淺談生物化工技術(shù)的新進(jìn)展

潘曉捷

【摘 要】在生物化工技術(shù)穩(wěn)健發(fā)展的新常態(tài)下，其與其他學(xué)科的融合度不斷加深，使生物化工研究領(lǐng)域隨之得以拓展，相關(guān)技術(shù)與人們生活生產(chǎn)的交集不斷增多，體現(xiàn)出了生物化工技術(shù)的研究與發(fā)展價(jià)值，論文分析了生物化工技術(shù)的新進(jìn)展，以期推動(dòng)生物化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

【Abstract】Under the new normal of the steady development of biochemical technology， the integration degree of biochemical technology and other disciplines has continued to deepen， so that the field of biochemical research has been expanded， and the intersection of related technologies with people's life and production has continued to increase， reflecting the research and development value of biochemical technology. This paper analyzes the new progress of biochemical technology， so as to promote the steady development of biochemical industry.

【關(guān)鍵詞】生物化工;技術(shù);進(jìn)展

【Keywords】 biochemical; technology; progress

【中圖分類(lèi)號(hào)】Q814? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）04-0188-02

1 引言

生物化工（Biological Chemical Engineering）技術(shù)主要是指以實(shí)驗(yàn)研究為載體的工程、理論并重技術(shù)形式，囊括細(xì)胞工程、綜合遺傳工程、工程技術(shù)理論、細(xì)胞工程、過(guò)程設(shè)計(jì)、工程研究、操作優(yōu)化與控制等內(nèi)容，旨在得到目標(biāo)產(chǎn)物，落實(shí)生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。然而，相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)生物化工技術(shù)研究與發(fā)展相對(duì)滯后，這也為本次研究創(chuàng)造了條件。基于此，為推動(dòng)我國(guó)生物化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，探究生物化工技術(shù)新進(jìn)展顯得尤為重要。

2 生物化工新型催化技術(shù)

生物化工產(chǎn)品制造需在高壓、高溫等特定催化環(huán)境中劇烈進(jìn)行，生物體復(fù)雜反應(yīng)則在常溫下受酶催化展開(kāi)相關(guān)反應(yīng)活動(dòng)，反應(yīng)在常規(guī)、溫和狀態(tài)下進(jìn)行。酶的來(lái)源有植物、動(dòng)物、微生物等，其中微生物是酶的主要來(lái)源，主要源于微生物種類(lèi)多、培養(yǎng)容易、酶源豐富，在人工控制下可以大規(guī)模應(yīng)用在生物化工產(chǎn)業(yè)中。然而酶存在回收困難、純化煩瑣、穩(wěn)定性差等應(yīng)用困難，為解決相關(guān)困難在特定環(huán)境下將酶與孔隙載體材料，如纖維素、瓊脂、海藻鹽、聚丙烯酰胺凝脂等材料，通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合、物理吸附、生物結(jié)合等途徑結(jié)合在一起，加之固定轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)酶連續(xù)催化反應(yīng)目標(biāo)，為生物合成產(chǎn)品工業(yè)化制造提供催化條件。為規(guī)避純化、提取、固定化過(guò)程對(duì)酶催化活性帶來(lái)的不良影響，可采用微生物固定化技術(shù)、細(xì)胞固定化等技術(shù)，在細(xì)胞或微生物與酶不分離的前提下，將微生物或細(xì)胞整體固定起來(lái)，使生物體可通過(guò)微生物一步完成反應(yīng)任務(wù)，削減反應(yīng)流程，體現(xiàn)生物化工新型催化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

3 生物化工新型生產(chǎn)技術(shù)

利用生物化工新型生產(chǎn)技術(shù)顛覆傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化模式，拓寬生物化工發(fā)展思路，得到全新生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品。例如，甘油發(fā)酵生產(chǎn)法，在化學(xué)原料生產(chǎn)成本不斷追加的情況下，可以取代原有提取法、化解法，使甘油生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)高效，相較于傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，發(fā)酵生產(chǎn)法原料來(lái)源渠道較為廣泛，對(duì)設(shè)備的要求不高，為此在行業(yè)內(nèi)有廣闊的發(fā)展前景。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，可以用于甘油生產(chǎn)的原料有耐高滲壓酵母、釀酒酵母等，在技術(shù)應(yīng)用進(jìn)程中受菌株影響得到不同合成結(jié)果。淀粉是發(fā)酵法主要原料，技術(shù)應(yīng)用環(huán)境有一定優(yōu)勢(shì)。我國(guó)甘油發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用水平較高，能生產(chǎn)食品級(jí)及藥用甘油，然而化學(xué)法甘油與發(fā)酵法甘油競(jìng)爭(zhēng)仍然激烈，二者經(jīng)濟(jì)性與石油價(jià)格呈正相關(guān)，在自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)穩(wěn)健發(fā)展的新常態(tài)下，發(fā)酵工業(yè)將與各類(lèi)微生物融合，加大甘油發(fā)酵代謝研究力度，尤其在基因工程應(yīng)用、開(kāi)發(fā)高產(chǎn)菌的前提下，將助力生物法甘油生產(chǎn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

作為重要的化工原料，1，3-丙二醇不僅是優(yōu)質(zhì)抗凍劑、溶劑、保護(hù)劑，還可進(jìn)行各類(lèi)化學(xué)合成反應(yīng)，生成聚醚、聚酯、聚氨酯等物質(zhì)，當(dāng)前1，3-丙二醇均利用化學(xué)法生產(chǎn)，這不僅消耗過(guò)多有限資源，還對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)一定污染，為此，應(yīng)用生物轉(zhuǎn)化法可以在生產(chǎn)1，3-丙二醇基礎(chǔ)上，體現(xiàn)“綠色化學(xué)”技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將葡萄糖或甘油及相關(guān)可再生資源作為原材料進(jìn)行生產(chǎn)，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，還能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)目標(biāo)，推動(dòng)生物化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。在菌種改造過(guò)程中應(yīng)用基因工程技術(shù)，可以拓展生物化工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)轉(zhuǎn)基因研究微生物，運(yùn)用廉價(jià)底物應(yīng)用一步發(fā)酵法，還可進(jìn)行兩步發(fā)酵或微生物混合發(fā)酵。

4 生物化工新型材料技術(shù)

生物化工技術(shù)在探索全新生化工藝的同時(shí)，還能制造傳統(tǒng)化學(xué)制備不能得到的化工材料，通常情況下，生物化工技術(shù)加持下的材料生產(chǎn)成本較低，合成率高，顯現(xiàn)出傳統(tǒng)化工技術(shù)無(wú)法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，例如純旋光異構(gòu)單體材料，運(yùn)用4，4'-二羥基聯(lián)苯以及純對(duì)映體順-4，5-二羥羧酸內(nèi)脂等材料進(jìn)行制造，拓展生物化工新型材料應(yīng)用廣度。在手性藥物領(lǐng)域，激素、抗生素、氨基酸、維生素?cái)?shù)量較大，運(yùn)用傳統(tǒng)拆分方式無(wú)法合成全新手性化合物，為此，在生物化工新型材料技術(shù)加持下，可以拓展手性化合物研究領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)L-乳酸、L-天冬氨酸、L-苯丙氨酸、L-蘋(píng)果酸、D-對(duì)羥基甘氨酸、D-苯甘氨酸等拆分目標(biāo)[2]。纖維素降解有生物降解、氧化降解、熱降解、酸水解降解、機(jī)械降解等途徑，酶法水解是較為可行的纖維素降解手段之一，在生物化工技術(shù)穩(wěn)健發(fā)展的新常態(tài)下，纖維素酶生產(chǎn)與基因工程的融合將日益緊密，在40多種真菌、細(xì)胞中通過(guò)克隆得到纖維素酶基因，同時(shí)可在基因工程加持下構(gòu)建纖維素酶工程菌，提高纖維素酶活力，為微生物發(fā)酵技術(shù)、固定化酶等技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，尤其纖維素水蒸氣裂解技術(shù)在新能源及化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，將推動(dòng)我國(guó)生物化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為推動(dòng)我國(guó)生物化工產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，其需加大新技術(shù)研究力度，從催化方法、生產(chǎn)技術(shù)、材料等角度出發(fā)，拓寬生物化工研究領(lǐng)域，多渠道顛覆傳統(tǒng)生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，運(yùn)用新技術(shù)助力企業(yè)在獲取經(jīng)濟(jì)收益的同時(shí)，推動(dòng)我國(guó)生物化工產(chǎn)業(yè)朝著可持續(xù)方向發(fā)展，繼而發(fā)揮生物化工技術(shù)的應(yīng)用能效。

【參考文獻(xiàn)】

【1】吳梧桐，王友同，吳文俊.藥物生物技術(shù)進(jìn)展[J].藥物生物技術(shù)，1995（03）：40-49.

【2】劉茜.化工應(yīng)用型本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)[J].化工管理，2017（26）：158.