国内外微生物工业发展状况及趋势

国内外微生物工业发展状况及趋势

微生物工业又称发酵工业。通过培养微生物生产各种有用物质的工业。微生物工业起源很早，中国早在公元前22世纪就用发酵法酿酒，但直到1857年才由法国学者巴斯德证明酒类等的发酵由微生物引起。1894年日本的高峰让吉首先利用米曲霉生产酶制剂（高峰淀粉酶）作为消化药物，第二次世界大战期间青霉素投入生产，1956年日本的木下祝郎用发酵法代替盐酸水解面筋法生产谷氨酸，这些对微生物工业的发展起着重要作用。遗传工程的兴起，更使微生物工业进入了一个新的发展阶段。由于微生物具有繁殖迅速、代谢类型多种多样、不需高温高压、能在较短时期内生产出目前化学工业所无法生产的许多产品，所以微生物工业有着广阔的发展远景。

国内外微生物工业发展状况

解放后，我国微生物发酵工业发展迅速，对传统发酵产品的生产技术进行了科学的总结、革新工艺、研究新型发酵设备，不断提高产品质量。在全国范围内先后兴建了许多新型发酵企业和专业研究机构，各高等院校也先后开设了发酵工程专业，培养出大批专业工程技术人才，从事酒精、抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、激素、维生素、核苷酸发酵等方面的研究与生产。我国微生物工业已经迅速发展成为一门新兴工业，但由于起步晚、基础薄弱、条件较差，与世界先进国家相比还存在一定差距。

我国的发酵工业已经为国内十多亿人和国际市场提供了大量的生活必需食品，如调味品、酸味剂、高活性干酵母、淀粉和淀粉糖、有机酸、饲料添加剂等。此外，近十多年来发展成产业化生产的具有特种功能的发酵制品，如低聚糖类、真菌多糖类、糖醇类、活性肽类、微生物制剂以及生物防腐剂等，满足了不同人群的保健需求。以前用化工法，现在用微生物制造发酵法。

发酵中的菌种、酶带动的相关微生物产业的产值有4万亿元人民币左右。微生物产业的发展从上个世纪的中叶到现在发展比较迅速，但跟国际上发达国家相比我国还是有一定的差距，近几年氨基酸和有机酸的发展在世界名列前茅，即便

如此，国外的品牌优势短时期内还无法改变。”

如今，我国的微生物发酵以中小企业为主，有一定规模的企业是500多家，行业特点是品种多、产量比较少；技术含量和专业人才素质比较高。同时，企业受市场波动影响比较大，随着我国能源和粮食的价格变化，发酵企业逐步由山东等沿海区域向东北和西北转移。

工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。事实不断证明，工业微生物技术是可持续发展中最有希望的技术。

随着食品工业生产规模的日益扩大，国外快餐食品的快速发展，有力地促进了添加剂市场的增长，特别是除味精以外的营养性天然鲜味剂增长速度最快。微生物鲜味剂成为发展最快的产业。据最新统计信息表明，全世界鲜味剂市场销售额约12亿美元，其中欧洲市场约3.5亿美元。日本是世界上微生物鲜味剂生产和消费大国。

最近，国外利用纤维废料作为微生物工业的主要原料逐渐引起人们的重视。随着对纤维素水解研究的深入，人们发现取之不尽的纤维素资源代粮发酵生产各种产品和能源物质具有现实意义，且用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质已取得成功。发酵原料的改变正推动着微生物工业的迅速发展，并对解决环境污染问题具有重要意义。

微生物工业的发展前景：

微生物发酵有很大的发展空间。微生物制造是有发展的特点和投资的热点，发展方向比较广，不过在发展过程中的核心技术和资金瓶颈一直困扰着企业。微生物发酵与人民的吃穿息息相关，同时与国家的节能减排大政方针密切联系，与国家的循环经济是分不开的。发酵技术随着时代的发展而不断向前发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且和基因工程技术的结合使它如虎添翼。”

随着生物技术的发展，发酵工程的应用领域也在不断扩大。从细胞生长繁殖、代谢的角度而言，利用发酵工程技术所进行的大规模植物细胞培养，将用于生产一些昂贵的植物化学品；而动物细胞培养所生产的一些蛋白质和多肽类产品将作

为医用激素及抗癌与抗艾滋病的新药物。

发酵原料的更换也将使发酵工程发生重大的变革。2000年以后，由于木质纤维素原料的大量应用，发酵工程将大规模生产通用化学品以及能源。这样，发酵工程变得对人类更为重要。目前还在逐步应用的化工原料前体发酵技术，已使发酵工程成为生产某些化学品的不可替换的手段，诸如色氨酸的前体发酵，长链脂肪烃（13，14正烷烃）发酵等，将使人类大规模应用色氨酸和长链二元酸成为可能。

发酵工程技术在今后10年内的重点发展方向为：基因工程及细胞杂交技术在微生物育种上的应用，将使发酵用菌种达到前所未有的水平；生物反应器技术及生物分离技术的相应进步将消除发酵工业放大的某些神秘特征；由于物理微生物数据库、发酵动力学、发酵传递力学的发展，将使人们能够清楚地描述与使用微生物的适当环境和有关的生物学行为，从而能最佳地、理性化地进行工业发酵设计与生产。

目前，国际范围内微生物工业的研究主要集中在生物能源生物材料和其他的生物基因产品。

极端微生物的研究和应用已成为国际热点，高温DNA聚合酶、碱性酶、碱性纤维素酶、环糊精酶及极端采油菌已在产业上产生了重要影响。极端微生物研究涉及嗜高温菌、嗜低温菌、嗜盐菌、嗜极端pH菌等。嗜高温菌主要应用于食品工业和洗涤剂工业；嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量；嗜盐菌由于在高盐浓度下稳定而被用于含盐体系催化剂。现已筛选出30多属中的70多种嗜高温菌。最近的研究集中在与工业生物催化相关的极端酶的认定上，这些酶包括：酯酶/脂肪酶、糖苷酶、醛缩酶、腈水解酶/酰胺酶、膦酸酯酶、消旋酶等。

世界各国在微生物工业生物技术研发领域，不仅制定了近期及长远的发展规划，还在政策和资金上给予资助。目前工业生物技术的发展趋势有以下特点：(1)传统的以石油为原料的化学工业发生变化，向条件温和、以可再生资源为原料的生物加工过程转移；

(2)利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料，特别是利用生物技术可生产一些用化学方法无法生产或生产成本高以及对环境产生不良影响的新型材料，如丙烯酰胺、壳聚糖等；