生物化工的发展及应用
摘 要：生物化工已超越传统化工的稳固地位，成为21世纪最有生命力最具发展前景的新兴技术。作为一门生物和化学相互穿插的学科，生物化工在生物工程、化学工程、医学工程等方方面面的应用比比皆是。本文就生物化工起源、发展和潜在前景等方面及其应用情况进行了简要介绍。
关键词：生物化工 发展前景 应用
中图分类号：TS201 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（b）-0080-01
1 生物化工的简介
生物化工（Biological Chemistry）是一门以实验研究为基础、理论和工程应用并重，综合遗传工程、细胞工程、酶工程与工程技术理论，通过工程研究、过程设计、操作的优化与控制，实现生物过程的目标产物。它在生物技术中有着重要地位，其产品具有实用价值高、需要成本低的特点，将为解决人类所面临的资源、能源、食品、健康和环境等重大问题起到积极的作用，对人类社会文明起着关键性作用。
2 生物化工的起源及应用
生物化工学科起始于第二次世界大战时期，以抗生素的深层发酵和大规模生产技术的研究为标志。1928年9月3号，弗莱明意外发现青霉素之后，抗生素开始快速且呈现正趋势的发展。特别是第二次世界大战以后，因结合转基因、生物催化、动植物细胞培养等新型、传统生物技术，将生物化工逐步分化出来，成为完好地学科体系，并形成一个让人意外的新兴产业。从酒精的医药用途、味精的调味使用，到氨基酸的大力发酵、激素可以实现生物式的转化为止，这段路程无不将生物化工注入医学、饮食、工业的精髓。如1957年，日本某公司将谷氨酸棒状杆菌提纯分离，利用葡萄糖作为基本营养，借鉴前人的发酵生产法成功生产了L-谷氨酸。直到现在谷氨酸仍然应用在各种医用药物、炫彩的化妆品、人造皮革等方面。
3 生物化工的发展及应用
20世纪80年代，美国以石油化工作为国民经济的重要支撑点，大力发展石油化工产业，甚至不惜以牺牲环境为代价。1995年至1999年，生物化工产值从3675亿美元上升到4200亿美元，增加了14.5个百分点。同时，环境污染浪费造成2319亿美元的损失。要想发展好生物化工产业以破坏环境为代价并不是持久的办法，必须继续找寻新的生产方式。与此同时，中国生物化工技术刚刚起步，只能亦步亦趋跟在发达国家的后面，进行着一次又一次的模仿秀表演，还是将实验室作为实践的基点。1986年我国的疫苗制作在医学史上还是一片空白，直到在1986年美国成功使得乙型肝炎的浅层抗原在真菌、细菌和哺乳动物里完成表达过程，并且进一步成功翻译为HBsAg，中国才“山寨”成功所谓的HBsAgII（之后销声匿迹了）。此后，基因工程的药物1996年为1.85亿元，2000年涨到30亿元人民币，2002年之前，我国就有801中生物农药有效注册，使用范围有2.5×107 hm2，这样的成就不可能忽略的。
然而，时间从不会停止脚步，科学技术依然迅猛发展，生物化工亦是如此。基因的成功重组、催化正式在生物中采用、酶的神奇作用等等种种成果的伟大形成，使得许多的化工原料与产品得到充分且有效地使用，甚至创新化工工业工艺的生产，真正做到污染少，易节能的新型工艺。比如巴西的乙醇占了整个汽车行业的52%，那就有了31亿加仑的潜在价值回收；美国杜邦、英国ICI公司等一系列大型公司对生物化工事业的支持与应用，为人类的文明建设取得了无法估算的成就。预计到了2020年，因为生物化工的改进，各方面的技术能源消耗将大大下降30%，令人头疼的污染问题同步减少30%，生物化工总增值39%，在农业、医学、特别是工业中占据相当大的比例。
4 生物化工的潜在前景应用
未来的能源发展不可避免做到效用与环境的真正配合，因此决定了生物化工的两个发展方向的拓展：一是化学学科和生物学科结合在医学上的开发，特别针对于以每一个婴儿都是拥有一个健康的童年为目标，治疗现在无法解决的先天后天性遗传疾病；二是生物物种之间的无差异转换。这是我们古人的梦想，也是我们未来的期盼，那时候羡慕小鸟的翅膀就变得没有意义了。当然，发展前景固然美好，但因为生产的进行所存在的问题是必不可少的。就新生能源、“第四大能源”—— 生物质能来说，我国进展仍是迟缓。而其它传统生物化工更是因为规模利用率低，可再生能力低，潜在性危险大，以及种种向后代借用能源的生存问题，促使我们不得不重视绿色环保的生物化工。
5 结语
总的来说，生物化工技术产业，才刚刚正式步入轨道，“863”和“973”计划刚将其纳入羽翼之下，作为一个21世纪的朝阳产业，美国的某杂志赞颂的十大科技奇迹，生物化工就占了四大，这样的情景不可估量的产业，终会盖过信息技术的时代，铸就新的世界经济领头军—— 生物经济，掀起生物技术的又一次暴风雨。
参考文献
[1]杜晨宇，李春，曹竹安，等.工业生物技术的核心—生物催化[J].2002，22（1）：9-14.
[2]国家发展计划委员会高技术产业发展司，中国生物工程学会.中国生物技术产业发展报告[R].北京：化学工业出版社，2003，10，24.
[3]盂广震.迎接生物技术的第三个浪潮[J].中国生物工程杂志，2002，22（4）：1-5.