生物化學(xué)工程發(fā)展問題及解決建議

摘要：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。但是我國生物技術(shù)在發(fā)展中還存在一些問題，本文結(jié)合實(shí)踐找出我國生物化工發(fā)展中存在的幾點(diǎn)問題，并提出了幾點(diǎn)解決建議。

關(guān)鍵詞：生物化工 問題 建議

0 引言

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投資較小；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 我國生物化工發(fā)展現(xiàn)狀

生物上游技術(shù)的發(fā)展，將對(duì)生物化工產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。人們對(duì)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。

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33486h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。

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；檸檬酸產(chǎn)量從1990年的6.13萬增加到56.4萬；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)5000t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Va與日本同處于世界領(lǐng)先地位。

2 我國生物化工發(fā)展中存在的問題

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：

2.1 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(duì)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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 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 解決我國生物化工發(fā)展中存在問題的幾點(diǎn)建議

3.1 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)、銷售于一體。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 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。

3.3 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)。可以預(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。

3.4 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)。

3.5 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。

3.6 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。

3.7 加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)長期以來，我國對(duì)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。