工业生物催化技术
生物催化技术的发展现状与未来趋势
生物催化技术的发展现状与未来趋势引言：生物催化技术是一种利用酶或类酶催化作用进行的反应，具有高效、低能耗和环境友好等特点。
随着生物技术的快速发展，生物催化技术在化学、药物、食品等领域的应用日益广泛。
本文将介绍生物催化技术的发展现状，探讨其未来的发展趋势。
发展现状：生物催化技术在化学合成中的应用已经成为研究的热点。
传统的化学合成方法往往需要高温高压条件，产物选择性低，环境污染等问题。
而生物催化技术利用酶作为催化剂，可以在较温和的条件下实现高选择性的催化反应，减少副反应的产生。
例如，发酵法制备生物柴油，采用酶作为催化剂可以有效降低生物柴油的生产成本，并减少尾气排放对环境的危害。
生物催化技术在药物合成中的应用也取得了重大突破。
传统药物合成方法往往使用有机溶剂和有毒试剂，对环境造成污染，且合成路线繁琐。
生物酶催化合成药物不仅可以减少有机溶剂和有毒试剂的使用，还可以大幅简化合成路线，提高合成效率。
这使得药物生产更加高效和环保。
未来趋势：随着生物技术的进步，生物催化技术在未来的发展前景广阔。
一方面，生物催化技术将进一步应用于工业领域。
传统工业生产往往依赖于化学合成，而这种方法存在能源消耗大、废弃物排放等问题。
生物酶催化反应可以降低能耗、减少废弃物产生，且对环境友好。
因此，生物催化技术有望在化工、能源和环保等领域得到广泛应用。
另一方面，生物催化技术将更多地与其他领域相结合，实现技术的跨界融合。
例如，在材料科学领域，生物催化技术可以被应用于生产高性能材料。
通过调控酶的催化活性和选择性，可以合成具有特殊性能的材料，如高强度、高导电性和特殊形状等。
这将推动材料科学的发展，拓宽材料应用的领域。
此外，生物催化技术的未来还将向多功能和智能化发展。
目前，生物催化技术主要侧重于催化反应的效率和选择性。
然而，在未来，随着人工智能和纳米技术的发展，生物催化技术将实现更多的自动化和智能化。
通过结合微观反应动力学和智能算法，可以实时调节酶的催化性能，迅速适应反应条件的变化。
生物催化剂的工业应用
生物催化剂的工业应用随着生物技术的发展，生物催化剂在工业领域的应用越来越广泛。
生物催化剂是通过酶或微生物来催化化学反应的物质，具有高效、高选择性、环境友好等优点。
本文将探讨生物催化剂在工业上的应用，并分析其在不同领域中的价值和影响。
一、生物催化剂在食品加工中的应用在食品加工过程中，生物催化剂能够加速食品的发酵、熟化和降解过程，提高食品的质量和口感。
例如，在面包制作过程中，添加面团调理剂（一种酶制剂），能够促进面团发酵，使面包更加松软可口。
另外，在葡萄酒的生产中，酵母发酵过程中产生的酶能够将葡萄中的糖分解为酒精，实现酒的酿造。
因此，生物催化剂在食品加工中具有重要的应用价值。
二、生物催化剂在制药工业中的应用在制药工业中，生物催化剂能够用于合成药物、分离和纯化目标物质。
其中最为常见的就是酶的应用。
举例来说，蛋白酶可以用于医药领域，将蛋白质降解为药物所需的活性物质。
此外，酶的不对称催化也被广泛应用于药物合成中，以减少副反应和提高产率。
因此，生物催化剂在制药工业中发挥着重要的作用。
三、生物催化剂在环境保护中的应用生物催化剂在环境保护中具有广泛的应用前景。
例如，通过利用微生物催化剂，可以将有害废物转化为对环境无害的物质。
此外，酶也可以用于水处理、废气处理等环保领域，以提高处理效率和降低能耗。
因此，生物催化剂在环境保护中的应用被认为是一种可持续发展的解决方案。
四、生物催化剂在能源领域中的应用生物催化剂在能源领域中的应用也受到越来越多的关注。
例如，通过利用酶催化剂，可以将生物质转化为生物燃料，如生物乙醇和生物柴油。
这种生物能源的利用具有可再生的特点，并对环境产生较小的影响。
此外，生物催化剂还可以用于燃料电池等能源转换领域，提高能源利用效率。
综上所述，生物催化剂在食品加工、制药工业、环境保护和能源领域中的应用前景巨大。
其具有高效、高选择性和环境友好等特点，能够满足工业生产的需求。
随着生物技术的进步和研究的深入，相信生物催化剂的应用将会得到进一步的拓展，为工业发展提供更多可能性。
生物催化技术的发展和应用
生物催化技术的发展和应用生物催化技术，即利用酶（enzyme）催化化学反应，具有高效、专一性强等特点，近年来得到越来越广泛的应用。
生物催化技术在食品、药品、化工、生物质能源等领域中都有着重要的地位。
随着科学技术的发展和实践经验的积累，生物催化技术将得到更加广泛的应用和发展。
一、生物催化技术的基本原理生物催化技术是利用酶的特异性催化性质，在温和条件下数百倍增加化学反应速率的一种技术。
酶具有择性活性、催化极为特异等特点。
因此，生物催化技术在生物合成中具有优异的化学选择性，可以合成生产一些难以利用非酶催化的化合物。
同时，酶催化也可以选择性降解复杂有机物，如污染物和废物的处理。
生物催化技术具有许多的优势，其中最重要的一点是催化反应速率快，同时其具有高效且安全的优点。
相比于化学催化，生物催化只需小量的产物，副产物短暂反应环境容易控制且有机溶剂的量少；相比于HPLC等分离技术，生物催化具有较好的分离可能性。
二、生物催化技术的应用1. 食品工业食品加工中主要是利用酶催化活性来提高产量、降低生产成本，提高生产效率和产品品质。
比如利用淀粉酶、酵母酶、蛋白酶等，可以制备糖化糖、酵母菌插，利用膳食纤维酶，果胶酶等生产植物饮料，减少或避免工业纤维素的抗性等问题。
2. 医药工业生物催化反应在医药合成中尤其有价值。
它可以通过催化剂选择性催化，从而带来更低的线路与合成过程的良好形成。
在药物制备领域，生物催化利用反应可以实现合成化学、制药工厂和环境保护等方面的多种目的。
包括什么对药物活性有重要影响的胆机、肝脏酶在针对生产过程实现反应，意味着保证必要提取的化合物的产量与可能性，同时包括抗生物学单体的合成，以及抑制药物稳定的二性化反应中的催化，因此可以增加原始药物产量和提高药物的稳定性。
3. 燃料生产生物催化技术也可以在可再生能源领域得到应用。
比如生物质能源利用可以在水解、分解、发酵中产生生物燃料。
同时生物催化技术在植物油酯转化和乙醇生产等方面也有广阔的应用前景。
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第一章绪论生物技术、生物催化和酶的定义生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠生物作用剂（biological agent）的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术”。
这里所谓的生物作用剂（biological agent）是指酶、整体细胞或生物体，一般也称生物催化剂。
➢医药生物技术: 1982年重组人胰岛素上市➢农业生物技术: 1996年转基因大豆、玉米、油菜相继上市➢工业生物技术: 生物钢、聚乳酸相继上市1、工业生物技术定义：在工业规模的生产过程中使用或部分使用生物技术来实现产品的制造，这种技术是应用微生物和生物催化剂来提供产品和服务。
工业生物技术是生物技术的重要组成。
核心目标：大规模利用生物体系（如细胞或酶）作为催化剂实现物质转化。
发展空间：➢提升传统产业➢生物能源➢环境生物技术➢生物材料2、生物催化（Biocatalysis)定义：利用酶或有机体（细胞或细胞器等）作为催化剂实现化学转化的过程。
生物催化是工业生物技术的核心技术德国德固赛、德国BASF、荷兰DSM、瑞士罗氏Roche、丹麦诺维信生物催化发展的主要推动力➢新产品需求(社会压力)-健康：医药、检测-日用品：洗涤用品、乳品、生物可降解塑料➢环境(法律法规压力)－绿色化学、能源、温室效应➢新发现或基础研究(技术压力）－基因工程/定点突变/定向进化、代谢工程、组合化学➢得益/成本降低(商业压力)-生物分离生物催化工程的目标➢开发新生物催化剂：催化性能更好、更快，成本更低➢改善性能: 稳定性, 活性，溶剂兼容性➢开发分子模型: 新酶的快速重新设计3、当前生物催化的研究热点➢新酶或已有酶的新功能的开发➢根据已有底物开发新的酶反应➢利用突变或定向进化技术改善生物催化剂性能➢利用重组DNA技术大规模生产生物催化剂➢利用有机溶剂或共溶剂开发新的反应体系➢体内或体外合成的多酶体系➢克服底物和产物抑制➢精细化工品或医药合成技术的放大➢辅因子再生➢生物催化剂的修饰➢生物催化剂的固定化4、酶工程就是将酶或者微生物，动植物细胞，细胞器等在一定的生物反应装置中，利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。
生物酶催化技术的应用前景
生物酶催化技术的应用前景随着科技的进步，化学工业和生物技术产业的不断发展，生物酶催化技术已经成为新兴的研究领域，并被广泛应用于工业生产以及农业、医疗等领域。
该技术具有高效、环保、低能耗、低成本等优点，因此其应用前景非常广阔。
一、生物酶催化技术在工业生产中的应用前景1.食品工业目前，生物酶催化技术已经广泛应用于食品工业中。
例如，利用酵母菌的发酵作用生产啤酒的方法已经被广泛采用。
同时，还有利用木糖酶、果糖酶等酶制剂生产果汁、果酱等食品的方法。
2.制药工业生物酶催化技术在制药工业中的应用前景也非常广泛。
如今，许多抗癌药物、免疫抑制剂、激素类药物等都是通过酶催化技术合成的。
该技术可以大大缩短合成时间，并生产高纯度的产品。
3.环保工业生物酶催化技术在环保工业中的应用也越来越受到关注。
例如，将废水中的有机物转化为无机物，可以有效地降解有害物质。
这种新的处理方法已经在废水处理厂得到了广泛的应用。
二、生物酶催化技术在农业中的应用前景1.农药现在，农药的开发和生产已经成为一个非常重要的课题，生物酶催化技术的发展为此提供了新的途径。
通过酶催化技术可以合成具有特定杀虫、除草、杀菌活性的农药，大大提高了农业生产的效率，同时也降低了对环境的污染。
2.食品生产生物酶催化技术在食品生产中也有着广泛的应用。
例如，目前食品行业中，已经使用了多种酶制剂，如木瓜酶对果蔬的软化处理、蛋白酶对豆腐的裂解等。
三、生物酶催化技术在医疗中的应用前景1.疾病诊断生物酶催化技术在疾病的诊断中被广泛应用。
例如，在临床检测中，酶催化技术被广泛用于血糖监测、胆固醇检测等。
同时，还有许多酵素检测法被开发出来，类似于一些肿瘤标记物的检测，直接检测某些肿瘤标记物的含量。
2.生物酶制品现在，很多病人需要定期注射生物酶制品以维持健康。
这些生物酶是通过细胞培养、提取、纯化等步骤生产的。
研究生物酶催化技术，将可以大大提高生产效率，同时也可以减少生产成本。
总之，生物酶催化技术已经逐渐成为各个领域中的重要一环。
生物催化技术与酶工程
生物催化技术与酶工程近年来，随着科技的飞速发展，生物催化技术和酶工程成为了工业生产、医药研究等领域重要的研究方向。
生物催化技术和酶工程的研究，旨在开发出一种更加环保、高效、精确且经济实用的生产方式。
一、生物催化技术生物催化技术指利用微生物、酵母、真菌、植物等生命体来进行化学反应的技术。
它和传统催化技术相比，其最大的优点在于其绿色环保、高效能、纯度高、产物质量稳定，用途广泛。
其中，酶催化是生物催化技术的重要组成部分。
酶是生命体内的一种催化剂，可以加速化学反应，对于工业生产、医药研究、食品加工等领域都起到着重要的作用。
酶催化可以用来制备药物、化妆品、食品等，而且锁定选择性好，过程简便，节约成本，逐渐成为发展方向。
此外，随着基因组学、蛋白质组学的快速发展，生物细胞催化技术也呈现出了蓬勃发展的态势。
二、酶工程酶工程是利用基因重组技术，通过改变酶的结构和性能，将其用于工业生产、医药研究、环保等领域。
酶工程可以通过改变酶的结构，增加其催化功能，提高其稳定性，从而更好地满足生产需求。
酶工程的发展史可以追溯到上世纪50年代，但直到20世纪90年代才进入快速发展期。
目前，酶工程已经走过了半个世纪的发展历程，成为了生物化学、生物技术领域的一个重要研究领域。
同时，随着人们对生命体系认识的不断深入，酶工程领域也面临着巨大的发展机遇。
三、生物催化技术与酶工程的应用1. 生物催化技术生物催化技术是化学合成的一种新模式，可在生物基质气液界面上实现无机催化剂不能实现的催化反应，可以构建简单、高效的实验系统，具有很广泛的应用领域，如生产化学品、医药、精细化学品等。
2. 酶工程酶工程是通过研究酶的结构，并调整其结构和性能，最终实现酶的高效生产和应用。
酶工程的应用涵盖医药、食品、环保、生物能源等领域，最重要的是可以为生产过程带来很大的环保效益，减少了废水、废气的排放和废弃资源的浪费。
四、生物催化技术与酶工程的未来作为环保、可持续发展的产业，生物催化技术和酶工程具有广阔的发展前景。
生物酶技术生物催化在工业中的应用
生物酶技术生物催化在工业中的应用在现代工业生产中，生物酶技术作为一种先进的催化技术，广泛应用于食品、医药、化妆品和环保等领域。
生物酶技术通过利用生物酶对底物的选择性催化作用，能够高效地转化底物，提高生产效率，降低能耗以及减少对环境的影响。
以下将介绍生物酶技术在工业中的几个应用领域。
一、食品工业中的应用1. 面包和面团制备：生物酶技术被广泛应用于面粉加工中，其中一个重要的应用是酵母发酵。
酵母通过酶的作用将面团中的淀粉转化为葡萄糖，进而发酵产生二氧化碳，使面团膨胀松软。
此外，还有其他一些酶被用于改善面团的加工性能和质地。
2. 乳制品加工：在乳制品加工中，生物酶主要用于奶酪和酸奶的制作。
比如，利用凝乳酶催化牛乳中的蛋白质，使其凝结成块状，从而制成奶酪。
而对于酸奶的制作，乳酸菌中的乳酸酶催化乳糖生成乳酸，使得奶制品呈酸性。
3. 酒精酿造：在酒精酿造过程中，酵母通过发酵作用将糖类转化为酒精和二氧化碳。
该过程中的酶主要有两类，一类是糖化酶，用于将淀粉分解为可发酵的糖类；另一类是酒精脱氢酶，用于催化糖类转化为酒精。
二、医药工业中的应用1. 药物生产：生物酶技术在医药工业中扮演着至关重要的角色。
许多药物的制造均依赖于生物酶的催化作用。
例如，青霉素生产中的青霉素酶、溶栓药物生产中的纤溶酶等。
这些酶能够高效地转化底物，提高药物的产量和纯度。
2. 诊断试剂制备：生物酶在医学诊断领域的应用也十分广泛。
例如，葡萄糖氧化酶被用于血糖监测试纸的制备，乳酸脱氢酶用于血液酸碱平衡的检测。
这些酶能够将底物转化为被测物质，并通过测定产物的含量来实现诊断。
三、环保工业中的应用1. 污水处理：生物酶技术在污水处理中起到了重要的作用。
通过添加合适的酶类，能够加速有机物的降解，减少废水中的有机物含量，从而达到净化水质的目的。
此外，在油污染处理中，脂肪酶可催化油脂的降解，促进油污的清除。
2. 生物能源生产：生物酶在生物能源领域具有广泛应用前景。
生物化学在生物催化与工业生产中的应用
生物化学在生物催化与工业生产中的应用生物催化，即利用生物催化剂进行化学反应，是一种绿色、高效的化学合成方法。
生物化学在生物催化与工业生产中有着广泛的应用，本文将从酶的发现与性质、生物催化的原理与优势、生物化学在工业生产中的具体应用等方面进行探讨。
1. 酶的发现与性质酶是一种催化剂，由蛋白质组成，具有高效、选择性和特异性等特点。
酶的发现始于19世纪末的生物化学实验中，研究人员发现某些生物可以加速化学反应的进行，进而发现了酶的存在。
酶可以在较低的温度和压力下催化化学反应，因此被广泛应用于生物催化与工业生产领域。
2. 生物催化的原理与优势生物催化利用酶作为催化剂可以加速化学反应的进行，其原理是酶与底物结合形成酶-底物复合物，通过接触面积增大和活性位点提供等方式，促进底物的转化。
相比于传统的化学催化方法，生物催化具有以下优势：2.1 高效性：酶具有高效催化能力，可以在相对较低的温度和压力下加速反应速率，降低能量消耗和成本。
2.2 选择性：酶可以通过调整底物结构和活性位点来实现高度选择性，产物的纯度和产率都会得到提高。
2.3 可再生性：酶可以通过提取自生物体，进行反复使用，具有较高的可再生性和环境友好性。
3. 生物化学在工业生产中的应用生物催化在工业生产中有着广泛的应用，尤其是在药物合成、食品加工和能源转化等领域。
以下是一些具体的应用案例：3.1 药物合成：生物催化在药物合成中被广泛应用。
例如，通过酶的催化作用可以合成抗生素、激素和酶抑制剂等药物，提高产物的纯度和产量。
3.2 食品加工：生物催化在食品加工中具有重要的应用价值。
例如，利用酶可以加速食品发酵过程，提高产品的口感和品质。
3.3 能源转化：生物催化在能源转化领域也有着广泛的应用。
例如，通过酶的催化作用可以提高生物柴油和乙醇等生物燃料的产率和质量。
总结起来，生物化学在生物催化与工业生产中的应用具有重要的意义。
酶作为一种高效、选择性和可再生的催化剂，可以广泛应用于药物合成、食品加工和能源转化等领域。
生物催化技术
生物催化技术生物催化技术是一种利用酶或微生物进行化学反应的技术，具有高效、特异性和环境友好等特点。
在过去几十年里，生物催化技术在农业、医药、食品和能源工业等领域得到了广泛应用。
本文将介绍生物催化技术的原理、应用和发展前景。
一、原理生物催化是通过酶或微生物催化剂，促进化学反应的进行。
生物催化剂通常是酶或微生物细胞，它们具有高度特异性和选择性，可以在较温和的条件下催化多种化学反应。
酶作为一种特殊的蛋白质，可以催化底物的转化，降低活化能，加速反应速率。
微生物中的酶和细胞也可以发挥类似的作用。
通过调整反应条件和选择合适的生物催化剂，可以实现对特定反应的高效催化。
二、应用1. 农业领域在农业领域，生物催化技术被广泛应用于生物农药、生物肥料和转基因作物的生产。
利用生物催化技术，可以高效合成生物农药，如杀虫剂、杀菌剂和除草剂，减少对环境的污染和对农作物的损害。
同时，生物催化技术在生物肥料的生产中也发挥着重要作用，可以提高农作物的产量和品质。
此外，利用生物催化技术还可以改良作物基因，培育出对病虫害抗性更强的转基因作物。
2. 医药领域在医药领域，生物催化技术可以用于药物合成和药物代谢研究。
通过选择合适的酶催化剂，可以合成出高效、低毒的药物。
此外，生物催化技术还可以用于药物代谢的研究，帮助科学家了解药物在体内的代谢途径和药效。
这些研究对于新药的开发和治疗方案的优化具有重要意义。
3. 食品领域在食品领域，生物催化技术被广泛应用于食品添加剂的生产和食品质量的改善。
通过生物催化技术可以高效合成食品添加剂，如酶制剂和调味剂，提高食品的加工效率和质量。
此外，生物催化技术还可以用于食品中有害物质的降解和营养物质的添加，帮助食品行业提高产品的安全性和营养价值。
4. 能源领域在能源领域，生物催化技术可以用于生物燃料的生产和废弃物的处理。
通过利用酶或微生物催化剂，可以将生物质转化为可再生的生物燃料，如生物乙醇和生物柴油，减少对化石燃料的依赖和对环境的污染。
生物技术的工业应用生物催化生物材料与生物能源
生物技术的工业应用生物催化生物材料与生物能源生物技术在工业领域的应用越来越广泛，其中生物催化、生物材料和生物能源是生物技术的三大重要应用领域。
本文将分别介绍这三个领域在工业应用中的相关情况。
一、生物催化生物催化是利用酶、细胞或细胞内的酶系统来促进化学反应的一种技术。
它在工业生产中有着广泛的应用，例如在制药业中，利用酶催化可以实现高效合成药物和精细化合物的生产。
另外，生物催化还能用于生态友好型合成，减少化学催化剂的使用，降低环境污染。
在食品工业中，生物催化也发挥着重要作用。
酶催化技术能够提高食品加工中的反应速率和效率，如在产酸和酿造过程中，利用酵母菌和其他微生物进行发酵。
此外，生物催化也在食品饮料的添加剂研发中起到了重要的作用。
二、生物材料生物材料是指来源于天然生物的有机或无机物质，广泛应用于医疗、工程和农业领域。
其中，生物医用材料是最为重要的一类。
生物医用材料具有良好的生物相容性和可降解性，可用于修复、替代人体组织和器官。
例如，可降解的聚合物材料可用于缝合线、骨钉和人工关节等医疗器械。
此外，生物材料在生物工程领域也有广泛应用。
如利用纳米技术制备的生物聚合物材料，可以用于组织工程、药物输送和基因治疗等方面。
生物材料的开发和应用为工业生产和医疗领域带来了巨大的发展潜力。
三、生物能源生物能源是指利用生物质资源转化为可再生能源的过程。
生物质资源广泛存在于植物、动物和微生物中，如农作物秸秆、木材、沼气等。
生物能源的开发利用对于能源安全和环境保护意义重大。
生物能源的应用涵盖了燃料、电力和热能等诸多领域。
例如，生物质能可用于替代传统石油和煤炭作为燃料，以减少对化石能源的依赖。
生物质燃烧产生的余热还可用于发电和供热。
生物能源的开发利用不仅减少了温室气体排放，还促进了农业废弃物的综合利用和资源循环利用。
综上所述，生物技术在工业应用中的生物催化、生物材料和生物能源方面发挥着重要作用。
随着生物技术的不断发展，这些领域将会有更广阔的发展前景。
生物催化技术在制药工业中的应用
生物催化技术在制药工业中的应用生物催化技术是一种利用生物体或生物体内的酶催化某些化学反应的技术，被广泛应用于制药工业中。
与传统的化学合成方法相比，生物催化技术具有选择性高、效率高、环境友好等优点，已成为制药工业中的重要技术手段。
一、生物催化技术的优势1.1 选择性高：生物催化技术可以高效、选择性地转化特定的底物，不需要繁琐的后处理过程。
而传统的化学合成方法常常需要大量的化学试剂、溶剂以及反应条件的调整，且常常会产生不必要的副产物，导致后处理和纯化困难。
1.2 效率高：生物催化技术可以在较温和的条件下进行反应，而无需高温高压等条件，也无需消耗过多的能量。
同时，生物体内的酶通常具有高催化速率和高稳定性，可以加速反应速度，提高反应效率。
1.3 环境友好：生物催化技术不需要使用有机溶剂、有毒试剂等有害物质，也不需要产生大量的废弃物，对环境的影响较小。
同时，该技术也可以减少对化学合成反应的需求，进一步减少了化学废弃物的产生。
1.4 节约成本：生物催化技术的原料一般都是廉价的天然或化学合成的底物，酶催化可以在温和的条件下完成反应，从而降低了能源消耗和生产成本。
此外，由于该技术具有高效性和选择性，可以减少反应过程中的废料和杂质等不必要的物质，降低了纯化和处理过程的成本。
二、生物催化技术在制药工业中的应用2.1 生物合成药物生物催化技术可以利用生物体内的酶催化底物转化为药物分子，从而实现对药物的合成。
例如，聚酰胺酶可以将特定的氨基酸连接成多肽链，从而合成多肽类药物。
其优点在于不必合成极为复杂的非天然肽键，减少了后处理和纯化环节，同时还可以提高产率和纯度。
2.2 酶促药物代谢生物催化技术可以利用酶催化底物的代谢，从而实现对药物代谢产物的高效合成。
例如，氧化酶可以用于药物的代谢产物中活性较高的羟基化反应，从而实现对药物代谢产物的合成。
该技术可以提高产率和选择性，有望在药物代谢产物制备中得到广泛应用。
2.3 生物体外糖化反应生物催化技术可以利用生物体内的糖酵素来进行生物体外糖化反应，从而实现对于特定糖分子的合成。
工业催化原理第八单元生物催化基础及过程
生物催化的优点和应用
1 高效能
酶具有高催化效率，能在温和条件下加速反 应速率。
2 高选择性
酶能选择性催化特定底物，减少或避免副反 应的发生。
3 绿色生产
生物催化不需要高温ຫໍສະໝຸດ 高压等条件，减少能 耗和环境污染，符合可持续发展的原则。
4 应用广泛
生物催化在制药、化工、食品等领域都有重 要应用，如生物基质合成、生物制药等。
酶的产生和提取
1
产生
酶可以通过发酵、基因工程等方法从生物体内产生。
2
提取
酶可以通过离心、超滤等方法从生物体内提取。
3
纯化
提取的酶可以通过层析、电泳等方法进行纯化。
酶的测定和评价
酶的活性可以通过测定底物转化速率、酶抑制剂浓度和酶动力学参数等来评价。
酶的结构和功能
酶是生物催化的核心，由氨基酸组成。酶的结构和活性位点决定了其催化性 能，如催化特定底物和产生特定产物。
酶的分类
氧化还原酶
催化氧化还原反应，如过氧化氢酶
复分解酶
催化复分解反应，如DNA酶
水解酶
催化底物的水解反应，如淀粉酶
类酶
具有催化活性但非蛋白质，如核酸酶P
酶的活性和稳定性
酶的活性受温度、pH值、底物浓度和抑制剂等因素影响。酶的稳定性与酶的 结构和环境条件有关，如温度、pH值和储存方式。
工业催化原理第八单元生 物催化基础及过程
工业催化原理第八单元生物催化基础及过程 PPT大纲：
什么是生物催化？
生物催化是利用生物催化剂（酶）在温和条件下催化化学反应的过程。它能提高反应速率和产物纯度，并减少 副反应和污染物的生成。
生物催化和化学催化的区别
生物催化利用天然酶作为催化剂，具有高效、高选择性、温和的特点；化学 催化则使用无机或有机化合物作为催化剂，需要更严苛的条件。
生物催化技术在工业中的应用前景
生物催化技术在工业中的应用前景生物催化技术是一种利用酶催化合成反应的技术。
酶是一种生物催化剂，在生物体内具有重要的催化作用。
酶的优势在于其在反应中起到催化作用，在反应完成后可以得到纯净的产物。
同时，生物催化技术还具有高效、环保、温和的特点。
因此，生物催化技术在工业中的应用前景非常广阔。
一、生物催化技术在制药工业中的应用生物催化技术在制药工业中的应用非常广泛，其中最为常见的应用是利用酶催化合成反应制备药物。
酶催化合成反应可以提高产品的产量和纯度，并且可以有效地控制反应过程中的选择性和反应速率。
生物催化技术还可以用于制备具有高药效和低毒性的新药，并能够有效地解决药物不良反应的问题。
二、生物催化技术在食品工业中的应用生物催化技术在食品工业中的应用也非常广泛。
例如，利用酶催化工艺可以在食品中添加多种功能性成分，例如可溶性纤维、多肽、氨基酸等。
同时，利用酶还可以提高面包、蛋糕等食品中的发酵效率，并且可以使其更具有营养价值和口感。
三、生物催化技术在石化工业中的应用生物催化技术在石化工业中的应用主要是利用微生物催化工艺来生产生物燃料和可降解塑料。
利用微生物催化工艺可以将植物油、玉米淀粉等可再生资源转化为生物燃料和可降解塑料。
此外，生物催化技术还可以在石油炼制过程中应用，例如利用酶催化合成反应可以提高石油的转化率和产品质量。
四、生物催化技术在制浆造纸工业中的应用生物催化技术在制浆造纸工业中的应用主要是利用酶对甘纳纤维等天然纤维进行去色、脱硬、疏松等处理。
酶催化处理可以使得纤维更加柔软、易于加工，同时还可以大幅减少浆料的化学药品用量和环境污染。
五、生物催化技术在制药、化工等工业中的经济效益生物催化技术在制药、化工等工业中的经济效益非常明显。
首先，生物催化技术可以大幅节省化学药品用量，从而降低生产成本。
其次，生物催化技术可以大幅提高反应产率和纯度，从而提高生产效率和产品质量。
最后，生物催化技术具有良好的可持续性和环保性，可以实现经济效益与社会效益的双赢。
生物催化技术在化学产业中的应用
生物催化技术在化学产业中的应用随着科技的不断进步，生物催化技术在化学产业中的应用越来越广泛。
生物催化是利用酶作为催化剂来加速反应速度的一种技术。
这种催化技术具有优异的特点，在化学合成、生物医药、食品工业等领域可以广泛应用。
一、生物催化技术的原理生物催化技术的原理是利用生物酶催化反应，酶是一种大分子化合物，在催化作用时不会被消耗掉，而是可以再次利用。
这种催化技术具有反应速度快、选择性高、对环境友好等优点。
生物催化技术的主要催化剂是酶，这种催化剂可以在温和的条件下加速反应速度。
而且相比于化学催化剂，生物催化剂不会产生副反应，催化过程中还会生成较少的废物，因此对环境影响较小。
二、生物催化技术在生物医药领域的应用在生物医药领域，生物催化技术具有广泛的应用。
酶可以用于生产抗生素、激素和维生素等生物活性剂，也可以用于制造精细化学品，如化学中间体和农药等。
此外，酶还可以用于合成具有治疗作用的新型药物。
生物催化技术在制药方面的应用已经得到广泛的认可。
例如，纤溶酶是一种抗血栓活性物质，可以用于治疗心脑血管疾病，广泛应用于医药领域。
此外，一些复杂的药物如包括人源尿激酶的利妥昔单抗和转移酶抑制剂的重组酶制剂等也利用生物催化技术制造。
三、生物催化技术在化学合成领域的应用在化学合成领域，生物催化技术也发挥着重要的作用。
例如，天然合成的化合物就包括药物、天然产物、香料和食品添加剂等。
生物催化技术可以用于生产合成食味剂、活性物质和特殊化学用品等。
例如，氨基酸、糖、酸和酯等可通过生物催化技术生产。
在实际应用中，生物催化技术可有效地提高反应的效率和选择性。
同时，生物催化技术也可以产生一些具有更好化学性质的化合物，例如，具有优良防腐性能的聚醚多酮。
四、生物催化技术在食品工业中的应用在食品工业中，生物催化技术被广泛应用于增强产品成分、改善口感、颜色和质地等。
例如，乳酸菌用于发酵乳制品和酿造乳酸饮品。
在调味品中，蛋白质酶和淀粉酶可以用于改变食品口感和颜色。
生物催化技术及其在化学领域的应用
生物催化技术及其在化学领域的应用生物催化技术早在19世纪末就被人们所发现，并在20世纪初不断得到完善与发展。
它可以利用生物体内的酶来加快化学反应，达到“绿色催化”的效果，成为化学合成领域的催化化学一大热门。
生物催化技术可以对物质进行对映选择性的转化，提高化学反应的效率，产率及自发性，大大减少了处理废弃物和副产物的成本。
生物催化技术在制药、化工和食品工业中应用广泛，其中在制药中的应用较为突出。
在药物制备中，大多数有机合成过程需要应用至少一种催化剂来引发所需反应。
而生物催化技术的结构特殊，能够有效地水解、转化和构建化学键，同时也可以引发或加速药物交换等过程，且在合成过程中所产生的废品可以很容易地由自然界中存在的微生物种群分解并清除。
在药物生产中，生物催化技术的应用包括：合成肠溶硬胶囊、改进阿司匹林生产工艺、生产几内亚脉白素以及洛美沙星等抗生素。
这些药物中，肠溶硬胶囊需要用护肝药物来防止胃酸和胆盐的破坏，而阿司匹林的生产需要对叔酸进行乙酰化。
生物催化技术的运用可以避免环境中产生的二氧化碳、水固定并产生废物，同时提高了聚合物的生物分解能力。
在化学领域中，生物催化技术也有很好的运用前景。
由于该技术的反应条件较为温和、废物产生较少且无污染，因此可以为化学工业可持续化地发展提供有力的支持。
利用工程化学方法与微生物技术的结合，甚至可以从废弃物中回收有机物质，减少对环境污染的影响。
此外，在饮料工业中，生物催化技术也有着广泛的应用。
以啤酒和牛奶酸为例，生物催化技术可以在制造过程中进行浓缩、扩增或纯化，从而提高产品的品质和生产效率。
与传统制造工艺相比，使用生物催化技术不但能够产生更少的废物，同时还能够减少排放的氮氧化物和硫化物等污染物的数量。
生物催化技术在能源开发领域也有着广泛的应用。
例如，通过生物催化技术可以生产生物酯，以替代石化产品，可以减轻环境的负担，并能有效地使用可再生的食品和工业废渣，提高对资源的利用效率。
生物催化剂在工业生产中的应用
生物催化剂在工业生产中的应用近年来，生物催化剂在工业生产中的应用逐渐得到了广泛关注。
生物催化剂是指利用生物酶或微生物来催化化学反应的一种技术。
与传统的化学合成方法相比，生物催化剂具有许多优势，包括高效、环境友好和可再生等。
本文将重点讨论生物催化剂在工业生产中的应用，并探讨其潜力和未来发展方向。
首先，生物催化剂在制药工业中的应用已经取得了巨大的成功。
许多药物合成过程依赖于复杂的有机合成反应，需要使用高温、高压和有毒的化学试剂。
而生物催化剂可以在温和的条件下催化这些反应，不仅提高了合成效率，还降低了环境污染和工作人员的健康风险。
例如，利用生物催化剂来合成药物原料，可以减少废物的生成并提高产率，从而降低生产成本。
此外，生物催化剂还可以实现对不对称合成的控制，提高合成产物的药理活性和选择性。
其次，生物催化剂在食品工业中也有广泛的应用。
许多食品的生产过程中需要进行酶解、脱色、发酵等反应。
传统的方法往往需要使用大量的化学试剂和能源，而生物催化剂的运用可以在较低的温度和压力下完成这些反应。
例如，利用生物催化剂可以将淀粉转化为葡萄糖，用于酒精发酵过程；还可以将脂肪酸转化为香味化合物，用于食品调料的生产。
这些应用不仅提高了食品生产的效率，还改善了产品的品质和口感。
此外，生物催化剂在能源生产领域也有巨大的潜力。
随着能源需求的不断增长和环境污染的加剧，寻找可再生能源的路径变得越发迫切。
利用生物催化剂来转化可再生原料，如生物质和废弃物，可以生产生物燃料和可再生化学品。
例如，利用生物催化剂可以将纤维素转化为乙醇和生物气体，用于替代传统的石油燃料。
此外，生物催化剂还可以将二氧化碳转化为有机物，通过光合作用和发酵的方式实现太阳能的高效利用。
然而，生物催化剂在工业应用中还存在一些挑战。
首先，优化催化剂的稳定性和活性是一个关键问题。
酶和微生物催化剂在高温、高压和酸碱条件下容易失活，限制了它们在特定工业条件下的应用。
因此，研发更稳定和高活性的生物催化剂是一个重要的研究方向。
生物催化在化工中的应用前景
生物催化在化工中的应用前景在当今化工领域，生物催化正逐渐崭露头角，展现出广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对可持续发展的追求，生物催化作为一种绿色、高效的技术手段，正为化工行业带来前所未有的变革。
生物催化，简单来说，就是利用生物体内的酶或微生物细胞来加速化学反应的过程。
与传统的化学催化方法相比，生物催化具有许多显著的优势。
首先，生物催化剂通常具有极高的选择性和特异性。
这意味着它们能够精准地作用于特定的底物，生成特定的产物，大大减少了副反应的发生，提高了反应的效率和纯度。
例如，在制药行业中，通过生物催化合成药物中间体，可以获得高纯度的产物，降低后续分离和提纯的成本。
其次，生物催化反应通常在温和的条件下进行，如常温、常压和近中性的 pH 值。
这与传统化学催化中常常需要高温、高压和强酸强碱等苛刻条件形成了鲜明对比。
温和的反应条件不仅降低了能源消耗和设备投资，还减少了对环境的压力。
同时，也使得一些在传统化学催化中难以实现的反应能够顺利进行。
再者，生物催化剂来源广泛。
酶可以从各种生物体内提取，如微生物、植物和动物。
而且，随着生物技术的发展，通过基因工程和蛋白质工程等手段，可以对酶进行改造和优化，使其性能更加符合工业生产的需求。
微生物细胞作为另一种生物催化剂，具有自我复制和更新的能力，能够持续地进行催化反应，降低了催化剂的成本。
在化工领域的各个方面，生物催化都有着广泛的应用。
在有机合成领域，生物催化可以用于合成各种精细化学品，如手性化合物、药物中间体等。
手性化合物在药物研发中具有重要意义，因为不同手性的化合物可能具有截然不同的生物活性。
生物催化能够高效地合成特定手性的化合物，为药物研发提供了有力的支持。
在生物能源领域，生物催化也发挥着关键作用。
例如，利用酶将生物质转化为生物燃料，如生物乙醇和生物柴油。
与传统的化石能源相比，生物燃料具有可再生、低碳排放等优点，对于缓解能源危机和环境问题具有重要意义。
在环境保护方面，生物催化可以用于处理工业废水和废气。
生物催化剂制备与应用技术
生物催化剂制备与应用技术生物催化剂是一种能够增强化学反应速率的酶，催化剂在许多工业过程中都得到了广泛的应用，但是化学催化剂的使用存在一些问题，如不可逆、选择性较差、催化反应条件限制等等。
相比之下，生物催化剂的使用更加环保、选择性更好、催化反应条件也更加宽松。
生物催化剂的应用逐渐受到人们的关注，并被广泛地应用于制药、化工等行业。
一、生物催化剂的制备技术生物催化剂的制备通常可以通过发酵或者分离纯化获得。
随着制备技术的发展，越来越多的新型生物催化剂逐渐出现。
1. 发酵法制备生物催化剂发酵法是通过培养含有催化剂的微生物，利用其生长代谢产生可以催化反应的酶。
常见的生物催化剂制备方法包括：单一菌种法、未鉴定菌群法、多菌种复合法等。
其中，单一菌种法是利用单一菌种发酵制备生物催化剂，生产周期较短，制备的催化剂相对纯度也较高。
未鉴定菌群法则是利用环境污染物等含有多种未知菌群的复杂基质培养催化剂。
多菌种复合法是利用不同菌种的优势掺混发酵，获得催化剂。
这些方法的优点在于可以根据需要选择最合适的催化剂，并且具有稳定性和环保性。
2. 分离纯化法制备生物催化剂分离纯化法是将含有催化剂的微生物进行分离、提纯后得到纯化的催化剂。
该方法制备的催化剂精度较高。
但由于制备过程较为复杂，所以生产成本较高。
二、生物催化剂的应用技术生物催化剂可以应用于制药、化工、食品等多个领域，以下是一些应用案例。
1. 制药领域生物催化剂已经广泛应用于制药行业，能够显著提高制药过程的效率和纯度。
例如，利用脂肪酸酯酶甲酯化技术可以制备出甲酸甲酯等催化剂，用于合成阿托伐他汀等抗胆固醇药物。
2. 化工领域在化工行业中，生物催化剂普遍应用于有机化学合成，提高化学反应的效率和降低其对环境的负荷。
例如，使用氨基酸脱氨酶催化谷氨酸制备鸟嘌呤，以及一些生物降解过程等。
3. 食品领域利用生物催化剂可以制备出更高品质的食品。
例如，利用酶技术制作脱脂大豆蛋白、乳酸发酵等食品，也可以用酶提取出酵母菌蛋白等功能性蛋白。
生物催化在制药工业中的应用
生物催化在制药工业中的应用生物催化是一种利用生物体及其产物进行催化反应的过程。
生物催化技术不仅具有高效性、绿色环保等优点，而且可以实现高度特异性的反应，这些优点为其在制药工业中的应用提供了广阔的发展前景。
本文将介绍生物催化在制药工业中的应用现状及其前景。
一、生物催化制备药物前景广阔1.优点生物催化的主要优点是其对底物高度特异性的选择能力和非常快速的反应速率。
在传统石化合成工艺中，反应机制往往是基于传统的有机合成方法，可能需要高温或特殊化学条件下进行高压反应，而这些条件会对底物的化学结构造成巨大的破坏。
相反，生物催化技术的优越性体现在其所使用的酶是高度选择性的，可以在常温下进行反应，不会破坏底物的化学结构。
这种反应机制确保了生物催化制备药物的数据一致性、纯度和药物安全性的稳定性。
此外，整个过程无需使用可燃、易爆的化学试剂，降低了环境和生物安全的风险。
2.应用生物催化技术在制药工业中有着广泛的应用，其中最具代表性的是抗生素的合成。
抗生素是一种可以抑制或杀死细菌的药物，其种类很多，对于细胞壁、核酸合成、蛋白质合成等都有不同的抑制作用。
在抗生素的合成中，生物催化技术的应用显得尤为重要。
生物催化不仅减少了有机化学反应中难以控制的副反应，还可以实现更好的立体选择性反应。
传统的石化反应技术在制备抗生素时需涉及单纯杂交化学反应，其产生的化学副产品及危险废弃物极易危及环境与人体健康，尤其在动物实验中更需要避免这些因素。
因此，生物催化技术被广泛应用于抗生素合成反应中。
二、生物催化在合成底物方面的优势1.提高合成效率生物催化不仅可以提高制药生产中的药物纯度，还可以提高制造的底物和助剂的纯度。
生物催化技术的高效率和狭窄的催化反应条件使其具有处理高底物浓度的能力，这可以大大提高反应速率、减少底物使用量和生产时间。
2.降低废弃物产生生产过程中产生的废弃物是一项严峻的环保问题。
化学生产常常通过堆填、焚烧、储存等方式来处理废弃物。
生物催化剂在工业中的应用
生物催化剂在工业中的应用生物催化剂是一种生物学的酶或细胞，它们可以在化学反应中起到催化作用，是有机合成生产的广泛应用。
生物催化技术与常规化学合成相比，具有绿色、高效和低成本等优点。
在生物医药、化工、食品、环保等领域中都有应用。
本文将点滴阐述生物催化剂在工业中的应用和未来发展趋势。
一、生物催化剂的基本概念生物催化技术作为一种生物技术，主要是通过催化剂，选择性的促进化学反应进行。
生物催化技术是产业化过程中的一种新技术，可以通过酶的高效催化作用，使得过程中的反应速度提高，反应温度和压力下降，最终达到降低产品成本、提高产品纯度和改善环境等目的。
二、 1. 生物药品合成生物催化技术在生物药品领域中应用广泛。
比如，从酵母、细菌、真菌、哺乳动物等生物系统中提取或复制蛋白质，可以大量生产生物药品。
生物催化剂的应用可以提高生产效率并降低成本，同时还可以避免化学合成过程中产生的副反应，提高产品质量和纯度。
2. 化学反应催化生物催化技术在有机合成领域中也得到了广泛的应用，如生产药物、合成香料等。
同时，它被应用于有机反应中，以有机物为底物，利用酶这种催化剂实现对化学结构的修饰、合成等反应，而制得具有特定特性的产物。
比如，在可控制条件下，利用生物催化可以实现反应底物的高效转换和转化产物的选择性，可以避免不必要的废物产生，同时还可以提高产物的合成量和质量。
3. 食品、饮料工业在食品和饮料行业，生物催化技术被广泛应用于制作酒类、酸奶、面包和其他生物合成食品。
常见的应用是利用发酵的原理，利用食品中存在的微生物来生产某种食品，如啤酒、葡萄酒等，使得食品加工的成本低，生产过程不需要大量的能源和化学药剂。
三、生物催化剂发展趋势随着世界经济的不断发展，生物催化技术正不断成为一个热门研究领域。
未来，生物催化技术将会有以下几个方面的发展：1. 前沿技术的推广应用：如基因编辑技术、高通量筛选技术在生物催化中的应用将会得到广泛推广。
2. 研究方向：发展更多适用于生产领域的酶，如优化性质的酶、多用途酶等。
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林章凛，曹竹安，邢新会，刘 铮
(清华大学 化工系生物化学工程研究所，北京 100084
摘 要:以蛋白质酶的工程应用为核心的工业生物催化枝术，被认为是生物技术继生物医药和转奏因植物之后的
(1)newtoolsforenzymeengineeringsuchasdirectedevolution,whichmakeitpossibletotailorenzymesfor
industrialuses;and(2)thegerromicsandproteomicsresearch,whichhasprovideahugerepertoireofen-
第三次浪潮。它的发展与应用将对人类的工业化学过程带来根本的变革。工业生物催化的兴起与以下的两个关
健技术因素有密切的关乎:(1)蛋白质定向进化技术的出现，(2)基因组学和蛋白质组学的发展。探讨了工业生粉
催化技术的现状和发展趋势，并对衷国如何发展该领城的基础和应用研究提出一些见解。
12 ChineseJournalofBioprocessEngineering 2003年5月
工业生物催化技术
Abstract:Biocatalysis,theuseofenzymesinindustrialprocesses,is ideredthethudwaveofbiotechnol-
revol
一。当前，化学工业的发展面临着两个巨大的挑战: (2)传统的化学工业过程的低效与污染问题急
(1)现代的化工很大程度上是以石油的加工为 需解决。自然界的化学过程的核心是“蛋白质酶”的
主，随着石油等不可再生资源的日趋紧张，应及时开 催化，其过程高效温和，与环境兼容。而人类开发的
收稿日期:2003-03-24
基金项目:清华大学“百人计划”基金
作者简介:林幸凉(1967-)男，福建人，化学工租学士(清华大学,1990)，分子生物学博士(美国马里兰大学,1946),清华大学“百人计划”
引进人才，化工系教授，博士生手师，中国生物工程学会工业生物技术专业委负会委员。研究方向为蛋白质分子定向进化方法基础及其
本处于同一起跑点，积极发展该领域的研究，对在国 定向进化技术临iectedevolution)，提供了一个有效的
际上抢占学科制高点和对我国的经济及社会发展都 对自然界的蛋白质酶按人类的意愿进行“再进化”的
有极为深远的意义。有愈来愈多的迹象表明，工业 技术手段(enablingtechnology)，使其适应工业条件。
工业生物催化技术.txt2机会靠自己争取，命运需自己把握，生活是自己的五线谱，威慑呢们不亲自演奏好它？----------------------- 页面 1-----------------------
May2003 生 肠 加 工 过 程 第1卷第1期
基因
破口，就能在该领域实现跨越发展。
要做的工作，包含如下三个方面:(l)科学与技 随机突变或
化学催化剂，对人类的工业化学过程进行根本的变 刻的变革。
革，是可持续发展的一个重要趋势。 人们对蛋白质酶的工程应用，已有数十年的期
欧美日已不同程度的制定出在今后数十年内 待。但成功的例子并不多。原因在于长期未解决的
用”绿色的生物过程取代化学过程的战略计划。其 ~州、瓶颈问题:自然界的酶，都是在特定的生物体的
中，一份美国的21世纪发展规划中提出，到2024 条件下进化而来的。当这些酶被用到条件迥然不同
年，通过生物催化技术，化学工业的原料消耗、水资 的工业过程中时，往往稳定性、活性、或溶液的兼容性
的应用。由于生物催化剂的温和的条件，高效性和
几代 ‘.......
应用(dewted-deaderevoletiam)、生物催化与转化(braftlyeisendbiommsf-tim).
万方数据
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2003年5月 林章凛等:工业生物催化技术
zymesaswellasnewbiosyntheticroutes.Currentstatusanddevelopmenttrendsinbiocatalysisarereviewedin
thisreport,alongwithseveralstrategicrecommendationsforthisimportantareaofR&DinChina.
Keywords:biocatalysis;enzymeengineering;directedevolution;genomics;proteomics
无论是发达国家还是我国，与化学相关的工业 高，这对国民经济结构的改良与社会发展有重要的
(广义的化学工业)都是国民经济omedicineandtransgenicplants).Ithasthepotentialto utionizethetraditionalchemistry一
relatedindustries.Therapidadvanceinbiocatalysissincehate1990'6hasbeendriven场twocriticalfactors:
关健词:工业生物催化;生物转化;定向进化;基因组学;蛋白质组学
中图分类号:0814.2 文献标识码:A 文章编号:1672一3678(2003)01一0012一05
Industrialbiocatalysis
导向的结合;(3)对政府在战略层面的大力游说和推 一 一今E-一一一一一一
销，争取政府的前期研究投人和政策倾斜。 一一一一减一一一一一一-一一拟一
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随机杂交
术层面的有效的跨学科的组织;(2)与产业以利润为
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源消耗、能量消耗各降低30%，减少污染物的排放 很差。这使得酶的工业应用的梦想很难实现。但是，
和污染扩散30%[']。人们已在讨论，生物技术是否 酶并非注定的脆弱。只是在一般温和的生物环境下，
将在医药(生物医药，80年代)和农业(植物转基因 酶无需进化到有更强的适应能力而已。近年来，在严
展替代原料的研究。生物可再生原料将可能是一个 工业化学过程则基本依靠人工的化学催化剂来实
必然的选择。同时，对于我国而言，生物可再生原料 现，通常其过程低效耗能耗原料，对环境不友好。模
的利用也将带动整个农业的提升和农民收人的提 仿自然界，以蛋白质酶(生物催化剂)来取代人工的
LINZhang-lin,CAOZhu-an,XINGXin-hui,LIJZheng
(DepartmentofChemicalEngineering,T"onyhuaUniversity,Beijing100084,China)
I工业生物催化的可行性
工业生物催化在上世纪90年代的兴起，与以下
的两个关键技术因素有密切的关系:(l)蛋白质定向
进化技术的出现;(2)基因组学和蛋白质组学的发
展。
工业生物催化的核心是蛋白质酶(生物催化剂) }
改造，90年代)之后，为工业化学过程带来以蛋白质 酷环境下(如深海或高温)分离出的各类菌体及其蛋
酶的工程应用为核心的第三次”革命”。无论是时机 白质酶，充分说明酶可以变得很坚强，在严酷条件下
还是技术基础，我们和发达国家在该领域的研究基 依旧保持稳定性与活性。90年代中期出现的蛋白质
生物催化技术是个处在突破边缘的科技领域，我们 蛋白质酶的工程应用得以迅速地崛起。
只要采取有所为有所不为的策略，选择几个我们确 定向进化技术主要包括以下几步(见图1):
实有需求有优势、影响面广、且带动力量强的重点突