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21世紀(jì)生物化工發(fā)展及對策
眾所周知,21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ膬纱螽a(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)(IT)和生物技術(shù)。信息技術(shù)發(fā)展迅猛,并已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)角落。有關(guān)信息技術(shù)的報(bào)道——多媒體、互聯(lián)網(wǎng)、信息全球化等,不但頻頻亮相于媒體,而且與我們的日常生活息息相關(guān)。而與IT的轟轟烈烈相比,生物技術(shù)看起來卻平平淡淡,雖然基因、克隆、人類基因組計(jì)劃、生物多樣性等字眼經(jīng)常見諸報(bào)端,但離我們的生活似乎還很遙遠(yuǎn)。所以,也有專家這樣評論:20世紀(jì)不是生物技術(shù)的世紀(jì),而是生物工程蓄勢待發(fā)的世紀(jì),21世紀(jì)才是生物工程的世紀(jì)。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(fā)達(dá)國家對生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)投資的逐年加大,世界各大公司生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)的合并浪潮一浪高過一浪,所有這一切,都使我們相信,21世紀(jì)的的確確是生物技術(shù)的時(shí)代。生物化學(xué)工程(又叫生化工程或生物化工)是化學(xué)工程與生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。生物化工是生物技術(shù)的重要分支。與傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)相比,生物化工有某些突出特點(diǎn):①主要以可再生資源作原料;②反應(yīng)條件溫和,多為常溫、常壓、能耗低、選擇性好、效率高的生產(chǎn)過程;③環(huán)境污染較少;④投資較;⑤能生產(chǎn)目前不能生產(chǎn)的或用化學(xué)法生產(chǎn)較困難的性能優(yōu)異的產(chǎn)品。由于這些特點(diǎn),生物化工已成為化工領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)。
1. 世界生物化工行業(yè)的現(xiàn)狀
生物化工發(fā)展至今已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì),最早主要是生產(chǎn)抗生素;隨后,是為氨基酸發(fā)酵、舀體激素的生物轉(zhuǎn)化、維生素的生物法生產(chǎn)、單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)及淀粉糖生產(chǎn)等工業(yè)化服務(wù)。自20世紀(jì)80年代起,隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的興起,生物化工又利用重組微生物、動(dòng)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)等手段生產(chǎn)藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等。而且,生物化工的應(yīng)用已涉及到人民生活的方方面面,包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化輕原料生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、環(huán)境保護(hù)、資源和能源的開發(fā)等各領(lǐng)域。隨著生物化工上游技術(shù)——生物工程技術(shù)的進(jìn)步以及化學(xué)工程、信息技術(shù)(IT)和生物信息學(xué)(bioinformatics)等學(xué)科技術(shù)的發(fā)展,生物化工將迎來又一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期。
生物化工行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展,已形成了一個(gè)完整的工業(yè)體系,整個(gè)行業(yè)也出現(xiàn)了一些新的發(fā)展態(tài)勢。下面簡要描述生物化工行業(yè)的現(xiàn)狀。
1.1工業(yè)結(jié)構(gòu)
由于生物化工涉及面廣,涉及的行業(yè)多,所以從事生物化工的企業(yè)較多。據(jù)報(bào)道,90年代中期,美國生物化工企業(yè)有:000多家,西歐有580多家,日本有300多家。近年來,雖然由于行業(yè)競爭日趨激烈,生物化工企業(yè)有較大幅度減少,但與生命科學(xué)(主要指醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)生化技術(shù))諸侯割據(jù)的局面相比,生物化工行業(yè)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(xué)的世界性大公司,也有象DSM、諾和諾德等大型的精細(xì)化工公司,當(dāng)然也有在某一方面有專長的小公司如Altus等。而且,由于世界大公司正把注意力向生命科學(xué)部分轉(zhuǎn)移,生物化工行業(yè)百花齊放的局面在很長一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)有什么改變。
1.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的生物化工行業(yè)主要是指抗生素(如青霉素等)、食品(如酒精、味精等)等行業(yè),而在目前,它已幾乎滲透到人民生活的各方面如醫(yī)藥、保健、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源、材料等。同時(shí),生物化工產(chǎn)品也得到了極大的拓展:醫(yī)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;酶制劑有160多種,主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、青霉素酶、過氧化氫酶等;生物農(nóng)藥有Bt、春日霉素、多氧霉素、井崗霉素等;有機(jī)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(zhì)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,生物化工領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模范圍極廣,市場年需求量僅為千克級的干擾素、促紅細(xì)胞生長素等昂貴產(chǎn)品(價(jià)格可達(dá)數(shù)萬美元/g)與年需求量逾萬噸的抗生素、酶、食品與飼料添加劑、日用與農(nóng)業(yè)生化制品等低價(jià)位產(chǎn)品(部分價(jià)格不到:美元/g)幾乎平分秋色。高價(jià)位的產(chǎn)品市場份額在50%~60%,低價(jià)位的產(chǎn)品市場份額在40%~50%。而且,根據(jù)近年來生物化工的發(fā)展趨勢及人們對醫(yī)藥衛(wèi)生的重視來看,高價(jià)位產(chǎn)品的發(fā)展速率高于低價(jià)位產(chǎn)品。
1.3技術(shù)水平
生物化工經(jīng)過80年代以后的蓬勃發(fā)展,不僅整個(gè)行業(yè)技術(shù)水平有大幅度提高,而且許多新技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。
1.3.1發(fā)酵工程技術(shù)已見成效
據(jù)估計(jì),全球發(fā)酵產(chǎn)品的市場有120~130億美元,其中抗生素占46%,氨基酸占16.3%,有機(jī)酸占13.2%,酶占10%,其它占14.5%。發(fā)酵產(chǎn)品市場的增大與發(fā)酵技術(shù)的進(jìn)步分不開,F(xiàn)代生物技術(shù)的進(jìn)展推動(dòng)了發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展,發(fā)酵工業(yè)的收率和純度都比過去有了極大的提高。目前世界最大的串聯(lián)發(fā)酵裝置已達(dá)75 m\許多公司對發(fā)酵工藝進(jìn)行了調(diào)整,從而降低了生產(chǎn)成本。如ADM(Archer Danie1s Mid1and)和Cargill公司在20世紀(jì)90年代初對其發(fā)酵裝置進(jìn)行改造,將以碳水化合物為原料的生產(chǎn)工藝改為以玉米粉為原料,從而降低了生產(chǎn)成本,ADM公司生產(chǎn)的賴氨酸成本比原先降低了一半。
1.3.2酶工程技術(shù)有了長足的進(jìn)步
酶工程技術(shù)包括酶源開發(fā)、酶制劑生產(chǎn)、酶分離提純和固定化技術(shù)、酶反應(yīng)器與酶的應(yīng)用。目前世界酶制劑從酶源開發(fā)到酶的應(yīng)用都已進(jìn)入了良性發(fā)展階段,各階段生產(chǎn)企業(yè)和用戶關(guān)系密切,合作廣泛。據(jù)報(bào)道,1998年全球工業(yè)酶制劑的銷售額為13億美元,預(yù)計(jì)到2010年將增長到30億美元,每年以6.5%的速率增長。其中食用酶占40%,洗滌用酶占33%,其它(主要是紡織、造紙和飼料等用酶)占27%。
1.3.3分離與純化技術(shù)也有很大進(jìn)步
影響生化產(chǎn)品價(jià)格的因素,首當(dāng)其沖的是分離與純化過程,其費(fèi)用通常占生產(chǎn)成本的50%~70%,有的甚至高達(dá)90%。分離步驟多、耗時(shí)長,往往成為制約生產(chǎn)的“瓶頸”。尋求經(jīng)濟(jì)適用的分離純化技術(shù),已成為生物化工領(lǐng)域的熱點(diǎn)。已大規(guī)模應(yīng)用的分離純化技術(shù)有:雙水相革取、新型電泳分離、大規(guī)模制備色譜、膜分離等。
1.3.4上游技術(shù)廣泛應(yīng)用于下游生產(chǎn)
利用基因工程技術(shù),不但成倍地提高了酶的活力,而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中,構(gòu)建基因菌產(chǎn)生酶。利用基因工程,使多種淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氨基酸合成途徑的關(guān)鍵酶得到改造、克隆,使酶的催化活性、穩(wěn)定性得到提高,氨基酸合成的代謝流得以拓寬,產(chǎn)量提高。隨著基因重組技術(shù)的發(fā)展,被稱為第二代基因工程的蛋白質(zhì)工程發(fā)展迅速,顯示出巨大潛力和光輝前景。利用蛋白質(zhì)工程,將可以生產(chǎn)具有特定氨基酸順序、高級結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和生理功能的新型蛋白質(zhì),可以定向改造酶的性能,從而生產(chǎn)出新型生化產(chǎn)品。
1.3.5新技術(shù)在生物化工中也得到了極大的應(yīng)用
比如,在超臨界液體狀態(tài)下進(jìn)行酶反應(yīng),從而大大降低酶反應(yīng)過程的傳質(zhì)阻力,提高酶反應(yīng)速
率。超臨界C02無毒、不可燃、化學(xué)情性、易與反應(yīng)底物分離。利用超臨界CO2取代有機(jī)溶劑進(jìn)行酶反應(yīng),具有極大的發(fā)展?jié)摿。又比如,微膠羹技術(shù)已被廣泛用于動(dòng)物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)、細(xì)胞和酶的固定化以及蛋白質(zhì)等物質(zhì)的分離方面。
2.世界生物化工行業(yè)的發(fā)展趨勢
2.1工業(yè)結(jié)構(gòu)
行業(yè)與行業(yè)間的劃分將日趨模糊,企業(yè)間的合作將加大。目前,許多從事醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源等方面生產(chǎn)的企業(yè),正在從事生物化工生產(chǎn)。特別是某些從事傳統(tǒng)化工行業(yè)的生產(chǎn)廠家,也紛紛涉足生物化工領(lǐng)域。如杜邦公司,長期以來主要從事有機(jī)化工和聚合材料的生產(chǎn),現(xiàn)在正加大生物化工的開發(fā)力度,已開發(fā)成功了生物法生產(chǎn)1,3-丙二醇工藝,并正在開發(fā)用改性大腸桿菌生產(chǎn)己二酸工藝。DSM公司以前主要從事抗菌素方面的生產(chǎn),現(xiàn)也加大了生物化工的投資力度。
由于生物化工涉及面廣,許多生化公司都有自己的專長,它們之間為了商業(yè)利益的合作也非常活躍。此外,隨著從事傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)廠家的加入,由于技術(shù)與生產(chǎn)方面的原因,它們與從事生物化工開發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)合作也很頻繁。所有這一切,都使生物化工行業(yè)的合作越來越廣泛。如杜邦公司與杰寧科樂公司合作開發(fā)用生物法生產(chǎn)1,)丙二醇,進(jìn)一步生產(chǎn)PTT樹脂。荷蘭的Purac公司與美國Cagill公司合資建設(shè)年產(chǎn)3.4萬tL。乳酸裝置,并計(jì)劃進(jìn)一步發(fā)展到6.8萬V入DSM公司與美國Maxygen公司簽定了三年的研究合同,以利用Maxygen的
DNA重排和分子培養(yǎng)技術(shù),開發(fā)在7一ADCA和其它青霉素生產(chǎn)中使用的酶和菌種。
2.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
生物化工產(chǎn)品正向?qū)I(yè)化、高科技含量、高附加值方向發(fā)展。傳統(tǒng)的低價(jià)位產(chǎn)品受到冷落,而高價(jià)位產(chǎn)品如生化藥物、保健品、生化催化劑等則備受青睞。許多公司為了追求較高利潤,都將低附加值的產(chǎn)品剝離。如日本武田藥品工業(yè)公司不再生產(chǎn)味精,轉(zhuǎn)而生產(chǎn)其它高附加值的調(diào)味品如肌甘酸二鈉(IMP)和鳥甘酸二鈉(GwtP)。另外,生物化工將涉足它以前很少涉足的領(lǐng)域如高分子材料和表面活性劑等。
生化藥物由于附加值高而成為今后生物化工領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。1997年生化藥物市場銷售額達(dá)130億美元,其中細(xì)胞分裂素80億美元,激素30億美元,其它20億美元;就具體藥物而論,促紅細(xì)胞生長素35億美元,人胰島素18億美元,粒性白細(xì)胞克隆刺激因子16億美元,人生長激素15億美元,小干擾素11億美元。預(yù)計(jì)今后其市場銷售額還將以8%的速率增長。
在氨基酸方面,雖然用于藥物合成氨基酸的量相對較小,但其發(fā)展?jié)摿艽。?jù)報(bào)道,500種主要藥物中,有18%含有氨基酸或其衍生物的合成。在藥物合成中,使用最廣泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)的合成,匹苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外,多肽也是今后的發(fā)展重點(diǎn)之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽鍵組成的化合物,在臨床上使用非常廣泛,主要用于治療癌癥、HIV病毒和兔疫系統(tǒng)功能減退、對傳統(tǒng)抗生素產(chǎn)生抗體的感染以及疫苗等。全球合成多肽原藥的產(chǎn)量在100kg左右,但銷售額達(dá)2.5億~3億美元,而做成制劑的銷售額則達(dá)25億~30億美元。多肽原藥需求量的年增長率在10%以上。
碳水化合物方面,用于臨床的碳水化合物受到人們越來越多的關(guān)注。但是,用于臨床的碳水化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如一對單糖,其不同的化學(xué)鍵就多達(dá)22種。因此,用化學(xué)法合成復(fù)雜的碳水化合物比較困難,難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,而用酶法合成則是一條切實(shí)可行的途徑。
作為生化催化劑的酶,也將是今后發(fā)展的重點(diǎn)。1997年,生化用催化劑銷售額約1.3億美元,在過去的3~5年間,每年增長速率在8%~9%,預(yù)計(jì)在未來的3~5年間,將以同樣速度增長。生化催化劑主要用于手性藥物的合成。當(dāng)前,手性藥物已成為國際新藥研究與開發(fā)的新方向之一。
1997年手性藥物制劑世界市場的銷售額為879億美元,占藥品市場的28.3%,到2000年將達(dá)到900億美元。在未來的25年內(nèi),約有一半的手性藥物要通過生化催化合成,因此,生化催化劑無論從需求量和需求種類來看,都具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
生化表面活性劑由于具有無毒、生物降解性好等優(yōu)點(diǎn),今后可能成為表面活性劑的升級換代產(chǎn)品,但目前還處于探索階段。
生物化工在高分子材料、特殊化學(xué)品、生物晶片、環(huán)保等方面也將有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
2.3技術(shù)水平
不斷提高菌株活力、發(fā)酵水平、生化反應(yīng)過程、分離純化水平,依然是生物化工面臨的課題。
在菌種開發(fā)方面,由于從20世紀(jì)70年代以來從自然界中篩選菌種以獲得新的代謝產(chǎn)物的機(jī)會(huì)明顯減少,人們便考慮利用已知菌種經(jīng)適當(dāng)改變其代謝特性后生產(chǎn)新的產(chǎn)品。如日本協(xié)和發(fā)酵公司已成功地把生產(chǎn)谷氨酸的菌種改為生產(chǎn)色氨酸。
在生化反應(yīng)器方面,反應(yīng)器放大一直是一個(gè)老大難的問題。因此,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對整個(gè)生化反應(yīng)過程進(jìn)行數(shù)字化處理,從而優(yōu)化反應(yīng)過程,是今后的發(fā)展方向之一。
在分離純化方面,親和層析受到廣泛重視,并有人研制了一種綜合專家系統(tǒng)軟件包,可在幾分鐘內(nèi)告知對方被分離物系的分離方法和順序,以便根據(jù)產(chǎn)品所需進(jìn)行取舍。
另外,在生化過程的在線檢測和控制方面,利用生物傳感器和計(jì)算機(jī)監(jiān)控,依然是今后的發(fā)展方向。
在酶催化反應(yīng)中將發(fā)展有機(jī)溶劑中的催化反應(yīng)。
生物上游技術(shù)的發(fā)展,將對生物化工產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。人們對從病毒、細(xì)菌、植物、動(dòng)物到人類基因組順序測定工作十分重視,并在此基礎(chǔ)上形成了基因許多產(chǎn)品一哄而上,盲目上馬,遍地開花,最終形成惡性競爭,許多企業(yè)破產(chǎn)倒閉。在競爭中生存下來的企業(yè),也是元?dú)獯髠y以進(jìn)一步組織技術(shù)改造。如僅江蘇省停產(chǎn)的發(fā)酵生產(chǎn)線就多達(dá)上百條。另外,行業(yè)內(nèi)企業(yè)間的生產(chǎn)水平相差懸殊,企業(yè)技術(shù)裝備水平達(dá)到20世紀(jì)80年代以后國際先進(jìn)水平的僅占20%~30%,多數(shù)處于20世紀(jì)60~70年代水平。
二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,品種單一,低檔次產(chǎn)品重復(fù)生產(chǎn),不能適應(yīng)需求。在我國高檔的醫(yī)藥生化產(chǎn)品如激素、生長因子、干擾素、藥用多肽等,有的產(chǎn)量很小,有的沒有生產(chǎn),因此每年都需進(jìn)口。
三是在生產(chǎn)技術(shù)上,工藝、設(shè)備不配套,上下游技術(shù)不配套,產(chǎn)物的收得率低。我國雖然某些產(chǎn)品如檸檬酸、乳酸等發(fā)酵水平較高,但大多數(shù)產(chǎn)品的收率都低于國外,酶制劑的活力也明顯低于國外,生化反應(yīng)器和分離純化技術(shù)更是落后國外15~20年。每年都要花費(fèi)大量資金從國外進(jìn)口生物反應(yīng)器、細(xì)胞破碎機(jī)、分離純化設(shè)備及分離介質(zhì)、生物傳感器和計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備。
四是有些產(chǎn)品投入產(chǎn)出比達(dá)15/=以上,造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。
五是基礎(chǔ)研究薄弱,技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng),企業(yè)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)吸收能力差,生產(chǎn)發(fā)展多數(shù)依靠傳統(tǒng)的夕蜒型、粗放型擴(kuò)大投資的增長模式,效益低、市場競爭力低。
3.2 建議針對我國生物化工行業(yè)存在的問題,筆者有以下建議:
3.2.1 擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)規(guī)模,提高競爭力要鼓勵(lì)建設(shè)大型的生物化
工企業(yè)集團(tuán)公司,使之集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售干一體。尤其要培育一批科技創(chuàng)新型企業(yè)。同時(shí),也要鼓勵(lì)在某些方面有一定特色的小型技術(shù)創(chuàng)新型生化公司的發(fā)展,并淘汰一批生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)技術(shù)落后、沒有市場競爭力的企業(yè),從整體上優(yōu)化我國生物化工的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.2.2 調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要發(fā)展高檔產(chǎn)品,如高檔醫(yī)藥生化產(chǎn)品、功能性食品及添加劑(主要有低熱值、低膽固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等產(chǎn)品)、生化催化劑等。另外,也應(yīng)發(fā)展眾多精細(xì)化工產(chǎn)品及用化學(xué)法無法生產(chǎn)或很難生產(chǎn)的產(chǎn)品,如微生物多糖、生物色素、工業(yè)酶制劑、甜味劑、表面活性劑、高分子材料等。
3.2.3 節(jié)約有限資源,強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)在生化生產(chǎn)組學(xué)(genomics)。近年來又在信息學(xué)(informatics)的基礎(chǔ)上建立了生物信息學(xué)(bioinformatics)。信息學(xué)的內(nèi)容包括信息科學(xué)十生物技術(shù)十生物工程十生物動(dòng)力學(xué)等的綜合信息系統(tǒng)?梢灶A(yù)見,基因組學(xué)和生物信息學(xué)在生物化工中應(yīng)用的商業(yè)前景極為可觀。
另外,其它行業(yè)的新技術(shù)如分子蒸餾技術(shù)、組合化學(xué)(combinatorical chemistry)等,也將在生物化工中得到應(yīng)用。
3. 我國生物化工的發(fā)層現(xiàn)狀及建議
3.1發(fā)展現(xiàn)狀
我國生物化工行業(yè)經(jīng)過長期發(fā)展,已有一定基礎(chǔ)。特別是改革開放以后,生物化工的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。目前生物化工產(chǎn)品也涉及醫(yī)藥、保健、農(nóng)藥、食品與飼料、有機(jī)酸等各個(gè)方面。
在醫(yī)藥方面,抗生素得到迅猛發(fā)展61998年我國抗生素的產(chǎn)量達(dá)到33 486h青霉素的產(chǎn)量居世界首位。其它生化藥物中,初步形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的有干擾素、白細(xì)胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在農(nóng)藥方面,生物農(nóng)藥品種達(dá)12種,主要有蘇云金桿菌、井崗霉素、赤霉素等。其中,井崗霉素的產(chǎn)量居世界第一位。
在食品與飼料方面,作為三大發(fā)酵制品的味精、檸檬酸、酶制劑的產(chǎn)量也有很大的增加/1998年味精產(chǎn)量從1990年的22.3萬、增加到56.4萬一檸檬酸產(chǎn)量從1990年的6.13萬、增加到56.4萬一酶制劑從1990年的8.5萬t增加到24萬t。酵母及淀粉糖的產(chǎn)量也有明顯增加。我國的味精生產(chǎn)和消費(fèi)居世界第一,檸檬酸的生產(chǎn)和出口也居世界第一。另外,1998年乳酸的產(chǎn)量在1.5萬t左右,賴氨酸的產(chǎn)量在2萬t左右,卜蘋果酸的產(chǎn)量在6000t。
在有機(jī)酸方面,衣康酸的產(chǎn)量達(dá)5000乙我國開發(fā)的生物法長鏈二元酸工藝居世界領(lǐng)先地位,目前生產(chǎn)能力達(dá)500Va以上,并有數(shù)家企業(yè)有建設(shè)長鏈二元酸生產(chǎn)裝置的意向。
在保健品方面,我國已能用生物法生產(chǎn)多種氨基酸、維生素和核酸等。另外,我國生物法丙烯酞胺的生產(chǎn)能力達(dá)到2萬V山與日本同處于世界領(lǐng)先地位。
但是與發(fā)達(dá)國家相比,我國生物化工行業(yè)存在著許多問題:
一是我國的生物化工產(chǎn)業(yè)主要以醫(yī)藥、輕工、食品業(yè)為主。部分企業(yè)對生物化工產(chǎn)品大都是精細(xì)化工產(chǎn)品這一點(diǎn)了解不夠,加之行業(yè)規(guī)范也不夠,導(dǎo)致過程中,應(yīng)選擇合適的原料,以降低成本與消耗,并加強(qiáng)廢物處理,減少環(huán)境污染。
3.2.4提高生產(chǎn)技術(shù)水平,特別是下游技術(shù)水平因?yàn)槲覈锛夹g(shù)上游技術(shù)水平與國外相差僅3~5年,而下游技術(shù)水平則比國外相差15年以上,改造傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù),不斷提高發(fā)酵法產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平,開發(fā)生物反應(yīng)器,提高我國生物化工產(chǎn)品分離和提純技術(shù),大規(guī)模開發(fā)生物化工裝備等應(yīng)首先提上議事日程。另外,還應(yīng)積極采用微生物法代替化學(xué)法,開發(fā)基礎(chǔ)化工新產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。
3.2.5加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,注重上下游結(jié)合國內(nèi)生物化工技術(shù)力量分散,為了做到優(yōu)勢互補(bǔ),應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。另外在生物化工生產(chǎn)過程中遇到的很多問題,都是由于上、下游結(jié)合不夠緊密而影響技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此,在人力和財(cái)力的投入上,應(yīng)考慮上下游結(jié)合,以加快生物化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3.2.6提高從業(yè)人員素質(zhì)生物化工屬高科技產(chǎn)業(yè),從業(yè)人員素質(zhì)尤其重要。我國目前從事生物化工生產(chǎn)的大都是傳統(tǒng)化工行業(yè)的從業(yè)人員,操作水平還比較低,加強(qiáng)人材培養(yǎng),以提高生物化工行業(yè)人員素質(zhì)是十分必要的。
3.2.7加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)長期以來,我國對生化領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)不夠,挫傷了科研開發(fā)人員的積極性,造成大量人才外流。加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),不僅能夠激勵(lì)國內(nèi)科研開發(fā)人員,而且能夠吸收一大批在國外發(fā)展的科研人員回國發(fā)展,從而加快我國生物化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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