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21世紀生物化工發展和對策

21世紀生物化工發展和對策

眾所周知,21世紀最具發展潛力的兩大產業是資訊科技(IT)和生物技術,21世紀生物化工發展及對策。資訊科技發展迅猛,並已滲透到社會生活的各個角落。有關資訊科技的報道——多媒體、網際網路、資訊全球化等,不但頻頻亮相於媒體,而且與我們的日常生活息息相關。而與IT的轟轟烈烈相比,生物技術看起來卻平平淡淡,雖然基因、克隆、人類基因組計劃、生物多樣性等字眼經常見諸報端,但離我們的生活似乎還很遙遠。所以,也有專家這樣評論:20世紀不是生物技術的世紀,而是生物工程蓄勢待發的世紀,21世紀才是生物工程的世紀。克隆羊多利的誕生,人類基因組90%測序工作的完成,歐美、日本等發達國家對生物技術產業投資的逐年加大,世界各大公司生命科學產業的合併浪潮一浪高過一浪,所有這一切,都使我們相信,21世紀的的確確是生物技術的時代。

生物化學工程(又叫生化工程或生物化工)是化學工程與生物技術相結合的產物。生物化工是生物技術的重要分支。與傳統化學工業相比,生物化工有某些突出特點:①主要以可再生資源作原料;②反應條件溫和,多為常溫、常壓、能耗低、選擇性好、效率高的生產過程;③環境汙染較少;④投資較小;⑤能生產目前不能生產的或用化學法生產較困難的效能優異的產品。由於這些特點,生物化工已成為化工領域重點發展的行業。

1. 世界生物化工行業的現狀

生物化工發展至今已經歷了半個多世紀,最早主要是生產抗生素;隨後,是為氨基酸發酵、舀體激素的生物轉化、維生素的生物法生產、單細胞蛋白生產及澱粉糖生產等工業化服務。自20世紀80年代起,隨著現代生物技術的興起,生物化工又利用重組微生物、動植物細胞大規模培養等手段生產藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等。而且,生物化工的應用已涉及到人民生活的方方面面,包括農業生產、化輕原料生產、醫藥衛生、食品、環境保護、資源和能源的開發等各領域,化學論文《21世紀生物化工發展及對策》。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、資訊科技(IT)和生物資訊學(bioinformatics)等學科技術的發展,生物化工將迎來又一個嶄新的發展時期。

生物化工行業經過50多年的發展,已形成了一個完整的工業體系,整個行業也出現了一些新的發展態勢。下面簡要描述生物化工行業的現狀。

1.1工業結構

由於生物化工涉及面廣,涉及的行業多,所以從事生物化工的企業較多。據報道,90年代中期,美國生物化工企業有:000多家,西歐有580多家,日本有300多家。近年來,雖然由於行業競爭日趨激烈,生物化工企業有較大幅度減少,但與生命科學(主要指醫藥和農業生化技術)諸侯割據的局面相比,生物化工行業依然是百花齊放,百家爭鳴。既有象諾華、捷利康等從事生命科學的世界性大公司,也有象DSM、諾和諾德等大型的精細化工公司,當然也有在某一方面有專長的小公司如Altus等。而且,由於世界大公司正把注意力向生命科學部分轉移,生物化工行業百花齊放的局面在很長一段時間內不會有什麼改變。

1.2產品結構

傳統的生物化工行業主要是指抗生素(如青黴素等)、食品(如酒精、味精等)等行業,而在目前,它已幾乎滲透到人民生活的各方面如醫藥、保健、農業、環境、能源、材料等。同時,生物化工產品也得到了極大的拓展:醫藥方面有各種新型抗生素、干擾素、胰島素、生長激素、各種生長因子、疫苗等;氨基酸和多肽方面有賴氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸等以及各種多肽;酶製劑有160多種,主要有糖化酶、澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、青黴素酶、過氧化氫酶等;生物農藥有Bt、春日黴素、多氧黴素、井崗黴素等;有機酸有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亞麻酸、透明質酸等。還有微生物法1,3.丙二醇、丙烯酞胺等。

目前,全球生物化工年銷售額在400億美元左右,每年約以7%~8%的速率增長。從產品結構來看,生物化工領域生產規模範圍極廣,市場年需求量僅為千克級的干擾素、促紅細胞生長素等昂貴產品(價格可達數萬美元/g)與年需求量逾萬噸的抗生素、酶、食品與飼料新增劑、日用與農業生化製品等低價位產品(部分價格不