工业生物技术的研究现状与发展趋势.doc

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1、1100700310材料化学系赵丽宸生物技术在化学工业中的研究现状与发展趋势来源：化工学报近年來，随着基因组学、蛋白质组学等生物技术的E速发展，人人地推动了工业生物技术的基础研究和应用研究。人们普遍认为工业生物技术将是生物技术革命的第三次浪潮。世界经合组织(OECD)指出：“工业生物技术是工业可持续发展最有希望的技术,。引言以催化为核心的化学工业是世界上最大的基础产业之一，2001年全世界化学工业的产值大约为1.6万亿美元左右。屮国的化学工业2002年产值大约为0.96万亿元左右。化学工业的特点是以不可再生的

2、化石资源(石汕、煤炭、天然气筹)为原料，以化学催化剂为手段,实现物质转化。在19〜20世纪以不对再生的化冇资源为经济基础的近代工业文明取得了辉煌的成就，而进入21世纪，而对化石资源不断枯竭、环境污染日益加剧的严重局而。一方面化石资源在地球上储量是有限的，现已逐步走向衰竭。可开采石汕储量仅可供人类使用大约50年，天然气75年，煤炭200〜300年。另一•方面，目前地球所面临的环境危机直接或间接与化石燃料的加工和使用有关。如化石燃料燃烧后放出大量CO2、SOx、NOx等，被认为是形成局部环境污染、产生酸雨以及温室

3、气体等环境问题的根源。人类面临着前所未有的生存与发展的危机。因此，目前化学工业的生产模式必须要进行彻底的变革，转向以生物可再生资源为原料，生物可再生能源为能源，环境友好、过程髙效的新一代物质加工模式。其核心技术是工业生物技术。近年来，随着基因组学、蛋白质组学等生物技术的飞速发展，人大地推动了工业生物技术的基础研究和应用研究。人们普遍认为工业生物技术将是生物技术革命的第三次浪潮。世界经合组织(OECD)指出：“工业生物技术是工业可持续发展最有希望的技术二本文就工业生物技术研究的最新进展和发展趋势作-综述和介绍。

4、1工业生物技术的新崛起工业生物技术是以微生物或酶为催化剂进行物质转化，人规模生产人类所需的化学品、医药、能源、材料等，是解决人类日前而临的资源、能源及环境危机的有效手段。它为医药生物技术捉供下游支撑，为农业生物技术提供后加工手段。以生物催化与生物转化为核心的工业生物技术是生物技术革命的第三个浪潮，是“21世纪化学工业的基本工具”。20世纪后叶，由于分子生物学的突破性成就，生物技术为医药、农业和工业领域带來了革命性的飞跃。1982年重组人胰岛索上〕”，标志着医药生物技术(redbiotechnology)的巨人

5、成就；1996年转基因大豆、玉米、汕菜相继上市，标志着农业生物技术(greenbiotechnology)的巨人成就；2000年聚乳酸上市，标志着丁一业生物技术(whitebiotechnology)的巨人成就。人类基因组学及相关研究有力推动了医药生物技术的发展，动植物基因组学及相关研究白力推动了农业生物技术的发展，微生物基因组学及相关研究有力地推动了工业生物技术的发展。需要特别指岀的是，微生物物种巨人的多样性及其基因改造的巨人潜力，将其与精妙现代工程技术结合，为人类提供了新的巨人机遇，工业生物技术的发展前景

6、十分诱人。近年來，随着基因组学、蛋白质组学等生物技术的飞速发展，人人地推动了工业生物技术的基础研究和应用研究。人们普遍认为工业生物技术将是生物技术革命的笫三次浪潮。世界经合组织（OECD）指出：“丁业生物技术是丁•业可持续发展最有希望的技术二工业生物技术的核心是生物催化。生物催化剂与普通化学催化剂（通常为强酸和强碱等）相比，具有以下特点：（1）催化效率的高效性。每公斤天冬氨酸转就酶可以催化生产本身质量100000倍的天冬氨酸。（2）专一性强。酶只选择催化某种反应并获得特定的产物，所以其位点专-•性、化学专一性

7、和立体专一性强，原子经济性好.生物催化法可以完成辎醇化合物的C・11位拜基化反应，而化学催化法则儿乎无法完成。生物催化法可高效地生产人量的光学活性化合物，一般而言，其原子经济性远大于化学催化法。（3）环境友好。生物催化剂（酶与微生物）的本质是蛋H质，在使用后可方便地被消除。反应条件温和，一般在常温常压卜进行，其能耗和水耗低，可大大降低化冇能源和水资源的消耗，减少了温室气体的排放。因此生物催化技术具有过程髙效（物耗低，原子经济性高）、反应温和（能耗低）、与环境友好（污染小）的特点，是绿色化学与绿色化工发展的重要

8、趋势之一。工业生物技术应用于大规模化学品生产已初见端倪，如农用化学品、精细化学品、犬宗化学品、药物及高分子材料等领域。有人预测，21世纪将是工业生物技术崛起的新纪元。屮国也十分重视工业生物技术的发展。国家屮长期科学与技术规划屮将工业生物技术列为重点研究的领域。国家重人基础研究计划（973计划）将生物催化项目立项。国家高技术研究计划（863计划）屮增列T业生物技术专题。我国工业生物技术产业发展也较快。