全球生物基化学品商业化发展现状及趋势

生物基化学品是指以农业废弃物、植物基淀粉和木质纤维素材料为原料,采用生物炼制的方法生产的化学品.与利用化石能源生产的化学品相比,生物基化学品具有原料可持续获取、环境友好等特点,因而在化石燃料资源的不断耗竭、全球气候变暖的背景下,日益受到人们的关注.在多年的不断研发之后,尤其是近年来生物技术突飞猛进的背景下,生物基化学品的生产技术不断取得突破,生产成本有所降低,产品性能有所提高,因而市场竞争力不断增强.     

农用化学品污染及预防建议

农用化学品是农业生产的重要组成部分,其安全问题也成为人们关注的焦点。农用化学品可分为化肥、农药、农膜3类。化肥主要用于提高土壤肥力,增加农作物产量,不合理使用则会改变土壤性质,降低土壤肥力,并且对生态环境以及人类健康造成不可忽视的危害。农药主要用于杀菌、杀虫、除草等,在促进和保障农作物健康生长中发挥重要作用,但农药的滥用造成农药事故频发,农药的毒性富集作用以及残留问题越发引起人们的关注。农膜主要用于农膜覆盖栽培技术,农膜的原料主要是聚乙烯树脂等高分子化学物质,在土壤中很难降解,造成的环境污染问题日益突出。各种农用化学品的不合理使用,可降低农产品的质量,使其在出口贸易中受到极大限制,造成巨大的经济损失。本文在肯定农用化学品在现代化农业生产中的巨大贡献的同时,深入分析了其污染状况及危害,总结了当前国际上对于化肥、农药、农膜的研究进展以及所取得的成果,最后提出了科学使用农用化学品的建议。     

生物基化学品生产合成橡胶技术正在脱颖而出

虽然生物基化学品仍然处于发展阶段,但是生物质原料转化成能源已经是一个成熟的技术,生物基化学品（尤其是生物基异丁烯、生物基丁二烯、生物基异戊二烯和生物基乙烯）生产合成橡胶技术正在脱颍而出。     

关于召开“生物基化学品（以工业生物技术制备化学品）技术成果交流与发展研讨会议”的通知

各有关单位： 以石油、天然气、煤炭等化石资源为原料生产化学品对国民经济发展做出了重大贡献,然而化石资源是不可再生的,随着国民经济的发展,化石资源将逐渐减少,逐步枯竭。为了解决化石资源特别是石油资源的紧缺,以生物质资源替代化石资源生产化学品已成为各国竞相开发研究的热点。世界发达国家投入了大量人力、物力、财力研发以可再生资源为原料、采用生物技术制备化学品,取得了丰硕的成果。     

手性医药化学品生物催化绿色制造

生物催化具有选择性强、催化效率高、反应条件温和、环境友好等优点,广泛应用于传统化学方法不能或者不易合成的手性化合物的生产过程中,已成为化学合成法的一种重要补充。同时,生物催化能够更好地解决资源、能源和环境方面的压力,维持和谐的生态环境,促进工业的可持续发展。近年来,生物催化技术已在手性医药化学品产业化生产中得到了广泛的应用,有效地实现了手性医药化学品的绿色制造。本文就生物催化介入的手性医药化学品的产业化技术和过程进行介绍。     

日本化学厂家致力于利用生物质生产化学品

日本化学厂家正在致力于利用生物物质生产化学品。目的是利用基因重组菌生产塑料有机化合物。背景是原油价格居高不下和环境意识不断提高。     

合成生物学——取自生物质的化学品的关键

生物炼制的重要产品不仅是沼气、生物柴油、生物乙醇和生物丁醇等家用能源及移动能源的载体,而且是当今取自天然气、石油或煤炭的化学品的替代品。在诸如专用化学品和聚合物等化工生产领域,生物技术已做出了巨大贡献。手性药物前体、维生素、非蛋白氨基酸和丙烯酰胺的生产都是众所周知的实例。鉴于上述大多数路径仍然基于单步酶转化,     

合成生物学——取自生物质的化学品的关键

生物炼制的重要产品不仅是沼气、生物柴油、生物乙醇和生物丁醇等家用能源及移动能源的载体,而且是当今取自天然气、石油或煤炭的化学品的替代品。在诸如专用化学品和聚合物等化工生产领域,生物技术已做出了巨大贡献。手性药物前体、维生素、非蛋白氨基酸和丙烯酰胺的生产都是众所周知的实例。鉴于上述大多数路径仍然基于单步酶转化,     

腈转化酶在精细化学品生产中的应用

腈化合物是一类重要的用于合成多种精细化学品的化合物,它们容易制备,并且可以合成多种化合物。传统化学水解方法将腈化合物转化为相应的羧酸或酰胺通常需要高温、强酸、强碱等相对苛刻的条件,腈转化酶(腈水解酶、腈水合酶和酰胺酶)由于其生物催化过程具有高效、高选择性、条件温和等特点,在精细化学品的合成中越来越受到人们的关注。许多腈转化酶已经被开发出来并用于精细化学品的生产。以下介绍了腈转化酶在医药及中间体、农药及中间体、食品与饲料添加剂等精细化学品生产中的应用。随着研究的不断深入,将会有更多的腈转化酶被开发出来并用于精细化学品的生产。     

固定于无机载体的固定化酶

过去20年间,固定化酶作为食品原料,药品和精细化学品的商业生产的方法已从实验室转至工业部门。     

合成生物学在微生物细胞工厂构建中的应用

通过微生物发酵的方法生产大宗化学品和天然产物能够部分替代石油化工炼制和植物提取。合成生物学技术的发展极大地提高了构建微生物细胞工厂生产大宗化学品和天然产物的能力。一方面综述了合成生物学在构建细胞工厂时的关键技术,包括最优合成途径的设计、合成途径的创建与优化、细胞性能的优化;另一方面,介绍了应用这些技术构建细胞工厂生产燃料化学品、大宗化学品和天然产物的典型案例。     

刊首语

<正>生物制造是通过微生物细胞工厂或酶催化,利用可再生生物质资源生产大宗化学品和能源化学品等重要工业品的过程,是解决资源、能源和环境等问题的重要途径,已被各国列为战略发展产业。其中,微生物细胞工厂构建是微生物制造过程的核心。而代谢工程是构建细胞工厂的主要手段,其通过代谢路径设计     

手性医药化学品的绿色生物合成

手性在自然界中普遍存在,与生命现象密切相关,也显著影响物质的性能。手性医药化学品的化学合成存在原子经济性、过程经济性差、环境污染和资源浪费严重等问题。生物合成技术具有过程绿色、选择性好等优势。近年来,生物合成技术在手性医药化学品合成关键酶的选择、催化机制解析、光学纯手性中间体合成途径构建、工艺开发及放大生产等方面均取得长足进步,有望解决手性中心构筑复杂、光学纯度低、污染大等手性化学品制造的瓶颈问题,推动我国医药行业的绿色可持续发展。本文主要总结了中国科学院天津工业生物技术研究所成立以来在手性医药化学品生物催化合成方面的一些研究进展。     

微生物细胞工厂生产大宗化学品及其产业化进展

通过微生物发酵的方法生产大宗化学品能够部分替代石油化工炼制,节能减排。合成生物学技术的发展极大地提高了构建微生物细胞工厂生产大宗化学品的能力。介绍了使用合成生物学技术构建微生物细胞工厂生产大宗化学品的研究和产业化进展,并展望了微生物细胞工厂未来的研究重点。     

解脂耶氏酵母基于木质纤维素原料生产化学品研究进展*

解脂耶氏酵母具有遗传背景清晰、分子操作体系较为成熟、抗逆性强、底物谱广、有机酸和蛋白质分泌能力强等优点,在微生物发酵生产化学品领域极具应用潜力。木质纤维素是丰富的可再生生物质资源,以木质纤维素原料替代化石原料生产化学品对于缓解全球能源危机、保障粮食安全等意义重大。解脂耶氏酵母可以天然代谢木质纤维素水解产生的葡萄糖,但对其他水解产物(如木糖)的利用效率极低。综述解脂耶氏酵母利用木质纤维素原料的代谢途径及改造策略,以木质纤维素原料生产化学品为例,重点讨论该过程中的主要瓶颈问题及解决办法,为后续研究提供参考。     

生物技术法生产丙酮酸的研究进展

丙酮酸是一种重要的有机酸,广泛应用于制药、日化、农用化学品和食品等工业中。相对于化工法生产的丙酮酸而言,生物技术法生产的丙酮酸具有低成本、高质量等优势。生物技术法生产丙酮酸主要包括发酵法和酶法,前者又包括直接发酵法和休止细胞法。在对比各种生产方法的基础上,考虑到球拟酵母属的多重维生素营养缺陷型菌株是目前最具竞争力的丙酮酸生产菌,因此重点介绍了发酵法生产丙酮酸在菌种、发酵条件优化等方面的研究进展,并给出了生物技术法将来可能的发展方向。      

对农业废弃物和木材残渣进行生物炼制以生产可再生燃料

农业废弃物和木材残渣是生产乙醇和聚合物前体的潜在来源。生物质的使用有可能取代石油和煤炭,从而减少温室气体的排放。美国的生物炼制倡议包括6个主要的商业示范项目,开发更好的生物催化剂的研发新项目,进行新原料和转化技术创造的长期努力。要用生物质生产燃料和化学品,首先必须释放半纤维素糖类和预处理残余纤维素,然后还要水解和发酵所有可用糖。     

酶制剂对生物化学品工业生产过程的影响

文章简单回顾了近年来生物催化,主要是酶催化的进展,着重以几个实例说明工业酶制剂在大宗化学品的生产、生物转化上的应用及其对生产过程的影响,并对未来酶制剂在生物催化和生物转化方面的发展进行了展望。     

酶和生物技术在生物燃料生产中的应用

从生物酒精、生物柴油和其他可作为生物燃料的生物化学品3个方面讨论生物燃料生产的现状、酶制剂的应用和发展及未来生物技术的努力方向。在生物乙醇技术中,涵盖了第一代应用淀粉质和第二代采用纤维素类原料的生产,对生产量和发展潜力均相对较小的生物柴油也简单提及。     

L-苯丙氨酸生产及应用研究进展

L-苯丙氨酸是人体所需8种必需氨基酸之一,在人体的代谢过程中具有重要作用。广泛应用于医药、食品和化工等行业。目前,国际市场上对L-苯丙氨酸需求量持续上升,生产供不应求,而我国生产设备部分闲置。鉴于以上现象,本文主要介绍了L-苯丙氨酸的生产方法,讨论各种生产方法的优缺点,并针对我国生产企业的优势和存在的问题提出建议。