-based by-products. International Journal of Hydrogen Energy, 2025. (Q1, Impact factor 8.1).

2. Torgom Seferyan, Lusine Baghdasaryan, Meri Iskandaryan, Karen Trchounian, Anna Poladyan*, Development of an H2 fuel cell electrochemical system powered by Escherichia coli cells, Electrochemistry Communications, 2024, 165, 107746. (Q1)

3. Tatev Manutsyan, Syuzanna Blbulyan, Anait Vassilian, Tatiana Semashko, Gayane Kirakosyan, Lilit Gabrielyan, Karen Trchounian, Anna Poladyan*, Gold nanoparticles activate hydrogenase synthesis and improve heterotrophic growth of Ralstonia eutropha H16. FEMS Microbiology Letters, 2024. (Q2)

4. Anna Poladyan*, Karen Trchounian, Ani Paloyan, Ela Minasyan, Hayarpi Aghekyan, Meri Iskandaryan, Lev Khoyetsyan, Sargis Aghayan, Avetis Tsaturyan, Garabed Antranikian, The Valorization of Whey-based Side-streams for Microbial Biomass, Molecular Hydrogen, and Hydrogenase Enzyme Production, Applied Microbiology and Biotechnology, 2023, 107 (14), 4683-4696, 10.1007/s00253-023-12609-x.  (Q1)

5. Meri Iskandaryan, Syuzanna Blbulyan, Mayramik Sahakyan, Anait Vassilian, Karen Trchounian, Anna Poladyan*, L-Amino acids Affect the Hydrogenase Activity and Growth of Ralstonia eutropha H16, AMB Express, 2023, 13 (1), 10.1186/s13568-023-01535-w.  (Q2)