Біотехнологія виробництва біоцементу для використання в будівництві та геотехніці розробляється як альтернатива традиційному цементу. Основою біоцементації є мікробно-ініційоване осадження карбонату кальцію, яке складається з двох головних стадій: адсорбції клітин уреаза-продукувальних бактерій на частинках піску й ензиматичного гідролізу сечовини за наявності іонів кальцію, який супроводжується утворенням кристалів карбонату кальцію. Показано, що обробка піску катіонами кальцію, алюмінію або заліза підвищує адсорбцію бактеріальних клітин на зернах піску від 29 до 37 % у порівнянні з необробленим піском і надає можливість скоротити час, потрібний для досягнення 100 % адсорбції клітин, у 3 рази.

Біоцемент розглядається як замінник традиційного цементу при укріпленні та гідроізоляції грунту чи тріщин у бетоні. Основою біоцементації є мікробноіндуковане осадження кальцію, що відбувається за наявності розчиненого хлориду кальцію, сечовини та суспендованих клітин уреазопродукуючих бактерій чи ферменту уреази та супроводжується утворюванням значної кількості аміаку, а також іонів амонію та гідроксиду, через що рН навколишнього середовища підвищується до 8,5 - 9,0. Більш екологічно безпечним є альтернативний процес біоцементації, який комбінує осадження струвіту та карбонату кальцію за кислого рН і запобігає утворенню вільного амонію та вивільненню аміаку в атмосферу. Для здійснення цього процесу потрібна уреаза, яка була б активною в кислому середовищі та синтезувалася біобезпечними мікроорганізмами. Пошук продуцентів кислої уреази проводили серед молочнокислих бактерій (МКБ) молочнокислих закваскок, які є біобезпечними біологічними агентами для широкомасштабного використання біоцементації. МКБ вирощували на відносно дешевих середовищах на основі сухого знежиреного молока або капустяного бульйону. За результатами попереднього скринінгу можливими продуцентами фермента уреази серед досліджених зразків препаратів МКБ можуть бути Lactobacillus reuteri (препарат "BioGaia") та Streptococcus thermophilus (препарат "Оптілакт Плюс"). Подальша перевірка властивостей відібраних МКБ підтвердила можливість їх застосування для отримання уреаз, які були б активними у середовищі з кислим рН. Синтез кислих уреаз МКБ L. reuteri та S. thermophilus відбувався як на середовищі, що було виготовлене на основі сухого знежиреного молока, так і на основі капустяного бульйону.

Розроблено наукові засади біотехнології виробництва та використання біоцементу на основі уреаза-продукуючих бактерій, які утворюють кристали карбонату кальцію в розчині солі кальцію і сечовини. Обґрунтовано використання безпечних чистих культур уреаза-продукуючих, галотолерантних та апкалофільних штамів бактерій Bacillus sp. VS1 і Yaniella sp. VS8 як інокуляту під час виробництва бактеріальної біомаси для біоцементації. Розроблено наступні біотехнології мікробної біоцементації: формування міцного біоцементованого шару з товщиною в кілька міліметрів; формування біоцементованого шару товщиною декілька сантиметрів; біоцементація всього об'єму пористого матеріалу методом перколяції чи інжекції; біоцементація із заміною іонів кальцію на іони двовалентного заліза, які утворюються залізо-відновлювальними бактеріями з гематиту дешевої залізної руди; послідовна денітрифікація та фіксація пухирців утвореного біогазу в порах піску шляхом карбонатної біоцементації. Показано в лабораторних і пілотних дослідженнях, що біоцементація може знайти застосування для герметизації ставків і водоізоляції звалищ твердих відходів у піщаному ґрунті, для боротьби з вітровою та водною ерозію ґрунтів, для іммобілізації хімічних і бактеріологічних забруднювачів ґрунту, для покриття твердих матеріалів шаром кальциту, для гідроізоляції тріщин у камені та попередження міграції забруднювачів від сховищ твердих відходів у ґрунтову та поверхневу воду. Зазначено, що проведені дослідження відкривають шляхи розвитку і практичного використання нової біотехнологічної дисципліни - біотехнології біоцементаційних матеріалів і процесів.