時(shí)間：2023-03-17 18:08:06
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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.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(shì)。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(jìng)爭(zhēng)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(zhēng)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(chǎng)年需求量僅為千克級(jí)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(chǎng)份額在50％～60％，低價(jià)位的產(chǎn)品市場(chǎng)份額在40％～50％。而且，根據(jù)近年來生物化工的發(fā)展趨勢(shì)及人們對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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)75m＼許多公司對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行了調(diào)整，從而降低了生產(chǎn)成本。如ADM（ArcherDanie1sMid1and）和Cargill公司在20世紀(jì)90年代初對(duì)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(jí)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(shì)
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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。但是，用于臨床的碳水化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如一對(duì)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(chǎng)的銷售額為879億美元，占藥品市場(chǎng)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?/p>
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(jí)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?/p>
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(duì)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(duì)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(cè)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(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(cè)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(jìng)爭(zhēng)，許多企業(yè)破產(chǎn)倒閉。在競(jìng)爭(zhēng)中生存下來的企業(yè)，也是元?dú)獯髠?，難以進(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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力低。
3．2建議針對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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)。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。
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)（combinatoricalchemistry）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。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(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。
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(shì)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。
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(shì)。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(jìng)爭(zhēng)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(zhēng)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(chǎng)年需求量僅為千克級(jí)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(chǎng)份額在50％～60％，低價(jià)位的產(chǎn)品市場(chǎng)份額在40％～50％。而且，根據(jù)近年來生物化工的發(fā)展趨勢(shì)及人們對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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)75m＼許多公司對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行了調(diào)整，從而降低了生產(chǎn)成本。如ADM（ArcherDanie1sMid1and）和Cargill公司在20世紀(jì)90年代初對(duì)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(jí)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ΑＳ直热?，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(shì)
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?；钴S。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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。但是，用于臨床的碳水化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如一對(duì)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(chǎng)的銷售額為879億美元，占藥品市場(chǎng)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?/p>
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(jí)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?/p>
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(duì)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(duì)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(cè)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(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(cè)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(jìng)爭(zhēng)，許多企業(yè)破產(chǎn)倒閉。在競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力低。
3．2建議針對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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)。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。
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)（combinatoricalchemistry）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。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(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。
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(shì)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。
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.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(shì)。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(jìng)爭(zhēng)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(zhēng)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(chǎng)年需求量僅為千克級(jí)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(chǎng)份額在50％～60％，低價(jià)位的產(chǎn)品市場(chǎng)份額在40％～50％。而且，根據(jù)近年來生物化工的發(fā)展趨勢(shì)及人們對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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)75m＼許多公司對(duì)發(fā)酵工藝進(jìn)行了調(diào)整，從而降低了生產(chǎn)成本。如ADM（ArcherDanie1sMid1and）和Cargill公司在20世紀(jì)90年代初對(duì)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(jí)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(shì)
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?；钴S。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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。但是，用于臨床的碳水化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如一對(duì)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(chǎng)的銷售額為879億美元，占藥品市場(chǎng)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?/p>
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(jí)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?/p>
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(duì)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(duì)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(cè)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(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(cè)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(jìng)爭(zhēng)，許多企業(yè)破產(chǎn)倒閉。在競(jìng)爭(zhēng)中生存下來的企業(yè)，也是元?dú)獯髠?，難以進(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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力低。
3．2建議針對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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)（combinatoricalchemistry）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。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(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。
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(shì)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。
菌目的的藥物有哪些？具體抑菌原理是什么？通過將理論知識(shí)與臨床藥物相聯(lián)系，使學(xué)生真正了解人類很多疾病的發(fā)生與體內(nèi)生物大分子的結(jié)構(gòu)、代謝、信息傳遞與表達(dá)等問題密切相關(guān)，而很多臨床藥物的研發(fā)又是以生化代謝點(diǎn)為藥物靶點(diǎn)的。這樣既可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性，讓學(xué)生輕松而牢固掌握知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，亦親身感受到生物化學(xué)與臨床醫(yī)藥學(xué)之間的關(guān)系，明白牢固的生化知識(shí)是藥物研發(fā)、生產(chǎn)乃至銷售環(huán)節(jié)的必備基礎(chǔ)知識(shí)，為將來從事生物制藥工作打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在這樣的課堂討論中老師要立足于引導(dǎo)的作用，務(wù)必專心傾聽學(xué)生的討論，緊跟學(xué)生們的思路，合適的時(shí)候給出恰當(dāng)?shù)墓膭?lì)和啟發(fā)，這樣可極大程度地激發(fā)學(xué)生暢所欲言的熱情，拓寬學(xué)生的思維，進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過PBL教學(xué)法訓(xùn)練出來的學(xué)生，創(chuàng)新思維能力較強(qiáng)，能夠獨(dú)立或借助查閱資料解決學(xué)習(xí)過程中遇到的問題[2]，在跟隨老師做科研項(xiàng)目的時(shí)候善于思考和發(fā)現(xiàn)問題，通常也能夠獨(dú)立解決遇到的問題，真正做到自主學(xué)習(xí)能力的提高。對(duì)教師來講，不但要求基礎(chǔ)知識(shí)牢固，更要緊跟醫(yī)藥科學(xué)發(fā)展前沿，只有這樣才能設(shè)計(jì)出好的PBL問題，對(duì)學(xué)生的討論才能給予恰到好處的引導(dǎo)啟發(fā)。此外，通過教師參與學(xué)生的討論，能很好地加強(qiáng)師生之間的交流，便于老師掌握每個(gè)學(xué)生的情況，真正做到因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量。
2板書與多媒體結(jié)合
我校制藥工程專業(yè)生物化學(xué)課程在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期開設(shè)。此階段專業(yè)基礎(chǔ)課程多，知識(shí)量大，因此老師的授課方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率顯得尤為重要。生物化學(xué)課程知識(shí)比較龐雜，每節(jié)課的信息量非常大，加上課堂教學(xué)課時(shí)的減少，學(xué)生課下需要花費(fèi)大量時(shí)間消化。因此，如何讓學(xué)生高效地掌握每節(jié)課所講內(nèi)容顯得至關(guān)重要，而框架式的板書配合多媒體教學(xué)可以較好地緩解這個(gè)矛盾，提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的效率。目前，生物化學(xué)課程多采用多媒體教學(xué)，這可在很大程度上提高教師的授課效率，使其在有限的時(shí)間講解更多的內(nèi)容，同時(shí)可借助插圖和動(dòng)畫的生動(dòng)性、直觀性和形象性來幫助學(xué)生理解教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)[6]。我們?cè)诂F(xiàn)有教材課件的基礎(chǔ)上，利用平時(shí)積累的教學(xué)素材對(duì)課件內(nèi)容、圖表和動(dòng)畫進(jìn)行了完善，使之更加條理清晰、有趣易懂。即使這樣，學(xué)生仍反映生物化學(xué)課程內(nèi)容龐雜，在有限的課堂和課外時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)起來還是有一定的困難。基于此，在課堂的教學(xué)過程中我都會(huì)運(yùn)用板書把每章知識(shí)點(diǎn)框架式的總結(jié)出來，便于學(xué)生從宏觀水平理解所學(xué)內(nèi)容，知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系一目了然，而不是零散的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的來記憶。這樣，龐雜的生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)生來說就會(huì)簡潔明了不少，學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣會(huì)明顯提高。此外，在多媒體教學(xué)過程中，為突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，我都會(huì)在黑板上寫出關(guān)鍵反應(yīng)的步驟，這會(huì)引起學(xué)生特別的關(guān)注，督促他們做好筆記，更好地提高教學(xué)效果。
3理論與實(shí)踐相結(jié)合
生物化學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為加深學(xué)生對(duì)生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解，提高其動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)其在實(shí)踐中分析問題和解決問題的能力，根據(jù)我校制藥工程培養(yǎng)方案和學(xué)生的就業(yè)方向，編寫了適合我校制藥工程專業(yè)學(xué)生使用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括驗(yàn)證性的基礎(chǔ)生化實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。此外，我們還開設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過查閱資料，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)方案解決實(shí)際問題。這樣的教學(xué)安排可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提高他們解決實(shí)踐問題的能力，為學(xué)生以后的進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，在指導(dǎo)學(xué)生做生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容我通常會(huì)提出一些與專業(yè)有關(guān)的小問題，供他們思考。這樣會(huì)促使他們邊做實(shí)驗(yàn)邊思考，有利于加深其對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握[7]。為拓寬學(xué)生的視野，經(jīng)學(xué)校同意，我們還向?qū)W生開放了生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室。結(jié)合教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生按自己的興趣選擇導(dǎo)師，跟隨導(dǎo)師做一些研究工作。優(yōu)秀的學(xué)生可申請(qǐng)市教委或?qū)W校下達(dá)的針對(duì)本科生的一些科研項(xiàng)目，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行科研實(shí)踐工作。這樣的政策在我院實(shí)行多年，生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室每年都會(huì)接收多名本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展科研立項(xiàng)，這不但提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，更重要的是提高了他們獨(dú)立分析和解決問題的能力，進(jìn)而激發(fā)了他們對(duì)生物醫(yī)藥的極大熱情[8]。
4總結(jié)歸納，突出重點(diǎn)
生物化學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)非常多，以重要的知識(shí)點(diǎn)為中心進(jìn)行總結(jié)歸納既可幫助學(xué)生抓住重點(diǎn)，凝煉內(nèi)容，提高其學(xué)習(xí)效率。如講授完遺傳信息傳遞及其調(diào)節(jié)相關(guān)內(nèi)容后，從模板、原料、產(chǎn)物、合成方向、合成方式及參與反應(yīng)有關(guān)的酶等方面列表比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和逆轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn)。物質(zhì)代謝調(diào)控部分，生化反應(yīng)式太多，且各代謝途徑相互交叉，學(xué)生學(xué)習(xí)起來往往感覺無從下手。講授完該部分內(nèi)容后總結(jié)歸納三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖循環(huán)、檸檬酸-丙酮酸循環(huán)、鳥氨酸循環(huán)等代謝過程的相互聯(lián)系和生理意義，使這部分內(nèi)容更加清晰易學(xué)，利于溝通各部分知識(shí)點(diǎn)間的相互關(guān)系并引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地整理、掌握所學(xué)知識(shí)。筆者多年的教學(xué)效果顯示總結(jié)歸納可顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率?？偨Y(jié)歸納的意義在于把所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、條理化，便于理解記憶，更好地發(fā)揮學(xué)生的主體作用，并可有效克服傳統(tǒng)平鋪直敘講授方式帶來的枯燥乏味，有利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。另外，為達(dá)到溫故而知新的目的，在每次上課開始簡短地回顧上次課的內(nèi)容，然后開始講述新內(nèi)容，注意內(nèi)容的自然過渡，每次課結(jié)束前將本節(jié)課的內(nèi)容串聯(lián)一遍，這樣更益于學(xué)生鞏固新學(xué)的內(nèi)容。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞:文化民生；公共文化服務(wù)體系；關(guān)系；以人為本
一、文化民生與公共文化服務(wù)體系的含義
民生，是人民的生計(jì)。文化民生，是指文化層面的人民生計(jì)。文化民生建設(shè)的目標(biāo)是讓人民群眾共享國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果的同時(shí)， 共享文化發(fā)展成果，獲得精神生活的豐富和提升。在和諧社會(huì)背景下，民生建設(shè)的文化目標(biāo)是通過建設(shè)社會(huì)主義和諧型民生文化，提升民眾在文化層面的福利狀況。文化民生作為公民的“文化生存”條件，既包括人民群眾的精神支柱，也包括人民群眾的文化權(quán)利，是公民生存權(quán)與發(fā)展權(quán)的有機(jī)組成部分。
公共文化服務(wù)，就是公共部門和準(zhǔn)公共部門，以滿足社會(huì)基本文化需求為目的，共同生產(chǎn)和向社會(huì)提供公共文化產(chǎn)品和服務(wù)的行為總稱。公共文化服務(wù)體系是政府主辦的、非贏利性的、傳播先進(jìn)文化、保障大眾基本文化需求的文化機(jī)構(gòu)和文化服務(wù)的總和。具有保障公民文化權(quán)利、滿足公民文化需求、傳播先進(jìn)文化、推動(dòng)文化創(chuàng)新等功能。
二、文化民生與公共文化服務(wù)體系的關(guān)系
1.公共文化服務(wù)體系建設(shè)是滿足人民群眾精神文化生活需求的現(xiàn)實(shí)任務(wù)
隨著物質(zhì)水平的提高，人們對(duì)物質(zhì)財(cái)富的需求已得到較高滿足,對(duì)精神財(cái)富的需求相應(yīng)上升。隨著生產(chǎn)效率的提高，人們的休閑時(shí)間大大增加，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的精神文化需求。人們不再簡單地滿足于唱歌跳舞，不再簡單地要求建設(shè)一兩座文化活動(dòng)中心，而對(duì)更加全面、更加系統(tǒng)、更加完善的覆蓋全社會(huì)的公共文化服務(wù)體系提出越來越迫切的要求。
2.公共文化服務(wù)體系建設(shè)是保障和實(shí)現(xiàn)人民群眾基本文化權(quán)益的重要途徑
公共文化服務(wù)體系是保障公民基本文化利益的社會(huì)福利事業(yè)。在政府主導(dǎo)下, 積累社會(huì)各界力量，建設(shè)能夠服務(wù)全體公民的文化服務(wù)系統(tǒng)，能夠讓人民群眾充分共享文化發(fā)展成果,保障和實(shí)現(xiàn)人民群眾基本文化權(quán)益，不斷增強(qiáng)人民群眾的歸屬感、成就感和幸福感, 促進(jìn)民生的極大改善和全面發(fā)展。人民群眾的物質(zhì)生活水平有了很大提高，要求改善文化民生的呼聲也越來越高，加快構(gòu)建完善的公共文化服務(wù)體系，是維護(hù)好、實(shí)現(xiàn)好、發(fā)展好人民群眾基本文化權(quán)益的重要途徑。
3.公共文化服務(wù)體系, 是文化民生建設(shè)的基礎(chǔ)
在構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的背景下，關(guān)注民生日益成為一種新的執(zhí)政理念和社會(huì)共識(shí)。在興起社會(huì)主義文化建設(shè)新中，關(guān)注民生的聚焦點(diǎn)不能忽視文化民生。公共文化服務(wù)體系建設(shè)堅(jiān)持以民生理念為主導(dǎo), 重在解決群眾在文化方面最關(guān)心、最直接、最現(xiàn)實(shí)的利益問題，最能體現(xiàn)文化的民生精神和人民群眾的幸福指數(shù),它是文化建設(shè)的基礎(chǔ)工程，大力發(fā)展公益性文化事業(yè), 加強(qiáng)公益性文化設(shè)施建設(shè)，探索民生文化建設(shè)的新途徑與新載體，是文化民生建設(shè)的基礎(chǔ)。
三、加強(qiáng)公共文化體系，改善文化民生的幾點(diǎn)建議：
1.加強(qiáng)政策法規(guī)體系建設(shè)
隨著經(jīng)濟(jì)快速增長, 公民權(quán)利意識(shí)迅速覺醒, 公共文化服務(wù)的需求急劇增長。我們應(yīng)該抓住機(jī)遇, 精心設(shè)計(jì), 適時(shí)出臺(tái)各項(xiàng)政策法規(guī),使公共文化服務(wù)提供在量上和質(zhì)上都有一個(gè)大的飛躍。以保障公民文化權(quán)利為核心，加緊制定、修訂相關(guān)法律法規(guī)，形成較為完備的公共文化法律體系。依法保障對(duì)公共文化設(shè)施建設(shè)與利用，扶持優(yōu)秀作品和重大文化項(xiàng)目，加強(qiáng)文化資源保護(hù)，盡快出臺(tái)文化投入和扶持、社會(huì)捐助和社會(huì)保障等相關(guān)政策，逐步形成科學(xué)完善的宏觀政策調(diào)控體系，使各類主體有法可依，有章可循，進(jìn)入規(guī)范運(yùn)行的良性軌道。
2.加強(qiáng)公共文化設(shè)施體系建設(shè)
面向所有社會(huì)群體、面向基層, 以農(nóng)戶、居民為對(duì)象, 建設(shè)城鄉(xiāng)文化設(shè)施和文化場(chǎng)所。，大中城市要高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)圖書館、博物館、文化館，大劇院、音樂廳、美術(shù)館，縣要建文化館、圖書館或綜合性文化中心，鄉(xiāng)鎮(zhèn)要建文化站, 村里要建文化活動(dòng)室，保證一定人口數(shù)量的群眾擁有一個(gè)公共圖書館( 室)、電影院和文化廣場(chǎng)。確保公共文化單位正常運(yùn)轉(zhuǎn), 重點(diǎn)保障免費(fèi)向社會(huì)開放的各級(jí)博物館、圖書館、群眾藝術(shù)館、文化館、美術(shù)館以及農(nóng)村和城市社區(qū)的文化活動(dòng)中心。
3.加強(qiáng)文化產(chǎn)品供給體系建設(shè)
要在群眾看書、看戲、看電影等方面, 保證人民群眾能定期看戲、看電影, 定期參與文化活動(dòng)等，要把“送文化”、“送科技”下鄉(xiāng)等活動(dòng)制度化、規(guī)范化。在保障公共文化產(chǎn)品供應(yīng)的基礎(chǔ)上，以實(shí)施“精品工程”為入手，建立健全文藝精品規(guī)劃、選題、創(chuàng)作、演出、宣傳、申報(bào)和表彰等環(huán)環(huán)相扣的工作機(jī)制。要激發(fā)廣大文藝工作者的創(chuàng)作熱情、創(chuàng)作靈感，發(fā)掘他們的創(chuàng)作潛力，多出產(chǎn)品、多出精品，促進(jìn)創(chuàng)作繁榮。
4.加強(qiáng)人力資源體系建設(shè)
人才是文化建設(shè)的有力保障,是公共文化服務(wù)體系的關(guān)鍵。為此, 要不斷壯大公共文化服務(wù)隊(duì)伍。充實(shí)文藝骨干隊(duì)伍，鼓勵(lì)文藝類大學(xué)畢業(yè)生到基層服務(wù)，鼓勵(lì)民間成立各種形式的業(yè)余文藝團(tuán)隊(duì), 積極發(fā)展文化志愿者和文化義工隊(duì)伍。提高文化活動(dòng)的覆蓋面，堅(jiān)持在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)人才。充分挖掘農(nóng)村的草根人才, 通過他們來充分了解群眾的文化需求, 向群眾輸送最需要的文化產(chǎn)品。充分發(fā)揮民間藝人、文化能人、文化經(jīng)紀(jì)人的積極作用, 為文化的建設(shè)和發(fā)展奠定良好的人才基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳連生:要更加重視文化民生建設(shè).世紀(jì)行，2008，2.
首先，近年來現(xiàn)代生物技術(shù)中的酶技術(shù)在輕化工領(lǐng)域的重要性和潛力日益增長。例如，在傳統(tǒng)高溫濃堿型棉織物退漿工藝中，需消耗大量水、熱能、化學(xué)助劑，并排放出大量含高濃度污染物廢水。與常規(guī)堿劑前處理工藝相比不同的是，生物酶退漿對(duì)織物損傷小，處理后織物手感柔軟，色澤鮮艷，具有能耗低、設(shè)備要求低、排污量少、廢水處理簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)。所以，生物化學(xué)中的酶學(xué)部分是我們需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容，在全部32學(xué)時(shí)的教學(xué)中，我們安排酶學(xué)10個(gè)學(xué)時(shí)，從酶的概念、分類，酶的作用機(jī)制、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)到酶工程均作了詳細(xì)講解，并在講授的過程中將生物酶工程的相關(guān)知識(shí)與輕化工程專業(yè)知識(shí)進(jìn)行交叉，提高學(xué)生對(duì)生物酶技術(shù)在輕化工中應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，從而，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)，使他們?cè)趯?shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，可以根據(jù)材料不同，工藝流程的不同，選擇不同的生物酶處理工藝。
其次，在紡織和皮革加工領(lǐng)域，應(yīng)用的原材料有很多是生物質(zhì)材料，因此對(duì)于生物質(zhì)材料的了解對(duì)輕化工程學(xué)生來講非常重要，所以我們將生物化學(xué)中糖類、脂類和蛋白質(zhì)類等生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能列為輕化工程學(xué)生的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，大約占到16學(xué)時(shí)左右。讓學(xué)生對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有全面的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生在對(duì)這些生物質(zhì)原料進(jìn)行處理時(shí)能夠做到有的放矢。
再次，原有生物質(zhì)材料都有各種各樣的優(yōu)點(diǎn)和弊端，如何保留其優(yōu)點(diǎn)而避免其缺點(diǎn)，是一個(gè)全新的課題。比如天然彩棉，具有良好的天然色彩，可以避免后續(xù)染料加工過程，節(jié)省能源和成本，降低污染等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)，天然彩棉的棉纖維纖絲較短，不如白棉，另外產(chǎn)量比白棉低。針對(duì)這些特點(diǎn)，應(yīng)用生物技術(shù)中的基因工程操作可以幫助我們既能保留優(yōu)點(diǎn)，又能改善缺點(diǎn)，基因工程技術(shù)可以從根本上按照人們的意愿改變?cè)牧系奶匦裕?，生物化學(xué)中的分子生物學(xué)以及基因工程我們也向同學(xué)們做細(xì)致的闡述。其余學(xué)時(shí)我們安排了緒論、對(duì)生物小分子的認(rèn)識(shí)以及簡單的代謝內(nèi)容，讓學(xué)生了解生物化學(xué)的全貌以及了解為什么學(xué)習(xí)生物化學(xué)以及如何才能學(xué)好。
2教學(xué)方法
采用“以問題為中心的教學(xué)模式”，利用多媒體教學(xué)和板書教學(xué)相結(jié)合的手段。目前，作為國內(nèi)普通本科院校，吉林化工學(xué)院的學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，學(xué)習(xí)狀態(tài)不佳成為了一種普遍現(xiàn)象。傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)非常被動(dòng)?！耙詥栴}為中心的教學(xué)模式”(ProblemBasedLearning，PBL)，1969年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大多倫多的McMasterUniversity首創(chuàng)，目前已成為國際上流行的一種教學(xué)方法。其特點(diǎn)是：以學(xué)生為中心，老師為引導(dǎo)者，以自我指導(dǎo)學(xué)習(xí)及小組討論為教學(xué)形式的課程模式，能有效地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)造力、人際交往及協(xié)作能力。在課堂上我們會(huì)先提出一個(gè)輕化工程范圍內(nèi)能遇到的問題，比如真絲織物的脫膠處理問題，在這個(gè)工藝過程中，首先涉及的生物化學(xué)知識(shí)是絲素和絲膠的生物化學(xué)本質(zhì)是什么？引入蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)組成、化學(xué)性質(zhì)專題；進(jìn)一步酶法處理脫膠環(huán)節(jié)應(yīng)注意哪些問題？引入酶促反應(yīng)的影響因素專題。將學(xué)生分成若干小組，進(jìn)行討論，并設(shè)計(jì)出工藝方案，這樣的方法，不但激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還取得了良好的教學(xué)效果。
3考核方式
宋灣移民新村全村有228戶，總?cè)丝?150人，其中男性591人，女性559人，男女比例大約為1.06。
(一)宋灣村醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)量及輻射區(qū)域
(1)村級(jí)衛(wèi)生室。該村有一個(gè)衛(wèi)生室，接待能力在五人以內(nèi)，同時(shí)也對(duì)外開放。主要輻射區(qū)域除本村外還有鄰近村莊，一般在2～3公里的范圍。(2)私人衛(wèi)生所。主要是持有醫(yī)師資格證的人開辦的私人衛(wèi)生所，這種性質(zhì)的衛(wèi)生所雖然對(duì)外開放，但是由于區(qū)域的局限性，主要輻射區(qū)域?yàn)楸敬宸秶鷥?nèi)，該村之前有一家私人衛(wèi)生所但目前已經(jīng)關(guān)閉，所以宋灣村沒有私人衛(wèi)生所。鄰村有一家私人衛(wèi)生所，平時(shí)也會(huì)有少量宋灣村人去看病就醫(yī)。該村衛(wèi)生室有一名村醫(yī)，他是從部隊(duì)退伍多年的衛(wèi)生員，不具備專業(yè)的醫(yī)學(xué)知識(shí)，雖然了解范圍較廣，但大多方面不夠?qū)I(yè)，主要治療日常生活中的小病，如:感冒、發(fā)燒、腹脹及簡單的傷口處理等。護(hù)士一職基本由村醫(yī)兼職或者由其家庭成員不定時(shí)兼任，他們并不具備基本的護(hù)理能力，因此，宋灣村衛(wèi)生室的護(hù)理人員為0人。
(二)衛(wèi)生室及硬件配備狀況
醫(yī)療室包括藥房、觀察室、診斷室、治療室、值班室總面積50平方米，內(nèi)部主要放置桌子、椅子、放藥支架、病床以及電視機(jī)、空調(diào)等電氣設(shè)備。衛(wèi)生室沒有任何大型醫(yī)療設(shè)備。中小型醫(yī)療設(shè)備種類十分有限。主要包括:血糖監(jiān)測(cè)儀、體重身高測(cè)量器、血壓計(jì)。日常小型醫(yī)療工具如溫度計(jì)、聽診器等較為齊全。
(三)藥品配置狀況
衛(wèi)生室里的藥品主要是一些日常用藥，完全以西藥為主，包括治療感冒、發(fā)燒、咳嗽，以及用于消炎、降血壓、降血脂等方面的藥物，除此之外還有少量的注射類常用藥。藥品數(shù)量有限，適用人群以成年人為主，老年人及兒童用藥較少。
(四)資金來源狀況
第一，村醫(yī)轉(zhuǎn)移支付。村醫(yī)出錢將所購藥物買回，然后從看病開藥的費(fèi)用中拿回屬于自己的部分，同時(shí)獲得自己的勞動(dòng)報(bào)酬，以此作為村衛(wèi)生室的首批主要周轉(zhuǎn)資金。第二，國家或政府撥款。這部分資金是由政府提供用于改善農(nóng)村基本醫(yī)療狀況。這部分資金十分有限，同時(shí)也很難到位，容易被政府部門轉(zhuǎn)用于其它方面。通過與村醫(yī)談話得知政府部門提供給本村的資金雖然已經(jīng)公布但是并沒有到位。第三，本村投入。本村投入的資金并不是直接用于看病或購置藥物而是以實(shí)物的形式配給衛(wèi)生室免費(fèi)使用。
二、宋灣移民新村醫(yī)療資源存在的問題
(一)醫(yī)護(hù)人員短缺，診療方法落后
移民新村有嶄新的硬件設(shè)備，比附近其它村子硬件設(shè)備要好得多，但村醫(yī)仍然是原來的村醫(yī)，沒有新補(bǔ)充的技術(shù)人員。村醫(yī)沒有接受過正規(guī)的醫(yī)學(xué)教育，也沒有經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，靠自身學(xué)習(xí)和積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行診治，因此對(duì)藥量的控制和藥品的配置不夠科學(xué)準(zhǔn)確。他的知識(shí)結(jié)構(gòu)陳舊，獲得培訓(xùn)機(jī)會(huì)很少，對(duì)急性和慢性病人的處置欠規(guī)范，甚至可能拖延最佳治療期限使病情加重。村民們只在村里看一些頭疼發(fā)熱的小病，嚴(yán)重一點(diǎn)的疾病去縣城醫(yī)院就醫(yī)。新村衛(wèi)生所的護(hù)理人員都由村醫(yī)的兒子和其他家庭成員臨時(shí)擔(dān)任，家庭成員的所有診療知識(shí)都來自于村醫(yī)的口頭傳授，在自己勞動(dòng)之余，幫助村醫(yī)護(hù)理病人。移民新村中醫(yī)生的待遇不高，沒有充足的資金保障，因此，村醫(yī)年齡已經(jīng)偏大，也沒有合適的繼任者。
(二)床位數(shù)量有限，使用緊張
新村衛(wèi)生室原本只有一個(gè)床位，是醫(yī)生自己配置，搬入移民新村之后，村里給衛(wèi)生所配置了兩個(gè)床位，2012年，全國每千人平均床位為3.05，但宋灣村只有1.74。緊張的床位嚴(yán)重影響到衛(wèi)生室的服務(wù)接待能力，特別是冷暖交替的季節(jié)，生病就診率比平時(shí)高，床位緊張狀況更加突顯。過度的床位緊張會(huì)造成病人臨時(shí)外流，這將不利于流行性傳染病的防治工作，雖然在一定程度上暫時(shí)減小了本村的壓力，但必將增加社會(huì)整體的防疫投入，從整體角度看弊大于利。平時(shí)床位使用率較低，但每當(dāng)流行性傳染病較多的月份床位使用率最高，因此每年都會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間床位空閑而另一段時(shí)間床位緊張的尷尬局面。
(三)醫(yī)療設(shè)備短缺，缺乏維護(hù)
移民新村里，大型醫(yī)療設(shè)備一直是空白，中小型醫(yī)療設(shè)備種類有限，例如打吊針的掛吊瓶的支架，病人的病床，小孩子吃藥時(shí)候可以把藥磨碎的小電器等，都是移民新村建設(shè)時(shí)候新添置的。在沒有移民的時(shí)候，原來的村醫(yī)療室比這個(gè)簡陋，這些設(shè)備也是沒有的。但日常必備的醫(yī)療工具使用頻率最高，因此這些醫(yī)療工具的受損程度較高，再加上這些工具使用時(shí)間過長，缺乏必要維護(hù)，精準(zhǔn)程度已經(jīng)不能保證。這會(huì)影響到村醫(yī)對(duì)病情的判斷，容易造成誤診甚至釀成嚴(yán)重的醫(yī)療事故。村民缺乏疾病防治和自我診斷的知識(shí)，大多數(shù)患者都是感覺身體出現(xiàn)較嚴(yán)重的癥狀時(shí)才到大醫(yī)院檢查，村衛(wèi)生所必要醫(yī)療設(shè)備不全或者不準(zhǔn)確，會(huì)給患者帶來更大的痛苦也必然增加病人的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
(四)藥品種類有限，數(shù)量不足
藥品種類配置不夠合理，適宜各年齡段適用的藥物分配不夠科學(xué)，兒童、老年人、高發(fā)病癥藥品嚴(yán)重不足，而這些人群抵抗能力最差，村衛(wèi)生所沒有適宜的藥物，這給他們的正常生活帶來許多不必要的麻煩，甚至讓他們的處境十分危險(xiǎn)。
(五)醫(yī)療資源缺乏協(xié)調(diào)
新村的移民大都集中在南陽市淅川縣，該縣位于豫鄂陜?nèi)∑呖h(市)結(jié)合部，地理環(huán)境大體為七山一水二分田，村民世代以務(wù)農(nóng)為主，依然保持著厚重的鄉(xiāng)土文化這種時(shí)代積淀下來的文化，一方面使鄉(xiāng)土社會(huì)更加穩(wěn)定，另一方面使村民與外部社會(huì)適應(yīng)困難。移民新村的衛(wèi)生所資源有限，例如村衛(wèi)生室的床位，平時(shí)床位使用率較低，但每當(dāng)冷暖交替的季節(jié)，或流行性傳染病較多的月份床位使用率最高，因此每年都會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間床位空閑而另一段時(shí)間床位緊張的尷尬局面。由于村里藥品的購買和配置都要由村醫(yī)自己出錢購買，僅僅依靠國家所撥付的有限的工資，明顯不能保障藥品的種類和數(shù)量。尤其一些價(jià)格較高的藥品，更加難以保證。南水北調(diào)中線工程的非自愿性移民到遷入地后，明顯表現(xiàn)出種種不安與不適應(yīng)，移民新村的村民們與外部社會(huì)接觸較少，生活相對(duì)隔離，沒有和遷入地的居民建立密切的聯(lián)系。村衛(wèi)生所也沒有和其他相鄰衛(wèi)生所積極地展開溝通協(xié)作，醫(yī)療資源不能合理協(xié)調(diào)共享。
(六)醫(yī)療資金來源單一
過于單一的資金來源必然影響農(nóng)村醫(yī)療資金的籌集，就宋灣村而言，資金來源主要依靠村醫(yī)支付，政府的補(bǔ)助資金不過是杯水車薪，并且發(fā)放困難。根本解決不了資金緊張狀況。村醫(yī)在救死扶傷之余，還要解決自己的生存和報(bào)酬問題。因此村醫(yī)在決定資金用途時(shí)首先考慮自己的利益，使一些重要但資金緊缺的項(xiàng)目留置，另外一些村醫(yī)不能治療的疾病，為了追求經(jīng)濟(jì)利益，村醫(yī)也可能大膽地治療，給村民的健康帶來不可挽回的損失。這將大大制約移民新村醫(yī)療水平的改善和更好發(fā)展。
三、針對(duì)宋灣移民新村醫(yī)療資源存在問題的建議
(一)加強(qiáng)對(duì)村醫(yī)的管理和農(nóng)村醫(yī)療隊(duì)伍的發(fā)展
提高移民新村醫(yī)護(hù)人員專業(yè)化水平。村醫(yī)全科化、專業(yè)化是必然趨勢(shì)。只有對(duì)村醫(yī)進(jìn)行定期考核和培訓(xùn)才能了解村醫(yī)的診療水平是否跟進(jìn)，能否適應(yīng)農(nóng)村不斷提高的醫(yī)療需求水平，根據(jù)考核結(jié)果，對(duì)不合格的村醫(yī)進(jìn)行必要的培訓(xùn)，使他們不至于在社會(huì)整體醫(yī)療水平不斷提高的情況下固步自封，落伍于醫(yī)療隊(duì)伍。解決好農(nóng)村執(zhí)業(yè)(助理)醫(yī)師的編制和待遇，切實(shí)維護(hù)好農(nóng)村基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)務(wù)人員的切身利益，將物質(zhì)激勵(lì)與精神激勵(lì)相結(jié)合，切實(shí)提高村醫(yī)的工作積極性。
(二)實(shí)現(xiàn)床位的合理配置與利用
床位是衡量一個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)服務(wù)接診能力的重要指標(biāo)，農(nóng)村衛(wèi)生室床位數(shù)量參差不齊，有的剩余有的不足，只有根據(jù)每個(gè)村的人口多少和大病人數(shù)合理配置床位才能從根本上解決農(nóng)村床位緊張狀況。如果可以使鄰近村莊的床位實(shí)現(xiàn)資源共享并形成醫(yī)療規(guī)則將大大緩解部分農(nóng)村床位不足的壓力。
(三)完善并提高藥物的可及性
1.提高基本藥物的可及性基本藥物是那些滿足大部分群眾的衛(wèi)生保健需要，在任何時(shí)候均要保持足夠的數(shù)量和劑量，并使其價(jià)格能被農(nóng)村老百姓承受得起。提高基本藥物的可及性，即人人可以承擔(dān)的價(jià)格、安全地、實(shí)際地獲得適當(dāng)、高質(zhì)量的藥品，并方便地獲得合理使用藥品的相關(guān)信息。2.加快推進(jìn)藥品價(jià)格統(tǒng)一性、合理性藥品價(jià)格受到生產(chǎn)成本和市場(chǎng)狀況的影響，不同的地方價(jià)格差異較大，要改變這一局面就必須借助市場(chǎng)和政府的力量將藥品價(jià)格控制在統(tǒng)一的范圍內(nèi)，而且要特別照顧農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)條件和地域限制，將農(nóng)村藥價(jià)合理的加以調(diào)整。
(四)逐步推進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的優(yōu)化配置
醫(yī)療設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果是醫(yī)生判斷病情的重要依據(jù)，適當(dāng)為新村衛(wèi)生室配備各型醫(yī)療設(shè)備。可以通過以下三種方式:第一，由縣鄉(xiāng)兩級(jí)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)逐漸將自己的一些醫(yī)療設(shè)備下分到農(nóng)村或者由衛(wèi)生部門統(tǒng)一采購統(tǒng)一配備給村衛(wèi)生室，并將這些設(shè)備作為國家財(cái)產(chǎn)登記。第二，由上級(jí)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)與財(cái)政部門結(jié)合為農(nóng)村購買醫(yī)療設(shè)備，然后每年從收費(fèi)中扣除一部分先行償還直到全部還清，這些財(cái)產(chǎn)劃歸村集體所有。第三，吸引社會(huì)資金購買醫(yī)療設(shè)備，然后每年從中抽成，抽成比例不得超過該醫(yī)療設(shè)備收費(fèi)總額的30%，以免抽成過高影響農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生的整體發(fā)展，抽成總額不得超過購買資產(chǎn)的150%，之后該財(cái)產(chǎn)所有權(quán)歸村衛(wèi)生室所有。
(五)促進(jìn)交流融合，共享醫(yī)療資源
新村移民已經(jīng)百分之百加入新農(nóng)村合作醫(yī)療保險(xiǎn)，醫(yī)療保險(xiǎn)可以幫助移民減輕家庭負(fù)擔(dān)，解除后顧之憂。因此精神上的孤單無助是移民面臨的一個(gè)更緊要的問題。加強(qiáng)移民與本地文化交流，強(qiáng)化移民對(duì)當(dāng)?shù)卮迕裎幕恼J(rèn)同。移民在與當(dāng)?shù)鼐用窠涣鞯倪^程中，學(xué)習(xí)了解當(dāng)?shù)匚幕杂X調(diào)節(jié)原有文化和當(dāng)?shù)匚幕臎_突，最終促進(jìn)移民和本地居民文化的融合。如新村在2011年新春之際舉辦的文化晚會(huì)中，當(dāng)?shù)氐暮荡幕钜泼穸恳恍?，移民新村的村干部登臺(tái)演唱也令當(dāng)?shù)鼐用駛涓杏H切。當(dāng)?shù)鼐用竦男袨楸灰泼裾J(rèn)同后，移民的心理芥蒂就會(huì)減弱，進(jìn)而增加了兩地居民的認(rèn)同感。在當(dāng)?shù)卣托麓甯刹康慕M織下，移民和當(dāng)?shù)鼐用竦慕涣鞑粩嗉由睢Ｈ缭谵r(nóng)忙時(shí)相互之間借農(nóng)具時(shí)常發(fā)生。在生病治療的時(shí)候，可以互相分享醫(yī)療信息等資源，這種相互之間的幫助大大提升了移民和當(dāng)?shù)卮迕裰g的相互認(rèn)同，為醫(yī)療資源的協(xié)調(diào)打基礎(chǔ)。例如新村衛(wèi)生所床位不足問題，可以使鄰近村莊的床位實(shí)現(xiàn)資源共享并形成醫(yī)療規(guī)則將大大緩解床位不足的壓力。新村衛(wèi)生所和鄰近村莊衛(wèi)生所協(xié)調(diào)配藥，保證基本藥物是能夠滿足大部分群眾的衛(wèi)生保健需要，在任何時(shí)候都可以保持足夠的數(shù)量和劑量，并使其價(jià)格能被農(nóng)村人口承受得起。
(六)實(shí)現(xiàn)資金來源渠道多源化
