众所周知，21世纪最具生长潜力的两大财产是信息技能（it）和生物技能。信息技能生长迅猛，并已渗透渗出到社会生存的各个角落。有关信息技能的报道——多媒体、互联网、信息举世化等，不光反复亮相于媒体，而且与我们的一样平常生存息息相干。而与it的大张旗鼓相比，生物技能看起来却平庸淡淡，虽然基因、克隆、人类基因组筹划、生物多样性等字眼通常见诸报端，但离我们的生存宛如还很迢遥。以是，也有专家这样品评：20世纪不是生物技能的世纪，而是生物工程蓄势待发的世纪，21世纪才是生物工程的世纪。克隆羊多利的诞生，人类基因组90％测序事情的完成，泰西、日本等发达国家对生物技能财产投资的逐年加大，天下各至公司生命科学财产的合并浪潮一浪高过一浪，全部这统统，都使我们信托，21世纪的简直确是生物技能的时期。 
生去世学工程（又叫生化工程或生去世工）是化学工程与生物技能相团结的产物。生去世工是生物技能的紧张分支。与传统化学产业相比，生去世工有某些突出特点：①主要以可再生资源作质料；②应声条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、屈从高的生产历程；③情况污染较少；④投资较小；⑤能生产现在不能生产的或用化学法生产较困难的性能优秀的产物。由于这些特点，生去世工已成为化工领域重点生长的行业。
1. 天下生去世工行业的现状 
生去世工生长至今已履历了半个多世纪，最早主要是生产抗生素；随后，是为氨基酸发酵、舀体激素的生物转化、维生素的生物法生产、单细胞卵白生产及淀粉糖生产等产业化服务。WWw.11665.COm自20世纪80年月起，随着今世生物技能的兴起，生去世工又使用重组微生物、动植物细胞大范围作育等手段生产药用多肽、卵白、疫苗、滋扰素等。而且，生去世工的应用已涉及到人民生存的方方面面，包罗农业生产、化轻质料生产、医药卫生、食品、情况掩护、资源和能源的开发等各领域。随着生去世工上游技能——生物工程技能的前进以及化学工程、信息技能（it）和生物信息学（bioinformatics）等学科技能的生长，生去世工将迎来又一个崭新的生永劫期。 
生去世工行业经过50多年的生长，已形成了一个完备的产业体系，整个行业也出现了一些新的生长态势。下面扼要形貌生去世工行业的现状。
1．1产业结构 
由于生去世工涉及面广，涉及的行业多，以是从事生去世工的企业较多。据报道，90年月中期，美国生去世工企业有：000多家，西欧有580多家，日本有300多家。连年来，虽然由于行业竞争日趋猛烈，生去世工企业有较大幅度淘汰，但与生命科学（主要指医药和农业生化技能）诸侯盘据的场所局面相比，生去世工行业依然是百花齐放，百家争鸣。既有象诺华、捷利康等从事生命科学的天下性至公司，也有象dsm、诺和诺德等大型的精致化工公司，虽然也有在某一方面有专长的小公司如altus等。而且，由于天下至公司正把细致力向生命科学部门转移，生去世工行业百花齐放的场所局面在很长一段时间内不会有什么转变。
1．2产物结构
传统的生去世工行业主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行业，而在现在，它已险些渗透渗出到人民生存的各方面如医药、保健、农业、情况、能源、质料等。同时，生去世工产物也得到了极大的拓展：医药方面有种种新型抗生素、滋扰素、胰岛素、生长激素、种种生长因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、脯氨酸等以及种种多肽；酶制剂有160多种，主要有糖化酶、淀粉酶、卵白酶、脂肪酶、纤维素酶、青霉素酶、过氧化氢酶等；生物农药有bt、春日霉素、多氧霉素、井岗霉素等；有机酸有柠檬酸、乳酸、苹果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亚麻酸、透明质酸等。还有微生物法1，3．丙二醇、丙烯酞胺等。
现在，举世生去世工年贩卖额在400亿美元左右，每年约以7％～8％的速率增长。从产物结构来看，生去世工领域生产规模范围极广，市场年需求量仅为千克级的滋扰素、促红细胞生长素等昂贵产物（价钱可达数万美元／g）与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料添加剂、日用与农业生化制品等低价位产物（部门价钱不到：美元／g）险些中分秋色。高价位的产物市场份额在50％～60％，低价位的产物市场份额在40％～50％。而且，凭据连年来生去世工的生长趋向及人们对医药卫生的珍视来看，高价位产物的生长速率高于低价位产物。
1．3技能水平
生去世工经过80年月以后的发达生长，不光整个行业技能水平有大幅度前进，而且许多新技能也得到普遍应用。
1．3．1发酵工程技能已见效果
据预计，举世发酵产物的市场有120～130亿美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有机酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。发酵产物市场的增大与发酵技能的前进分不开。今世生物技能的希望推动了发酵产业的生长，发酵产业的收率和纯度都比已往有了极大的前进。目宿天下最大的串联发酵装置已达75 m＼许多公司对发酵工艺举行了调解，从而低落了生产资本。如adm（archer danie1s mid1and）和cargill公司在20世纪90年月初对其发酵装置举行革新，将以碳水化合物为质料的生产工艺改为以玉米粉为质料，从而低落了生产资本，adm公司生产的赖氨酸资本比原先低落了一半。
1．3．2酶工程技能有了长足的前进
酶工程技能包罗酶源开发、酶制剂生产、酶疏散提纯和牢固化技能、酶应声器与酶的应用。目宿天下酶制剂从酶源开发到酶的应用都已进入了良性生长阶段，各阶段生产企业和用户关连亲昵，相助普遍。据报道，1998年举世产业酶制剂的贩卖额为13亿美元，预计到2010年将增长到30亿美元，每年以6．5％的速率增长。其中食用酶占40％，洗涤用酶占33％，其它（主要是纺织、造纸和饲料等用酶）占27％。
1．3．3疏散与纯化技能也有很猛前进
影响生化产物价钱的因素，首当其冲的是疏散与纯化历程，其用度通常占生产资本的50％～70％，有的乃至高达90％。疏散步骤多、耗时长，通常成为制约生产的“瓶颈”。寻求经济适用的疏散纯化技能，已成为生去世工领域的热门。已大范围应用的疏散纯化技能有：双水相革取、新型电泳疏散、大范围制备色谱、膜疏散等。
1．3．4上游技能普遍应用于鄙俚生产
使用基因工程技能，不光成倍地前进了酶的活力，而且还可以将生物酶基因克隆到微生物中，构建基因菌孕育发生酶。使用基因工程，使多种淀粉酶、卵白酶、纤维素酶、氨基酸合成途径的要害酶得到革新、克隆，使酶的催化活性、稳固性得到前进，氨基酸合成的代谢流得以拓宽，产量前进。随着基因重组技能的生长，被称为第二代基因工程的卵白质工程生长迅速，体现出巨大潜力和鲜丽远景。使用卵白质工程，将可以生产具有特定氨基酸序次、高级结构、理化性子和生理功效的新型卵白质，可以定向革新酶的性能，从而生产出新型生化产物。 
1．3．5新技能在生去世工中也得到了极大的应用
好比，在超临界液体状态下举行酶应声，从而大大低落酶应声历程的传质阻力，前进酶应声速率。超临界c02无毒、不行燃、化学情性、易与应声底物疏散。使用超临界co2取代有机溶剂举行酶应声，具有极大的生长潜力。又好比，微胶羹技能已被普遍用于动物细胞的大范围作育、细胞和酶的牢固化以及卵白质等物质的疏散方面。

2．天下生去世工行业的生长趋向
2．1产业结构
行业与行业间的分别将日趋含糊，企业间的相助将加大。现在，许多从事医药、农业、情况、能源等方面生产的企业，正在从事生去世工生产。特别是某些从事传统化工行业的生产厂家，也纷纷涉足生去世工领域。如杜邦公司，恒久以来主要从事有机化工和聚合质料的生产，如今正加大生去世工的开发力度，已开发乐成了生物法生产1,3-丙二醇工艺，并正在开发用改性大肠杆菌生产己二酸工艺。dsm公司曩昔主要从事抗菌素方面的生产，现也加大了生去世工的投资力度。
由于生去世工涉及面广，许多生化公司都有自己的专长，它们之间为了商业优点的相助也非常生动。另外，随着从事传统行业的生产厂家的加入，由于技能与生产方面的缘故原由，它们与从事生去世工开发与生产的企业相助也很频仍。全部这统统，都使生去世工行业的相助越来越普遍。如杜邦公司与杰宁科乐公司相助开发用生物法生产1，）丙二醇，进一步生产ptt树脂。荷兰的purac公司与美国cagill公司合资配置年产3．4万tl。乳酸装置，并筹划进一步生长到6．8万v入dsm公司与美国maxygen公司签署了三年的研究条约，以使用maxygen的
dna重排和分子作育技能，开发在7一adca和其它青霉素生产中使用的酶和菌种。
2．2产物结构
生去世工产物正向专业化、高科技含量、高附加值偏向生长。传统的低价位产物受到荒原，而高价位产物如生化药物、保健品、生化催化剂等则备受青睐。许多公司为了寻求较高利润，都将低附加值的产物剥离。如日本武田药品产业公司不再生产味精，转而生产其它高附加值的调味品如肌甘酸二钠（imp）和鸟甘酸二钠（gwtp）。另外，生去世工将涉足它曩昔很少涉足的领域如高分子质料和外貌活性剂等。
生化药物由于附加值高而成为以后生去世工领域生长的重点。1997年生化药物市场贩卖额达130亿美元，其中细胞破碎素80亿美元，激素30亿美元，其它20亿美元；就具体药物而论，促红细胞生长素35亿美元，人胰岛素18亿美元，粒性白细胞克隆刺激因子16亿美元，人生长激素15亿美元，小滋扰素11亿美元。预计以后其市场贩卖额还将以8％的速率增长。
在氨基酸方面，虽然用于药物合成氨基酸的量相对较小，但其生长潜力很大。据报道，500种主要药物中，有18％含有氨基酸或其衍生物的合成。在药物合成中，使用最普遍的是l。脯氨酸、r苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸。l。脯氨酸用于血管紧急素转化酶（ace）的合成，匹苯甘氨酸和r对羟基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外，多肽也因此后的生长重点之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽键组成的化合物，在临床上使用非常普遍，主要用于治疗癌症、hiv病毒和兔疫体系功效减退、对传统抗生素孕育发生抗体的熏染以及疫苗等。举世合成多肽原药的产量在100kg左右，但贩卖额达2．5亿～3亿美元，而做成制剂的贩卖额则达25亿～30亿美元。多肽原药需求量的年增长率在10％以上。
碳水化合物方面，用于临床的碳水化合物受到人们越来越多的关注。但是，用于临床的碳水化合物结构庞大，如一对单糖，其差异的化学键就多达22种。因此，用化学法合成庞大的碳水化合物比力困难，难以实现产业化，而用酶法合成则是一条确切可行的途径。
作为生化催化剂的酶，也将因此后生长的重点。1997年，生化用催化剂贩卖额约1．3亿美元，在已
往的3～5年间，每年增长速率在8％～9％，预计在未来的3～5年间，将以同样速率增长。生化催化剂主要用于手性药物的合成。当前，手性药物已成为国际新药研究与开发的新偏向之一。
1997年手性药物制剂天下市场的贩卖额为879亿美元，占药品市场的28．3％，到2000年将到达900亿美元。在未来的25年内，约有一半的手性药物要议决生化催化合成，因此，生化催化剂无论从需求量和需求种类来看，都具有很大的生长潜力。
生化外貌活性剂由于具有无毒、生物降解性好等利益，以后大概成为外貌活性剂的升级换代产物，但现在还处于探索阶段。
生去世工在高分子质料、特别化学品、生物晶片、环保等方面也将有极大的生长潜力。
2．3技能水平
不停前进菌株活力、发酵水平、生化应声历程、疏散纯化水平，依然是生去世工面临的课题。
在菌种开发方面，由于从20世纪70年月以来从自然界中筛选菌种以得到新的代谢产物的时机显着淘汰，人们便思量使用已知菌种经适当转变其代谢特性后生产新的产物。如日本协和发酵公司已乐成地把生产谷氨酸的菌种改为生产色氨酸。
在生化应声器方面，应声器放大不停是一个老浩劫的题目。因此，使用盘算机技能对整个生化应声历程举行数字化处理，从而优化应声历程，因此后的生长偏向之一。
在疏散纯化方面，亲和层析受到普遍珍视，并有人研制了一种综合专家体系软件包，可在几分钟内见告对方被疏散物系的疏散要领和序次，以便凭据产物所需举行取舍。
另外，在生化历程的在线检测和控制方面，使用生物传感器和盘算机监控，依然因此后的生长偏向。
在酶催化应声中将生长有机溶剂中的催化应声。

生物上游技能的生长，将对生去世工孕育发生深远影响。人们对从病毒、细菌、植物、动物到人类基因组序次测定事情非常珍视，并在此基础上形成了基因许多产物一哄而上，盲目上马，各处着花，终极形成恶性竞争，许多企业休业倒闭。在竞争中生存下来的企业，也是元气大伤，难以进一步构造技能革新。如仅江苏省停产的发酵生产线就多达上百条。另外，行业内企业间的生产水平相差悬殊，企业技能装备水平到达20世纪80年月以后国际先进水平的仅占20％～30％，多数处于20世纪60～70年月水平。
二是产物结构分歧理，品种单一，低档次产物重复生产，不能顺应需求。在我国高等的医药生化产物如激素、生长因子、滋扰素、药用多肽等，有的产量很小，有的没有生产，因此每年都需入口。
三是在生产技能上，工艺、配置不配套，上鄙俚技能不配套，产物的收得率低。我国虽然某些产物如柠檬酸、乳酸等发酵水平较高，但大多数产物的收率都低于外洋，酶制剂的活力也显着低于外洋，生化应声器和疏散纯化技能更是落伍外洋15～20年。每年都要淹灭大量资金从外洋入口生物应声器、细胞破碎机、疏散纯化配置及疏散介质、生物传感器和盘算机监控配置。
四是有些产物投入产出比达15／＝以上，造成紧张的资源浪费和情况污染。
五是基础研究单薄，技能创新本事不强，企业的技能开发、技能吸取本事差，生孕育发生长多数寄托传统的夕蜒型、粗放型扩大投资的增长模式，效益低、市场竞争力低。
3．2 提倡针对我国生去世工行业存在的题目，笔者有以下提倡：
3．2．1 扩大经济范围，前进竞争力要勉励配置大型的生去世工企业团体公司，使之集科研、开发、生产、贩卖干一体。尤其要作育一批科技创新型企业。同时，也要勉励在某些方面有肯定特色的小型技能创新型生化公司的生长，并镌汰一批生产范围小、生产技能落伍、没有市场竞争力的企业，从团体上优化我国生去世工的财产结构。
3．2．2 调解产物结构要生长高等产物，如高等医药生化产物、功效性食品及添加剂（主要有低热值、低胆固醇、低脂肪、前进免疫功效、抗炎、抗癌等产物）、生化催化剂等。另外，也应生长浩繁精致化工产物及用化学法无法生产或很难生产的产物，如微生物多糖、生物色素、产业酶制剂、甜味剂、外貌活性剂、高分子质料等。
3．2．3 节省有限资源，强化情况掩护在生化生产组学（genomics）。连年来又在信息学（informatics）的基础上创建了生物信息学（bioinformatics）。信息学的内容包罗信息科学十生物技能十生物工程十生物动力学等的综合信息体系。可以预见，基因组学和生物信息学在生去世工中应用的商业远景极为可观。
另外，其它行业的新技能如分子蒸馏技能、组合化学（combinatorical chemistry）等，也将在生去世工中得到应用。
3. 我国生去世工的发层现状及提倡
3．1生长现状
我国生去世工行业经过恒久生长，已有肯定基础。特别是革新开放以后，生去世工的生长进入了一个崭新的阶段。目宿世去世工产物也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
在医药方面，抗生素得到迅猛生长61998年我国抗生素的产量到达33 486h青霉素的产量居天下首位。其它生化药物中，开端形成财产化范围的有滋扰素、白细胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在农药方面，生物农药品种达12种，主要有苏云金杆菌、井岗霉素、赤霉素等。其中，井岗霉素的产量居天下第一位。
在食品与饲料方面，作为三大发酵制品的味精、柠檬酸、酶制剂的产量也有很大的增长／1998年味精产量从1990年的22．3万、增长到56．4万一柠檬酸产量从1990年的6．13万、增长到56．4万一酶制剂从1990年的8．5万t增长到24万t。酵母及淀粉糖的产量也有显着增长。我国的味精生产和斲丧居天下第一，柠檬酸的生产和出口也居天下第一。另外，1998年乳酸的产量在1．5万t左右，赖氨酸的产量在2万t左右，卜苹果酸的产量在6000t。
在有机酸方面，衣康酸的产量达5000乙我国开发的生物法长链二元酸工艺居天下领先职位地方，目宿世产本事达500va以上，并有数家企业有配置长链二元酸生产装置的意向。
在保健品方面，我国已能用生物法生产多种氨基酸、维生素和核酸等。另外，我国生物法丙烯酞胺的生产本事到达2万v山与日本同处于天下领先职位地方。
但是与发达国家相比，我国生去世工行业存在着许多题目：
一是我国的生去世工财产主要以医药、轻工、食品业为主。部门企业对生去世工产物多数是精致化工产物这一点相识不够，加之行业范例也不够，导致历程中，应选择切合的质料，以低落资本与斲丧，并增强废物处理，淘汰情况污染。
3．2．4前进生产技能水平，特别是鄙俚技能水平由于我国生物技能上游技能水平与国皮毛差仅3～5年，而鄙俚技能水平则比国皮毛差15年以上，革新传统发酵产物生产技能，不停前进发酵法产物的生产技能水平，开孕育发生物应声器，前进我国生去世工产物疏散和提纯技能，大范围开孕育发生去世工装备等应首先提上议事日程。另外，还应积极接纳微生物法取代化学法，开发基础化工新产物的产业化生产技能。
3．2．5增强产学研团结，看重上鄙俚团结国内生去世工技能气力疏散，为了做到上风互补，应增强产学研团结。另外在生去世工生产历程中遇到的许多题目，都是由于上、鄙俚团结不够细密而影响技能经济指标。因此，在人力和财力的投入上，应思量上鄙俚团结，以加速生去世工财产的生长。
3．2．6前进从业职员素质生去世工属高科技财产，从业职员素质尤其紧张。我国现在从事生去世工生产的多数是传统化工行业的从业职员，使用水平还比力低，加能人材作育，以前进生去世工行业职员素质黑白常须要的。
3．2．7增强知识产权掩护恒久以来，我国对生化领域的知识产权掩护不够，挫伤了科研开发职员的积极性，造成大量人才外流。增强知识产权掩护，不光能够勉励国内科研开发职员，而且能够吸取一大批在外洋生长的科研职员返国生长，从而加速我国生去世工财产的生长。