加快推动生物制造创新研究

<正>生物制造作为生物产业的重要组成部分,是生物基产品实现产业化的基础平台,也是合成生物学等基础科学创新在具体过程中的应用。生物质是自然界唯一含碳的可再生能源,发展绿色生物制造生产燃料乙醇、生物柴油、生物航煤、生物甲烷以及各种化学品和可降解生物材料是其最佳利用途径。生物制造将从原料源头上降低碳排放、通过工业生物技术实现绿色清洁的生产工艺,将从根本上改变我国经济社会发展"高能耗、高排放"的现有模式。重大化工产品(化学品、能     

2013生物基化学品 (Biobased Chemicals) 专刊序言

生物基化学品是生物经济和生物制造的核心内容之一。本专刊综述了国内外生物基化学品的重要研究进展,包括：丁二酸、己二酸、乳酸、3-羟基丙酸、葡萄糖二酸、甘油、木糖醇、高级醇、乙烯等生物基化学品的代谢工程和发酵调控,直接利用木质纤维素生产生物基化学品的菌株构建,生物基乳酸的衍生和生物转化技术,生物基化学品的盐析萃取分离纯化技术等。同时,本专刊也包括了国内学者在丁二酸、D-甘露醇、苹果酸、5-氨基乙酰丙酸、1,3-丙二醇和丁醇方面的研究论文。     

精细化学品生物制造

正近年来发展迅速的生物制造技术由于效率高、反应条件温和、副反应少、生产安全性高等优势,为传统的精细化工生产带来了新的动力和生命。本期"精细化学品生物制造"专题邀请浙江大学化学工程与生物工程学院、工业生物催化国家地方联合工程实验室、华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室、江南大学、北京化工大学资源有效利用国家重点实验室等行业知名专家,围绕生物制造技术在精细化学品及其医药化学品、食品及饲     

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。     

化学品生物合成专刊序言

以酶及微生物细胞催化剂结合工程学方法将廉价、废弃原料进行高效生物转化可实现化学品的可持续生产。近年来,合成生物学、系统生物学及酶工程等技术的快速发展大大推动了化学品的可持续生物制造,既实现了多种新型化学品的生物合成,又显著提高化学品的生物合成效率。为展示化学品生物合成的最新进展并促进绿色生物制造的发展,《生物工程学报》特组织出版化学品生物合成专刊,从酶催化与生物合成机制、微生物细胞合成、一碳生物炼制以及关键核心技术等方面,介绍化学品生物合成的最新前沿、挑战以及潜在解决方案。     

全球生物基化学品产业发展态势分析

正随着全球石油资源日益匮乏,温室气体排放问题日趋严重,环境友好型的生物基化学品与生物基材料制品不断获得人们的青睐。目前,全球生物基化学品的生产设施、产品类型与产能均连续数年保持良好的增长态势。文章对全球生物基化学品产业的总体发展态势与市场前景进行概述,分别从生产企业与产品类型两个角度对该领域的代表性公司与典型产品展开分析,并针对该产业的发展提出参考性建议与未来展望。     

生物制造手性化学品的现状及其发展趋势

手性化学品是传统制造工业的重要产品之一,具有高度选择性的生物制造技术尤其适用于高光学纯度化学品的制造过程,大力发展手性化学品生物制造技术,符合国家重大需求,也是实现绿色制造的重要手段。论述了生物制造手性化学品的重要意义及国内外研究现状,对生物制造手性化学品的未来发展方向和趋势进行了展望。     

绿色生物制造产业发展趋势

<正>1全球生物制造产业发展现状生物制造是生物经济产业化的"最后一公里"。目前全球生物制造加速发展的阶段,生物基产品市场已在美国超过国内生产总值的2.2%。据安捷伦科技公司估计,美国2012年仅来自工业生物技术的企业对企业收入贡献就达到了至少1250亿美元,生物基化工产品的应用     

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.     

2016生物基材料专刊序言

生物基材料,是利用谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品等,包括生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品,也包括生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品、生物基橡胶以及生物质热塑性加工得到塑料材料等。生物基材料由于其绿色、环境友好、资源节约等特点,正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一个新的主导产业。本期专刊报道了生物基材料总体发展情况,介绍了生物基纤维、聚羟基烷酸酯、可生物降解地膜、生物基聚酰胺、蛋白医用生物材料、生物基聚氨酯、聚乳酸改性与加工等几个方面行业状况及其研究进展。     

聚焦生物能源与生物基产品产业化发展

正无论从国家能源安全的需求还是从化工原料的多元化的角度来看,采用绿色生物工艺制造生物能源与生物基产品是我国产业结构转型升级的重要突破口。能源是科技进步与社会发展的基本驱动力,出于对常规化石能源储量与化石能源燃烧产生的环境污染的担忧,人类思考摆脱这一困境,开发并推广使用一种新的清洁、可再生能源势在必行。生物基化学品与生物基材料等的研发、工艺改良与规模化生产也是产业发展的重点方向。     

生物制造手性化学品研究现状及发展趋势

手性化学品是传统制造工业的重要产品之一,现代生物技术的快速进步极大地推动了生物制造手性化学品的快速发展。目前,生物制造手性化学品受到世界各国的广泛关注,已经成为发达国家工业生物技术领域重要的科技与产业发展方向。本文主要介绍了国内外生物制造手性化学品的研究现状和发展趋势。今后应大力加强系统技术平台和理论体系的构建,为建设重要手性化学品的先进绿色生物制造产业提供全面的技术支撑。     

生物基化学品市场与产业化分析

正基于资源和环境可持续发展的双重考量,以可再生的生物质资源替代不可再生的化石资源制备化学品是未来发展的主要趋势。一方面,基因组学、蛋白组学、代谢组学及系统生物学等技术的进步,共同构建了化学品的生物合成通道;另一方面,在各国政府政策和计划的鼓励、刺激下,大型跨国石油和化工集团斥巨资投入生物化工产业,发展面向生物制造的工业生物技术。文章从产业化角度出发,对全球主要生物基化学品市场现状、主要研发企业、研发现状、竞争格局、替代石油基的成本及减少温室气体排放等角度进行了分析。     

ZeaChem公司与宝洁公司合作开发生物基化学品

2011年6月1日,美国ZeaChem公司宣布与美国宝洁（Procter＆Gamble）公司签署了共同开发协议。协议的内容是,加速可持续的生物基化学品的商业化,特别是以可以替代现有化学品的生物基化学品的商品化为目标,加速生产超过C2（2个碳）的化学品新平台的开发。     

秸秆真菌降解转化与可再生化工

秸秆生物质是储量巨大的碳资源,我国每年可用的生物质资源接近10亿t,如果可以转化为燃料乙醇等生物基化学品,有望减少至少2亿t的原油进口量,因此发展秸秆生物转化生产燃料乙醇和大宗化学品是生物制造的核心组成。中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称“天津工业生物所”)自建所之初,便提出了“两个替代一个提升”,其中包括以可再生碳资源替代不可再生石化资源生产大宗化学品。发展秸秆生物转化是研究所的长期战略,建所10年来,在这一领域进行了持续系统地研究,取得了显著进展。本文重点综述真菌系统的生物质降解与转化,包括丝状真菌纤维素降解机理,生物质炼制整合路线研发等,实现了生物质一步转化燃料乙醇、苹果酸等多种大宗能源材料化学品。在可再生化工研究方面,重点介绍了丁二酸、乳酸等一批大宗有机酸,以可再生碳资源为原料进行生产的工业化进展,展示了生物制造替代石化路线生产大宗化学品的潜力。天津工业生物所在秸秆生物转化和可再生化工方面的研究,为我国建设发展低碳经济社会提供了有效参考路径,有望为我国实现双碳战略目标作出自己的独特贡献。     

酿酒酵母的工业化应用

酿酒酵母广泛应用于食品、酿造、化工、医药等领域。基于已建成投产或工业示范化生产的酿酒酵母生产线,回顾酵母生物质制造产业的发展历程和关键技术;综述酵母生物质在酿酒行业的应用,酵母生物质用于开发和制造功能性食品和食品添加剂的进展;总结酵母细胞工厂的发酵生产优势,介绍酿酒酵母制造大宗化学品、天然产物和生物燃料等产品的产业化进展;为生物制造从实验室走向工业化生产提供参考。     

糖基化学品的生物制造

正目前,糖基化学品的合成主要通过提取法、化学合成法来生产,然而这些合成法存在严重的弊端。化学合成法会带来严重的环境污染且生物活性低;提取法收率较低,原料有限。代谢工程作为一种重要糖基化学品合成工具,已经成为替代原有化学合成方法的有效策略。综述了N-乙酰氨基葡萄糖、木糖醇、海藻糖、甘草酸等几种应用广泛的精细糖基化学品的生物制造与应用,并讨论了生物制造糖基化学品的前景和挑战。     

菊芋全植株生产燃料乙醇的工艺探讨

<正>菊芋具有耐寒和耐旱等优点,可在非耕地种植,是重要的非粮能源植物,也是生物炼制研究的主要果糖基原料来源。利用菊芋的生物炼制生产生物燃料和生物基化学品具有广阔的发展前景。文章讨论了如何利用菊芋全植株的生物转化进行生物炼制,并重点对利用菊芋生产燃料乙醇的技术路线进行了论述。     

蓝细菌光驱固碳细胞工厂的合成生物学开发策略

光合生物制造技术是指以光合自养生物为底盘,通过光合固碳过程,将太阳能和二氧化碳直接转化为生物燃料和生物基化学品的全新生物制造模式。发展光合生物制造技术可以同时实现固碳减排和清洁生产。蓝细菌是极具潜力的微生物光合底盘,也为光合生物制造技术开发高效的光驱固碳细胞工厂提供了重要平台。着眼于未来的规模化应用需求,蓝细菌光驱固碳细胞工厂需要在物质能量转化效率、工业过程中的生长和生产稳定性以及与工程过程的适配性这三方面进一步提升。现从光能的捕集和利用、碳源的固定和转化、逆境胁迫的适应以及工程过程的适配这四个角度,介绍了如何应用合成生物学工具和策略,人工设计、开发进而优化蓝细菌光驱固碳细胞工厂,以满足光合生物制造技术大规模应用的需要;最后,总结、介绍了本领域的最新研究进展,并对未来发展方向进行了展望。     

精细化学品的生物合成

正精细化学品在所有化学品中的占比是一个国家化学工业发展水平的重要标志。目前,我国已经成为全球最大的精细化学品供应国。但是,当前的精细化工产业还普遍存在技术落后、环境污染比较严重的问题。进入21世纪,以蛋白质工程和合成生物学等为代表的现代生物技术的进步,为高性能工业生物催化剂的开发提供了有效手段。酶或全细胞催化技术已经在医药化学品、食品和饲料添加剂、农药及其中间体、日用化学品、助剂等精细化学品生产领域展示出强大的竞争力和巨大的发展潜力,生物制造有望成为精细化学品产业发展的重要方向。根据应用领域,分别介绍了近年来生物合成技术在各类精细化学品制造方面取得的典型进展。