生物化工的发展及其应用探讨

生物化工的发展及其应用探讨

周洵彪

东莞博捷生物科技有限公司广东东莞523000

摘要：在科学技术的不断发展过程中，化工行业的发展模式也逐渐出现了变化，化工与医药、生物、农业等相结合，实现了多个行业的发展繁荣，是促进我国产业结构进行调整的重要保障。生化学科，就是在化工行业发展过程中，应用生物定律而出现的新的学科，正在成为社会发展过程中的关键学科。随着社会需求的不断增长，生命科学领域的发现能够被应用于化工产业中，从而实现产品的输出，以满足社会需求。本文将通过分析生物化工的发展状况，探索生物化工的应用途径。

关键词：生物化工；发展；应用

实验研究是生物化工的主要工作方式，其内容包括遗传工程、细胞工程和酶工程等。目标产物的生产，需要经过严格的工序，包括了工程研究、过程设计以及操作优化等等。生物化工的不断发展和完善，能够解决人类发展中的许多现实问题，包括资源短缺、食品安全和医疗卫生等等，是促进社会进步的重要工程。完善的加工技术，是在生物技术发展创新过程中的必要技术，也是在生命科学成熟过程中满足社会需求、保持强大竞争力的重要手段，能够实现产品质量的提升以及生产成本的降低。在促进生物技术产业化以及化学工程创新发展的过程中，生物化工起到了至关重要的作用，是当下社会发展进步不可或缺的重要科学。所以，研究生物化工的发展及其应用，能够为社会发展的方向指明道路，也能够及时解决在人类社会发展中存在的各类问题。

一、生物化工的发展

首先，基因工程是生物化工发展的重要方向，基因重组菌种的应用，使得传统发酵工业逐渐被取代。基因工程手段在青霉素、柠檬酸等产品的生产过程中发挥巨大作用，提高了生产效率。基因工程在医药生物技术中的应用越来越广泛，成为促进医药生物技术发展的重要工程[1]。

其次，化工新材料的研发是生物化工发展的主要趋势。利用先进的生物技术，能够使得化学新材料的性能、功能更完善，也是实现环境保护的重要技术应用。其具有制备工艺简单、污染少、原料获取方便和质量高等特点。比如在生产壳聚糖和丙烯酰胺的过程中，化学方法不能够单独完成，借助于先进的生物技术，能够使得产品的生产效率和质量得到有效提升。在由丙烯腈合成丙烯酰胺的过程中，利用化学方法可以达到97%-98%的转化率，但是应用生物技术却能够使得转化率达到99.99%，这就极大的提高了生产效率，促进产业化的发展。丙烯酰胺的生产，由于生物化工的应用，使得生产成本不断降低，产品的纯度也得到了极大提升[2]。

再其次，生物催化合成也是生物化工的发展趋势。化学品的合成应用生物催化技术，除了能够合成高分子之外，而且还具备高转化率的特点。在利用化学法进行乙醛酸的生产中，除了会对环境造成污染之外，其转化率也会相对较低。采用双酶法、基因工程菌法等生产乙醛酸，能够大大提升其转化率。

最后，生物技术在医药领域的应用逐渐转变为在化学工程领域的应用。改变了传统的把石油作为主要原料的发展模式，促进了化工企业的革新和发展。

二、生物化工的应用

（一）主要应用领域

生物化工的应用范围十分广泛，其中资源能源、生物高科技医疗制药产品和环保三个领域，是其目前的主要应用领域，在其间发挥着不可替代的作用。通过生物体的侵蚀形成降解的材料，就属于生物降解高分子材料。在社会的生产生活中，生物降解高分子材料的应用越来越普遍。首先，在农业方面能够发挥其关键作用。作为杀虫剂释放的可控材料，其具有明显优势。其次，在包装材料往往具有环境污染的特点，可降解高分子材料在工业生产中的应用，对于环境保护起到了很大作用。最后，可降解高分子材料在医疗方面的应用，比如人造血管、人工关节等等，促进了医学的发展。

（二）生物转化

药物合成过程中，酶和细胞的应用十分广泛，这也是在手性药物需求量不断增长的趋势下生物化工的重要应用。在进行有机合成的过程中，化学催化剂存在着诸多弊端，比如过程繁琐、选择性差等，但是将化学催化剂用酶和细胞代替，能够实现合成的简单化和温和化，也是保障其专一选择性的重要工作，酶和细胞的存在，也突破了化学方法的局限性，优化化学反应的过程。为了解决酶和细胞在反应过程中的不稳定现象，需要不断提升生物化工技术。此外，极端微生物的研究也得益于生物转化，能够为人类健康做出巨大贡献[3]。

（三）生态保护

在生化工程的发展过程中，脂肪酶生物技术的应用，促进了生态保护工作的开展，比如对于漏油事故对于环境造成的污染可以借助于脂肪酶生物技术来完成。液体肥皂的生产也可以通过脂肪酶来完成，对于工业废水的处理，脂肪酶也能够起到很好的净化作用。在处理毛发的过程中，米曲霉能够发挥作用；在土壤被污染后，假单细菌的应用可以使得土壤状况得到有效缓解。此外，对于生物膜沉积物、废水和聚合物废物等，通过不同的微生物能够得到有效的处理。生物能源的使用，也使得石油、煤炭等不可再生资源的匮乏状况得到有效缓解。在传统酒精制造技术的基础上，通过生物化工进行创新和完善，实现了快速发酵，生物燃料的制造，不但能够缓解能源稀缺的状况，而且是对于生态的一种保护措施。

（四）药物研制

通过自然生产的方式进行药物的生产，其效率比较低，为了满足当今社会对于药物的需求，就需要在生物化工的基础上进行革新，保障其生产的可控性，不断优化药物，使得资源品质得到提升。在我国沙漠化严重、大面积缺水的当下，规模化培养技术可以被应用于中草药资源的开发上，能够使得对于天然植物的依赖逐渐减小[4]。生物化工在制备天然产物的过程中也会发挥其巨大的价值。在我国的中药制备中，通常存在工艺的落后，高效选择性精度及高效分离纯化技术的应用，能够极大程度改变这种状况，对于生产过程进行优化，实现产物纯度的提升，使得生产成本大大降低，同时对于环保也会做出贡献。

（五）柠檬酸制造

逐年提高的柠檬酸产量以及出口量，使得我国对于柠檬酸的生产格外重视。企业应该借助于生物化工的优势，在柠檬酸的生产中不断完善其生产工艺、流程，促进柠檬酸生产的高效性，保障我国柠檬酸出口贸易的良性发展[5]。应当在技术创新和项目研发中积极探索生物化工的应用可能性，对于柠檬酸的生产规模进行扩大。

结语

生物化工的出现，极大的改变了传统行业的发展模式，使得行业发展逐渐突破自身瓶颈，完成产业结构的转型升级，也在一定程度上缓解了人类社会发展过程中出现的各类问题，比如环境污染、资源匮乏等等。生物化工的主要发展方向是基因工程、化工新材料、生物催化合成等。其主要应用领域涉及环保、资源能源、生物高科技医疗制药产品。在生物转化、生态保护、药物研制、柠檬酸制造中具有很大的应用前景。社会应该重视生物化工在行业发展创新中的作用，发挥其独特价值，促进我国的经济发展。

参考文献：

[1]苏淑彦.生物化工的发展及其应用分析[J].化工管理，2014（11）：51.

[2]林强，张睿.生物化工领域研究进展[J].北京联合大学学报（自然科学版），2006（01）：58-60.

[3]欧阳平凯，韦萍，姚忠.生物化工研究现状与发展趋势[J].化工进展，2003（01）：1-7.

[4]陶冶，买文宁.生物化工行业现状及其污染治理[J].河南化工，2002（12）：4-7.

[5]谭天伟，鹿长荣.生物化工现状与展望[J].现代化工，2000（12）：10-14.