探析生物化工的发展及其应用

勾丽莉 户延峰 闫世梁

【摘 要】当今，生物技术迅猛发展，在与之相关专业大融合的环境下，化学工艺有很多已经被生物化工技术所取代。有调查显示，生物化工产业是21世纪最热门的产业，也是最有发展前景的产业之一。生物化工产业是生物科学与化学工程技术的大融合，它们彼此依存，两种传统工艺的融合势必会有非同凡响的“化学反应”。生物化工技术已经不再只是用于生物、化工和制药领域，它还有更大的发展空间。

【关键词】生物化工；发展；作用

一、生物化工的发展前景

1.生物化工的发展状况

近年来社会讨论最多的莫过于能源问题，石油、煤炭等都是不可再生能源，一旦消耗殆尽就会影响人类的生活和社会发展，人们也致力于寻找新的能源。而生物能源恰好可以满足人们的需求，它可再生，对环境污染小，储藏量大。比如说，氢能储藏量大分布范围广，利用它解决能源短缺很有效；燃料酒精的开发很有价值，利用玉米等农作物提炼酒精作燃料，既环保又有发展空间。尤其近十年来，世界生化技术迅速发展促使生化领域取得了许多重大科技成果，主要表现在：一能源方面，纤维素发酵连续制造乙醇已成功，煤制甲醇、煤制烯烴技术已成熟；二环保方面，固定化酶处理氯化物已实际应用；微生物法生产丙烯酰胺、脂肪酸、乙二酸等产品的生产已达到了一定规模。

常轶智说过，“由于人们对生物发展的越来越重视，生物技术和生物化工技术已经初具规模，例如微生物法生产丙烯酰胺、透明质酸、己二酸等。还有，我国柠檬酸的产量已经达到世界领先水平，在生物农业，食品等方面也有很多成就。

我国在氨基酸的发展中，谷氨酸的发展及产业已经独具规模，谷氨酸俗称味精，是世界上销售量最大的氨基酸，我国在谷氨酸的发展中仅次于抗生素的发展。近年来，我国还开发了许多的生物农药——苏云金杆菌、井冈霉素、公主岭霉素等，这些生物农药都具有高效安全、低毒方便等特性，在对农作物杀虫方面都很有效。我国在生物催化剂发展方面也有很快的提高，2009年光生物催化剂已经有近两亿美元的市场。

2.我国生物化工发展存在的问题

政府不够重视生物化工，资金的投入不够，政府对生物技术产业因为了解不深故认可度不高，不能成长远角度看生物化工产业，导致生物化工产业发展总是有一些障碍。另外，产业化程度低，科技研究成果不能很好的转化为生产力。由于生物化工技术研究费时，周期长，不能在短期内见效，不能实现经济效益的立即体现，所以研究力量不均匀，企业对其投入不大。我国没有像发达国家一样的强大的研发队伍，团队力量不够。

二、生物化工的应用

生物化工涉及多个领域，主要是生物高科技医疗制药产品、资源能源和环保三方面的领域。像生物降解高分子材料指的就是能被生物体侵蚀而降解的材料。生物降解高分子材料的应用十分广泛，一是可以利用在医疗方面，外科手术的缝合线，人造血管等制品，骨骼代替物如人工关节等；二是可以利用在工业方面，无污染可再生的降解再生的包装材料；三是农业方面可用作杀虫剂的释放可控制材料。生物转化的实现，促进了酶在药物合成中的应用。用酶和细胞代替化学催化剂进行有机合成具有选择性专一、步骤简单、过程温和的特征，一些用常规化学方法不能进行的反应可以由酶和细胞来完成。但是酶和细胞的弱点是不稳定、造价高，反应速度也十分有限，致使生物转化大都停留在研究阶段。要克服这一弱点，必须通过生物和化学的方法稳定酶和细胞。

脂肪酶生物技术被广泛应用于修复生态和被污染的环境，石油开采中重大漏油事故都可以靠脂肪酶来解决。脂肪酶可以用作处理废水，通过脂肪酶可以制造液体肥皂，可以说生物化工是应用广泛的，还例如，米曲霉可以用来处理毛发，假单胞菌可以用作改造被石油污染的土壤和有毒有害的气体，不同的微生物可以用来处理废水、废弃的食用油、生物膜的沉积物、聚合物废物等。由于煤炭、石油都属于不可再生能源，迫切的需要找到替代物品，其中生物能源就被广泛的应用。酒精就是一种很清洁并且环保的能源，我国就选出很优良的菌种使用玉米，为了减轻污染加大投入对传统的制造酒精技术加以改进，使用低温蒸煮的方式向快速发酵方向发展，成功的研制了生物燃料。

生物化工在药物的研制方面也有很大的成就，天然药物资源的自然生产是很有限的，而利用生物化工生产的天然资源则能满足人们的需求，生产的可控制性是其很大的优势，可适时地提高资源的品质，使药物优化，所以这项技术具有很大前景。在中草药资源上，利用规模化培养技术可减少、甚至免去对天然植物的依赖，对于我们这样一个植被破坏面积大、沙漠化严重、大面积干旱缺水的国家是可持续发展的一项战略措施。其次在天然产物的制备上，要充分发挥生物化工分离技术的优势，用层析、膜分离等高效分离纯化技术和高效选择性精度取代现有中草药制备中的某些落后工艺，对整个过程进行优化，提高产物收率、纯度，实现组分的综合利用，同时降低溶剂消耗量，从而可以达到降低成本，保护环境的作用。

木质纤维素生物转化产品被广泛的应用，可再生性的木质纤维素的开发已经被发达国家列入了战略性研究课题，是纤维素，半纤维素，木质素重组，将生物能源，生物化肥，生物饲料，生物微生物材料作为了生物化工的重要应用领域。

另外，我国柠檬酸的生产量和出口总量每年都在不断提高，是世界上柠檬酸出口第一大国。所以我建议我国的有机酸行业应该多向生产柠檬酸产业靠拢，可以加大力度再进行研发新项目并且努力在技术上创新，可以扩大企业的规模改善经营的模式，扩大柠檬酸的应用领域。

三、总结

生物化工的发展前景是很广阔的，其应用领域也很广泛，生物化工产业必将成为未来炙手可热的行业。

【参考文献】

[1]苏淑彦.生物化工的发展及其应用分析[J].化工管理，2014（11）：51.

[2]陈时争-探析生物化工的发展及其应用【J】}中国化工贸易，2012（7）：22-45

[3]朱长春 薛春元-生物工程酶在化工中的应用探析[J]山东工业技术，2017（4）11-15