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·10 生靳加工过程 第l卷第1期
完全靠生物体生产，后者也越来越靠生物体，富矿的
枯竭必须重新考虑使用贫杂矿及海水中的矿物资
源，而有效的经济的富集方法只有靠生物的催化过
程。新型生物和仿生材料、可生物降解材料以及生
物转化材料的比例将越来越大，均离不开生物体的
作用。
生态环境：地球的生态系统是亿万年来长期自
然优化的结果，人口的增加、工业的发展，急剧地改
变着地球的生态环境。亿万年来化学、物理及生物
途径固定于地壳中的c、N、P、s、cl、F等被人们释放
出来，污染了大气和水，影响了人类的健康，微生物
—植物一动物的生物链遭到破坏，自然生态已被改
变甚至破坏。但作为全球环境的净化最终还需依赖
生物方法，微生物和植物转化是直接利用太阳能固
定c、N、S、P、微量元素等最廉价和虽有效的方法，因
此，治理地球环境只能是重新建立起人工的生态优
化系统，所以研究生物加工过程尤为重要。
海洋生物资源的利用：我国是海洋大国，海洋是
药物、保健品、食品、生物材料、矿物资源和能源的巨
大宝库。用生物催化与提取得到新的萜类、甾类、醇
类、生物碱、多糖类、小分子肽、高分子蛋白类等新的
化合物；大洋多金属结核、钴结壳、深海磷矿、海底热
液硫化矿和天然水合物等，特别是生物沉积矿，用生
物催化法提取，是反向过程，实验证明更有效；海洋
底扩散中心热液溢出口生长着大量微生物和无脊椎
动物，高温、高压与极端自养环境造就了特殊的基因
资源，利用深海特殊基因资源可开发出新的酶和新
生物活性物质合成途径，扩大生物催化过程的范围。
生物催化的研究方面，如今热点是手性化合物、
有机酸、高分子聚合物原料、可降解塑料的单体和原
料、生物质转化、生物氢能、生物燃料油及气等。
4发展生物催化产业的几点建议
面对第三次浪潮，作者谨提出几点建议以示抛
砖引玉。
4．1加强生物催化过程研究开发的战略部署
生物技术的第三次浪潮的到来，使我们深感我
国在这一领域的战略规划和支持条件的不足，继医
药生物技术、农业技术之后，应立项支持生物催化过
程技术，以解决我国轻化工、能源、环境、资源等大宗
的、基础的工业品、原料和制品需求。
4．2继续支持发展工程技术(生化工程)的研究与
开发【4]
生化工程包括生化反应工程、生化分离工程、生
化控制工程、生化系统工程，这是化工与生物学相结
合的领域。利用生物催化剂取代化学催化剂，应包
括两部分内容，一方面利用基因工程、细胞工程和微
生物工程的技术方法，创建更高效的菌种、基因工程
菌、细胞株等，以创造高活性、高产酶及多酶共反应
的生物催化剂；另一方面需研究开发以发明高效实
现生物催化反应的工程设备与条件。它同样需要进
行大量基础研究、应用基础研究和系统的优化组合。
我国生化工程从20世纪80年代初创建，已经历了
将化工技术应用于生物技术和融合生物和化工的特
点创造新的生化工程体系的两个阶段，随着基因工
程与细胞工程的迅猛发展，结合基因重组技术开拓
新的生化工程体系——生物催化工程已悄悄到来。
4．3要充分利用化学、化工与生物技术的互补性
生物酶的化学转化、分解、合成的最大特点是专
一性，特别是在手性化合物的合成上酶法有更好的
单一性，而成为合成手性化合物的重要途径。现在
很多合成产品的前体还需依靠化学合成，由于化学
合成的前体没有工业化生产，或此前需要量少，没有
投入进行研究开发，致使成本高、产率低，生物催化
能获得好产品的成果，迟迟不能实现工业化生产。
随着新产品品种的增加越来越突出，这是化学催化
与生物催化相结合、取长补短的一大领域。
4．4在大型化的同时要注意智能化、高产值、综合
优化方面发挥优势
传统发酵产业经历过大型化不大，如柠檬酸、谷
氨酸等，开始单线规模不大，仅千吨级，结果能耗高、
成本高，在原料涨价后，纷纷停产和倒闭，只有十万
吨级的厂站住了脚，因此越来越重视大型化，但在工
业放大、设备大型化、系统优化等方面仍很落后，需
要进行攻关的问题仍很多。近十年来发展的前沿智
能化工，是针对广义化工过程，精心设计新产品及其
反应、分离提高选择性和过程调优控制，利用现代计
算机、智能仪器、系统工程等新技术密切组合，使传
统化工实现微型化、模块化和非集中化。有两个典
型实例，一是生物芯片的制备和应用，将大量核酸片
段、DNA、蛋白质分子(如抗体、抗原)、活细胞等以预
先设计的方式固定在载玻片、膜上，实现将芯片的制
备、检测、数据输出用现代化仪器设备连成系统，实
现微型化、模块化和智能化；二是多肽药物的合成，
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2003年5月 欧阳藩：冲击生物技术第三次浪潮 ·1l·
多肽药物是由几十个氨基酸合成，在预先设计好的
合成程序后，可在一台或几台合成仪系统中合成目
标产品，从原料到产品在管道中进行，符合GMP标
准的管道车间代替了目前药厂的庞大GMP车间。
智能化是前沿和发展方向。
4．5生物催化过程产业需要大量的设备和工程系
统
固定化酶、细胞的生物催化、反应分离耦合，均
需发明更多、更高效的设备，连续生产需要更加优化
和自动化的工业生产系统。生物催化在压力、温度
和耐腐性方面均比传统化工设备要求要低，但在防
污染、反应速度相对慢和产品液浓度低等方面更困
难，特殊的生产设备仍需花大力气去研发。
4．6中长期发展战略中需考虑的几个问题
(1)石油、煤等天然资源的消耗，将会产生危机，
如何利用空气、二氧化碳、水和海洋资源作原料，用
生物技术方法生产再生能源、工业原料和资源。
(2)人类生存物质的生物技术产业化生产。
(3)用生物法富集和回收贫矿、复杂矿物及已废
弃的尾矿中的有用元素。 ’
(4)化工、石油化工生产过程中的废渣、废液、废
气的生物法回收及环境净化。
(5)化工、石油化工等生产技术的转移，从高温
高压转向常温、常压的生物催化处理及化工与生物
技术的配合，从而开发出多样化、高纯度的新产品、
新工艺。
在工业生物催化将成为生物技术第三次浪潮到
来的时刻，《生物加工过程》创刊了，希望它成为第三
次浪潮的冲浪者、信息台、比武台和成果集散处。祝
愿《生物加工过程》成功，仅以此文献上。
参考文献
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工高新技术论坛会论文汇编[c]．中国石油和化工工业协会，
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《生物加工过程》第一届编委会召开
《生物加工过程》是由国家新闻出版总署批准出
版、南京工业大学主办、中国化工学会生物化工专业
委员会协办的技术类全国性期刊，第一届编委会于
20∞年4月4日在南京江浦龙华大酒店由主编欧阳
平凯院士主持召开。参加这次会议的编委为来自清
华大学、浙江大学、北京化工大学、华东理工大学、深
圳国家生化中心、中科院有关研究所等研究机构的
国内生物化工知名学者、专家。
专家们就刊物的定位、办刊宗旨、办刊栏目、刊
物发展等问题展开了热烈讨论。《生物加工过程》于
2003年5月创刊，发刊词由中国科学院外籍院士、
美国国家工程院院士黎念之博士撰写。
(本刊编辑部)
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