【摘 要】生物化工產(chǎn)業(yè)已被國家列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。目前我國已形成了現(xiàn)代生物工業(yè)產(chǎn)業(yè)群，生物技術廣泛應用于國民經(jīng)濟各個領域，帶來了極大的產(chǎn)業(yè)價值。

【關鍵詞】生物化工 現(xiàn)狀 應用

生物化工是生物技術與化學工程相結合的產(chǎn)物，它既是生物技術的一個重要組成部分，又是化學工程的一個分支學科。生物學定律在化工專業(yè)中的正確應用形成了生化學科，其任務是把生命科學的發(fā)現(xiàn)轉化為實際的產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)，以滿足社會的需要。隨著生命科學的迅速發(fā)展，越來越多的生物高技術產(chǎn)品需要用高效的加工技術進行工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，才能在產(chǎn)品質量高、成本低、時間短的激烈競爭中立于不敗之地，所以近年來生物化工發(fā)展非常迅速。生物化工技術是我國化工行業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)方式變革、產(chǎn)品結構調整與清潔高效制造的有效手段。隨著當今科技的高速發(fā)展，我國加大了對生物化工技術領域的科研投入，在生物催化劑定向改造、規(guī)?；纳锎呋夹g系統(tǒng)、生物材料和生物能源等領域取得重要成果。生物化工產(chǎn)業(yè)對于促進工業(yè)技術進步和產(chǎn)業(yè)調整、促進綠色化學工業(yè)的發(fā)展起著至關重要的作用。

一、生物化工的發(fā)展現(xiàn)狀

近十年來，世界生物技術迅速發(fā)展促使生化領域取得了許多重大科技成果。生物化工行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，已形成了一個完整的工業(yè)體系，整個行業(yè)也出現(xiàn)了一些新的發(fā)展態(tài)勢，最早主要是生產(chǎn)抗生素；隨后，是為舀體激素、氨基酸發(fā)酵的生物轉化、維生素的生物法生產(chǎn)、單細胞蛋白生產(chǎn)及淀粉糖生產(chǎn)等工業(yè)化服務。自20世紀80年代起，隨著現(xiàn)代生物技術的興起，生物化工利用動植物細胞、重組微生物大規(guī)模培養(yǎng)等手段生產(chǎn)藥用疫苗、蛋白、多肽等。而且，生物化工的應用已涉及到人民生活的方方面面，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、醫(yī)藥衛(wèi)生、化輕原料生產(chǎn)、食品、資源和能源的開發(fā)等各領域。隨著生物化工上游技術——生物工程技術的進步以及化學工程、生物信息學和信息技術等學科技術的發(fā)展，生物化工將迎來又一個嶄新的發(fā)展時期。在能源方面有纖維素發(fā)酵連續(xù)制造乙醇已成功；在農(nóng)藥方面有許多新型農(nóng)藥不斷生產(chǎn)；還有用微生物生產(chǎn)的高性能液晶、高性能膜、生物可降解塑料等技術不斷成熟。

我國的生物技術在20世紀70年代中期開始走步，已經(jīng)走過40多年的歷程。國內許多研究單位相繼開展細胞工程、基因工程、酶工程和發(fā)酵工程的研究，為我國生物技術的發(fā)展奠定了基礎。這個階段我國生物技術發(fā)展的特點是全面學習，跟蹤國外；發(fā)展水平以基因工程為例，還處于“國外材料，國內組裝”階段。近年來，由于生物技術的快速發(fā)展，使得我國生物學工程的發(fā)展也在不斷向前，并已有一定的基礎。目前，我國已形成了醫(yī)藥、保健、農(nóng)藥、食品與飼料、海洋生物技術等上、中、下游結合，門類齊全的生物技術研究、開發(fā)、生產(chǎn)體系，生物技術產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模。近幾年，國家發(fā)改委支持籌建了生物技術下游國家重點實驗室，國家科技部組建了數(shù)個國家生物化工研究開發(fā)中心，這些均為我國生物化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件。目前我國現(xiàn)代生物工業(yè)產(chǎn)業(yè)群已經(jīng)形成，生物塑料、生物能源、生物基化工材料等產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。

二、生物化工的發(fā)展特點

生物化工是生物技術的重要分支。與傳統(tǒng)化學工業(yè)相比，生物化工具有一些突出特點：

一是主要以可再生資源作原料，不依賴地球上的有限資源，而注重再生資源的利用。玉米作為目前生物加工最好的再生資源將發(fā)揮越來越重要的作用。目前，國外玉米化工利用開發(fā)的重點是：以玉米淀粉糖為原料，采用發(fā)酵工藝生產(chǎn) 3-羥基丙酸，進一步發(fā)展丙烯酸和丙二醇；同樣以發(fā)酵方法生產(chǎn)丁二酸，進而發(fā)展丁二醇和四氫呋喃等產(chǎn)品，為工程塑料和特種纖維氨綸提供原料。

二是在常溫常壓下生產(chǎn)，反應條件溫和，一般為常壓、常溫、能耗低、選擇性好、效率高的生產(chǎn)過程；可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；

三是可解決一般技術和傳統(tǒng)方法不能解決的問題，能生產(chǎn)目前不能生產(chǎn)的或用化學法生產(chǎn)較困難的性能優(yōu)異的新產(chǎn)品。

由于具有上述優(yōu)勢，生物化工已成為化工領域重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。生物化工已成為一項重要的化學工業(yè)技術，是生物技術產(chǎn)業(yè)化的關鍵，也是化學化工技術的主要前沿領域。

三、生物化工的主要應用領域

各種新興的生物技術已被廣泛地應用于制藥業(yè)、農(nóng)業(yè)、精細化工、資源的開發(fā)利用、環(huán)境保護、生物加工等行業(yè)，并對其他相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。傳統(tǒng)的生物技術正在被改造，新興的生物技術產(chǎn)業(yè)的規(guī)模在不斷擴大。

（一）現(xiàn)代生物制藥

生物化工在藥物的研制方面也有很大的成就，天然藥物資源的自然生產(chǎn)是很有限的，而利用生物化工生產(chǎn)的天然資源則能滿足人們的需求，生產(chǎn)的可控制性是其很大的優(yōu)勢，可適時地提高資源的品質，使藥物優(yōu)化，所以這項技術具有很大前景?，F(xiàn)在是生物技術的新時代，細胞生物學、分子生物學、免疫學、生物化學、遺傳學以及信息技術等學科的迅速發(fā)展，正在改變藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)進程，使制藥工業(yè)發(fā)生了重大變革，并為開發(fā)新藥、征服疾病開辟了新路徑。目前有60%以上的生物技術成果集中應用于制藥工業(yè)，使生物制藥成為最活躍、進展最快的產(chǎn)業(yè)之一。把生物工程技術應用到藥物制造的過程稱為生物制藥。例如研究人血液代用品的關鍵是如何取代血液中紅細胞輸送氧的功能。

總之，生物制藥是一種技術含量高、知識密集、多學科互相滲透、高度綜合的新興產(chǎn)業(yè)。它的應用擴大了疑難病癥的研究領域，有效控制了威脅人類生命健康的重病，從而有力地改善人們的健康狀況。

（二）精細化工中的生物技術

精細化工已成為世界化學工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一，也是化學工業(yè)激烈競爭的焦點之一。生物技術在精細化工中的應用及快速發(fā)展已成為世界各國化學工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向之一，在開發(fā)新資源、新材料與新能源方面有著廣闊的前景。然而在我國由于生物化工和精細化工的起步較晚，發(fā)展速度比較緩慢，與發(fā)達國家仍有相當?shù)牟罹?，特別是在工業(yè)化生產(chǎn)階段有一定的距離，因此需要進一步挖掘生物技術在精細化工生產(chǎn)中的應用潛力，確定開發(fā)重點，結合生物化工和精細化工的特點，在高新技術的基礎上實現(xiàn)生產(chǎn)的規(guī)?；彤a(chǎn)品的系列化。精細化工發(fā)展的戰(zhàn)略目標是高科技領域的開發(fā)研究世界各國現(xiàn)在都在大力發(fā)展精細化工，已使整個化學工業(yè)向高精尖方向取得了較大的進步。目前生物技術已在精細化工的多個領域開發(fā)成功，如表面活性劑、食品添加劑、飼料添加劑、水處理劑、醫(yī)藥中間體等，可替代原有的化學合成精細產(chǎn)品，既有益于人體的健康，又保護了自然環(huán)境?？梢哉f，為了提高人類生活質量，保護環(huán)境，延長生命，生物技術在精細化工中的開發(fā)、應用的前景是無限廣闊的。

我國環(huán)境問題嚴重，具有良好化學工程背景和生物技術知識的生物化工研究人員，在廢物循環(huán)利用、減少廢物排放方面將發(fā)揮重要的作用。其中要特別指出的是循環(huán)的廢物實際上是一種可再生資源，對其綜合利用甚至可以生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，但這方面的工作僅僅是開始，難度很大但意義重大。

（三）生物石油化工

石油作為優(yōu)質能源和寶貴的化工原料，其本身就是一種特殊的生物產(chǎn)品。隨著生物技術的迅速發(fā)展和地球上石油變?yōu)榫o缺資源，生物技術和石油的關系也越來越密切。生物技術與石油化工結合形成生物石油化工。利用生物技術，特別是酶工程和發(fā)酵工程技術，開發(fā)利用石油、天然氣資源，為解決目前世界面臨的三大危機開辟新的道路。生物技術是當今迅速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，而微生物技術更是生物技術中極為重要的一塊，在各個領域有著很大的作用。石油工業(yè)也影響著整個世界工業(yè)的發(fā)展，而微生物技術作為一項新興技術，人們開始關注并將微生物技術引入石油工業(yè)，以求更好地發(fā)展石油工業(yè)。為了提高勘探的準確性，在傳統(tǒng)勘探方法的基礎上，引入了微生物勘探石油的新技術，這是一種依靠地表微生物進行油氣勘探的技術。在底土中存在著能利用氣態(tài)烴為碳源的微生物，這些微生物在土壤中的含量和在底土中的烴濃度存在某種對應的關系，因此可用這些微生物作為勘探地下油氣田的指標菌。另外，在石油煉制中，生物技術可用于石油的脫蠟、脫硫和脫氮等精制過程，原油硫含量的持續(xù)上升和環(huán)保法規(guī)的日益嚴格推動了石油生物脫硫的研究，為提高油品質量，微生物在煉油工業(yè)中應用也越來越多。在石油生產(chǎn)、儲運、煉制加工過程中石油及石油制品的泄露及溢出是不可避免的，這將對水源和土壤造成嚴重的污染。因此，對環(huán)境進行保護，防止和治理污染就特別重要。

總之，生物化工技術的發(fā)展將廣泛應用于國民經(jīng)濟的生物和化工生產(chǎn)領域，帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。尤其生物學定律在化工技術中的應用為化工發(fā)展注入了新的活力，今后生物化工技術在高技術的生物醫(yī)學與醫(yī)藥、石油化工生物技術、清潔新能源、可再生資源等生物化工技術與環(huán)境方面將會有很大發(fā)展。

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